Download miễn phí Bài giảng Kiến trúc máy tính - Đại học khoa học tự nhiên TP. Hồ Chí Minh





Đại Cương
Mạch số: mạch điện tửhoạt động ởhai mức điện áp là cao và thấp, còn gọi là
mạch hai trạng thái.
Trạng thái cao = 1
Trạng thái thấp = 0
Linh kiện cơbản đểtạo các mạch số:
- Bóng đèn điện tử
- Transistor.



Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 1
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
GV: Nguyễn Minh Tuấn
Mail: [email protected]
Web: www.is-edu.hcmuns.edu.vn/~nmtuan/1.asp
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 2
Tài Liệu Tham Khảo
1. M.Morris Mano,
Computer System Architecture,
3rd ed. Prentice Hall, 1993
2. Robert J. Baron & Lee Higbie,
Computer Architecture,
Addition-Wesley, 1992
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 3
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
1. Mạch Số
2. Mạch Tổ Hợp
3. Mạch Tuần Tự
4. Thanh Ghi & Bộ Nhớ
5. Biểu Diễn Dữ Liệu
6. Vi Tác Vụ
7. Tổ Chức Máy Tính
8. Qui Trình Thực Hiện Lệnh
9. Thiết Kế Máy Tính
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 4
1. Mạch Số
1.1. Đại Cương
1.2. Cổng Luận Lý
1.3. Đại Số Bun
1.4. Bản Đồ Karnaugh
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 5
1.1. Đại Cương
z Mạch số: mạch điện tử hoạt động ở hai
mức điện áp là cao và thấp, còn gọi là
mạch hai trạng thái.
z Trạng thái cao = 1
z Trạng thái thấp = 0
z Linh kiện cơ bản để tạo các mạch số:
- Bóng đèn điện tử
- Transistor.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 6
1.1. Đại Cương (tt)
z Linh kiện được ghép nối qua bảng mạch.
z Thu nhỏ mạch → mạch tích hợp (IC)
z Mạch tích hợp → Chip
z Chip: vỏ bọc bằng gốm hay chất dẻo
z Số pin: 14 đến 100 hay hơn.
z Các dạng đóng gói chip: DIP, PGA, PQFP.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 7
1.1. Đại Cương (tt)
z DIP (Dual Inline
Package): số pin
≤ 80
z PGA (Pin Grid
Array): số pin ≥
100
z PQFP (Plastic
Quad Flat Pack):
số pin ≥ 100
(a) (b) (c)
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 8
1.1. Đại Cương (tt)
z Mức tích hợp: SSI, MSI, LSI, VLSI.
z SSI (Small-scale integration): < 10
z MSI (Medium-scale integration): 10-200
z LSI (Large-scale integration): 200-1000x
z VLSI (Very-large-scale integration):
>1000x
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 9
1.1. Đại Cương (tt)
z Công nghệ mạch = họ luận lý số
z Mạch cơ bản: cổng NAND, NOR hay
cổng đảo (NOT).
z Linh kiện tạo mạch cơ bản → tên công
nghệ mạch.
z Họ luận lý số: TTL, ECL, MOS, CMOS.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 10
1.1. Đại Cương (tt)
z TTL (Transistor-transistor Logic): DTL
(diode-transistor logic) → TTL
z ECL (Emitter-coupled Logic): hệ thống
hoạt động ở tốc độ cao.
z MOS (Metal-oxide semiconductor): mạch
cần mật độ thành phần cao.
z CMOS (Complementary metal-oxide
semiconductor): hệ thống cần tiết kiệm
điện.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 11
1.2.Cổng Luận Lý
z Cổng: mạch cơ bản gồm một/nhiều ngõ/tín
hiệu vào/nhập và một ngõ/tín hiệu ra/xuất.
z Cổng cơ bản: đảo (NOT), đệm (buffer),
AND, OR, XOR, NAND, NOR, XNOR
z Bảng chân trị: quan hệ giữa các ngõ
nhập/xuất của cổng.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 12
1.2.Cổng Luận Lý (tt)
z Cổng AND
– Có ít nhất 2 ngõ vào.
– Ngõ ra có trị cao khi tất cả các ngõ vào
cao.
A
B x
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
xBA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 13
1.2.Cổng Luận Lý (tt)
z Cổng OR
– Có ít nhất 2 ngõ vào.
– Ngõ ra có trị cao khi có một ngõ vào cao.
A
B
x 0
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
xBA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 14
1.2.Cổng Luận Lý (tt)
z Cổng NOT (đảo)
– Có 1 ngõ vào và một ngõ ra.
– Ngõ ra ngược lại ngõ vào.
A x 1
0
0
1
xA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 15
1.2.Cổng Luận Lý (tt)
z Cổng Đệm
– Có 1 ngõ vào và một ngõ ra.
– Ngõ ra bằng ngõ vào.
A x 0
1
0
1
xA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 16
1.2.Cổng Luận Lý (tt)
z Cổng NAND
– Có ít nhất 2 ngõ vào.
– Ngõ ra có trị thấp khi tất cả các ngõ vào
cao.
A
B x
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
xBA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 17
1.2.Cổng Luận Lý (tt)
z Cổng NOR
– Có ít nhất 2 ngõ vào.
– Ngõ ra có trị thấp khi có một ngõ vào cao.
A
B
x 1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
xBA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 18
1.2.Cổng Luận Lý (tt)
z Cổng XOR
– Có ít nhất 2 ngõ vào.
– Ngõ ra có trị cao khi số ngõ vào có trị cao
là một số lẻ (1, 3, 5,…).
A
B
x 0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
xBA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 19
1.2.Cổng Luận Lý (tt)
z Cổng XNOR
– Có ít nhất 2 ngõ vào.
– Ngõ ra có trị thấp khi số ngõ vào có trị
cao là một số lẻ (1, 3, 5,…).
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
xBA
A
B
x
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 20
1.3. Đại Số Bun
z Môn toán học nghiên cứu các mệnh đề.
z Một mệnh đề có 2 giá trị Đúng (1), Sai (0).
z Bốn hàm / phép tính cơ bản: NOT (không),
AND (và), OR (hay), XOR (hoặc).
z Được xác định qua bảng chân trị.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 21
1.3. Đại Số Bun (tt)
z Hàm NOT
z x = A’ (hay x = NOT A)
1
0
0
1
xA
x = A’
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 22
1.3. Đại Số Bun (tt)
z Hàm AND
z x = A . B
(hay x = A B hay x = A AND B)
x = AB
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
xBA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 23
1.3. Đại Số Bun (tt)
z Hàm OR
z x = A + B (hay x = A OR B)
x = A + B
0
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
xBA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 24
1.3. Đại Số Bun (tt)
z Hàm XOR
z x = A ⊕ B (hay x = A XOR B)
x = A ⊕ B
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
xBA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 25
1.3. Đại Số Bun (tt)
z Có mối quan hệ giữa mạch số và Đại số Bun
z Mạch số
Tín hiệu: Cao, thấp
Cổng: NOT, AND, OR, XOR
Định nghĩa cổng: bảng chân trị
z Đại số Bun
Mệnh đề: Đúng, sai
Phép tính/Hàm: NOT, AND, OR, XOR
Định nghĩa phép tính: bảng chân trị
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 26
1.3. Đại Số Bun (tt)
z Định nghĩa các cổng/hàm NOT, AND, OR
và XOR là như nhau nếu đặt
Cao = Đúng = 1
Thấp = Sai = 0
z Từ cổng tạo ra mạch số
z Từ các hàm tạo ra phương trình Bun
z Kết luận: Mạch số↔ Phương trình Bun
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 27
1.3. Đại Số Bun (tt)
A
B x = A.B
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
x = A.BBA
A
B x = A+B
0
1
1
1
0
1
0
1
0
0
1
1
x = A+BBA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 28
1.3. Đại Số Bun (tt)
A x = A’ 1
0
0
1
x = A’A
A x = A 0
1
0
1
x = AA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 29
1.3. Đại Số Bun (tt)
A
B x = (AB)’
1
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
x = (AB)’BA
A
B
X = (A+B)’ 1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
x = (A+B)’BA
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 30
1.3. Đại Số Bun (tt)
A
B
x = A ⊕ B 0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
x = A ⊕ BBA
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
x = (A⊕B)’BA
A
B
x = (A ⊕ B)’
x = A’B+AB’
x = A’B’+AB
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 31
1.3. Đại Số Bun (tt)
Ví dụ hàm Bun: F = x + y’z có thể biểu diễn dưới
dạng mạch như ở hình dưới.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 32
1.3. Đại Số Bun (tt)
z Mục đích của đại số Bun là làm dễ dàng cho
việc phân tích và thiết kế các mạch số.
z Bằng cách thao tác trên biểu thức Bun theo các
qui tắc đại số Bun, ta có thể nhận được biểu
thức đơn giản hơn, như vậy mạch số tương ứng
cần ít cổng hơn.
z Bảng sau liệt kê các đẳng thức cơ bản nhất của
đại số Bun và có thể chứng minh qua bảng
chân trị.
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 33
1.3. Đại Số Bun (tt)
(1) x + 0 = x (2) x . 0 = 0
(3) x + 1 = 1 (4) x . 1 = x
(5) x + x = x (6) x . x = x
(7) x + x’ = 1 (8) x . x’ = 0
(9) x + y = y + x (10) xy = yx
(11) x+(y+z) = (x+y)+z (12) x(yz) = (xy)z
(13) x(y+z) = xy+xz (14) x+yz = (x+y)(x+z)
(15) (x + y)’ = x’y’ (16) (xy)’ = x’ + y’
(17) (x’)’ = x
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 34
1.3. Đại Số Bun (tt)
z (14) x+yz = (x+y)(x+z)
không dùng trong đại số thông thường
nhưng rất có ích khi thao tác các biểu
thức Bun.
z Định lý De Morgan
(15) (x + y)’ = x’y’
(16) (xy)’ = x’ + y’
NMT - KTMT - V3.1 - Ch1 - Ns72 - 8/1/03 35
1.3. Đại Số Bun (tt)
z...
 

Các chủ đề có liên quan khác

Top