Bộ Lưu Trữ và Truy Xuất Dữ Liệu Giao Tiếp Với Máy Tính

Tài liệu nghiên cứu Bộ lưu trữ và truy xuất dữ liệu có giao tiếp với máy tính, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về .

• Đề tài: Bộ Lưu Trữ và Truy Xuất Dữ Liệu Giao Tiếp Với Máy Tính

Mục lục chi tiết

• 1. PHẦN A: CÁC KHÁI NIỆM CỦA VI XỬ LÝ
• 1.1. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
• 1.2. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CẤU TRÚC CỦA VI XỬ LÝ
• 1.2.1. CẤU TRÚC BÊN TRONG CỦA MICROPROCESSOR
• 1.2.2. CÁC LỆNH CỦA MICROPROCESSOR
• 2. PHẦN B: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
• 2.1. GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ KHỐI
• 2.2. THIẾT KẾ BỘ VI XỬ LÝ TRUNG TÂM
• 2.3. THIẾT KẾ BỘ NGUỒN
• 2.4. THIẾT KẾ BỘ NGHẼ
• 2.5. THIẾT KẾ MẠCH GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ
• 2.6. THIẾT KẾ BỘ HIẾN THỊ VÀ BÀN PHÍM
• 2.7. THIẾT KẾ MẠCH GIAO TIẾP VỚI MÁY VI TÍNH
• 3. PHẦN C: THIẾT KẾ PHẦN MỀM
• 3.1. SƠ ĐỒ KHỐI
• 3.2. CHƯƠNG TRÌNH
• 4. PHẦN D: THI CÔNG
• 4.1. THI CÔNG HỆ THỐNG
• 4.2. KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG
• PHỤ LỤC
• P.1. KHẢO SÁT CPU Z80
• P.2. KHẢO SÁT BỘ XUẤT NHẬP SONG SONG (VI MẠCH 8255)
• P.3. KHẢO SÁT BỘ NHỚ
• P.4. KHẢO SÁT VI MẠCH GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ
• P.5. KHẢO SÁT VI MẠCH 8251A

Tóm tắt

I. Toàn cảnh bộ lưu trữ và truy xuất dữ liệu giao tiếp máy tính

Trong kỷ nguyên số, bộ lưu trữ và truy xuất dữ liệu giao tiếp với máy tính đóng vai trò là nền tảng cốt lõi của mọi hệ thống thông tin. Đây không chỉ là nơi cất giữ dữ liệu mà còn là thành phần quyết định hiệu suất và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống. Từ những vi xử lý sơ khai đến các hệ thống máy tính hiện đại, sự phát triển của công nghệ lưu trữ đã trải qua nhiều giai đoạn đột phá. Tài liệu nghiên cứu nền tảng của Nguyễn Hữu Thiện và Trương Phước Lộc (1998) đã nhấn mạnh: 'Vi xử lý là sự kết hợp của hai kỹ thuật công nghệ quan trọng: máy tính dùng kỹ thuật số và các mạch vi điện tử'. Sự kết hợp này đã mở đường cho việc chế tạo các thiết bị ngoại vi chuyên dụng, bao gồm cả các bộ lưu trữ, có khả năng giao tiếp hiệu quả với đơn vị xử lý trung tâm (CPU). Hiểu rõ cấu trúc, nguyên lý hoạt động và các phương thức giao tiếp của những thiết bị này là yêu cầu cơ bản để xây dựng, vận hành và tối ưu hóa bất kỳ hệ thống máy tính nào, từ cá nhân đến doanh nghiệp.

1.1. Lịch sử phát triển của các thiết bị lưu trữ dữ liệu

Lịch sử phát triển của bộ lưu trữ dữ liệu gắn liền với sự tiến hóa của phần cứng máy tính. Những hệ thống sơ khai sử dụng các phương pháp lưu trữ cơ học và từ tính cồng kềnh. Bước ngoặt lớn xảy ra với sự ra đời của công nghệ bán dẫn. Theo nghiên cứu năm 1998, sự phát triển của vi mạch từ LSI (Large Scale Integrated) đến VLSI (Very Large Scale Integrated) đã cho phép tích hợp cấu trúc máy tính vào một IC duy nhất, gọi là vi xử lý. Song song với đó, bộ nhớ cũng được thu nhỏ và tăng tốc. Ổ cứng HDD (Hard Disk Drive) với đĩa từ quay đã trở thành tiêu chuẩn trong nhiều thập kỷ, cung cấp dung lượng lưu trữ lớn với chi phí hợp lý. Sau đó, sự ra đời của ổ cứng SSD (Solid-State Drive) sử dụng bộ nhớ flash đã tạo ra một cuộc cách mạng về tốc độ. Các thiết bị lưu trữ ngoài cũng phát triển mạnh mẽ, từ USB flash drive nhỏ gọn, thẻ nhớ (SD card, microSD) cho các thiết bị di động, đến các ổ cứng di động dung lượng cao, đáp ứng nhu cầu sao lưu và di chuyển dữ liệu linh hoạt.

1.2. Phân biệt khái niệm Lưu trữ Truy xuất và Giao tiếp

Để hiểu rõ về chủ đề, cần phân biệt ba khái niệm cốt lõi. Lưu trữ dữ liệu là quá trình ghi và duy trì thông tin kỹ thuật số trên một phương tiện vật lý hoặc ảo (như lưu trữ đám mây). Truy xuất dữ liệu là quá trình tìm kiếm và lấy lại thông tin đã được lưu trữ để xử lý. Tốc độ của quá trình này, hay tốc độ đọc/ghi dữ liệu, là một chỉ số hiệu năng quan trọng. Cuối cùng, Giao tiếp với máy tính là cơ chế mà bộ lưu trữ dữ liệu kết nối và trao đổi thông tin với CPU và các thành phần khác. Quá trình này được thực hiện thông qua các cổng giao tiếp (USB, Thunderbolt, SATA, NVMe) và các giao thức kết nối tương ứng. Tài liệu gốc đã chỉ rõ, một hệ thống máy tính hoàn chỉnh bao gồm CPU, bộ nhớ và các cổng I/O, tất cả được kết nối qua bus hệ thống. Chính các cổng và giao thức này quyết định tốc độ và hiệu quả của việc truyền tải dữ liệu giữa bộ nhớ và bộ xử lý.

II. Thách thức khi chọn bộ lưu trữ và truy xuất dữ liệu phù hợp

Việc lựa chọn một giải pháp cho bộ lưu trữ và truy xuất dữ liệu giao tiếp với máy tính không hề đơn giản. Người dùng và các nhà quản trị hệ thống phải đối mặt với nhiều thách thức, cân bằng giữa các yếu tố hiệu năng, chi phí, dung lượng và an toàn. Một quyết định sai lầm có thể dẫn đến tình trạng nghẽn cổ chai hệ thống, làm giảm hiệu suất làm việc hoặc tệ hơn là mất mát dữ liệu vĩnh viễn. Thách thức đầu tiên là sự đa dạng của công nghệ, từ ổ cứng HDD truyền thống, ổ cứng SSD tốc độ cao cho đến các giải pháp mạng phức tạp như NAS (Network Attached Storage). Mỗi loại có ưu và nhược điểm riêng. Thêm vào đó, vấn đề bảo mật dữ liệu ngày càng trở nên cấp thiết, đặc biệt với sự gia tăng của các mối đe dọa an ninh mạng. Việc đảm bảo dữ liệu được mã hóa, sao lưu dữ liệu (backup) đầy đủ và có kế hoạch phục hồi dữ liệu (recovery) hiệu quả là những yếu tố không thể bỏ qua khi đánh giá bất kỳ hệ thống lưu trữ nào.

2.1. So sánh hiệu năng giữa ổ cứng SSD và ổ cứng HDD

Cuộc đối đầu kinh điển giữa ổ cứng SSD và ổ cứng HDD là một trong những quyết định quan trọng nhất khi xây dựng máy tính. Ổ cứng HDD hoạt động dựa trên nguyên lý cơ học với đĩa từ quay và đầu đọc/ghi di chuyển. Ưu điểm lớn nhất của nó là cung cấp dung lượng lưu trữ khổng lồ với giá thành rất thấp, phù hợp để lưu trữ các tệp lớn như phim, ảnh, và tài liệu. Tuy nhiên, nhược điểm của HDD là tốc độ đọc/ghi dữ liệu chậm, dễ bị ảnh hưởng bởi va đập vật lý. Ngược lại, ổ cứng SSD sử dụng các chip nhớ flash không có bộ phận chuyển động, giúp truy xuất dữ liệu gần như tức thời. Điều này làm tăng tốc độ khởi động hệ điều hành, tải ứng dụng và sao chép tệp lên nhiều lần so với HDD. Mặc dù giá thành trên mỗi gigabyte cao hơn, độ bền và hiệu năng vượt trội của SSD khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho việc cài đặt hệ điều hành và các phần mềm quan trọng.

2.2. Vấn đề bảo mật dữ liệu trên các thiết bị lưu trữ ngoài

Bảo mật dữ liệu là một thách thức lớn, đặc biệt đối với các thiết bị lưu trữ ngoài như ổ cứng di động hay USB flash drive. Do tính di động cao, các thiết bị này có nguy cơ bị mất cắp hoặc thất lạc, dẫn đến rò rỉ thông tin nhạy cảm. Để đối phó, các giải pháp mã hóa phần cứng và phần mềm đã được phát triển. Mã hóa phần cứng (Hardware Encryption) tích hợp trực tiếp trên thiết bị, mang lại hiệu suất cao và độc lập với hệ điều hành. Trong khi đó, các phần mềm như BitLocker (Windows) hay FileVault (macOS) cung cấp khả năng mã hóa toàn bộ ổ đĩa. Ngoài ra, việc thiết lập mật khẩu, phân quyền truy cập và thực hiện sao lưu dữ liệu (backup) thường xuyên lên một thiết bị khác hoặc lên lưu trữ đám mây là các biện pháp cần thiết để xây dựng một chiến lược bảo vệ dữ liệu toàn diện, đảm bảo an toàn cho thông tin quan trọng.

III. Top các giải pháp lưu trữ và truy xuất dữ liệu hiệu quả

Để đáp ứng các nhu cầu đa dạng, thị trường hiện cung cấp nhiều giải pháp cho bộ lưu trữ và truy xuất dữ liệu giao tiếp với máy tính. Lựa chọn đúng giải pháp không chỉ giúp tối ưu hóa công việc mà còn đảm bảo an toàn và khả năng mở rộng trong tương lai. Đối với người dùng cá nhân, các thiết bị lưu trữ ngoài như ổ cứng di động và USB là lựa chọn phổ biến nhờ sự tiện lợi và chi phí hợp lý. Trong khi đó, các doanh nghiệp và người dùng chuyên nghiệp thường hướng đến các hệ thống phức tạp hơn. Lưu trữ đám mây (cloud storage) mang lại sự linh hoạt, cho phép truy cập dữ liệu từ bất kỳ đâu và dễ dàng chia sẻ. Các hệ thống NAS (Network Attached Storage) lại cung cấp một đám mây riêng tư, cho phép toàn quyền kiểm soát dữ liệu và bảo mật. Hiểu rõ từng giải pháp sẽ giúp đưa ra quyết định đầu tư thông minh và hiệu quả nhất.

3.1. Phân tích thiết bị lưu trữ ngoài Ổ cứng di động và USB

Thiết bị lưu trữ ngoài là công cụ không thể thiếu trong công việc hàng ngày. Ổ cứng di động, về cơ bản là một ổ cứng HDD hoặc SSD được đặt trong một vỏ bảo vệ và kết nối qua cổng giao tiếp USB hoặc Thunderbolt, cung cấp dung lượng lớn để sao lưu dữ liệu (backup) toàn bộ hệ thống hoặc lưu trữ các thư viện tệp lớn. Ngược lại, USB flash drive có kích thước nhỏ gọn, dung lượng thấp hơn nhưng cực kỳ tiện lợi cho việc di chuyển nhanh các tệp tài liệu, bài thuyết trình giữa nhiều máy tính. Khi lựa chọn, cần quan tâm đến tốc độ đọc/ghi dữ liệu (chuẩn USB 3.0 trở lên cho tốc độ cao), độ bền (chọn các mẫu chống sốc, chống nước nếu cần), và các tính năng bảo mật dữ liệu đi kèm.

3.2. Hệ thống lưu trữ qua mạng NAS và SAN cho doanh nghiệp

Với nhu cầu quản lý dữ liệu tập trung và truy cập từ xa, các giải pháp lưu trữ qua mạng là lựa chọn hàng đầu. NAS (Network Attached Storage) là một thiết bị lưu trữ độc lập kết nối vào mạng cục bộ (LAN). Nó hoạt động như một máy chủ tệp chuyên dụng, cho phép nhiều người dùng truy cập, chia sẻ và sao lưu dữ liệu một cách an toàn. NAS rất phù hợp cho gia đình và doanh nghiệp nhỏ. Ở quy mô lớn hơn, SAN (Storage Area Network) cung cấp một mạng tốc độ cao chuyên dụng để kết nối các máy chủ với các thiết bị lưu trữ. SAN cung cấp hiệu năng và khả năng mở rộng vượt trội, thường được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu lớn để quản lý các cơ sở dữ liệu và ứng dụng quan trọng. Cả hai hệ thống này đều là những giải pháp mạnh mẽ cho việc xây dựng một hạ tầng bộ lưu trữ và truy xuất dữ liệu chuyên nghiệp.

IV. Hướng dẫn phương pháp giao tiếp dữ liệu với máy tính

Hiệu quả của một bộ lưu trữ và truy xuất dữ liệu giao tiếp với máy tính không chỉ phụ thuộc vào bản thân thiết bị mà còn ở cách thức nó kết nối và trao đổi thông tin. Các cổng giao tiếp và giao thức kết nối đóng vai trò như những cây cầu, quyết định tốc độ và độ ổn định của luồng dữ liệu. Việc hiểu rõ các chuẩn kết nối như SATA cho ổ cứng trong, USB và Thunderbolt cho thiết bị ngoại vi là rất quan trọng. Bên cạnh đó, hệ thống tệp (file system) như NTFS, exFAT, hay APFS quyết định cách dữ liệu được tổ chức và quản lý trên ổ đĩa, ảnh hưởng đến tính tương thích giữa các hệ điều hành. Cuối cùng, một quy trình quản lý dữ liệu bài bản, bao gồm các bước sao lưu (backup) và phục hồi (recovery), là tấm khiên bảo vệ tài sản số trước mọi rủi ro, đảm bảo tính toàn vẹn và sẵn sàng của thông tin.

4.1. Vai trò của các cổng giao tiếp USB Thunderbolt SATA

Các cổng giao tiếp là thành phần phần cứng máy tính thiết yếu để kết nối bộ lưu trữ dữ liệu với hệ thống. SATA (Serial ATA) là chuẩn giao tiếp chính cho các ổ cứng trong như ổ cứng HDD và SSD 2.5/3.5 inch. Chuẩn SATA III cung cấp băng thông lên tới 6Gbps. Đối với các thiết bị bên ngoài, USB (Universal Serial Bus) là chuẩn phổ biến nhất, với các phiên bản USB 3.1/3.2 và USB-C mang lại tốc độ đọc/ghi dữ liệu cao và sự tiện lợi. Thunderbolt, được phát triển bởi Intel và Apple, là chuẩn cao cấp hơn, cung cấp băng thông cực lớn (lên tới 40Gbps ở Thunderbolt 4), cho phép kết nối nhiều thiết bị hiệu năng cao qua một cổng duy nhất. Bên cạnh đó, NVMe (Non-Volatile Memory Express) là một giao thức kết nối được thiết kế riêng cho ổ cứng SSD, giao tiếp trực tiếp qua khe cắm PCIe, loại bỏ các nút thắt cổ chai và mang lại tốc độ truy xuất vượt trội.

4.2. Quy trình sao lưu backup và phục hồi dữ liệu recovery

Không có bộ lưu trữ dữ liệu nào là an toàn tuyệt đối. Hỏng hóc phần cứng, lỗi phần mềm, tấn công virus hay sai sót của người dùng đều có thể dẫn đến mất dữ liệu. Do đó, việc thiết lập một quy trình sao lưu dữ liệu (backup) là cực kỳ quan trọng. Quy tắc vàng 3-2-1 được khuyến nghị: tạo ít nhất 3 bản sao dữ liệu, lưu trữ trên 2 loại phương tiện khác nhau, và giữ 1 bản sao ở một địa điểm khác (off-site), ví dụ như trên lưu trữ đám mây hoặc một ổ cứng di động cất ở nơi an toàn. Khi sự cố xảy ra, quy trình phục hồi dữ liệu (recovery) sẽ được kích hoạt để khôi phục lại dữ liệu từ bản sao lưu gần nhất, giảm thiểu thời gian gián đoạn và thiệt hại. Các hệ điều hành hiện đại đều tích hợp công cụ sao lưu, giúp tự động hóa quá trình này một cách dễ dàng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BO GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HOC SU’ PHAM KY THUAT THÀNH PHÓ HÒ CHÍ MINH HGMUIIE ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP NGÀNH LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP BỘ LƯU TRỮ VÀ TRUY XUẤT DỮ LIỆU CÓ GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH GVHD: TRÀN SUM SVTH: NGUYÊN HỮU THIỆN TRƯƠNG PHƯỚC LỘC <XLOOO Z7 TP. Hồ Chí Minh, tháng 7/1998 \ FHS. | kdR-o} ĐẠI HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHI MINH 621-3598 ĐẠI HỌC SU PHAM KY THUAT TT 000 N54 4 Tay KHOA: BIEN NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: BỘ LƯU TRỮ VÀ TRUY XUẤT DỮ LIÊU CÓ GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH Chủ nhiệm bộ mòn TRẦN SUM Gite vien hương dẫn: TRẦN SUM Sinh viên thực hiệm: NGUYỄN HỮU THIỆN TRƯƠNG PHƯỚC LỘC Lúp: 94KĐÐĐ3/7 $KL 000 +5 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 7 - 1998 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM _ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc THUẬT KHOA: ĐIỆN NGANH: KY THUAT DILN- ĐIỆN TỬ NHIỆM VỤ LẦM LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP Ho va ten N NGUYEFIO THIÊN TRƯỜNG THƯỚC LỘC khóa jeg — 1998 khoa ĐN Nghành KY THUAT BIEN - ĐIỆN TỬ L> Đầu đề un BỘ LƯU TR VÀ TRUY XUẤT DỮ LIỆU CÓ GIAO TIẾP VỚI MÁY TÍNH tính toán 3 > Nội dung các phần thuyết minh và Theo yin cain wa Ho the 4 > Các bản vẽ và đồ thi ` fpf chon thitt dé bao vd 5 > Gido vi hướng dẫn toàn phần Họ và tên giáo viên hướng dẫn : TRẦN SUM 6 > Ngày giao nhiêm vụ : 2>/ou [42 7 > Ngày hoàn thành nhiêm vụ: — 4/937 43 Giáo viên hướng dẫn "Thông qua bộ môn Ký lên Ngày 22 tháng AE nam 1998 Chủ nhiêm bộ môn \ N _ VY CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do~ Hạnh phúc Tp.Hồ Chí Minh ngày tháng năm 1998 BANG NHAN XÉT LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP Hà và tên sinh viens NGUYEN HOU THIEN PRUONG PHUGE LOC Giáo viên having din) VR AN SUM Gilder NIÊN dUYPE Tên đề tài: NỘ LỮU TRỮ VÀ TRUY XUẤT ĐỮ LIỆU CÓ GIÁO TIẾP VỚI MÁY TÍNH Nhận xét của giáo viên hướng dẫn CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM Độc lập - Tự do- Hạnh phúc a oÓ0----- Tp.Hồ Chí Minh ngày thắng nam 1998 2 BẰNG NHÂN XÉT LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP Mo va ten sink views NGUYEN HOU THIEN TRƯỜNG PHƯỚC LỘC Gide en hiding hdr TRAN SUM Gaiden wien adver lên đề tài BỘ LƯU TRỮ VÀ TRUY XUẤT DỮ LIẾ.U CÓ GIÁO TIẾP VỚI MÁY 1 Nhân xét của giao viên duy Lời. cẩm tạ Bằng tất cả tấm lòng chúng em xin châu thành cằm on thay Tran Sum về thầy cô duyệt đề hưởng dẳm và hiệu chẳnh tắpp luận ám, cùng toàn thể ác thầy cố trường Dai How Sut Pham Kỹ Thuật Thành Phả Hỗ Chỉ Minh dã trang by cho ching căm nhưng LH huàn thành tấp luân ám nay Sinh viên thie hie NGUYEN HỮU THIÊN TRUONG PHUGC LOC LOI HOE DAU gay nay oới sững tiếu bộ kitoa lrọc kỹ thuật các thiết bị trở “êm oô cing gga ule od tigu dung, 06 kha nang gidé quyét nhiéu odin dé aing hic oi &6 chinh xée cao.

20m nữa sự #âun thập ngày càng sâu oào đời sống hang ngay của nd da thoi Hie sinh vién ngauh dign tim toi aghién atu gidi quyét cde odu dé keg thuật pÏưạe og cho uhu edu ngay cing cao cha xa hg. Qual phat ti quan didi dé uldan luge higu da chon dé tai “BG Lara Tet Oa Fray uadt Di Liga C6 Gino Tiép Osi Mig Tinh”, (Ovi mye dich thing qua qué link Huge hign dé tai dé 06 dip ng dụng lụ thuyết sáo thực tế, ahdun Hage hign dé ef yang hit site ođi khá nang hign ed. Muy oi lin dé tiềm bal lay ao ebug vige nghién ein khoa hove nén thitu sit la ditu khong thé trink khéi. thom tye higa eit Krảu trọng dường lời kiuag#n od ding gépelin thanh eta Thiy, C6 «ing ulut cic ban ding nghi¢p dé hoan think Kip liga dandy.

Thanh Dud Fé Chi Mink thing 7 nam 1998. Abn tape hign. Aguyén Witu Thign Truong Dlutte Loe MUC LUC PHAN A: CÁC KHÁI NIỆM CỦA VI XỬ LÝ IL LỊCH SỬPHÁT TRIẾN, II. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ CẤU TRÚC CỦA VI XỬ LÝ I, CẤU TRUC BEN TRONG CUA MICROPROCESSOR.

GIGI THIEL CAC LENH CUA MICROPROCESSOR. PHAN B: THIET KẾ PHẦN CỨNG L— GIỚI THIẾU SƠ ĐỒ KHỔI H, — THIẾT KẾ BỘ VỊ XỨ LÝ TRÙNG TÂM Hh THIẾT KẾ BỘ NGUÔN IV, THIET KE BO NEG \ THIẾT RỂ MẠCH GIÁO TIẾP NGOẠI VỊ VI, THIẾT RẺ MÁCH GIẢI MÃ ĐỊA CHÍ Vi THIẾT NẺ BỘ HIẾN THỊ VÀ BÀN PHÍM Vill. THIẾT KẺ MẠCH GIAO TIẾP VỚI MÁY VI TÍNH PUAN C: THIET KE PHAN MEM 1 SO PO KHOL II, CHƯƠNG TRÌNH PHAN D: THỊ CÔNG: I. THI CONG HE THONG.

KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THONG PHỤ LỤC I. KHẢO SÁTCPUZ80 IL KHẢO!BỘ XUẤT NHẬP SONG SONG (VI MẠCH 8255) II. KHẢOSÁTBỘNHỚ _ - IV. KHẢO SÁT VI MẠCH GIẢI MÃ ĐỊA CHỈ v.

KHAO SAT VI MACH 8251A Dé Gn t6t aghiép ae A. CAC KHÁI NIỆM CƠ BẢN CUA VI XU LY IL — LICH SỬ PHÁT TRIỂ A VI XỬ LÝ: Tơ e OMT PH. PRIEN CUA VLXU LY Vị xử lý là sự kết hợp củ 2 kỹ thuật công nghệ quan trọng nh: máy tính dùng kỹ thuật số (I2 1 computcr) và các mạch vị điện tử. Hai công nghệ này kết hợp kú với nhau vào năm 1970, sau đó các nhà nghiên cứu đã chế tạo ra ví Xứ ly (Microprocessor).

Mẫy tính số Hà các mạch điện xứ lý tín hiệu dạng số được điều khiển bối chưúởng trình, có thể làm những công việc mà còn người mong muốn. Chương tình sẻ điều khiến các mạch điện số cách di chuyến và xử lý dữ hen (Dat bằng cách điều khiển các mạch loạic số học, các bộ nhớ Gnertatvl, các thiết Bị xuất / nhập (EnpuL/ output), Cách thức các mạch điện lopic của máy ttnh số Kết hợp lại với nhau tạo thành các mạch logic xổ học, các vì mụcch nhớ và các thiết bị xuất / nhập được gọi là cấu trúc. Ví xử lý có cầu trúc giống như máy tính số và có thế xem nó là máy t"h vở vì cá hai đ Su tính toán dưới sự điều khiến của chương trình. Lịch sử phút triển của vị xử lý gắn liền với sự phát triển của các vi mạch điện tứ vì vì xứ lý là vi mach điện tử chế tạo theo công nghệ LSI (large je integrated) cho đến VLSI (very large scale integrated).

Với sự khám phá ra transistor và phát triển của công nghệ chế tạo vi mạch SSI, MSI, máy tính vẫn còn là một nhóm gồm nhiều IC kết hợp lại với nhau, cho đến thập niên 70, với sự phá triển cúa công nghệ LSI, cấu trúc máy tính được rút gọn bởi các nhà thiết kế và được chế tạo thành 1 IC duy nhất được gọi là vỉ xttly (Microprocessor). tính Vi xử lý kết hợp với các thiết bị khác tạo ra máy tính có khả năng máy toán rất lớn như máy vỉ tính và có thể tạo ra các sản phẩm khác, các điện thoại, các hệ thống điều khiển tự động. - điệnNi thoại, tiên đài đầu tổng Xử lý các có khả năng xử lý 4 bit dữ liệu, các vi xử lý nàysố:lốo bit, sau đó là vi xử lý độ xử lý rất chậm, các nhà thiết kế cải tiến vi xử lý 8 bit của vi xử lý lầm tăng 16bit và 32bit. Sự phát triển về dung lượng các phức tạp.

lệ! điều khiển và các lệnh tính toán thêm số lượng ø cáccá lệnh LÀ GÌ? VI XỬ LÝ.` D6 Gn t6t aghi¢p Vi xử lý dùng các cổng logic giống như các cổng logic được dùng trong đơn vị xử lý trung tâm (central processor unit) của máy tính số. Do cấu trúc giống như CPU và được xây dựng từ các mạch vi điện tử nên có tên là vi xử lý: mieroprocessor. Giống như CPU, microprocessor có các mạch điện tử cho việc điều khiển dat và tính toán data dưới sự điều khiển của chương trình. Ngoài ra các mieroprocessor là đơn vị xử lý data.

Công việc xử lý data là chức nắng chính của microprocessor. Việc xử lý data bao gồm tính toán và điều khiến data, Việc tính toán được thực hiện bởi các mạch điền đều khiến dược gọi là đơn vị xứ lý logic số học (arithmetic logic unit) ALU) 66 thé thie hiện các phép tính toán như Add, Subtract, And, ÔN, Cotmpsare, Inerement, [DccretienE, ALU Khong the thes tien mot pheép toán mà không có data, vi du ALU công 2 số với nhàn thị È vò phải đạt đúng vị trí trước khí công, AL.U không thế thuc hiện việc chuyền dat từ nơi này đến nơi khác. Để ALU có data để xứ lý thì ngoài các mạch điện ALU, microprocessor còn có các mạch điện lopic khá để điều khiến dat, Các mạch điện lozic khác dé điều khiến dat xẻ dị chuyến vào đúng vị trí để khối ALU có thể xi ly data. Sau khi thực hiện xong, khối điều khiển datt sẽ đí chuyến dat đến bất cứ Vị trí nào mong muốn, Để, xứ lý data, microprocessor phải điều khiến các mạch logic, để microproccssor điều khiển các mạch logic thì cần phải có chương trình.

Chương trình là tập hợp các lệnh để xử lý data. Các mạch logic thực hiện gồm từng lệnh đã được lưu trữ trong bộ nhớ, công việc thực hiện lệnh bao khiển sẽ các bước như sau: đón lệnh từ bộ nhớ, sau đó các mạch logic điều giải mã lệnh và sau cùng thì các mạch logic điều khiển sẽ thực hiện lệnh sau khi đã giải mã. Do các lệnh lưu trữ trong bộ nhớ nên có thể thay đổi các lệnh nếu cần. là thay đổi cách thức xử lý Khi thay déi cdc I¢nh cia microprocessor tức lệnh lưu trữ trong bộ nhớ sẽ quyết định công việc mà data.

microprocessor là xứ lý data. Để làm được Tóm tắt: chức năng chính của microprocessor điều này microprocessor phải có các mạch logic cho việc xử lý và điều xử lý sẽ di khiển data và các mạch logic điều khiến. Các mạch logic sang nơi khác và thực hiện các phép toán trên chuyển data từ nơi này data, mach logic điều khiển sẽ quyết định mạch điện cho việc xử lý data. Đồ án tốt ughi¢p AS Microprocessor thực hiện một lệnh với trình tự như sau: đón lệnh từ bộ nhớ, tiếp theo các mạch logic sẽ điều khiển sẽ giải mã xem lệnh đó yêu cầu microprocessor thực hiện công việc gì, sau đó microprocessor sẽ thực hiện công việc của lệnh đã yêu cầu, quá trình này gọi là chu kỳ đón — và ~ thực hiện lệnh (fetch / execute cycle).