Bài tập kiến trúc máy tính tính hiệu năng âmdaahl

Câu 1. Phân biệt kiến trúc máy tính Von Neumann và Non Von Neumann. Kiến trúc von Neumann gồm có: bộ nhớ chính, CPU, thiết bị vào ra CPU thì bao gồm đơn vị số học logic và đơn vị điều khiển chương trình. Kiến trúc phi Von Neumann gồm có : thiết bị vào ra, đơn vị điều khiển và đơn vị số học logic Câu 1. Vẽ sơ đồ khối cấu trúc chung của máy tính IBM-PC và trình bày tóm tắt chức năng các khối.

Chức năng: -Các thiết bị vào: Nhận thông tin vào. -Bộ nhớ chính: lưu trữ thông tin.

• Bộ xử lý trung tâm: Xử lý thông tin theo các dãy lệnh được nhớ sẵn bên trong.
• Các thiết bị xuất: Đưa thông tin ra.

Câu 1. Trình bày chức năng, đặc điểm của bus địa chỉ. Chức năng: vận chuyển địa chỉ để xác định ngăn nhớ hay cổng vào ra. Đặc điểm: Cho biết số lượng ngăn nhớ tối đa được đánh địa chỉ N bít thì có thể đánh địa chỉ tối đa cho 2N ngăn nhớ ( không gian địa chỉ bộ nhớ).

Các thiếết b nh pậ ị B ộ x ử tấmlý trung Các thiếết b xuấết ị

B ộ nh ớchính

Câu 1. Cho biết ý nghĩa khi nói Bus địa chỉ có độ rộng 24 bit. Bus địa chỉ có độ rộng 24 bit có thể đánh địa chỉ cho 2 24 bytes nhớ. Câu 1. Trình bày chức năng, đặc điểm của bus dữ liệu. Chức năng: vận chuyển lệnh từ bộ nhớ đến CPU Vận chuyển dữ liệu giữa CPU, module nhớ, module vào ra. Đặc điểm: Độ rộng của bus dữ liệu nói chung sẽ xác định được lượng dữ liệu có thể truyền và trao đổi trên bus. Tốc độ truyền dữ liệu được tính bằng byte/s Câu 1. Cho biết ý nghĩa khi nói Bus dữ liệu có độ rộng 32 bit. Bus dữ liệu có độ rộng là 32 bit sẽ có bang thông là 4Mbyte/s. Câu 1. Trình bày chức năng, đặc điểm của bus điều khiển. Chức năng: vận chuyển các tín hiệu điều khiển Đặc điểm: gồm 3 loại tín hiệu điều khiển -Đọc ghi. -ngắt. - bus. Câu 1. Trình bày hiểu biết của em về tín hiệu điều khiển đọc/ghi bộ nhớ. +Memory read: điều khiển đọc dữ liệu từ một ngăn nhớ có địa chỉ xác định lên bus dữ liệu. +Memory write: Điều khiển ghi dữ liệu có sẵn trên bus dữ liệu đến một ngăn nhớ có địa chỉ xác định.

0×2=0 dư 1. 0×2=0 dư 1.  0= 0 b. Kết hợp lại ta có 1097= 10001001001.

Câu 2. Đổi số 12035 về hệ 2. Phần nguyên : 12035=2 13 +2 11 +2 10 +2 9 +2 8 +2 1 +2 0 =10111100000011b. Phần thực : 0 về hệ 2. 0×2=0 dư 0 0×2=0 dư 0 0×2=0 dư 1  0.125=0 b. Kết hợp lại ta có 12035.125=10111100000011 Câu 2. Đổi số 7899 về hệ 2 Phần nguyên 7899=2 12 +2 11 +2 10 +2 9 +2 7 +2 6 +2 4 +2 3 +2 1 +2 0 =1111011011011b. Phần thực 0 về hệ 2 0×2=0 dư 1 0×2=0 dư 1 0×2=0 dư 0 0×2=0 dư 0 0×2=0 dư 1 ....

Kết hợp lại ta có 7899.8=1111011011011(...) b. Câu 2. Đổi số 10110010 về hệ 10. Đổi 10110010= 1×2 7 +0×2 6 +1×2 5 +1×2 4 +0×2 3 +0×2 2 +1×2 1 +0×2 0 +1×2-1+1×2- =178.

Vậy với 10110010= 178. Câu 2. Đổi số 1111011110110010 về hệ 10. Cách 1: Đổi 1111011110110010=1×2 15 +1×2 14 +1×2 13 +1×2 12 +1×2 10 +2 9 +2 8 +2 7 +2 5 +2 4 +2+2-1+2-2+2-6=63410. Cách 2: Đổi hệ 2 thành hệ 16 1111011110110010= F7B2 Đổi hệ 16 về hệ 10 F7B2=15 2 ×16 3 +7×16 2 +11×16 1 +2×16 0 +12×16-1+4×16- =63410. Câu 2. Đổi số nguyên thập phân sau ra số hex 16 bit: 234. Đổi 234 hệ 10 về hệ 2 rồi đổi về hệ hex 234=2 7 +2 6 +2 5 +2 3 +2 1 =11101010b= EAh. Câu 2. Đổi số nguyên thập phân sau ra số hex 16 bit: 7899.

Số bù 1 của 67=1111111110111100b Số bù 2 của 67=1111111110111100b + 1 = 1111111110111101b Vậy -67=1111111110111101b= FFBDh. Câu 2. Đổi -128 về dạng nhị phân. 128=2 7 =0000000010000000b Số bù 1 của 128=1111111101111111b Số bù 2 của 128=1111111101111111b + 1 = 1111111110000000b Vậy -128=1111111110000000b=10000000b(biểu diễn 8 bit, MSB=1). Câu 2. Đổi -132 về dạng nhị phân. 132=2 7 +2 2 =0000000010000100b Số bù 1 của 132=1111111101111011b Số bù 2 của 132=1111111101111011b + 1 = 1111111101111100b. Vậy -132b=1111111101111100b. Câu 2. Đổi -92 về dạng nhị phân. 92=2 6 +2 5 =0000000001100000b.

Số bù 1 của 92=1111111110011111b Số bù 2 của 92=1111111110011111b + 1 = 1111111110100000b Vậy -92=1111111110100000b=10100000b (Biểu diễn 8 bit, MSB=1) Câu 2. Sau đây là tên và nội dung (dạng hex) của các thanh ghi 16 bit trong vi xử lý: AX = 1234, BX = 900A, CX = FFFA, DX = 7FFF Hãy tìm giá trị và dấu của giá trị trong chúng ở dạng hệ 10. -Với AX=1234h=0001 0010 0011 0100b (là số dương do SEM=0) =2 12 +2 9 +2 5 +2 4 +2 2 =4660.

• Với BX =900Ah=1001 0000 0000 1010b (là số âm do S=1) Gọi B là giá trị chứa trong BX Số bù 1 của B = 0110 1111 1111 0101b Số bù 2 của B = 0110 1111 1111 0101b
• 1 = 0110 1111 1111 0110b = 6FF6h =616^3+1516^2+15*16+6=28662=. Vậy giá trị trong BX=B=28662.
• Với CX=FFFAh=1111 1111 1111 1010b (là số âm do S=1) Gọi C là giá trị chứa trong CX Số bù 1 của C = 0000 0000 0000 0101b Số bù 2 của C= 0000 0000 0000 0110b

Số bù 1 cua 1022=1111110000001011b Số bù 2 của 1022=1111110000001100b -1012=1111110000001100b Phần thập phân 0,8=1100011000(...)b Kết hợp -1022.8=1111110000001100(...)b Chuẩn hóa 1111110000001100(...)b=(-

1. 1 ×1(...)×2 15 S=1b E-bias=15E=127+15=142=10001110b M=11111000000110011000110b X=11000111011111000000110011000110b =C77C0CC6H câu 2. Biểu diễn số +912,0625 ở dạng số dấu chấm động trong máy tính theo chuẩn IEEE 32 bit. Ts có công thức R= (-1)S×1×2E-bias Phần nguyên 912=1110010000b Phần thực .0625=0001b Kết hợp lại ta có 916.0625=1110010000 Chuẩn hóa 1110010000=(-1) 0 ×1×2 9 S=0b E-bias=9E=136=10001011b M=11001000000010000000000b X=0100 0101111001000000 010000000000b

\=45E40400h. Câu 2. Cho biết số dấu chấm động có giá trị 447FB999H bằng bao nhiêu ở hệ 10. Ta có công thức R=(-1)S ×1×2E-bias Đổi 447FB999h=0 10001000111111110111001 10011001b S=0b E=10001000b=2 7 +2 3 =136E-bias=136-127=9. M=1111 11110111001 10011001b Từ đó ta có R=(-1)S×1. 11111111011100110011001 ×2 9 Vậy ta có Phần nguyên: 1111111110 b=1022b Phần thực=0.11100110011001b=0=0. Kết hợp lại ta có 447FB999h=1022. Câu 2. Cho biết số dấu chấm động có giá trị 409CCCCCH bằng bao nhiêu ở hệ 10. 409CCCCCh=0100 0000 1001 1100 1100 1100 1100 1100b S=0b E=1000 0001b=129E-bias=2. M=001 1100 1100 1100 1100 1100b R=(-1) 0 ×1. 001 1100 1100 1100 1100 1100×2 2 Phần nguyên 100b= Phần thập phân 0. 1 1100 1100 1100 1100 1100b=0.E66660h=0. Vậy 409CCCCCh=4. Câu 2.

Câu 2. Thực hiện trừ 2 số nhị phân sau: 00001110B – 01111111B Số bù 1 của 01111111b =10000000b Số bù 2 của 01111111b =10000001b Vậy ta có thể viết lại như sau 00001110b+10000001b=10001111b Bài 2. Cộng các số nhị phân sau: 01111011B, 11001111B, 10111111B, 00111101B, 01111111B, 01111110B. 01111011B

• 11001111B 10111111B 00111101B 01111111B 01111110B = 1101000011B Câu 2. Cộng các số nhị phân sau: 11101101B, 11011110B, 10111111B, 10101101B, 01111101B 11101101 11011110 10111111 10101101 01111101 = 1110110100B.

Câu 2. Thực hiện nhân 2 số nhị phân 8 bit sau: 11101111B x 11111101B

11101111b 11111101b 11110111 00000000 11110111 11110111 11110111 11110111 11110111 11110111 1110110001110011B Vậy = 1110110001110011B Bài 2. Nêu tên và công dụng của các thanh ghi trong hệ thống KTMT nói chung:

• Thanh ghi khả hiện .Có hai loại. Thanh ghi dữ liệu và thanh ghi địa chỉ.
• Thanh ghi dữ liệu được dùng để lưu số nguyên (xem thanh ghi số thực dưới đây). Trong một số bộ CPU hiện nay và trước đây, có một thanh ghi đặc biệt là thanh ghi tích lũy tích lũy, được dùng cho nhiều tính toán.
• Thanh ghi địa chỉ chứa địa chỉ bộ nhớ và được dùng để truy cập bộ nhớ. Trong một số CPU, có một thanh ghi địa chỉ đặc biệt thanh ghi chỉ mục, dù chúng thường được dùng để sửa đổi địa chỉ hơn là chứa địa chỉ.
• Nhóm cờ trạng thái bao gồm các cờ phản ánh kết quả thực hiện lệnh cũng như trạng thái của CPU. Bài 2. Xác định giá trị của cờ tràn cho phép toán sau: 11110001B + 01000010B. 11110001B 01000010b 100110011b Ta thấy CF = C6,7 = 1 Vậy OF = CF C6,7 = 0 1 = 1 Bài 2. Xác định giá trị của cờ tràn cho phép toán sau: 10110001B + 11000010b 10110001B 11000010b 101110011b Ta thấy CF= C6,7= Vậy OF = CF C6,7 = 1 1 =2.

Chương 3 CPU, đường truyền hệ thống vào ra.

Câu 3: Cho biết ý nghĩa khi nói Bus địa chỉ có độ rộng 32 bit.

Bus gồm 32 đường dây dẫn, CPU có khả năng quản lý không gian nhớ là 2 mũ 32 = 42MB

Câu 3:Cho biết ý nghĩa khi nói Bus dữ liệu có độ rộng 64 bit.

Bus gồm 64 đường dây dẫn, CPU có khả năng xử lý toán hạng 64 bit trong 1 chu kỳ lệnh. Câu 3:Vẽ sơ đồ khối chung của hệ thống xử lý vào/ra trong máy tính và trình bày tóm tắt chức năng của từng thành phần trong sơ đồ.

CPU:Đơn vị điều khiển trung tâm Bộ nhớ chinh:Lưu trữ thông tin Bus:truyền đường truyền dữ liệu và kết nối hệ thống vào ra với khối trung tâm Hệ thống vào ra

Câu 3: Vẽ sơ đồ khối chung của hệ thống vào/ra dữ liệu và trình bày tóm tắt chức năng của từng thành phần trong sơ đồ

Các thanh ghi trạng thái chứa thông tin phản ánh trạng thái làm việc của thiết bị ngoại vi. Các thanh ghi dữ liệu thực hiện chức năng bộ đếm, nơi trung chuyển dữ liệu ra/vào. Câu 3:Trình bày 2 phương pháp vào ra dữ liệu do CPU chủ động.

phương pháp vào ra dữ liệu kiểu thăm dò CPU kiểm tra trạng thái sẵn sàng làm việc của thiết bị trước khi việc vào/ra dữ liệu được thực hiện. Khi thiết bị chưa sẵn sàng làm việc thì CPU lại phải tiếp tục thăm dò, việc thăm dò được lặp đi lặp lại cho đến khi thiết bị sẵn sàng trao đổi dữ liệu với CPU thì quá trình nhận dữ liệu được tiếp hành. Ưu: quá trình trao đổi dữ liệu có độ tin cậy rất cao vì việc truyền nhận dữ liệu chỉ xảy ra khi hai bên truyền và nhận đều sẵn sàng. Nhược: chiếm dụng nhiều thời gian CPU cho việc thăm dò nên hiệu quả hoạt động của hệ thống không cao.

phương pháp vào ra dữ liệu theo định trình Đây là phương pháp mà quá trình vào/ra được thực hiện tức thời nhờ các lệnh vào/ra và CPU không cần quan tâm đến trạng thái của thiết bị vào/ra (bao gồm thiết bị giao diện và thiết bị ngoại vi). Nhược: độ tin cậy trong truyền, nhận dữ liệu không cao, dữ liệu truyền nhận dễ bị chồng lên nhau gây mất dữ liệu nếu bên nhận xử lý không kịp. Phương pháp này thích hợp với những quá trình vào/ra có chu kỳ cố định và có thể xác định trước. Câu 3:Trình bày cấu trúc của hệ thống vào/ra theo ngắt cứng

• Hệ thống ngắt cứng gồm thiết bị điều khiển ngắt PIC, BUS dữ liệu, các thiết bị vào ra.
• PIC nhận các yêu cầu ngắt IRQi (I = 0 ÷ 7), xử lí ưu tiên ngắt và cung cấp số hiệu ngắt có ưu tiên cao nhất cho CPU qua BUS

dữ liệu. CPU căn cứ vào số hiệu này thực hiện quá trình vào ra dữ liệu với chương trình được chọn.

Câu 3:Trình bày quá trình vào/ra dữ liệu theo phương pháp vào/ra dữ liệu theo ngắt cứng. Quá trình xảy ra cụ thể như sau: