Tải bản đầy đủ

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP KIẾN TRÚC MÁY TÍNH VÀ HỆ ĐIỀU HÀNH NEU

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP KIẾN TRÚC MÁY TÍNH VÀ HỆ ĐIỀU HÀNH NEU
Câu 1: Viết đầy đủ tên tiếng Anh và dịch ra tiếng Việt các cụm từ viết tắt sau
đây:..........................................................................................................................................5
Câu 2: kiến trúc máy tính được phân loại như sau:.................................................................7
Câu 3: đặc điểm kiến trúc cơ bản của MARIE (a Machine Architecture that is
Really Intuitive and Easy.........................................................................................................8
Câu 4: Hãy gọi tên và cho biết chức năng của các thanh ghi trong MARIE...........................9
Câu 5: các đơn vị đo khả năng hoạt động của máy tính:.......................................................11
Câu 6 Trình bày chế độ ngắt (Interrupt) trong hoạt động của máy tính tuần tự. Có
mấy loại ngắt? ( trang 39)......................................................................................................11
Câu 7:Cơ chế truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA) là gì? Nêu nguyên lý hoạt động
của chế độ này.......................................................................................................................12
Câu 8: Trình bày các khối chức năng chính trong cấu trúc của máy tính tuần tự.
...............................................................................................................................................12
Câu 9: Nêu các chức năng chính của bộ xử lý trung tâm......................................................13
Câu 10:Bộ xử lý trung tâm (CPU) có những bộ phận cơ bản nào? Chức năng của
từng bộ phận là gì..................................................................................................................14
Câu 11: nguyên lí thực hiện một lệnh trong môt chu kì lệnh của máy tính tuần tự:
...............................................................................................................................................16
Câu 12: nguyên lí thực hiện một chương trình. Giải thích cách bộ đếm chương
trình ( program counter- PC) theo dõi thứ tự lệnh.................................................................17



Câu 13: Trình bày ngắn gọn về các đặc điểm của lệnh máy (các phần tử, dạng
lệnh, loại lệnh và số lượng địa chỉ)........................................................................................17
Câu 14: chức năng chín của bộ nhớ máy tính. Phân loại bộ nhớ theo vị trí và
theo phương pháp truy cập dữ liệu. lấy ví dụ minh họa ( trang 64)......................................19
Câu 15: lệnh máy thường chứa những phần tử nào: ( trang 52)............................................19
Câu 16: Trong hai loại Cache L1 và L2 loại nào nhanh hơn? Loại nào có kích
thước nhỏ hơn? Vì sao lại nhỏ hơn?......................................................................................20
Câu 17Hãy giải thích cách tổ chức và hoạt động đọc của bộ nhớ Cache ( trang
73)..........................................................................................................................................20
Câu 18: thế nào là địa chỉ hóa tức thời? ưu và nhược điểm của phương pháp này:
...............................................................................................................................................20
Câu 19: thế nào là địa chỉ hóa trực tiếp và gián tiếp.ưu và nhược điểm của từng
phương pháp..........................................................................................................................21
Câu 20: trình bày chức năng chính của modun vào/ra:.........................................................22
Câu 21: nêu cấu tạo và nguyên lí hoạt động của ổ đĩa cứng:................................................23
Câu 22: cấu tạo và nguyên lí hoạt động của ổ đĩa mềm........................................................23
Câu 23: nêu rõ sự giống và khác nhau về tổ chức logic trên đĩa cứng và đĩa
mềm?? chưa làm??.................................................................................................................23
Câu 24: trình bày nguyên lí cấu tạo và hoạt động của bàn phím:..........................................24
Câu 25: trình bày nguyên lí cấu tạo và hoạt động của chuột máy tính( trang 107)
...............................................................................................................................................24
Câu 26: trình bày nguyên lí cấu tạo và nguyên lí hoạt động của màn hình CRT..................26


Câu 27: cấu tạo và nguyên lí hoạt động của màn hình tinh thể lỏng:....................................26
Câu 28: trình bày nguyên lí hiện văn bản và hiện đồ họa( trang 115)...................................27
Câu 29: trình bày cách phân loại máy in theo kiểu đạp và không đập( trang 116)
...............................................................................................................................................28
Câu 30: trình bày nguyên tắc hoạt động của máy in laze trang 118)..................................29
Câu 31: trình bày nguyên lí hoạt động của máy in phun( trang 120)....................................29
Câu 32: trình bày nguyên lí hoạt động của máy in kim.........................................................29
Câu 33: Đa bộ xử lý là gì? Hãy chỉ ra các đặc điểm chính và hoạt động của đa
bộ xử lý..................................................................................................................................29
II. các sơ đồ bổ sung:............................................................................................................30
Phần 2: hệ điều hành:................................................................................................................36
Câu 1:.....................................................................................................................................36
Câu 2: Hãy nêu khái niệm hệ điều hành theo cách nhìn của các đối tượng làm
việc với máy tính.( trang 152)...............................................................................................36


Câu 3: Cách phân loại HĐH theo chức năng (tr153).............................................................36
Câu 4: Hãy trình bày cách phân loại hệ điều hành theo tiêu chuẩn ứng dụng, nêu
tóm tắt đặc điểm của từng loại. (154)....................................................................................37
Câu 5: Các chức năng chính và các thành phần của hệ diều hành........................................37
Câu 6: Một hệ điều hành cần có những tính chất gì? (trang 168)..........................................39
Câu 7: Nêu các nguyên tắc khi xây dựng một hệ diều hành..................................................40
Câu 8: Thế nào là tiến trình, các tính chất, trạng thái và cách phân loại tiến trình.
Trình bày về sơ đồ chuyển trạng thái của tiến trình..............................................................41


Câu 9: khái niệm bộ xử lý-shell ( trang 199).........................................................................42
Câu 10- HĐH (tr 184) Mục đích, chức năng và thành phần của nhân hệ diều
hành........................................................................................................................................44
Câu 11: Giới thiệu về chương trình mức đầu của Ngắt (204)...............................................44
Câu 12: Trình bày về chương trình lập biểu phân phối cho các hệ điều hành.
(205).......................................................................................................................................45
Câu 13: Chương trình phải có cấu trúc như thế nào để hệ diều hành có thể nhận
biết và xử lý được chúng. Ưu, nhược điểm của từng loại cấu trúc.( trang 215)....................46
Câu 14 : Trình bày những nhiệm vụ của hệ điều hành để quản lý bộ nhớ.(Trang
221)........................................................................................................................................49
Câu 15: Trình bày cơ chế phân chương cố định và phân chương động để quản lý
bộ nhớ....................................................................................................................................50
Câu 16: Phân biệt sự giống và khác nhau giữa phương pháp phân trang và phân
đoạn trong việc quản lý bộ nhớ của hệ điều hành.................................................................50
Câu 17: Phân biệt sự giống và khác nhau giữua hệ thống đa chương phân vùng
đọng và phân vùng tĩnh:........................................................................................................51
Câu 18: Giải thích các cơ chế quản lý hàng đợi trong hệ thống đa chương với
phân vùng cố định. Chỉ ra ưu điểm và nhược điểm của từng cơ chế quản lý hàng
đợi..........................................................................................................................................52
Câu 19: Thế nào là hiện tượng phân mảnh trong, phân mảnh ngoài ở bộ nhớ và
cách hệ điều hành khắc phục những vùng phân mảnh này.(sgk-230)...................................53
Câu 20: Trình bày cơ chế phân trang để quản lý bộ nhớ (sgk-233->237).............................53
Câu 21: Trình bày cơ chế phân đoạn để quản lý bộ nhớ (segmentation)...............................54


Câu 22: Kể tên các phương pháp cấp phát bộ nhớ trong việc quản lý bộ nhớ của
hệ điều hành. Nêu ngắn gọn bản chất và các thuật toán được sử dụng trong từng
phương pháp..........................................................................................................................54
Câu 23: Trình bày việc cấp phát bộ nhớ bằng phương pháp nạp trong việc quản
lý bộ nhớ của hệ điều hành.(239)..........................................................................................56
Câu 24: Trình bày việc cấp phát bộ nhớ bằng phương pháp thế chỗ cho hệ phân
trang và hệ không phân trang trong việc quản lý bộ nhớ của hệ điều hành...........................56
Câu 25: Trình bày việc cấp phát bộ nhớ bằng phương pháp xếp chỗ cho hệ phân
trang và hệ không phân trang trong việc quản lý bộ nhớ của hệ điều hành...........................57
Câu 26: Các thiết bị vào ra khác nhau ở những điểm gì? (Tr. 251).......................................57
Câu 27: Trình bày mục tiêu thiết kế điều khiển các vào ra của hệ điều hành: (Tr256)........................................................................................................................................58
Câu 28: Trình bày các mục tiêu thiết kế để quản lý tệp.........................................................58
Câu 29: Có mấy phương pháp cấp phát block cho một tệp trên đĩa? Hãy cho biết
nguyên tắc cơ bản và cho ví dụ minh họa về phương pháp Cấp phát liên tục
(contiguous allocation)..........................................................................................................58
Câu 30: Có mấy phương pháp cấp phát block cho một tệp trên đĩa? Hãy cho biết
nguyên tắc cơ bản và cho ví dụ minh họa về phương pháp Cấp phát theo danh
sách liên kết (linked list allocation).......................................................................................59
Câu 31: Có mấy phương pháp cấp phát block cho một tệp trên đĩa? Hãy cho biết
nguyên tắc cơ bản và cho ví dụ minh họa về phương pháp Cấp phát theo danh
sách liên kết sử dụng chỉ mục (linked list allocation using an index)...................................59


Câu 32: Có mấy phương pháp cấp phát block cho một tệp trên đĩa? Hãy cho biết
nguyên tắc cơ bản và cho ví dụ minh họa về phương pháp I-nodes (index-node)
...............................................................................................................................................59
Câu 33: Có mấy phương pháp cấp phát block cho một tệp trên đĩa? Hãy cho
biêts nguyên tắc cơ bản và cho ví dụ minh họa về phương pháp Cấp phát không
liên tục với block chỉ mục......................................................................................................60
Câu 34: Để đảm bảo việc phân chia tài nguyên và bảo hiểm đối với các tệp phải
thực hiện như thế nào.............................................................................................................60
Câu 35 Việc tổ chức bộ nhớ phụ dùng để giải quyết yêu cầu gì của hệ điều hành
đối với máy tính (Trang 225 và trang 175):...........................................................................60
Câu 36 Để đảm bảo sự toàn vẹn của các tệp cần phải có hệ điều hành như thế
nào(270).................................................................................................................................61
Câu 37: Cơ chế của việc cấp phát và phân chia tài nguyên trong hệ điều hành...................62
Câu 38: Trình bày nguyên nhân gây ra tắc nghẽn/ Cần phải đề phòng,nhận biết
và khắc phục các tắc nghẽn như thế nào?..............................................................................62
Câu 39: Nêu các lý do phải thực hiện cơ chế bảo vệ và nâng cao độ tin cậy trong
hệ điều hành. Phải làm gì để thực hiện điều này....................................................................63
Dạng 1:Các loại lệnh máy 1 địa chỉ, 2 địa chỉ, 3 địa chỉ và ngăn xếp..............................64
c) F=a*x-z/b+ a*(g/y+8).......................................................................................................65
* lệnh một địa chỉ.............................................................................................................65
* lệnh 2 địa chỉ..................................................................................................................65
Lệnh 3 địa chỉ...................................................................................................................65


Lệnh ngăn xếp..................................................................................................................65
d) F= ((a+b)/(c+d))*(x-y/z)..................................................................................................68
* lệnh một địa chỉ.............................................................................................................68
Lệnh 2 địa chỉ...................................................................................................................68
Lệnh 3 địa chỉ...................................................................................................................68
Lệnh ngăn xếp..................................................................................................................69
Dạng 2: Dạng tính hệ số tăng tốc nhờ kỹ thuật xử lý đường ống....................................71
Dạng bài tập 3: . Dạng tính lỗi trang trong hệ thống phân trang..................................72

Câu 1: Viết đầy đủ tên tiếng Anh và dịch ra tiếng Việt các cụm từ viết tắt sau
đây:
KTMT:
KH
LRU
AC
ALU
ANSI

TÊN ĐẦY ĐỦ
Least recently used
accumulator
arithmetic logical unit
american
national
institude
american

standard

DỊCH NGHĨA
được sử dụng gần đây nhất
(thanh ghi) tích lũy
bộ số học- logic

Trang
75
53
36

viện nghiên cứu chuẩn quốc gia mỹ

57

standard
code

for

ASCII
B

information interchange
base

bảng mã chuẩn
57
hệ số cơ sở
46
số thập phân được mã hoá thành nhị

BCD
CD-

binary code decimal
Compact disc read-only memory

phân
bộ nhớ đĩa chứa dữ liệu chỉ đọc

44
89


ROM
các máy tính hoặt bộ xử lí có tập lệnh
CICS
CLV
CPI
CPU
CRT
CS
CU
DI
DMA
DMAC

complex instruction set computer
constant linear velocity
cyscle per instruction
central processing unit
cathode ray tube
chip select
control unit
decode instruction
direct memory access
direct memory access controller

EEPRO

electrically

M
EI

programmable read only memory
execute instruction

phức tạp
Kỹ thuật vận tốc dài ko đổi
số chu kì của một lệnh
bộ xử lí trung tâm
công nghệ ống tia âm cực
chọn chip
bộ điều khiển
giải mã lệnh
truy nhập bộ nhớ trực tiếp
điều khiển bộ nhớ truy cập trực tiếp
Là bộ nhớ chủ yếu chỉ đọc (nhưng có

57
89
9
36
111
30
36
38
39
39

erasable thể đc ghi vào bất kỳ thời điểm nào mà
ko cần phải xoá sạch nội dung trước đó) 68
thực hiện lệnh
38
là PROM có thể xoá đi và lập trình lại
(yêu cầu một công cụ đặc biệt là tia cực

erasable programmable read only tím). Để lập trình lại EPROM, toàn bộ
EPROM
FAT
FI
FIFO
FO
HAD
IF
IR
IRQ
LCD

memory
file allocation table
fetch instruction
first in first out
fetch operand
Head disk assembly
intrucion frequency
instruction register
interrupt request
liquid crystal display

chip trước tiên phải bị xoá hoàn toàn.
bảng quản lí thư mục
nạp lênh
chiến lược vào trước ra trước
nạp các toán hạng
Kỹ thuật lắp ráp đĩa đóng hộp đầu kín
tần số của dòng lệnh
thanh ghi lệnh
yêu cầu ngắt
công nghệ tinh thể lỏng
chiến lược thay thế vị trí ít được sử

68
83
38
81
38
82
9
38
39
111

LFU
M
M

least frequency used
memory
matisa

dụng nhất
bộ nhớ
phần định trị

79
7
46


MAR

memory address register
thanh ghi địa chỉ bộ nhớ
50
million floating point operation số lượng phép tính với số thực trong

MFLOPS
MIPS
MRB
MTMD

per second
million instruction per second
memory buffer register
multi intruction multi data

một giây
số lượng lệnh được xử lí trong một giây
thanh ghi bộ nhớ đệm
máy tính đa dòng lệnh, đa dòng dữ liệu

9
9
52
8

OF
P
PC
POS

overflower
processor
program counter
procduct of sums

cữ tràn
bộ xử lí
bộ đếm chương trình
tích của các tổng
1 biến thể của ROM có thể được lập

44
7
37
13

trình bởi người sử dụng với các thiết bị
phù hợp. Trong khi ROM được cài đặt
bằng phần mềm thì PROM có thể cài
đặt vào chương trình vào chip. Sau khi
lập trình, dữ liệu và thông tin trong
PROM
PSW
RA
RAM
RISC
ROM
S

programmable ROM
program status word
receive address
radom access memory
reduced instruction set computer
read only memory
sign

PROM không thể thay đổi.
từ trạng thái chương trình
địa chỉ cần đọc
bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên
máy tính có tập lệnh rút gọn
bộ nhớ chỉ đọc
dấu hiệu
máy tính đơn dòng lệnh , đa dòng dữ

68
51
74
36
57
36
46

SIMD

single intruction multi data

liệu
8
máy tính đơn dòng lệnh và đơn dòng dữ

SISD
SOP
USB
WO

single intruction single data
sum of products
universal serial bus
write operand

liệu
tổng các các tích
đường truyền nối tiếp chung
ghi kết quả

7
13
98
38


`HĐH:
KH
DMA
FAT
FSD
FTP
GUID
LAN
LCNs
LDM
MAN
MBR
MFT
NFS
NTFS
PC
PCT
PDAs

TÊN ĐẦY ĐỦ
direct memory access
file allocation table
Flie system driver
file transfer protocol
globally unique identifier
local area network
logical cluster numbers
logical disk manager
metropolitan area network
master boot record
master file table
network file system
New Technology File System
personal computing
page control table
personal digital assistants

DỊCH NGHĨA
truy xuất bộ nhớ trực tiếp
bảng định vị tệp
điều khiển hệ thống tệp tin
giao thức truyền tệp
định danh đối tượng duy nhất
mạng cục bộ
đĩa bằng số hiệu cluster logic
quản lí đĩa logic
mạng đô thị
Bản ghi khởi động chủ
bảng tệp chính
hệ thống tập tin mạng
Hệ thống tập tin công nghệ mới
máy tính cá nhân
bảng điều khiển trang
máy hỗ trợ cá nhân dùng kĩ thuật số
là hình thức ghép nhiều ổ đĩa cứng vật lý

Trang
248
287
277
177
307
165
276
305
165
304
312
177
276
163
221
164

thành một hệ thống ổ đĩa cứng có chức
năng gia tăng tốc độ đọc/ghi dữ liệu
hoặc nhằm tăng thêm sự an toàn của dữ
Redundant Arrays of Inexpensive liệu chứa trên hệ thống đĩa hoặc kết hợp
RAID
SCT
TCP/IP
VCNs
WAN

Disks
segmen control table
transmission control
internet protocol
vitrual cluster numbers
wide area network

cả hai yếu tố trên.
bảng điều khiển đoạn

220

giao thức truyền thông
số hiệu cluster ảo
mạng diện rộng

165
276
165

protocol/


Câu 2: kiến trúc máy tính được phân loại như sau:
* máy tính đơn dòng lệnh và đơn dòng dữ liệu( single instruction single dataSISD): tại một thời điểm chỉ có một lệnh thực hiện trên một dữ liệu
- dạng kiến trúc máy tính tuần tự :

M

P

Sơ đồ máy tính đơn dòng lệnh đơn dòng dữ liệu( máy tính tuần tự) với P:
processor: bộ xử lí và memory: M
 Máy tính đơn dòng lệnh và đa dòng dữ liệu( single instruction single dataSIMD): tại một thời điểm sử dụng một phép tính hoặc một lệnh và thao tác
đồng thời nhiều dữ liệu
Máy tính vecto, mảng:

P

P

P

P

 Máy tính đa dòng lệnh và đa dòng dữ liệu( multi instruction multi dataMIMD) máy tính đa dòng lệnh và đa dòng dữ liệu: loại máy tính này xử lí
nhiều phép toán hoặc nhiều lệnh cùng một lúc trên nhiều bộ dữ liệu khác
nhau:
- Cấu trúc đa máy tính:

P

M

P

P

M

M


 Máy tính nơron: loại máy tính này được siwr dụng kiến thức mô phỏng nổn
của con người. người ta cs thể xây dựng cho máy tính các chương trình có
thể tự học và có tốc độ xử lí rất lớn.
 Máy tính lượng tử và máy tính sinh học đang được nghiên cứu.
Câu 3: đặc điểm kiến trúc cơ bản của MARIE (a Machine Architecture that is
Really Intuitive and Easy
MARIE có những đặc điểm sau đây:
• Nhị phân, bù 2
• Chương trình lưu trữ, chiều dài từ máy cố định
• từ máy (nhưng không phải byte) địa chỉ
• 4K từ máy của bộ nhớ chính (điều này có nghĩa 12 bit cho mỗi địa chỉ)
• 16-bit dữ liệu (những từ máy có 16 bit)
• 16-bit chỉ dẫn, 4 bit cho các mã máy và 12 bit cho địa chỉ
• một thanh ghi tích lũy 16 bit (AC)


• một thanh ghi lệnh 16 bit (IR)
• một thanh ghi đệm bộ nhớ 16 bit (MBR)
• một bộ đếm chương trình 12 bit (PC)
• một thanh ghi địa chỉ bộ nhớ 12 bit (MAR)
• Một thanh ghi đầu vào 8-bit
• Một thanh ghi đầu ra 8-bit
Hình 4.8 cho thấy kiến trúc cho Marie.
Trước khi tiếp tục, chúng ta cần phải nhấn mạnh một điểm quan trọng về bộ nhớ.
Trong Chương 8, chúng tôi trình bày một bộ nhớ đơn giản được xây dựng sử dụng
mạch lật ( D flip-flops). Chúng tôi nhấn mạnh một lần nữa rằng mỗi vị trí trong bộ
nhớ có một địa chỉ duy nhất (trong hệ nhị phân) và mỗi địa điểm có thể giữ một giá
trị. Những khái niệm về địa chỉ so với những gì là thực sự được lưu trữ tại địa chỉ
đó có xu hướng gây nhầm lẫn. Để tránh nhầm lẫn, chỉ cần hình dung một bưu điện.
Có hộp bưu điện với "địa chỉ" khác nhau hoặc số. Trong thư có thư. Để nhận được
thư, số lượng các hộp thư phải được biết. Điều này cũng giống như dữ liệu hoặc
lệnh cần phải được nạp từ bộ nhớ. Các nội dung của bất kỳ địa chỉ bộ nhớ nào cần
được xác định địa chỉ của vị trí bộ nhớ đó. Chúng ta sẽ thấy rằng có nhiều cách
khác nhau để xác định địa chỉ này.


Câu 4: Hãy gọi tên và cho biết chức năng của các thanh ghi trong MARIE
Ở MARIE, có 7 bản ghi, như sau:
 AC : thanh ghi tích lũy, nơi giữ các giá trị dữ liệu. Đây là 1 bản ghi chung và
giữ các dữ liệu mà CPU cần xử lí. Phần lớn các máy tính điện tử ngày nay
có nhiều bản ghi chung.
 MAR : thanh ghi địa chỉ bộ nhớ , nó chứa các địa chỉ bộ nhớ của dữ liệu
đang được tham chiếu.
 MBR : thanh ghi bộ nhớ đệm, nắm giữ các giữ liệu chỉ đọc từ bộ nhớ, hoặc
dữ liệu đã sẵn sàng lưu vào bộ nhớ.
 PC : bộ đếm chương trình, nơi giữ các địa chỉ của lệnh tiếp theo được thực
hiện trong chương trình.
 IR : Thanh ghi lệnh, nơi giữ tập lệnh tiếp theo được xử lí
 InREG : Thanh ghi nhập, nơi chứa dữ liệu từ thiết bị nhập vào.
 OutREG : Thanh ghi xuất, nơi chứa dữ liệu từ thiết bị xuất ra.


MAR, MBR, PC và IR giữ các thông tin riêng biệt và không được sử dụng
cho bất cứ điều gì khác ngoài mục đích của chúng. Lấy ví dụ, chúng ta
không thể lưu trữ một giá trị dữ liệu tùy ý từ bộ nhớ trong PC. Chúng ta phải
sử dụng MBR hoặc AC để lưu trữ giá trị tùy ý này. Ngoài ra, có 1 trạng thái
thanh ghi hoặc miền bản ghi giữ thông tin cho thấy các điều kiện khác nhau,
chắc hạn việc tràn bộ nhớ trong ALU.
Tuy nhiên, để cho rõ ràng, chúng tôi không bao hàm thanh ghi trong bất kì
một con số.
MARIE là một máy tính đơn giản với một bộ thanh ghi bị hạn chế. Các bộ
vi xử lý hiện đại có vô số các thanh ghi chung, thường được gọi là ‘ thanh
ghi mà người dùng có thể nhìn thấy’, mà thực hiện các chức năng tương tự
như của AC.


Câu 5: các đơn vị đo khả năng hoạt động của máy tính:
- Số lượng lệnh được thực xử lí trong một giây( million instruction per
second- MIPS) dùng để đo số lượng lệnh trung bình có thể thực hiện được
trong một giây dựa theo tần suất xuất hiện của các lệnh trong chương trình
Trang( 9)
- Số lượng phép tính với số thực trong 1 giây( MFLOPS= million floating
point operatopn per second): dùng để đo phép tính số học với số thực dấu
chấm động trong thời gian một giây thông thường cho bộ xử lí vecto
- Thông lượng của kênh( throughput): là số lượng các chương trình, các công
việc hoặc các yêu cầu mà bộ xử lí có thể thực hiện được trong một đơn vị
thời gian.


- Tính hiệu dụng( utilization): là tỉ lệ thời gian mà bộ xử lí nhận yêu cầu đến
khi bộ xử lí thực hiện xong yêu cầu.
- Thông lượng của bộ nhớ( memory band width) là thông lượng của các
từ( word), tức là số lượng các bit mà bộ xử lí có thể truy nhập được từ bộ
nhớ trong một đơn vị thời gian
- Thời gian truy cập bộ nhớ( access memory time) là khoảng thời gian trung
bình mà bộ xử lí có thể truy nhập được một mục dữ liệu từ bộ nhớ. Nó
thường được đo bằng nano giây( ns)
- Kích thước của bộ nhớ( memory size) thể hiện số lượng dữ liệu mà bộ nhớ
có thể lưu trữ được. nó được đo bằng MB
Câu 6 Trình bày chế độ ngắt (Interrupt) trong hoạt động của máy tính tuần
tự. Có mấy loại ngắt? ( trang 39)
a. Chế độ ngắt trong hoạt động của máy tính tuần tự
Chế độ ngắt là cơ chế tạm dừng một chương trình đang thực hiện một
cách đột ngột( không biết trước thời điểm xảy ra). Khi đó máy tính sẽ
phải lưu lại tất cả các trạng thái hiện thời của chương trình bị ngắt để
thực hiện chương trình ngắt. khi thực hiện xong chương trình ngắt thì hệ
thống phải khôi phục lại trạng thái của chương trình trước khi ngắt để
tiếp tục làm việc bình thường.

yêu cầu ngắt
( interrupt request- IRQ)

Lưu trữ trạng thái hiện thời

Thực hiện chương trình ngắt( interrup
subroutime)

Khôi phục trạng thái


Các tình huống xảy ra ngắt:
 Khi một chương trình đang thực hiện bình thường nó gặp một lệnh nảy sinh
ra lỗi. ví dụ gặp phái một phép chia cho ). Lúc đó hệ thống tạm dừng chương
trình để đưa ra thông báo.
 Khi chương trình đang hoạt động bình thường, nếu CPU nhận được tín hiệu
từ các bộ phận khác như bàn phím, hoặc chuột thì phải đáp ứng các tín hiệu
này.
 Có các thiết bị hoạt động theo các chu kì nhất định như xung nhịp đồng hồ
sẽ sản sinh ra những tín hiệu ngắt.
b. Các loại ngắt:
Có các loại ngắt sau:
- Ngắt cứng: do các thiết bị vào ra( như bàn phím, chuột, máy in..) chủ động
sinh ra các yêu cầu ngắt khi nó làm việc.
- Ngắt mềm: được sản sinh ra khi thực hiện các chương trình. Ví dụ: thông
báo phép chia cho 0.
- Ngắt che được( markable): khi có tìn hiệu ngắt loại này thì hệ thống có thể
đáp ứng hoặc không đáp ứng yêu cầu ngắt.
- Ngắt không che được( unmarkable): loại ngắt bắt buộc hệ thống phải thực
hiện khi có yêu cầu ngắt,


Câu 7:Cơ chế truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA) là gì? Nêu nguyên lý hoạt
động của chế độ này
( trang 39)
Phương pháp truy cập bộ nhớ trực tiếp DMA( direct memory access I/O) để
tránh nhược điểm của phương pháp I/O được điều khiển bởi ngắt là mỗi lần
truyền một kí tự lại phải ngắt một lần. khi đó chính CPU phải thực hiện
chương trình con xử lí ngắt dẫn đến tốn thời gian làm việc của CPU, người
ta sử dụng phương pháp truy cập bộ nhớ trực tiếp DMA. Trong cơ chế này,
dữ liệu sẽ được truyền trực tiếp từ bộ nhớ đến các thiết bị ngoại vi và ngược
lại. quá trình truyền dữ liệu này không bị điều khiển bởi CPU mà bởi các
thiết bị phần cứng gọi là bộ điều khiển truy cập bộ nhớ trực tiếp
DMAC( direct memory access controller)
 Nguyên lí hoạt động của chế độ DMA như sau:
- Khi có nhu cầu truyền dữ liệu các thiết bị ngoại vi và bộ nhớ, các thiết bị
ngoại vi sẽ phát tín hiệu yêu cầu tới bộ DMAC
- DMAC phát tín hiệu tới CPU đòi CPU đi vào chế độ DMA
- Bộ xử lí thực hiện nốt chu kì máy, phát tín hiệu chấp nhận cho DMAC và tự
tách mình ra khỏi hệ thống BUS cho DMAC
- DMAC làm chủ kênh truyền địa chỉ, kênh truyền dư liệu và kênh điều khiển.
dữ liệu được truyền trực tiếp giữa bộ nhớ và thiết bị ngoại vi mà không qua
CPU điều khiển.
- Khi dữ liệu truyền xong DMAC phát tín hiệu cho CPU, trả quyền điều khiển
hệ thống BUS cho CPU. CPU là việc bình thường.
Chế độ DMA thường được dùng để truyền dữ liệu giữa các thiết ị có khả
năng truy xuất thông tin với khối lượng lớn và đòi hỏi tốc độ truy xuất cao
như các thiết bị đĩa cứng, đĩa mềm và bộ nhớ.


Câu 8: Trình bày các khối chức năng chính trong cấu trúc của máy tính tuần
tự.
Cấu trúc chung của máy tính gồm các khối chức năng chính sau đây:
 Bộ xử lí trung tâm( central processing unit-CPU) là bộ não của máy tính,
gồm các phần chính sau đây:
- Bộ điều khiển:( control unit- CU) phiên dịch các lệnh thành các vi
lệnh( micro operation) hoặc chuyển đổi thành các tón hiệu điều khiển các tín
hiệu khác trong máy tính, đồng thời đồng bộ và phối hợp sự hoạt động của
tất cả các bộ phận trong máy tính
- Bộ số học và logic( arithmetic- logical unit- ALU) được sử dụng để tính toán
các phép toán số học như cộng, trừ, nhân chia được dịch thành số nhị phân,
đồng thời thực hiện các phép toán logic.
- Ngoài 2 bộ phận trên còn có các thanh ghi( registers) là nơi lưu trữ tạm thời
các lệnh, các dữ liệu đang và sẽ thực hiện. chúng đóng vai trò trung gian
giữa bộ điều khiển và bộ số học- logic với các bộ phận khác trong máy tính.
Các thanh ghi này có tốc độ truyền dữ liệu cực lớn.
 Bộ nhớ( memory): được sử dụng để lưu trữ các dữ liệu và các chương trình
và các kết quả trung gian trong quá trình thực hiện. bộ nhớ có 2 loại chính:
- ROM( read only memory- bộ nhơ chỉ đọc): loại bộ nhơ này chỉ dùng để đọc
thông tin ra. Nó thường được sử dụng để ghi các thông số của máy tính và
các chương trình cơ sở để máy tính hoạt động được. thông tin trong bộ nhớ
này không bị mất đi khi mật điện hoặc khi tắt máy. Bộ nhớ này thường có
dung lượng nhỏ.
- RAM( random access memory- bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) là bộ nhớ truy
cập ngẫu nhiên, nghĩa là có thể đọc và ghi vào bất kì vị trí nào trong bộ nhớ.
Nó thường được dùng để lưu trữ các kết quả trung gian trong quá trình thực
hiện một chương trình và lưu trữ các chương trình khi thực hiện. thông tin


trong bộ nhớ se bị xóa sạch khi mất điện hoặc tắt máy. Tốc độ của bộ nhớ
RAM nhanh hơn tốc độ của bộ nhớ ROM. Dung lượng của RAM lơn hơn
dung lượng của bộ nhớ ROM nhiều lần.
 Giao diện vào/ra( I/O interface) cho phép bộ nhớ nhận và truyền thông với
các bộ phận bên ngoài như ổ đĩa, bàn phím, màn hình….
 Hệ thống kệnh truyền thông( bus): bộ xử lí trung tâm CPU thực hiện kết nối
và trao đổi thông tin với các bộ phận chức năng khác thông qua hệ thống
kênh truyền tin. Về mặt vật lí, bus là tập hợp các đường truyền tín hiệu điện,
mỗi đường dây truyền được một bit thông tin tại một thời điểm. hệ thống
kênh truyền thông tin của máy tính có 3 loại, mỗi loại truyền một loại thông
tin:
- Kênh điều khiển( control bus) được sử dụng để truyền các tín hiệu điều
khiển từ bộ xử lí đến các bộ nhớ hoặc các giao diện vào ra, đồng thời nó
chuyển tín hiệu phản hồi từ các bộ phận về bộ xử lí. Ngoài ra nó còn được
dùng để liên kết các bộ phận bên trong của bộ xử lí.
- Kênh địa chỉ( address bus) được sử dụng để truyền các địa chỉ từ bộ xử lí
đến các thiết bị hoặc vùng bộ nhở cần truy nhập. khi đó, các bộ giải mã so
sánh địa chỉ này với địa chỉ của mình. Nếu trùng thì cho phép truyền dữ liệu
hoặc cho phép điều khiển.
- Kênh dữ liệu( data bus): được sử dụng để truyền các địa chỉ từ bộ xử lí đến
các thiết bị ngoại vi tớ CPU và ngược lại.
Câu 9: Nêu các chức năng chính của bộ xử lý trung tâm
Các chức năng chính của bộ xử lí trung tâm( trang 41)
Bộ xử lí trung tâm là trái tim, khối óc của máy tính. Nó vừa phân tích thông
tin, vừa điều khiển cách truyền tin. Cấu trúc của một CPU cho biết nó xử lí
lệnh và dữ liệu như thế nào:


Các chức năng chính của bộ xử lí trung tâm bao gồm:
- Nạp các lệnh ( fetch instructions): trước khi thực hiện lệnh. CPU cần phải
nạp các lệnh từ bộ nhớ.
- Dịch các lệnh( interpret instructions): sau khi nạp lệnh, CPU cần phải giải
mã lệnh để xác định yêu cầu thực hiện của lệnh.
- Nạp dữ liệu( fetch data): nếu việc thực thi lệnh một lệnh yêu cầu việc đọc dữ
liệu từ bộ nhớ hoặc từ một modum vào/ra( I/O mudule) thì cần phải nạp các
dữ liệu này.
- Xử lí dữ liệu( process data): thực hiện một vài phép toán số học hoặc phép
toán logic trên dữ liệu.
- Ghi dữ liệu: ( write data): ghi kết của việc thực thi lệnh vào bộ nhớ hoặc
modun vào/ra.
Để có thể là được những việc trên, CPU cần phải lưu trữ tạ thời một số dữ
liệu. việc lưu trữ các lệnh và dữ liệu tạm thời trong khi một lệnh đang được
thực thi nhờ một bộ nhớ trong nhỏ của CPU – đó là các thanh ghi.
Câu 10:Bộ xử lý trung tâm (CPU) có những bộ phận cơ bản nào? Chức năng
của từng bộ phận là gì
a. Cấu trúc của CPU
( trang 42)
Các thành phần chisnhc của CPU bao gồm: bộ số học logic ALU, bộ điều
khiển CU, và các thanh ghi và một số cơ chế kết nối các bộ phận này với
nhau.
b. Chức năng chính của từng bộ phận


 Bộ số học logic( ALU) bộ số học logic là một bộ phận của máy tính có chức
năng thực hiện các phép tính số học và logic trên các dữ liệu.
Trong đó các số thực hay số nguyên được biểu diễn theo cách sau:
- Biểu diễn dữ liệu trong máy tính:
+ đơn vị thông tin cơ bản nhất trong máy là bit( binary digit)
+ năm 1964 các nhà thiết kế máy tính mainframe IBM syste/360 đưa ra đơn
vị biểu diễn địa chỉ bộ nhớ của máy tính là 1 byte= 8 bit
+ các từ máy( computer word) có thể bằng 1 hoặc nhiều byte. Kích thước
của áy có thể là 8 bits, 16 bits, 32 bits.. tùy thuộc vào tổ chức máy tính.
- Biểu diễn số nguyên trong máy tính:
+ dạng biểu diễn dấu- độ lơn( sign- magnitude) trong một từ có n bit thì bit
trái ngoài cùng biểu diễn dấu, còn N-1 bit sẽ biểu diễn độ lớn của số.
+ sử dụng só bù 1( 1’s complement representation)
+ sử dụng số bù 2( 2’s- comlement representation) để biểu diễn số â trong hệ
nhị phận.
+ biểu diễn bằng mã BCD( binary code decimal)
- Biểu diễn sô thực trong máy tính
+ người ta biểu diễn số thực trong máy tính bằng 2 cách: số thực dấu phẩy
động và số thực với dấu phẩy tĩnh.
+ với số thực dấu phẩy tĩnh thì các phép tính được thực hiện tương tự như
các số nguyên
+ để biểu diễn các giá trị cực lớn hoặc cực nhỏ, người ta cũng dùng cách
biểu diễn theo dấu phẩy động với các số nhị phận dược dạng


S*B^(+-E)*M
Với khuôn dạng:
S

E

M

- Sử dụng bias
+ mục đích: để chuyển bất kì số nguyên nào trong khuôn dạng đã cho đều
được biểu diễn dưới dạng số nguyên không âm.
+ giá trị bias là một số nằm gần giữa các giá trị có thể được chọn để biểu
diễn số 0.
 Thiết bị điều khiển ( CU)
Có chức năng phiên dịch các lệnh thành vi lệnh( micro operator) hoặc
chuyển đổi thành các tín hiệu điều khiển các tín hiệu khác trong máy tính,
đồn thơi đồng bộ và phối hợp sự hoạt động của tất cả các bộ phận trong máy
tính.
- Có 2 cách thiết kế bộ điều khiển:
+ các bộ điều khiển nối cứng với nhau( hard wired CU): các bộ điều khiển
sử dụng các mạch để biểu diễn các trạng thái khác nhau của bộ xử lí( với
mỗi tín hiệu đưa vào thì nó sẽ sinh ra một loạt tín hiệ điều khiển tương ứng
với trạng thái đó bằng các bộ phận phần cứng). đặc điểm của cách thiết kế
này là tốc độ tính toán rất nhanh vì nó thực hiện bằng phần cứng. tuy nhiên
nó không linh hoạt vì mỗi khi muốn thêm một lệnh thì người ta phải thiết kế
lại bộ điều khiển này. Tuy nhiên trong thực tế, phần lớn người ta đều dùng
bộ điều khiển này do tốc độ lớn và phương pháp thiết kế đã được chuẩn hóa.
+ các bộ điều khiển vi chương trình( micro programmed CU): đế khắc phục
tính không linh hoạt của bộ điều khiển vi chương trình. Với mỗi loại lệnh
của bộ xử lí thì nó sẽ được phiên dịch ra thành các vi lệnh. Mỗi vi lệnh này
sẽ được thực hiện trong một bộ điều khiển vi chương trình. Đặc điểm của


cách thiết kế này là tốc độ thực hiện chậm vì nó có quá nhiều công đoạn,
tương tự như chương trình con. Bộ điều khiển này kinh hoạt hơn vì các lệnh
muốn thêm hoặc thay đổi chỉ cần thay đổi trong bộ nhớ vi lệnh. Tuy nhiên,
bộ điều khiển này ít được dùng trong thực tế.
 Các thanh ghi:
Các thanh ghi trong CPU có 2 loại:
 Các thanh ghi hữu hình đối với người sử dụng( user- visible registers): các
thanh ghi này cho phép các nhà lập trình bằng ngôn ngữ máy hoặc ngôn ngữ
asembly sử dụng chúng một cách tối ưu để hạn chế việc tha chiều bộ nhớ
chính:
 Các thanh ghi điều khiển và thanh ghi trạng thái( control and status
registers): các thanh ghi này được CU sử dụng để điều khiển hoạt động của
CPU và được chương trình của hệ điều hành sử dụng để điều khiển việc thực
thi các chương trình.
 Các thanh ghi hữu hình đối với người sử dụng bao gồm:
- Các thanh ghi đa năng( general- purpose registers) chức năng của chúng do
người lập trình gán. Trong một tập lệnh, bất kì thanh ghi đa năng nào đều có
thể chứa một toán hạng cho các phép toán dấu phấy động. trong một số
trường hợp, các thanh ghi đa năng cũng có thể được dùng để ghi địa
chỉ( gián tiếp hoặc thay thế)
- Các thanh ghi dữ liệu( data register): chỉ dùng để lưu trữ dữ liệu và không
thể tha gia vào việc tính toán.
- Các thanh ghi địa chỉ( address registers): gần giống như thanh ghi đa năng
trong đó có các địa chỉ được phân đoạn.
- Các con trỏ đoạn ( segment pointers): lưu trữ địa chỉ cơ sở của đoạn trong
một máy tính có các địa chỉ được phân đoạn
- Các thanh ghi chỉ số( index registers) được sử dụng cho các địa chỉ được chỉ
số hóa và có thể được chỉ số hóa một cách tự động


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×