Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 1: Kiến trúc cơ bản của máy tính

Nội dung text: Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 1: Kiến trúc cơ bản của máy tính

1. CÂU TRUC MAY TINH CHƯƠNG 1: KIẾN TRÚC CƠ BẢN CỦA MÁY TÍNH
2. Nôi dung cua chương 1 1.1. Những thành phần cơ bản của máy tính 1.2. Kiến trúc một máy tính đơn giản
3. 1.1. Nhữ ng thành ph ầ n c ơ b ả n c ủ a máy tính . Các hệ thống số thông dụng  Hệ thập phân, nhị phân, bát phân, thập lục phân  Chuyển đổi giữa các hệ thống số . Biểu diễn số nguyên  Sô nguyên không dấu  Sô nguyên có dấu . Biểu diễn số thực  Số dấu chấm tĩnh  Số dấu chấm động (theo Tiêu chuẩn IEEE 754) . Biểu diễn ký tự  Các khái niệm  Bảng mã ASCII, và Unicode
4. 1. Các hệ th ố ng s ố . Hệ thống số còn gọi là hệ đếm: Là các ký hiệu và quy tắc sử dụng để biểu diễn và xác định giá trị các số. . Hệ đếm không định vị và định vị.  Hệ đếm la mã: I, II, III, IV, V , VI, VII, X, XI, , XV  - Là hệ đếm không định vị  Hệ đếm thập phân: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, 10, 11, 12,  Là hệ đếm định vị_giá trị của mỗi chữ số không những phụ thuộc vào giá trị của nó mà còn phụ thuộc vào vị trí của nó  Gồm hệ nhị phân, bát phân, thập phân, thập lục phân
5. 1. Các hệ th ố ng s ố (ti ế p) . Hệ đ ế m th ậ p phân (decimal system)  10 ký số : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9  Cơ s ố 10 2 1 0 -1 -2  Vd: 199.3510 = 1*10 + 9*10 + 9*10 + 3*10 + 5*10 . Hệ đ ế m nh ị phân (Binary system)  2 ký số : 0,1  Cơ s ố 2 3 2 1 0 -1 -2  Vd: 1011.112 = 1*2 + 0*2 + 1*2 + 1*2 + 1*2 + 1*2
6. 1. Các hệ th ố ng s ố (ti ế p) . Hệ đ ế m bát phân (octal system)  8 ký số : 0,1,2,3,4,5,6,7  Cơ s ố 8 2 1 0  Vd: 2358 = 2*8 + 3*8 + 5*8 . Hệ đ ế m th ậ p l ụ c phân (hexa-decimal system)  16 ký số : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F  Cơ s ố 16 3 2 1 0  Vd : 34AD16 = 3*16 + 4*16 + 10*16 + 13*16
7. 2. Chuyển đổi các hệ thống số sang hệ thập phân
8. 2. Chuyển đổi hệ thập phân sang hệ thống số khác . Đổ i m ộ t s ố nguyên t ừ h ệ th ậ p phân sang h ệ nh ị phân  Lấ y s ố nguyên N l ầ n l ượ t chia cho 2, cho đ ế n khi th ươ ng b ằ ng 0. K ế t quả chuy ể n đ ổ i s ố N là các dư s ố trong phép chia vi ế t ra theo th ứ t ự ngượ c l ạ i.
9. 2. Chuyển đổi hệ thập phân sang hệ thống số khác . Đổ i ph ầ n th ậ p phân t ừ h ệ th ậ p phân sang h ệ nh ị phân  Lấ y ph ầ n th ậ p phân N l ầ n l ượ t nhân v ớ i 2 cho đ ế n khi ph ầ n th ậ p phân củ a tích s ố b ằ ng 0. K ế t qu ả chuy ể n đ ổ i s ố N là các s ố ph ầ n nguyên trong phép nhân viế t ra theo th ứ t ự tính toán.  Vd:
10. 2. Chuyển đổi giữa hệ nhị phân và hệ bát phân . Mỗ i nhóm trong 3 ký s ố t ừ ph ả i sang trong 1 s ố nh ị phân đ ượ c thay th ế bằ ng m ộ t ký s ố bát phân. . Ngượạỗố c l i, m i ký s bát phân đ ượ c thay th ếằộ b ng b 3 ký s ốị nh phân.  VD:
11. 2. Chuyển đổi giữa hệ nhị phân và hệ thập lục phân . Mỗ i nhóm 4 ký s ốừả t ph i sang trong 1 s ốị nh phân đ ượ c thay th ếằộ b ng m t ký số th ậ p l ụ c phân. . Ngượạỗ c l i m i ký s ốậụ th p l c phân đ ượ c thay th ếằộ b ng b 4 ký s ốị nh phân.  VD:
12. Số h ọ c nh ị phân . Số h ọ c nh ị phân
13. Số h ọ c nh ị phân . Ví dụ :
14. Biể u th ứ c logic và các phép toán logic
15. Biể u th ứ c logic và các phép toán logic
16. Biể u di ễ n s ố nguyên - Integer . Số nguyên không d ấ u:  Sử d ụ ng toàn b ộ s ố bit đ ể bi ể u di ễ n giá tr ị s ố . . Số nguyên có d ấ u:  Số nguyên có d ấ y ki ể u Sign – Magnitude: S ử d ụ ng bit trái nh ấ t làm bit dấ u. . 0 là số d ươ ng: (positive) +18 = 0001 0010 . 1 là số âm (negative) -18 = 1001 0010  Số nguyên có d ấ u ki ể u bù 2
17. Biể u di ễ n s ố nguyên - Integer . Có thể bi ể u di ễ n m ộ t s ố b ằ ng m ộ t dãy nhi ề u bit h ơ n:  101  0000 0101  0000 0000 0000 0101 . Mộ t dãy bit v ớ i đ ộ dài nào đó có kh ả năng bi ể u di ễ n các giá tr ị trong m ộ t miề n giá tr ị nh ấ t đ ị nh ( s ố nguyên không d ấ u)  Dãy 4 bit: từ 0 đ ế n 15  Dãy 8 bit: từ 0 đ ế n 255  Dãy 16 bit: từ 0 đ ế n 65535  Dãy 32 bit: từ 0 đ ế n 4.294.967.295  Dãy n bit: từ 0 đ ế n 2n -1
18. Biể u di ễ n s ố nguyên - Integer
19. Biể u di ễ n s ố th ự c – Real numbers . Là các số có ph ầ n th ậ p phân (fractions) . Có thể bi ể u di ễ n b ằ ng s ố nh ị phân . Vấề n đ : trong bi ểễằốị u di n b ng s nh phân, d ấấểễ u ch m bi u di n ntn? . Qui ướ c “đ ặ t d ấ u ch ấ m” ở m ộ t v ị trí c ố đnh? ị  Giớ i h ạ n mi ề n giá tr ị  Không biể u di ễ n đ ượ c nh ữ ng s ố c ự c l ớ n / c ự c bé. . Giả i pháp: D ấ u ch ấ m có th ể di chuy ể n.
20. Số d ấ u ch ấ m đ ộ ng (float point numbers) . Sử d ụ ng cách bi ể u di ễ n s ố khoa h ọ c S x B±E  S: phầ n đ ị nh tr ị là m ộ t s ố nguyên hay s ố d ấ u ch ấ m tĩnh.  B: cơ s ố 10 (trong máy tính là c ơ s ố 2)  E: Sỗ mũ  976 000 000 000 000 = 9.76 x 1014  0.0000000000000976 = 9.76 x 10-14
21. Số d ấ u ch ấ m đ ộ ng (float point numbers) . Dấ u ch ấ m đ ộ ng cho phép bi ể u di ễ n s ố b ằ ng nhi ề u cách ⇒ Chuẩ n hóa cách bi ể u di ễ n s ố FP theo chu ẩ n IEEE 754
22. Biể u di ễ n s ố ch ấ m đ ộ ng 32 bit . Đị nh d ạ ng s ố ch ấ m đ ộ ng 32 bit
23. Biể u di ễ n s ố ch ấ m đ ộ ng 32 bit . Phầ n đ ị nh tr ị :
24. Biể u di ễ n s ố ch ấ m đ ộ ng 32 bit
25. Miề n giá tr ị c ủ a s ố d ấ u ch ấ m đ ộ ng