Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 1: Giới thiệu chung - Hoàng Xuân Dậu

giải mã và thực hiện lệnh; nếu lệnh yêu cầu dữ liệu, 
CPU đọc dữ liệu từ bộ nhớ; 
 CPU ghi kết quả thực hiện lệnh vào bộ nhớ (nếu có). 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 40BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.5 KIẾN TRÚC HARVARD 
Sơ đồ kiến trúc Harvard 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 41BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.5 KIẾN TRÚC HARVARD – Đặc điểm 
Bộ nhớ được chia thành 2 phần: 
 Bộ nhớ lưu mã chương trình 
 Bộ nhớ lưu dữ liệu 
CPU sử dụng 2 hệ thống bus để giao tiếp với bộ 
nhớ: 
 Bus A, D và C cho bộ nhớ chương trình 
 Bus A, D và C cho bộ nhớ dữ liệu 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 42BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.5 KIẾN TRÚC HARVARD – Đặc điểm 
Kiến trúc Harvard nhanh hơn kiến trúc von- 
Neumann do băng thông của bus lớn hơn 
Hỗ trợ nhiều thao tác đọc/ghi bộ nhớ tại một thời 
điểm giảm xung đột truy nhập bộ nhớ, đặc biệt 
khi CPU sử dụng kỹ thuật đường ống (pipeline). 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 43BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 44BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.6 TỔ CHỨC 
CỦA MÁY TÍNH 
HIỆN ĐẠI 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 45BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
1.6 TỔ CHỨC CỦA MÁY TÍNH HIỆN ĐẠI 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 46BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
Một bảng 
mạch chính 
(motherboard) 
ng mạch chính 
(motherboard) 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 47BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
ạch chính 
(motherboar
d) 
CHƯƠ G 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 48BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.1 CÁC HỆ SỐ ĐẾM 
Trong hầu hết các hệ thống tính toán, hệ đếm nhị 
phân (binary numbering system) được sử dụng để 
biểu diễn dữ liệu; 
Trong hệ đếm nhị phân, chỉ 2 chữ số 0 và 1 được 
sử dụng: 0 biểu diễn giá trị Sai (False) và 1 biểu 
diễn giá trị Đúng (True); 
Ngoài ra, hệ đếm thập lục phân (hexadecimal 
numbering system) cũng được sử dụng. Hệ thập 
lục phân sử dụng 16 chữ số: 0-9, A, B, C, D, E, F. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 49BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.1 CÁC HỆ SỐ ĐẾM – HỆ THẬP PHÂN (10) 
Hệ thập phân (Decimal numbering system) là hệ 
đếm cơ số 10 và sử dụng 10 chữ số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 
6, 7, 8, 9. 
Mỗi số trong hệ 10 có thể được biểu diễn thành 1 
đa thức: 
anan-1...a1 = an*10n-1an-1*10n-2*...*a1*100 
Ví dụ: 
123 = 1*102 + 2 * 101 + 3*100 = 100+20+3 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 50BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
123.456 = 1*102 + 2*101 + 3*100 + 4*10-1 + 5*10-2 + 6*10-3 = 
100 + 20 + 3 + 0.4 + 0.05 + 0.006 
1.7.1 CÁC HỆ SỐ ĐẾM – HỆ THẬP PHÂN (10) 
Hệ thập phân (Decimal numbering system) là hệ 
đếm cơ số 10 và sử dụng 10 chữ số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 
6, 7, 8, 9. 
Mỗi số trong hệ 10 có thể được biểu diễn thành 1 
đa thức: 
anan-1...a1 = an*10n-1an-1*10n-2*...*a1*100 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 51BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
Ví dụ: 
123 = 1*102 + 2 * 101 + 3*100 = 100+20+3 
123.456 = 1*102 + 2*101 + 3*100 + 4*10-1 + 5*10-2 + 6*10-3 = 
100 + 20 + 3 + 0.4 + 0.05 + 0.006 
1.7.1 CÁC HỆ SỐ ĐẾM – HỆ NHỊ PHÂN (2) 
Hệ nhị phân (Binary numbering system) là hệ đếm 
cơ số 2 và chỉ sử dụng 2 chữ số: 0 và 1. 
Mỗi số trong hệ 2 cũng có thể được biểu diễn thành 
1 đa thức: 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 52BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
(anan-1...a1)2 = an*2n-1an-1*2n-2*...*a1*20 
Ví dụ: 
(11001010)2 = 1*2
7 + 1*26 + 0*25 + 0*24 + 1*23 + 0*22 + 1*21 + 0*20 
= 128 + 64 + 8 + 2 = (202)10 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 53BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.1 CÁC HỆ SỐ ĐẾM – HỆ NHỊ PHÂN (2) 
Chuyển từ số hệ 10 sang số hệ 2 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 54BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.1 CÁC HỆ SỐ ĐẾM – HỆ THẬP LỤC PHÂN (16) 
Hệ thập lục phân (Hexadecimal numbering system) 
là hệ đếm cơ số 16 và sử dụng 16 chữ số: 0, 1, 2, 
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. 
Mỗi số trong hệ 16 được biểu diễn bởi 4 chữ số 
trong hệ nhị phân: 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 55BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.2 TỔ CHỨC DỮ LIỆU 
Bits: 
 Bit là đơn vị lưu trữ nhỏ nhất. 
 Một bit chỉ có thể lưu 2 giá trị: 0 hoặc 1, hay đúng hoặc 
sai. 
Nibbles: 
 Một nibble là một nhóm của 4 bits 
 Một nibble có thể lưu tối đa 16 giá trị, từ (0000)2 đến 
(1111)2, hoặc một chữ số thập lục phân. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 56BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.2 TỔ CHỨC DỮ LIỆU 
Bytes: 
 Một byte là một nhóm của 8 bits hoặc 2 nibbles. 
 Một byte có thể lưu đến 256 giá trị, từ (0000 0000)2 đến 
(1111 1111)2, hoặc từ (00)16 đến (FF)16. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 57BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.2 TỔ CHỨC DỮ LIỆU 
Words (từ): 
 Một word là một nhóm của 16 bits, hoặc 2 bytes 
 Một word có thể lưu đến 216 (65536) giá trị, từ (0000)16 
đến (FFFF)16. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 58BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.2 TỔ CHỨC DỮ LIỆU 
Double words (từ kép): 
 Một double word là một nhóm 32 bits, hoặc 4 bytes, hoặc 
2 words 
 Một double word có thể lưu đến 232 giá trị, từ (0000 
0000)16 đến (FFFF FFFF)16. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 59BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.3 SỐ CÓ DẤU VÀ KHÔNG DẤU 
Trong hệ 2, bít bên trái nhất của đơn vị lưu trữ 
được sử dụng để biểu diễn dấu của số có dấu: 
 Bít bên trái nhất là 1 số âm 
 Bít bên trái nhất là 0 số dương 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 60BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
Ví dụ: nếu sử dụng 4 bít là đơn vị lưu trữ 
 0011, 0111, 0101 là các số dương 
 1011, 1111, 1101 là các số âm 
Với các số không dấu, tất cả các bít được sử dụng 
để biểu diễn giá trị của số. 
1.7.3 SỐ CÓ DẤU VÀ KHÔNG DẤU 
Miền giá trị có thể biểu diễn của một số gồm n bít: 
Số âm: từ -2n-1 đến + 2n-1 
• 8 bits: từ -128 đến +128 
• 16 bits: từ -32768 đến +32768 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 61BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
• 32 bits: từ -2,147,483,648 đến +2,147,483,648 Số 
dương: từ 0 đến 2n 
• 8 bits: từ 0 đến 256 
• 16 bits: từ 0 đến 65536 
• 32 bits: từ 0 đến 4,294,967,296 
1.7.4 BẢNG MÃ ASCII 
ASCII (American Standard Code for Information 
Interchange) là bảng mã các ký tự chuẩn tiếng Anh; 
Sử dụng 8 bít để biểu diễn 1 ký tự 
Bảng ASCII định nghĩa 128 ký tự thông thường: 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 62BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
 33 ký tự điều khiển (không in ra được) 
 94 ký tự có thể in được (gồm cả dấu trắng) 
Các vị trí còn lại trong bảng (129-255) để dành cho 
sử dụng trong tương lai. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 63BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.4 BẢNG MÃ ASCII – CÁC KÝ TỰ ĐIỀU KHIỂN 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 64BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 65BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
1.7.4 BẢNG MÃ ASCII – CÁC KÝ TỰ IN ĐƯỢC 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 66BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 67BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
CÂU HỎI ÔN TẬP 
1. Phân biệt khái niệm kiến trúc & tổ chức máy tính 
2. Nêu sơ đồ khối và mô tả chức năng từng khối của 
máy tính? 
3. So sánh hai kiến trúc von-Neumann và Harvard 
4. Nhận dạng các thành phần phần cứng của cấu 
trúc máy tính hiện đại. 
5. Các hệ đếm 2, 10 và 16. 
6. Các đơn vị lưu trữ dữ liệu trên máy tính. 
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 
CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU CHUNG 
www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 68BỘ MÔN: KHOA HỌC 
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 
T1