Mã lệnh đang được CPU thực hiện lưu trữ ở đâu?

Mỗi bộ vi xử lý đều được thiết kế bên trong khác nhau, nhưng chúng đều phải tuân theo cùng một nguyên lý chung. Sau đây là giới thiệu kiến trúc CPU chung nhất và giải thích cho câu hỏi Mã lệnh đang được CPU thực hiện lưu trữ ở đâu? Các bạn cùng tham khảo nhé!

Để trả lời câu hỏi “Mã lệnh đang được CPU thực hiện lưu trữ ở đâu?” bạn cần hiểu rõ CPU là gì?

CPU là một mạch xử lý dữ liệu theo một chương trình được thiết lập trước. Nó là một mạch tích hợp khá phức tạp gồm hàng triệu transitor trên một bảng mạch nhỏ. Phần lớn người dùng thường không biết và cũng không cần biết cái gì trên CPU. Một CPU thường có thể thi hành hàng triệu lệnh mỗi giây, để như vậy, trong một CPU tiêu biểu thì phải có nhiều thành phần phức tạp với các chức năng khác nhau và được hoạt động nhịp nhàng với nhau để hoàn thành các tập lệnh chương trình. Sau đây sẽ là các thành phần căn bản bên trong của một CPU.

Arithmetic Logic Unit (ALU) – là đơn vị số học luận lý : bao gồm một số thanh ghi – register, thường là 32 hay 64 bit. Thực hiện các lệnh của đơn vị là điều khiển và xử lý tín hiệu. Theo tên gọi, thì đơn vị này dùng để thực hiện các phép tính số học đơn giản (như cộng, trừ, nhân, chia số nguyên) hay phép tính luận lý đối với dữ liệu (so sánh lớn hơn, nhỏ hơn, …).

Tập lệnh chương trình thường được lưu giữ tại bộ nhớ chính – thông thường thì trên các chip nằm ở ngoài CPU – CPU từ đó đọc lệnh trong bộ nhớ thông qua đơn vị truyền tin – bus unit giữa bộ nhớ nguyên thủy và CPU.

Ðơn vị nạp lệnh – Prectch unit: ra chỉ thị cho đường truyền đọc các lệnh đã được lưu giữ tại một địa chỉ bộ nhớ riêng biệt. Ðơn vị này nó không chỉ định vị và nạp lệnh được thi hành kế tiếp mà nó còn nạp cả các lệnh lần lượt sau nữa vào hàng chờ sẵn sàng hoạt động.

Ðơn vị giải mã – Decode unit: ra chỉ thị cho đường truyền đọc các lệnh lưu giữ tại một địa chỉ bộ nhớ riêng biệt. Ðơn vị này định vị và nạp lệnh được thi hành kế tiếp mà còn nạp cả các lệnh lần lượt sau nữa vào hàng chờ sẵn sàng hoạt động.

Ðơn vị nối ghép đường truyền – Bus Interface Unit: đây là bộ phận dẫn truyền điều phối các thông tin.

Ðơn vị điều khiển – control unit: thường có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương trình , điều khiển hoạt động xử lý, và được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệ thống.

Mạch xung nhịp hệ thống – system clock: được dùng để đồng bộ các thao tác xử lý trong và ở ngoài CPU theo các khoảng thời gian không đổi, khoảng thời gian chờ giữa hai xung thì được gọi là chu kỳ xung nhịp. Tốc độ theo đó xung nhịp hệ thống để tạo ra các xung tín hiệu chuẩn thời gian và gọi là tốc độ xung nhịp – tốc độ đồng hồ được tính bằng triệu đơn vị mỗi giây – Mhz.

Thanh ghi – register: đây là phần tử nhớ tạm trong bộ vi xử lý dùng để lưu dữ liệu và địa chỉ nhớ ở trong máy đang được thực hiện tác vụ với chúng.

Mã lệnh đang được CPU thực hiện lưu trữ ở đâu?

Công việc chính của CPU đó là thi hành các mã lệnh của chương trình, nhưng thực chất CPU chỉ có khả năng giải quyết một ít trong phần dữ liệu mà thôi. Như vậy phần còn lại của dữ liệu sẽ được đọc vào phải cần một chỗ nào đó để lưu giữ lại và sẵn sàng cho CPU xử lý. Và RAM hay còn gọi là bộ nhớ chính sẽ nhận nhiệm vụ này.

RAM – Random Access Memory – Đây là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên và là loại thiết bị lưu trữ sơ cấp. Chip RAM bao gồm nhiều mạch điện tử có chức năng lưu trữ các lệnh và dữ liệu chương trình một cách tạm thời. Chính thuật ngữ truy cập ngẫu nhiên đã cho ta thấy tính chất của loại bộ nhớ này là gì. Mỗi vị trí lưu trữ trong RAM đều có thể truy cập trực tiếp, từ đó các thao tác truy tìm và cất trữ có thể thực hiện rất nhanh. Nội dung lưu trữ trong RAM thường không cố định – volatile memory, đó là phải luôn có nguồn nuôi để có thể lưu trữ nội dung thông tin đó – nếu mất điện là mất tất cả.

mã lệnh đang được cpu thực hiện lưu trữ ở đâu 1

Bộ nhớ RAM

Còn lại là bộ nhớ cố định – nonvolatile memory, hay được gọi bộ nhớ chỉ đọc – Read Only Memory – ROM. Chính là vì loại cố định nên nó duy trì nội dung nhớ khi không có điện, nhờ đó mà người ta dùng ROM để chứa chương trình BIOS không thay đổi. Không phải lúc nào loại này cũng được ẩn trong vỏ CPU. Nhiều thiết bị trò chơi điện tử dùng hộp, có khả năng tháo lắp, dựng một mạch ROM lưu trữ thường xuyên trò chơi các trương trình .

Ngoài ra còn một số loại bộ nhớ khác trong máy tính. EPROM – Erasable Programable ROM – bộ nhớ này chỉ đọc có thể lập trình lại. Loại này thường dùng để lưu giữ các thông tin mà cần thiết cho việc khởi động máy tính. RAM còn có loại SRAM – RAM tĩnh, DRAM – RAM động, và Video RAM – RAM cho màn hình chỉ chuyên phục vụ hình ảnh.

Cách làm việc của Bộ Nhớ

Đọc thêm:  Nên mua chuột máy tính không dây hay có dây

Bộ nhớ – Memory : đây là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu tế bào nhớ (storage cell) – mà các tế bào nhớ này chính là đơn vị lưu dữ kiện. Các thông tin trong bộ nhớ thường có thể là tập lệnh chương trình hay đó là dữ liệu của hình ảnh, các con số của phép tính số học hay luận lý và có khi là các ký tự chữ cái. Mỗi byte bộ nhớ thì đều có địa chỉ riêng để CPU có thể truy cập đến dữ liệu trong đó. Bộ nhớ thường có nhiều loại với đặc điểm cấu trúc và tính năng sử dụng khác nhau, nhưng về căn bản thì đều dùng để lưu dữ kiện nhằm phục vụ cho việc xử lý thông tin của CPU, và nó có thể là loại nằm ngay trên CPU hoặc nằm ngoài CPU.

Một máy tính cá nhân bình thường thường lắp từ 16 đến 64 Megabytes bộ nhớ – bộ nhớ này có nghĩa là loại bộ nhớ ngoài CPU mà ta thường gọi đó là các thanh RAM.

Các vi mạch DRAM thường được kết nối với nhau trên một bản mạch nhỏ được gọi là RAM, hoặc có khi là SIMM (single in – line memory module) – module nhớ hàng chân kép. Tùy theo lượng vi mạch nhớ và cấu trúc, các SIMM hay DIMM có thể có dung lượng từ 1 MB đến 32 MB hoặc là hơn, có loại 30 chân ( thường dùng từ các máy 486DX trở về trước), hiện nay thì thường dùng loại 72 chân (từ 486DX cho tới các máy hiện đại nhất). Nhưng nay đã xuất hiện loại DIMM – SDRAM có tốc độ lý thuyết 10ns (so với RAM EDO là 60ns), có số chân là 168 chân được dùng rộng rãi với một số bo mạch chọn lọc. Các RAM này được cắm quy định vào các khe quy định sẵn trên mạch hệ thống chính.

Xét về chi tiết thì nơi nhớ – tế bào nhớ nó giống như một cái hộp thư. Một địa chỉ có thể lưu giữ một byte thông tin.

Ðĩa khởi động có thể là đĩa cứng, hay đĩa mềm, đĩa CD. Ðĩa này chứa các tập lệnh giúp hệ thống khởi động và biết cách nạp hệ điều hành từ đĩa vào trong bộ nhớ.

Khi khởi động máy, CPU tự động ( đã quy định trước ) đọc thông tin lưu trong bộ nhớ chỉ đọc – ROM và thi hành. Hầu hết các hệ thống máy tính đều có ROM dùng để lưu dữ kiện để điều khiển hệ thống. Các chương trình trên ROM thì thường được gọi là BIOS – hệ thống xuất nhập cơ sở.

Các lệnh cần thực hiện nào đã được nạp vào bộ nhớ thì CPU có khả năng thực hiện chúng.

Như vậy, khi bật máy, CPU đọc được thông tin trên bộ nhớ ROM – thi hành nó, sau đó là đọc đến thông tin trên đĩa khởi động và nạp các thông tin hệ điều hành ở trên đĩa vào bộ nhớ RAM. Các thông tin lưu trên RAM ở các tế bào nhớ, tức là nó nằm sẵn trong RAM – và CPU có thể thực hiện các tác vụ.

mã lệnh đang được cpu thực hiện lưu trữ ở đâu 2

Cách làm việc của bộ nhớ

Những chia sẻ trên đây sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về CPU cũng như trả lời được câu hỏi mã lệnh đang được CPU thực hiện lưu trữ ở đâu? Chúc các bạn có được những kiến thức bổ ích phục vụ cho học tập cũng như trong công việc.

Tags:

We will be happy to hear your thoughts

Leave a reply