Ủng hộ tôi
Máy tính là một hệ thống xử lý thông tin kỹ thuật số phức tạp có chức năng xử lý (bao gồm điều khiển), lưu trữ và truyền/nhận thông tin dưới dạng các tín hiệu số.
Máy tính được chia thành 2 thành phần chính:
Phần mềm (Software): Khái niệm trừu tượng được dùng để điều khiển máy tính dưới dạng các lệnh.
Phần cứng (Hardware): Thiết bị vật lý thực hiện chức năng của máy tính
Ngày nay, máy tính được bổ sung thêm 1 thành phần gọi là Phần sụn (Phần dẻo) (Firmware), phận sụn nằm giữa Phần cứng và Phần mềm, nó có chức năng chuyển đổi các lệnh điều khiển của Phần mềm thành các thao tác thực thi trên Phần cứng hoặc được sử dụng như là một chương trình cấu hình phần cứng hoạt động. Việc chia máy tính thành 2 thành phần chính hay 3 thành phần chính đều được chấp nhận rộng rãi hiện nay.
Cho đến hiện tại, Máy tính đã trải qua 5 thế hệ
Thế hệ 0 (trước ~1900): Máy cơ học
Thế hệ 1 (~1900 ~ 1950): Đèn chân không (Vaccum tube). Thế hệ đánh dấu sự ra đời của mô hình Von-neumann và khái niệm chương trình được lưu trữ
Thế hệ 2 (~1950 ~ 1965): Bóng bán dẫn (Transistor)
Thế hệ 3 (~1965 ~ 1970): Mạch tích hợp vừa và nhỏ (IC – Integated Circuit)
Thế hệ 4 (~1970 ~ nay): Mạch tích hợp cỡ lớn đến siêu lớn
~1970 ~1980: LSI (Large scale integration)
~1980 ~1990: VLSI (Very large scale integration)
~1990 ~nay: ULSI (Ultra large scale integration)
Hiện nay, máy tính lượng tử đã bước đầu được nghiên cứu thành công và có thể sẽ trở thành một thế hệ máy tính mới trong tương lai.
Có thể chia máy tính thành 3 loại:
Máy tính cá nhân: Được sử dụng bởi cá nhân hoặc một vài cá nhân cho các công việc thường ngày. Máy tính để bàn, máy tính xách tay được xếp vào loại này.
Máy chủ: Phục vụ quản lý, lưu trữ, xử lý dữ liệu có kích thước vừa đến rất lớn. Máy chủ, Siêu máy tính được xếp vào loại này.
Máy tính nhúng: Nằm trong 1 thiết bị khác với mục đích tối ưu về hiệu suất, giá thành, chức năng, công suất, .... Điện thoại, Máy giặt, Tivi, Ô tô, ... là các thiết bị có chứa máy tính nhúng bên trong.
Ngày nay, các thiết bị như Điện thoại thông minh, Máy tính bảng ngày càng đa năng và đang được nhiều người sử dụng thay cho Máy tính cá nhân truyền thống (máy để bàn và máy tính xách tay) và gần như trở thành một máy tính cá nhân hoàn chỉnh, vì thế chúng có thể được xếp vào loại Máy tính cá nhân.
Có nhiều định nghĩa về Kiến trúc Máy tính, có 2 khía cạnh để định nghĩa về Kiến trúc Máy tính:
Đứng ở khía cạnh Kỹ thuật Máy tính: “Kiến trúc máy tính là một tập hợp các quy tắc và phương pháp dùng để mô tả chức năng, tổ chức và hiện thực của một hệ thống máy tính”.
Đứng ở khía cạnh Khoa học Máy tính: “Kiến trúc máy tính là các thuộc tính mà lập trình viên có thể nhìn thấy trong hệ thống, hoặc theo cách khác, đây là các thuộc tính tác động trực tiếp đến việc thực thi chương trình”.
Tuy khác nhau về cách định nghĩa nhưng chúng ta đều thấy sự tương đồng giữa các định nghĩa này:
Mô tả chức năng <-> Các thuộc tính mà lập trình viên có thể biết
Tổ chức và hiện thực <-> Thuộc tính tác động trực tiếp tới việc thực thi.
Kiến trúc Máy tính được chia thành 3 bộ phận cấu thành:
Kiến trúc Tập lệnh (Instruction Set Architecture - ISA): Định nghĩa chức năng của máy tính, bao gồm tập lệnh và cách sử dụng những lệnh đó.
Tổ chức Máy tính: Còn được gọi là Vi kiến trúc (Micro-architecture) mô tả việc chức năng của máy tính được thực hiện như thế nào. Tiếp cận theo Kỹ thuật Máy tính thì Tổ chức Máy tính chính là việc thiết kế các mạch số để thực hiện các chức năng của máy tính. Tiếp cận theo Khoa học Máy tính thì Tổ chức Máy tính chính là việc hiện thực Kiến trúc Tập lệnh.
Thiết kế hệ thống máy tính (Computer System Design), bao gồm: Quản lý Bộ nhớ, Ảo hóa, Quản lý Nhập/Xuất, Truyền thông, Xử lý Song song, Đồng bộ hóa, ...
Trong môn học Tổ chức và Kiến trúc Máy tính chúng ta tập trung vào Kiến trúc Tập lệnh và một số khía cạnh của Tổ chức Máy tính, các khía cạnh còn lại của Tổ chức Máy tính sẽ được trình bày trong 2 môn học: Mạch Số và Thiết kế Hệ thống Số. Thiết kế Hệ thống Máy tính sẽ được đề cập riêng trong môn học cùng tên.