BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ NGOẠI NGỮ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: Cấu trúc máy tính NGHỀ: TIN HỌC VĂP PHÒNG TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN: Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. MÃ TÀI LIỆU: MH 14 1 LỜI GIỚI THIỆU Chìa khóa để hướng tới một xã hội thông tin là phát triển công nghệ thông tin (CNTT), tuy nhiên để phát triển CNTT lâu dài và bền vững, không phải chỉ đào tạo những kiến thức mới nhất, mà trong nội dung đào tạo cũng phải trang bị sinh viên những kiến thức nền tảng, trên cơ sở đó tạo cho sinh viên phát huy tính sáng tạo, chủ động trong việc tiếp thu nghiên cứu, ứng dụng CNTT. Do đó, trong các trường đào tạo, sinh viên phải được trang bị các kiến thức nền tảng về CNTT và trong đó thể thiếu là môn học Cấu trúc máy tính. Hiện nay có nhiều giáo trình cấu trúc máy tính, tuy nhiên hầu hết các giáo trình chỉ đáp ứng các đối tượng là sinh viên đại học. Giáo trình này viết chủ yếu cho đối tượng là sinh viên các trường dạy nghề. Giáo trình cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về cấu trúc máy tính, về tổ chức và hoạt động bộ vi xử lý, các thành phần phần trong hệ thống máy tính và các biện pháp kĩ thuật cơ bản. Cấu trúc máy tính là môn học cơ sở để sinh viên có thể thực hành bảo trì hệ thống máy tính. Giáo trình bao gồm 7 chương: Chương 1: Tổng quan về cấu trúc máy tính Chương 2: Kiến trúc tập lệnh của máy tính Chương 3: Bộ xử lý Chương 4: Bộ nhớ Chương 5: Thiết bị nhớ ngoài Chương 6: Bảng mạch chính Chương 7: Các loại bus Chương 8: Ngôn ngữ Assembly Trong mỗi chương đều có giới thiệu mục tiêu, nội dung và các câu hỏi bài tập. Giáo trình có thể xem là nguồn tài liệu cung cấp thông tin cho các giáo viên giảng dạy, đồng thời cũng là tài liệu học tập cho sinh viên. 2 Vì thời gian có hạn và đây cũng là lần đầu tiên giáo trình được soạn thảo nên không thể tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc. Ninh Bình, ngày tháng năm 2018 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên Phạm Anh Đức 3 MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU . 3 CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC MÁY TÍNH .Các mốc lịch sử phát triển công nghệ máy tính .Thông tin và sự mã hóa thông tin . Khái niệm thông tin và lượng thông tin. Sự mã hóa thông tin . Đặc điểm của các thế hệ máy tính điện tử . Thế hệ thứ nhất: (1945-1955) . Thế hệ thứ hai: (1955-1965). Thế hệ thứ ba: (1965-1980). Thế hệ thứ tư: (1980- nay ) . Kiến trúc và tổ chức máy tính . Khái niệm kiến trúc máy tính . Khái niệm tổ chức máy tính . Các mô hình kiến trúc máy tính . Mô hình kiến trúc Von Neumann . Mô hình kiến trúc Havard . 27 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP . 28 CHƯƠNG 2: KIẾN TRÚC TẬP LỆNH CỦA MÁY TÍNH . Thành phần cơ bản của một máy tính .1 Bộ xử lý trung tâm (CPU) .2 Bộ nhớ máy tính .3 Hệ thống vào - ra .4 Liên kết hệ thống . Kiến trúc các tập lệnh CISC và RISC. Kiến trúc tập lệnh CISC. Kiến trúc tập lệnh RISC.1 Khái niệm lệnh máy, mã lệnh . 39 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP . 46 CHƯƠNG 3: BỘ XỬ LÝ .Sơ đồ khối của bộ xử lý . Đường dẫn dữ liệu . Các thành phần đường dẫn dữ liệu . Nhiệm vụ của đường dẫn dữ liệu . Bộ điều khiển . Chức năng bộ điều khiển . Các phương pháp thiết kế bộ điều khiển . Tiến trình thực hiện lệnh máy. Nhận dữ liệu . Thực hiện lệnh .5 Lưu trữ kết quả . Kỹ thuật ống dẫn lệnh . Kỹ thuật siêu ống dẫn lệnh . Các chướng ngại của ống dẫn lệnh . Chướng ngại do cấu trúc. Chướng ngại do dữ liệu . Chướng ngại do điều khiển. Hoạt động của ngắt . 63 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP . 64 CHƯƠNG 4: BỘ NHỚ .Phân loại bộ nhớ . Phân loại bộ nhớ theo phương pháp truy nhập .Phân loại theo đọc ghi của bộ nhớ . Các loại bộ nhớ bán dẫn . Hệ thống nhớ phân cấp . Kết nối bộ nhớ với bộ xử lý.Các tổ chức cache . Tổ chức cache . Các phương pháp ánh xạ địa chỉ. 75 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP . 79 CHƯƠNG 5: THIẾT BỊ NHỚ NGOÀI.Các thiết bị nhớ trên vật liệu từ .Thiết bị nhớ quang học . CD-ROM, CD-R/W . DVD-ROM, DVD-R/W .Các loại thẻ nhớ . An toàn dữ liệu trong lưu trữ . 88 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP . 92 CHƯƠNG 6: BẢNG MẠCH CHÍNH . 93 CHƯƠNG 7: CÁC LOẠI BUS . Định nghĩa bus, bus hệ thống . Định nghĩa bus . Bus hệ thống(System bus) . Bus đồng bộ và không đồng bộ .Bus đồng bộ . Bus không đồng bộ . Hệ thống bus phân cấp . Bus nối bộ xử lý với bộ nhớ . Bus vào – ra . Các loại bus sử dụng trong các hệ thống vi xử lý . 102 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP . 103 CHƯƠNG 8: NGÔN NGỮ ASSEMBLY .Cấu trúc chương trình . Cấu trúc chương trình hợp ngữ. Cú pháp lệnh hợp ngữ. Các kiểu dữ liệu trong hợp ngữ . Các lệnh điều khiển . Các lệnh chuyển điều khiển . Ngăn xếp và các thủ tục. 127 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP . 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 131 6 MÔN HỌC ĐÀO TẠO CẤU TRÚC MÁY TÍNH Mã môn học: MH 14 * Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học: - Vị trí: Môn học Cấu trúc máy tính được bố trí học sau các môn học chung, các môn tin học đại cương, tin học văn phòng, kỹ thuật điện-điện tử và học cùng với mô đun lắp ráp cài đặt máy tính. - Tính chất: Là môn học kỹ thuật cơ sở thuộc môn học đào tạo nghề. - Ý nghĩa và vai trò: đây là môn cơ sở, cung cấp cho sinh viên các kiến thức về máy tính của nghề Quản trị mạng. * Mục tiêu của môn học: - Trình bày được lịch sử của máy tính, các thế hệ máy tính và cách phân loại máy tính. - Mô tả các thành phần cơ bản của kiến trúc máy tính, các tập lệnh. Các kiểu kiến trúc máy tính: mô tả kiến trúc, các kiểu định vị. - Trình bày được cấu trúc của bộ xử lý trung tâm: tổ chức, chức năng và nguyên lý hoạt động của các bộ phận bên trong bộ xử lý. - Mô tả diễn tiến thi hành một lệnh mã máy và một số kỹ thuật xử lý thông tin: ống dẫn, siêu ống dẫn, siêu vô hướng. - Trình bày được chức năng và nguyên lý hoạt động của các loại bộ nhớ. - Trình bày phương pháp lưu trữ dữ liệu đối với bộ nhớ ngoài. - Cài đặt được chương trình và các lệnh điều khiển cơ bản trong Assembly để thực hiện bài toán theo yêu cầu. - Bố trí làm việc khoa học đảm bảo an toàn cho người và phương tiện học tập. Nội dung chính của môn học (danh sách các chương mục.): 7 Thời gian Số Tên các chương Tổng Lý Thực Kiểm TT số thuyết hành tra* 1 Tổng quan về kiến trúc máy tính 10 6 4 2 Kiến trúc tập lệnh của máy tính 11 6 4 1 3 Bộ xử lý 15 6 8 1 4 Bộ nhớ 8 4 3 1 5 Thiết bị nhớ ngoài 7 4 3 6 Bảng mạch chính 4 2 2 7 Các loại bus 5 3 1 1 8 Ngôn ngữ Assembly 30 13 15 2 Cộng 90 44 40 6 8 CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC MÁY TÍN Mã chương:MH14-01 Mục tiêu: - Trình bày lịch sử phát triển của máy tính, các thành tựu của máy tính; - Trình bày khái niệm về thông tin; - Mô tả được các kiến trúc máy tính; - Biến đổi cơ bản của hệ thống số, các bảng mã thông dụng được dùng để biểu diễn các ký tự.Các mốc lịch sử phát triển công nghệ máy tính Mục tiêu: Trình bày lịch sử phát triển của máy tính, các thành tựu của máy tính 30 năm trước, 5150 ra đời đã phá vỡ mọi quan điểm trước đó về máy tính. Lần đầu tiên, máy tính được nhìn nhận như một thiết bị có kích thước vừa phải, hợp túi tiền và được công chúng chú ý nhiều hơn.1: 1982: Franklin Ace 100 Đây là chiếc máy tính gây ra vụ kiện về bản quyền phần mềm đầu tiên trong lịch sử. Acer bị Apple kiện vì vi phạm nhãn hiệu hàng hóa khi sao chép phần cứng và phần mềm của máy tính Apple II cho Franklin Ace 100 . Trong vụ kiện này, phần thắng thuộc về Apple. 1982: Commodore 64 9 Có thể coi Commodore là máy tính dành cho hộ gia đình nổi tiếng nhất. Từ năm 1982 tới năm 1993, gần 30 triệu máy Commodore 64 đã được bán ra trên toàn thế giới. XT là bản nâng cấp máy tính cá nhân 5150 đầu tiên của IBM. XT có ổ cứng trong 10 MB. Sản phẩm này của IBM sau đó nhanh chóng trở thành máy tính tiêu chuẩn.2: 1983: Apple Lisa Lisa là máy tính tiêu dùng đầu tiên có giao diện đồ họa. Tuy nhiên, cái giá 10.000 USD trở thành rào cản đưa sản phẩm đến với người tiêu dù. 1984: Macintosh 10 Macintosh thu được thành công vang dội tới mức 30 năm đó, các sản phẩm máy tính hiện nay của Apple vẫn được coi là kế thừa trực tiếp của Macintosh. Macintosh cũng có giao diện đồ họa như Lisa nhưng mức giá "mềm" hơn rất nhiều giúp sản phẩm này dễ tiêu thụ hơn.3: 1990: NeXT Máy tính NeXT được sản xuất bởi công ty riêng của Steve Jobs thành lập sau khi ông rời Apple vào năm 1985. Tuy nhiên, chiếc máy tính này trở nên quan trọng vì 1 lý do khác: đây là mẫu máy tính đầu tiên được Tim Berners-Lee dùng làm máy chủ World Wide Web.4: 1996: Deep Blue 11 Năm 1994, máy tính Deep Thought của IBM bị kiện tướng cờ vua Garry Kasparov đánh bại một cách dễ dàng. Tháng 2 năm 1996, máy tính Deep Blue đánh thắng Garry Kasparov trong hiệp đấu đầu tiên. Đây là lần đầu tiên một đương kim vô địch thế giới thất bại trong một ván cờ trước đối thủ máy tính.Tuy nhiên, các hiệp sau đó Deep đã bị Garry Kasparov chinh phục.
Giáo trình Cấu trúc máy tính - Nghề Tin học văn phòng trung cấp tại Trường Cao đẳng Cơ điện Xây ...
Giáo trình cấu trúc máy tính phần 1 cung cấp kiến thức cơ bản cho sinh viên ngành tin học văn phòng tại trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xô.
Trường đại học
Trường Cao Đẳng Cơ Điện Xây Dựng Việt XôChuyên ngành
Tin Học Văn PhòngNgười đăng
Ẩn danhThể loại
Giáo TrìnhPhí lưu trữ
30 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Tác giả: Phạm Anh Đức
Trường học: Trường Cao Đẳng Cơ Điện Xây Dựng Việt Xô
Chuyên ngành: Tin Học Văn Phòng
Đề tài: Giáo Trình Cấu Trúc Máy Tính
Loại tài liệu: Giáo Trình
Năm xuất bản: 2018
Địa điểm: Ninh Bình
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ