Tài liệu Nguyên lí phần cứng và kĩ thuật ghép nối máy vi tính

TS. T R Ầ N QUANG VINH n g u y ê n lí phần V À Cứng ' ^ K Ĩ THUẬT GHÉP Nối MÁỸ VI TÍNH ( T á i b ả n lá n ĩh ứ n h ấ t) N H À X U Ấ T BẢ N G IÁ O D Ụ C Bản quyển thuộc H E V O B C O 11 一 2007/C X B /128 一 2 1 1 9 /G D 一 Nhà xuất bản G iá o dục. M ã số : 7B 594T7 - D A I I V； Lời nói đầu Các m á y v i tín h h iện n ay có khả năng xử l í d ữ liệ u rấ t m ạ n h , th ậ m c h í tro n g n h iề u trư ờ n g hỢp kh ôn g th u a kém g i các máy tín h m in i và m á y m a in fra m e . C h ú n g đ a n g được ứ ng d ụ n g rộ n g r ã i tro n g nhiều lĩn h vực khoa học công nghệ ỉ； à cuộc sống. Bẽn cạ nh m ộ t k h ô i lư ợ n g p h ầ n mềm hệ thông uá ứng d ụ n g đ ồ sộ trên th ế g iớ i h iệ n n ay, công nghệ p h ầ n cứng cùng l UÔH được cảấ th iệ n h à n g n g à y h à n g g iờ n h ằ m tạo ra được các th ế hệ m á y vi tin h có tốc độ nha n h hơn nữa, với k h ả n ă n g n h ớ lớ n hơn n ữ a và g iá th à n h có th ể chấp n h ả n được. Đ ảy thực sự là m ộ t c u ộ c cạ nh tra n h q u yế t liệ t g iữ a các n h à sản x u ấ t có tên tuổi trên th ế g iớ i, g iữ a các sẩn p h ẩ m ch ín h th ố n g và k h ô n g ch ín h thông. V i vậy, kiên thức về thực h à n h kh ả o sát c ũ n g n h ư k iể m tr a c á c th iế t b ị p h ẩ n cứng của m ột m áy vi tín h đ iển h ìn h h iệ n n a y là cần th iế t đ ố i v ớ i m ỗ i s in h viên tro n g các ngành có liê n quan đến công nghệ th ô n g tin , N h ư đã biết, riê n g bộ v i x ử l í và bộ nhớ chính cùng p h ầ n m ềm hệ đ iể u h à n h đã tạ o nên m ộ t m á y vi tín h . N h ư n g ch ú n g sẽ chỉ là m ột hệ khép k in nếu n h ư k h ô n g có cửa sô m ở ra t h ế giới bên n goài VỚI các thiết bị ngoại ví đ a n g n g à y càn g được sử d ụ n g vô cũ ng p h o n g p h ú . c ủ a sô đó là các mạch ghép nôĩ vảo Ira . V i vậy, tu y bản th â n các m ạch ghép nôì là m ột n hân tô cấu th à n h nên hệ th ố n g m á y v i tín h c h u ẩ n n h ư n g cũng c ổ th ể coi ch ú n g cùng các th iế t bi ngoại vi là n h ữ n g đ ố i tư ợn g q u a n trọ n g tro n g m ộ t k ĩ th u ậ t có đặc thừ riẻ n g là k ỉ th u ậ t ghép nôì m á y tín h . D ư ớ i góc độ ứ n g d ụ n g , có thê tạ m p h â n k ỉ th u ậ t này là m h a i lĩn h vực c h in h : . K ĩ th u ậ t ghép n ố i m á y tín h - cụ th ể là bộ vi xử l í . với các th iế t b ị n g o ạ i vi tro n g m ộ t hệ m á y v i tín h chuân. Đỏ là việc th iế t kế, khảo sát các q u á tr ìn h th ô n g tÌTi g iữ a bộ v i x ử l í với các ngoại vi n h ư m àn h in h , bàn p h im , chuột, m á y in v.v... là n h ữ n g th à n h p h ầ n tạo nên m ột hệ m áy vi tín h chuẩn. - K i th u ậ t ghép n ố i hệ th ố n g m á y vi tín h chuẩn (nói tắ t là m á y v i tín h , P C ) với n h ữ n g th iế t b ị bên n g o à i d ừ n g cho đo lường uà điểu khiển các q u á tr ìn h công nghệ, thự c n g h iệ m kh o a học v.v.,. N h ữ n g th iế t bị điện tử bên n g o à i n à y bao gồm cả h a i lo ạ i: lo ạ i h o ạ t đ ộ n g với các tín h iệu sô và lo ạ i hoạt động với tín h iệ u tư ơn g tự hoặc cả h a i. V ớ i n h ữ n g m ụ c đ íc h kê trên, tà i liệ u được chia th à n h 3 p h ầ n với 19 ch ư ơng; có thê coi m ồ i ch ư ơ n g là m ộ t b à i thực h àn h lớn củng các câu h ỏ i và b à i tập liê n q u a n đến m ộ t đ ô ĩ tư ợ n g cụ thê của p h ầ n cứng m áy vi tín h và m ộ t ứ ng d ụ n g của k ĩ th u ậ t ghép nối. P h ẩ n m ột, t ừ chương ĩ đến ch ương 4 mô tả vê phẩn cứng m áy vi tính và n h ữ n g vấn đề liê n q u a n đến các hoạt động bên tro n g của vỉ xử lí. P hẩ n hai, từ chương 5 đến chư ơng 17 có nội d u n g là k ĩ th u ậ t ghép nôĩ máy vi tính. P hẩ n ha gồm 2 chương 18 vá 19 m ô tả c ổ c c ổ n g cự (th iế t b ị đ iệ n tử và phẩn mềm) d ù n g cho đo đạc kiề m tr a m á y v i tín h và k ỉ th u ậ t ghép nôì, R iê n g p h ầ n này, tuỳ trin h độ người đọc, có th ể k h ô n g cần xem trước 2 p h ẩ n trên. M ỗ i chương đều có p hầ n đầu trin h bày các cơ 8Ở l í th u y ế t có liê n quan, g iớ i th iệ u các chương trin h p h ầ n mềm tro n g các t h í d ụ , c d c chương trìn h chẩn đoán được d ẫ n ra ở tà i liệu này không th ể coi là đ ầ y đ ủ đ ư ợc; k h i m uốn biết sâu hơn độc g iả cần đọc thêm các sách chuyên khảo hiện đ a n g có sẩn về chúng. T à i liệ u n à y đ ă được d ù n g là m cơ sỏ cho g iả n g dạy vé cấu trú c và k ĩ th u ậ t ghép n ô ĩ m á y v i tín h cù n g các bài tập thực h à n h có liê n quan cứa khoa Công nghệ Đ ạ i học Q uốc g ia H à N ộ i. N ó củng có th ể được d ù n g n hư tà i liệu th a m khảo cho s in h viên các n g à n h C ông nghệ Thông tin , Đ iện tử - Viển thông tro n g các trường Đ ạ i học và n h ữ n g k ĩ th u ậ t viên quan tâ m đến m áỵ vi tính. C uốn sách chắc k h ô n g trá n h kh òi các th iế u sót, v i vậy chúng tôi m ong nhận được ý kiế n đ ó n g g óp củ a bạn đọc. Các ý kiến x in g ử i vế : B ộ m ôn Đ iệ n tử và K ỉ th u ậ t M á y tính , K ho a Công nghệ, Đ ạ i học Quôc g ia H à N ộ i, 144 Đ ư ờ n g X u ả n Thuỷ, Q uận c ẩ u G iâỳ, H à Nội. hoặc N h à X u ấ t b ả n G iá o dục, 81 T rẩ n H ư n g Đạo, H à N ội. T á c g iả PH Ầ N MỘT MÁY V, TÍNH VÀ BỘ VI XỬ LI C H Ư Ơ N G I. PH ẨN CỨNG VÀ CÁC P H É P T ÍN H số T R O N G M Á Y V I T ÍN H 1.1. V A I TR Ò C Ủ A M Á Y V I T ÍN H TR O N G TH ỤC T Ế Bộ ui xử l i là t h à n h p h ầ n cơ b ả n đê tạ o n é n m ộ t máy vi tính h a y máy tin h cá nhản PC. M á y v i t í n h th ự c ra ỉà m ộ t t r o n g n h ử n g ứ n g d ụ n g cụ th ế c ủ a hệ th ố n g g ọ i ỉà hệ vi k h ô i chức n â n g n h ư h ìn h xứ li cỏ các 1. 1 . K h ố i x ử l í t r u n g tâ m C P U ( C e n tr a l P ro c e s s in g ư n i t ) . Bộ n h ớ c h ín h . C á c m ạ c h g h é p n ố i v à o /r a (ch o p h é p C P U Iiẽ n lạ c VỚI các t h iế t b ị n g o ạ i v i). C á c k h ố i n à y đ ư ợ c n ố i v ố i n h a u q u a m ộ t tậ p đ ư ò n g d â y t r u y ề n t í n h iệ u gọi ỉà b u s h ệ th ò n g . B u s hệ th ố n g b a o g ồ m 3 b u s t h à n h p h ẩ n là : b u s đ ịa c h i, b u s d ử liệ u và b u s đ iề u k h iế n . CÁC T H IẾ T 61 NG O AI VI H in h ĩ . ĩ Sơ đổ khôi chức nâng của một hệ máv tinh. K h i C P U đ ư ợ c c h ẻ tạ o b ơ i m ộ t m ạ c h VI đ iệ n t ứ có đ ộ tíc h h ợ p r ấ t cao t h ì đư ợc g ọ i !à bộ VI xứ l i ( " p ) . N ỏ có n h iệ m v ụ đọc má lệnh là cá c b i t th ô n g t i n 0 h o ặ c 1 Lừ bộ n h ớ c h ín h , g iả i mã các lệ n h n à y th à n h m ộ t c h u ỗ i các x u n g đ iể u k h iế n đ ế đ iề u k h iế n các k h ố i k h á c thưc hỉ én từng bước các thao tác trong lệnh. B é n tr o n g VI x ứ lí cỏ các thanh ghì (r e g is te rs ) đẽ c h ứ a ÚỊÙ c h i c ủ a các lệ n h s á p th ự c h iệ n ( lệ n h k ế ú ế p 》n h ư thanh g h i con író lệnh IP ( I n s t r u c t io n P o in te r) h a y cò n g ọi là bộ đếm chương trin h P C (P r o g r a m C o u n te r ) v à các th a n h g h i k h á c d ù n g đ ể lư u t r ử d ử liệ u tạ m th ò i h o ậ c c á c t r ạ n g t h á i c ủ a h ệ th ô n g . C á c th a n h g h i n à y c ù n g v ớ i bộ tính sô học ưà ỉôgic A L U ( A r i t h m e t i c a l a n d L o g ic ư n i t ) c h o p h é p th ự c h iệ n các th a o tá c VỐI d ử liệ u . T r o n g VI x ử l í t h ì đơn vị điéu khiển c ư ( C o n tr o l ư n i t ) là p h ầ n p h ứ c tạ p n h ấ t v ì n ó có c h ứ c n à n g g iả i m ã lệ nh v à tạ o các x u n g đ iể u k h iể n to à n h ệ th ố n g . Bộ nhớ chính (h a y cò n g ọ i là bộ n h ỏ tr o n g 》n ằ m t r ê n b á n m ạ c h c h ín h m á y t í n h đ ư ợ c c h ia t h à n h c á c ô n h ớ . tr o n g m á y t í n h IB M /P C m ỗ i ô n h ớ là ỉ b y te (g ồ m 8 b i t n h ớ ). B ộ n h ớ n à y g ồ m các v i m ạ c h n h ớ b á n d ẫ n R O M v à R A M có tố c đ ộ t r u y c ậ p n h a n h d ù n g đ ê c h ử a c á c c h ư ơ n g t r i n h đ iể u k h iể n h o ạ t đ ộ n g c ủ a h ệ th ô n g . N ó c h o p h é p C P U n h ậ n lệ n h t ừ đ â y đ ể k h ỏ i đ ộ n g h ệ th ố n g , Các c h ư ơ n g t r ì n h ứ n g d ụ n g c ũ n g n h ư các d ử liệ u c ù n g c ố c k ế t q u ả t ạ m t h ờ i đ ư ợ c ỉư u t r ữ tr o n g R A M . N g o à i ra còn có bộ nhớ khôi (c ò n g ọ i là bộ n h ỏ n g o à i) là c á c m ô i t r ư ờ n g lư u t r ữ t i n k iế u k h á c n h ư đ ĩa tư , đ la q u a n g V .V .. có d u n g lư ợ n g n h ớ ló n h ơ n d u n g lư ợ n g b ộ n h ổ c h ín h n h iề u n h ư n g tốc độ t r u y cậ p c h ậ m h ơ n . Các mạch ghép nôĩ v à o !ra là các m ạ c h đ iệ n tứ cho p h é p C P U th ô n g t i n đ ư ợ c v ớ i các t h iế t b ị n g o ạ i v i n h ư b à n p h ím , m à n h ìn h , ổ đ ĩa từ , c h u ộ t V .V .. (để tạ o n ê n m ộ t h ệ m á y v i t í n h ) hoác các t h i ế t b ị n g o ạ i v i n h ư bộ chuyển đổi sô - tương tự D /A , tương tự - sô A /D , mạch v à o !ra s ố I/O v .v ... (đ ể tạ o n ê n m ộ t h ệ đ o lư ò n g đ iể u k h iể n b à n g m á y v i t í n h v ớ i các đ ố i tư ợ n g th ự c n g h iệ m b ê n n g o à i). C á c t h ô n g t i n n à y đ ư ợ c tr a o đ ố i q u a các m ạ c h đ iệ n tứ cụ th ê g ọ i là cá c cổng vào Ị ra ( I ' 0 p o r t) . T u ỳ th e o y ê u c ả u m à c h ú n g có chứ c n â n g hoặc là cổng vào n ế u c h o p h é p C P U n h ậ n th ô n g t i n từ n g o à i h o ặ c là cồng ra n ế u ch o p h é p C P U x u ấ t th õ n g t in ra n g o à i h o ậ c cá h a i M á y t í n h c ò n có m ộ t m ạ c h tạ o các x u n g đ iệ n gọi là đổng hổ hệ thông (s y s te m c lo c k ) đ ẻ d u y t r ì h o ạ t d ộ n g v à đ ổ n g bộ h o á C P U c ù n g các bộ p h ậ n liê n q u a n v ớ i n h a u . T ầ n sỏ' đ ồ n g h ổ n à y q u y ế t đ ịn h tõ c đ ộ h o ạ t đ ộ n g c ủ a C P U . T ấ t n h iê n , đ ể c h o các k h ố i tr ẽ n h o ạ t đ ộ n g được p h ả i có m ộ t nguồn nuôi, th ư ờ n g ỉà n g u ồ n c ấ p n ă n g ỉư ợ n g t ừ m ạ n g đ iệ n t h à n h p h ố hoặc ẩc-quy. Đ ế n g ư ờ i s ủ d ụ n g có th ế là m v iệ c đ ư ợ c tr ê n m á y t í n h ( t h í d ụ đè v ié t v à c h o c h ạ y cá c c h ư ơ n g tr ìn h ủ n g dụng) chì chí vỏi các bộ phạn phần cứng trên là chưa đủ, m ột phần mềm gọi là hệ điếu h ành ( o p e r a tin g s y s te m ) p h ả i đ ư ợ c c à i đ ặ t sẵn tr o n g m á y tín h . Đ ó ỉà m ộ t tậ p h ợ p các c h ư ơ n g t r ì n h sử d ụ n g đ ế đ iế u h à n h cá c c h ứ c n à n g cơ b ả n củ a các bộ p h ậ n p h ầ n c ứ n g h a y p h ầ n m ề m t r ê n h ệ th ố n g m á y tí n h . T r o n g cá c l ĩ n h v ự c k h o a h ọ c v à đ ò i sống, m á y tí n h s ố có th ể g iữ n h ử n g v a i t r ò n h ư sa u : M á y t in h d ù n g đ ể x ù i i d ừ iiệ u H ìn h 1.2 là m ộ t m á y t in h được c o i n h ư là m ộ t bộ x ứ lí d ủ liệ u , t h í d ụ đ ể t í n h tô n g sô' t iể n c ô n g p h ả i tr á cho từ n g n h â n v iê n tr o n g cơ q u a n . T a có th ê g ọ i lo à n bộ cá c k h ô i tr o n g h ìn h ỉà m ộ t m á y tin h (h a y m ộ t hệ m á y tí n h ) t r o n g k h i n g ư ò ỉ n à o đó có th ẻ n ó i: C P U v à bộ n h ớ c h ín h lò m ộ t m á y tín h tr o n g k h i các bộ p h ậ n c ò n lạ ỉ n h ư b à n p h ím , m à n h ì n h , m á y m v .v ... là cá c t h i ế t b ị n g o ạ i VI. D ả u đó tr o n g bộ n h ớ là đ o ạ n c h ư ơ n g t r ì n h đư ợc n h ậ p v à o . Đ ó là m ộ t tậ p h ợ p các lệ n h ỏ d ạ n g mỏ m á y. M ụ c đ íc h c ủ a c h ư ơ n g t r ì n h ỉà d ù n g các d ữ liệ u n h ặ p v à o . x ử l í t í n h to á n c h ú n g r ồ i lư u trữ các k ế t q u á và o bộ n h ớ , t h í d ụ ỉà các m ụ c c h i t i ế t vê' c ô n g p h ả i t r ả c h o từ n g n g ư ò i ... C ác k ế t quẩ đỏ có th ế được h iệ n lẽ n m à n h ìn h , in ra g iấ y i n h o ặ c c ấ t v à o c á c f ile đ ĩa t r o n g bộ x ử lí dừ liệ u nhy t u ỳ n g ư ò i c h ạ y c h ư ơ n g t r ì n h . C á c m á y t í n h đ ư ợ c d ù n g t r o n g b ộ x ử l í d ữ h ệ u th ư ò n g được đ á n h g iá tr ê n cơ sò bộ n h ớ n g o à i lỏ n b a o n h iẻ u v à cá c m á y i n c ũ n g n h ư m à n h ì n h được tâ n g c ư ờ n g c h ấ t lư ợ n g n h ư t h ế n à o . H in h 1.2 Máy tinh ỉà bộ xử ỉí dữ liệu M á y t ín h ỉà m ộ t bộ x ù ỉ i số. T r o n g chức n à n g k ể tr ẽ n , m á y t í n h d à n h n h iề u th ò i g ia n c h o v iệ c x ử l í c á c d ữ liệ u d ư ó i d ạ n g các k í h iệ u b iế u d iễ n ch o các th ô n g t i n , t h í d ụ th ô n g t i n v ề các n h ả n v iê n tr o n g cơ q u a n . L u c n à y ih ờ i g ia n cần đế t í n h to á n các p h é p t í n h s ố là r ấ t n h ò 30 v ỏ i t h ờ i g ia n x ử l í d ừ liệ u N g ư ợ c lạ i, có k h i m á y t í n h lạ i được sử d ụ n g tr o n g n h ử n g ứ n g đ ụ n g liê n q u a ri tớ i m ộ t sỏ' lư ợ n g rấ t lỏ n các p hép t í n h to á n học đô! k h i lê n tớ i h à n g t ỉ p h é p t í n h cho m ộ t v iệ c . L ú c n à y m á y t í n h đ óne ：v a i tr ò là m ó t bộ xử l í số. T h í d ụ , x é t tr ư ờ n g h ợ p ứ n g d ụ n g m á y t í n h đê m ô h ì n h h o á q ú a t r ì n h th e o d õ i d iễ n b iế n cú a k h í h â u . K h í q u y ế n ỉà m ộ t m ô i t r ư ờ n g liê n tụ c , b a c h iể u ; được ta o bcíi m ộ t sò r ấ t ỉớ n p h á n tứ cùa các lo ạ i k h í k h á c n h a u . V iệ c t í n h b à i to á n t r o n g m ộ t m ò i tr ư ờ n g lié n tụ c n h ư v ậ y r ấ t k h ó T u y v ậ y có m ộ t c á c h dễ d à n g hơn k h i g iá i b à i to á n n à y b à n g cách COI k h í q u y ế n bao gồm m ộ t sô r ấ t ló n các v ậ t k h ố i lậ p p h ư ờ n g . N h iệ t độ, n ồ n g đ ộ v à á p s u ấ t tr o n g m ỗ i k h ố i n à y được x e m n h ư ỉà đ ồ n g đ ể u . Sự b iế n đ ò i c h i xa y ra k h ỉ cá c k h ô i h ộ p ớ h ể n kể n h a u . V i m ộ t k h ỏ i h ộ p có b iê u d iễ n sự tư ơ n g tá c c ủ a 6 6 m ặ t n ẻ n có th ể tạ o ra m ộ t m ỏ h ìn h m ậ t đó v ớ i các m ậ t lả n c ậ n c ủ a các k h ố i hộp k h á c , c ỏ th ể g iả t h iế t r à n g ỏ t h ò i đ iể m b a n đ ẩ u tấ t cá cá c khò'i hòp là n h ư n h a u (tứ c là g iữ a c h ú n g k h ò n g có sự tư ơ n g tá c từ tr ư ớ c ), r ồ i s a u đ ó b á t đ ầ u tín h to á n xe m cá i gì sẻ x á y ra n é u có m ộ t n g u ồ n n ă n g lư ợ n g n à o đó, t h í d ụ m ặ t t r ò i, tá c đ ộ n g lé n m ó h ìn h này. T á c đ ộ n g của m ỗ i k h ô i hộp lê n k h ỏ i h ộ p bên c ạ n h sẻ đ ư ợ c t í n h to á n v à to à n bộ xử h được ỉà p đ i lậ p lạ i. Đ ê n h ậ n dược k ẻ t q u ả c h ín h xác, k íc h th ư ớ c c ủ a các k h ô i h ộ p p h á ：đ u n ho, n ê u k h ò n g g iâ th iẽ t vẻ tí n h đ ồ n g n h á t các th a m sò t r o n g m ỗ i k h ô i h ộ p sẽ b ị p h á vở H ơ n n ử a , sỏ tư ơ n g tá c c ấ n th ié t đẻ n h ặ n được k ế t q u á đ ổ n g q u y v ể m ộ t g iá t r ị t r ạ n g th á i d ừ n g ( t ĩn h ) th ư ờ n g p h á i r ấ t lớ n . K ế t q u ả là c h ư ơ n g t r ì n h cúa n h ữ n g b à i to á n th u ộ c lo ạ i n à y đ ò i h ò i p h á i được c h ạ y tr o n g th ò i g ia n r ấ t d à i ò n h ữ n g m á y t í n h r ấ t m ạ n h th ư ờ n g đ ư ợ c g ọ i là siêu máy tinh ís u p e rc o m p u te r). M ộ t t h í d ụ k h á c v ể b ộ xứ l í 6ố là v iệ c ứ n g d ụ n g m á y t í n h tr o n g các hệ đo, đ iề u k h iể n i h t -0 th ò i g ia n th ự c (r e a l tim e ) . T h ờ i g ： an th ự c ỏ đ á y có n g h ĩa là các k é t q u á l í n h to á n p h á i d ư ợ c có n g a y t r o n g m ộ t k h o ả n g q u y đ ịn h từ k h ỉ k h ỏ i p h á t tín h . T h í d ụ , x é t v iệ c ứ n g d ụ n g m á y tí n h t r o n g hệ đ iể u k h iê n k h ô n g lư u . M ộ t a n te n ra -đ a q u a y v ò n g sẽ đo v ị t r í p h ư ơ n g h ư ớ n g va khoảng cách của mỗi m ốy bay đang bay trèn báu trò i - gọi là các đích. Tại thòi điểm t, đích thử i sẽ ỏ v ị t r í P ( t, i) c h o m ộ t x u n g p h á n xạ tr ê n rn à n ra -đ a là k h o á n g cách r ( i. t ) và p h ư ơ n g h ư ớ n g b ( i,t ) . D o có các c a n n h iễ u nên c á n p h a i tí n h đèn à n h h ư ớ n g của c h ú n g tớ i các x u n g p h á n xạ n h ậ n được từ các đích. M á y tín h nhận đươc các số liệu từ máy th u ra-đa của n đích (n máy b a y ), các sô liệ u được c ậ p n h ậ t p lÀn tr o n g m ỏi p h ú t, T ừ các s ỏ 'liệ u b a n đ ầ u n à y . n ó p h á i t í n h to á n v ị t r í c ù a m ỏ i m á y b a y , vẽ đ ư iín g d i cu a c h ú n g và c á n h báo cho n g ư ò i đ iề u k h iè n k h ô n g lư u vể các k h ả n à n g v a c h ạ m có th e x á y ra D iỂ u n à y d ò i h ó i p h á i cỏ m ột m á y t í n h có tố、 : độ t í n h to á n n h a n h đ á n g kế C á c m á y t í n h d ù n g t r o n í ĩ x ứ ĩ í sỏ' th ư ờ n g là cáo m á y m ạ n h , có C P U r ấ t đ á t, bộ n h ớ c h ín h có tố c độ t r u y cậ p r ấ t cao v à cá c t h iẽ : bị n g o ạ i v i c ù n g bô n h ó n g o à i tư ơ n g d ố i h iệ n đ ạ i. M á ỵ t i n h d ù n g đê đ o lư ờ n íỊ vá đ ỉé u k h iê n tự đ ộ n g Do giá th à n h ngày càng rẻ. máy t í n h n g à y n a y cò n đ ư ợ c đ íU ở t r u n g tà m của n h iể u hệ th ố n g đ iể u k h iế n tự đ ộ n g . K h i đ ư ợ c sử dụ n g như m ột phần tứ đ iế u khiè n , máy tín h thường được gÁn vào một hệ thõng lớn hơn và n g ư ờ i sứ d ụ n g th ư ò n g k h ô n g th ấ y dược cụ th è là dã có m ộ t m á y t í n h tr o n g đó. T h í d ụ . m ộ t m á y t í n h o n -c h ip (m á y t í n h đ ư ợ c c h ế ta o trê n m ộ t c h ip ) được lá p tr o n g m ộ i m á y g iậ t tự đ ộ n g đ ế t í n h to á n t h ò i g ia n c ầ n t h i ế t c h o các q u á t r in h lồ m sạch, g iũ v à d iể u k h iế n tốc độ đ ộ n g cơ q u a y v á t n ư ớ c q u ầ n áo. T r o n g t r ư ờ n g hợp n à y bà lìộ i tr ợ th ư ờ n g k h ô n g q u a n tâ m tớ i v iệ c c á i m á y g iạ t đ ư ợ c đ iề u k h iê n b ỏ i m ộ t c ơ c ấ u đ ịn h th ò i b ả n g cơ k h í củ a n h ừ n g n ầ m trư ớ c đ â y h a y đ ã đư ợc đ iể u k h iể n b ỏ i m ộ• t b ộ» v i X ừ ỉ í h iệ1 n đ ạ• i n h ấ t,* m iễ n là nó h o ạ• t đ ộ• n g tố t ' M ộ• t t h í d ụ* đ iể n h ìn h c ú a v iệ c sử d ụ n g m á y t í n h tr o n g đo lư ờ n g đ iề u k h iế n tự đ ộ n g là hệ th ô n g đ iể u k h iế n h ạ c á n h tự đ ộ n g tr ẽ n m ảy bay được m in h hoạ đơn gián trong h ìn h 1.3. ớ đ á y v ị t r í c ủ a m á y b a y (c h iế u cao, khoáng cách h ạ cánh, khoáng cách lệ c h k h ỏ i tâm đưòng bav) và tốc độ được xác đinh hới các k i th u ậ t vô tuyến khác nhau liê n quan tới hệ thống đỉéu kh iể n hạ cánh trê n mẠt đfu thòìig tin vế VỊ tỉ-í cừa mãv bav được cấp tớ i 3 m áy tín h n è n g b iệt đẻ xác đ ịn h các độ lệch trong quá trìn h bay Dó là các đỏ lệch giữa VỊ i r í đo dược cúa m áv bay VÓI v ị tr í mà nó cần phai đạt được. C ác k è t q u á t í n h to á n đư ợc x u ấ t ra k h o i m á y t í n h là các t í n h iệ u đ iể u k h iế n c ^ c bộ p h ậ n iá i c ủ a m á y b a y (n h ư c á n h p h ụ , c á n h lá i dộ cao, c á n h lá i h ư ớ n g ) hoặc n ế u c ầ n t h i ẽ t đ iỂ u c h in h c ò n g s u ấ t p h á t ra c ú a đ ộ n g cơ- T à t ca n h ầ n i đ iể ư c h ín h v ị t r í c ủ a m á y b a y th e o c h iê u h ư ớ n g sao cho các dộ lệch ke trê n trò vẻ' khôiig. Chương irìn h ĩĩiá y tín h ò đây dược lư u trử tro n g bộ nhớ c h i đọc R O M . V iệ c sứ d ụ n g 3 m ả y tí n h tr o n g sơ đổ n à y n h à m tả n g t í n h t i i i c ậ y c ủ a hệ th ô n g , dê phòng kha nâng m ột tro n g những m a y tín h bất ngò bị hỏng trong quá tr ìn h diếu khiến. b tể n Đ it u k h ỉè n c ỉ n h p h ụ hường O ié u k h iể n H inh 1.3 CPU CPU A B CPU c Điểu khiẽn hạ cánh tự động tiên máy bay bàng VI tinh C ă n cứ v à o cá c c h í tiê u vê k íc h th ư ớ c, g iá t h à n h , các t h iế t b ị n g o ạ i VI k é m th e o v à h iệ u suất; các m áy tín h ngày nay dưỢc phân ỉám 3 loại: máy tinh ỉớn (m ainíram eA m áy tính nhỏ (lĩìin ic o m p u te r) và m áy Vỉ tỉn h hay máy líĩih cá nlìán (m icro Computer hay personal coinpute r). M á \ tin h lớ ĩi đ ư ợ c x â y d ự n g để g iá i cnc b à i tn á n lớ n VỚI tốc đ ộ r ố t n h a n h . N ó th ư ờ n g là m việc vói các bus dử liệ u lên tới 64 b it hoỈỊC hơn nữa cùng VỚI một bộ nhó rấ t lớn. Do vậy nó cũng có k íc h th ư ớ c lỏ n . C á c m á y t í n h n à y ih ư ò n g được d ù n g tr o n g n h ữ n g ứ n g d ụ n g q u á n sự, t r o n g các n g à n h h à n g k h ô n g , h à n g h á i. k h í tư ơ n g th u ý v à n . n g â n h à n g , b ả o h ỉể m v .v ... M áy tin h nhỏ ià m ộ t d ạ n g th u hẹp về lí n h n A n g c ũ n g n h ư k íc h th ư ớ c c ú a m á y t í n h lỏ n . N ó đá Ị) ứng đúỢc cho các ứng dụng vừa phái inà nêu cìùng máy tín h lỏn sẻ gây lãng phí. Bus clử liệ u ớ đ â y th ư ờ n g có đ ộ d à i Lừ 32 b it và bô n liớ n h ò h ổ iì. M á y t í n h n h ó th ư ờ n g d ù n g c h o các m ụ c đ íc h t í n h to á n k h o a h ọ c k i t h u ậ t h a y d iể u k h iế n các q u a t r ì n h c ò n g n g h ệ . M áy vi tin h s ử d ụ n g bộ v i xử l i ỉà in dOn v ị xu ỉi t r u n g lã m , k íc h th ư ớ c c ũ n g n h ư c ó n g s u ấ t tiê u tá n n h ò c h o p h é p d ù n g c h o m ộ t n g ư ò i. C ũ n g có k h i m á y v i t í n h là m ộ t bộ v ì đ iể u k h iế n tr o n g m ộ t h ệ th ố n g ló n . Độ d à i của bus d ữ liệu th ư ờ n g là 32 (có th ê lè n tớ i 64 b it ) VỚI d u n g lư ợ n g bộ n h ó v ừ a p h ả i. D o sự p h á t tn ế n r ấ t n h a n h c h ó n g c ủ a c ô n g n g h ệ n h ữ n g n ủ m g ầ n đ â y ra n h g iớ i g iử a m á y t í n h n h ó v à m á y v i tí n h n g à y c à n g b ị xo á n h o à đ i. 1.2. QUAN HỆ G ỉ Oà phần cúng và PH ẦN MỀM - C Ấ U T R Ú C P H  N M Ứ C C Ủ A M Á Y T ÍN H 1.2.1. Quan hệ giữa phần ciíniỵ và phun mềm T r o n g th ự c tê . m á y l í n h sô h iệ n n a y th ư ờ n g đ ư ợ c tô chức th o o n g u y ê n tá c x.-iy d ự n g các hoạt động xảy ra IIÔĨ tiếp nhau, ớ m ột v ù n g nào đó tro n g bộ nhớ là m ột chương tr ìn h được lưu t r ừ . C h ư ơ n g t r ì n h t r o n g m á v t í n h b a o g ổ m m ộ t tậ p h ợ p các lệ n h đ ư ợ c s á p x ế p th e o m ộ t t r ậ t tự n à o đ ó . K h i c h ạ y Nlìiin NÕ liCu từ Ị4Ị c h ư ơ n g t r ì n h . C P U sè đọc ỉá n lư ợ t từ n g lệ n h m ộ t t ừ bộ C(Hig IIÓ Vt'n |5| n hđ và Õãt kCM qua vào |6| th ự c h iệ n nó. C á c sỏ' liệ u ban đắu th u ộ c vế LXnii：(Slop) c h ư ơ n g t r ì n h c ũ n g n h ư các s ố liệ u t í n h to á n t r u n g g ia n 4 c ủ n g đ ư ợ c lư u t r ủ n g a y t r o n g bộ n h ớ n h ư c á c lệ n h ; c h i có 5 k h á c ỉà các lệ n h đ ư ợ c lư u t r ừ ỏ m ộ t v ù n g cò n các s ố liệ u 6 d ư ợ c lư u t r ữ ỏ m ộ t v ù n g k h á c . M ộ t m á y t í n h đ ư ợ c tQ Đế rộng ồ nhớ c h ứ c n h ư v ậ y đư ợc gọ ỉ là m á ỵ k iế u V o n N e u m a n n . Đia ch； sóiièu H ì n h 1.4 b iể u d iễ n m ộ t t h í d ụ c h o t h ấ v c h ư ơ n g t r ì n h gồ m các lệ n h và sỏ' liệ u c ù n g đ ư ợ c tồ n t ạ i tr ê n m ộ t bộ nhớ. ỏ dãy bộ nhớ gồm 7 vù n g kẻ tiế p nhau được đánh sỏ t ừ 0 đ é n 6 H inh 1.4 C hương tin n h và li 叫 tiong bọ nhơ. g ọ i là đ ư ợ c đánh đ ịa chí. M ỗ i đ ịa c h i đ ư ợ c c h ứ a các co n s ố có ý n g h ĩa h o ặ c ỉà lệ n h h o ặ c là sò liệ u . N h ư t r ẽ n h ìn h c h o th ấ y c h ư ơ n g tr ìn h đ ư ợ c lư u t r ữ tr o n g các đ ịa c h í từ [0 ] d ế n (3] g ồ m 4 lệ n h . V ù n g n h ớ c h ứ a s ố liệ u có các đ ịa c h i tù [4 ] đ è n [ 6 j. M ỗ i lầ n c h i có m ộ t đ ịa c h i đúỢc th ủ m n h ậ p . L ệ n h đ ầ u tiê n n ằ m tr o n g đ ịa c h í [OỊ cc n g h ĩa là : lấ y sỏ' liệ u là n ộ i d u n g ó đ ịa c h i [4 ] t ừ bộ n h ỏ , tr o n g ^ tr ư ò n g h ợ p n à y là s ố 2. L ệ n h tiẻ v th e o ò đ ịa c h i [ l Ị ỉà: c ộ n g n ó v ớ i sò liệ u ỉà n ộ i d u n g ớ đ ịa c h ì [õ ]. tứ c là sô 7. S a u k h i c ộ n g xong 2 sỏ' n à y duọc k ế t q u á 2 + 7 = 9. m á y tín h t iế p tụ c th ự c h iệ n lệ n h tiế p th e o ó đ ịa c h i [2 ] là: lư u Lrừ k ẽ t quá là số 9 vào địa ch i [6]. Lệnh CUÒI cùng ỏ địa chi [3] cho máy kẽ t th ú c chạy chương t r ì n h . S ố liệ u 1ò đ ịa c h i [ 6 ] c h i ỉà m ộ t g iá t r ị n g ẫ u n h iẽ n m à õ n h ớ có ir ư ó c k h i c h ạ v c h ư ơ n g tr ìn h . Phấn cứng m á v t í n h b a o g ồ m t ấ t cá n h ủ n g H n h k iệ n v ậ t l í tạ o nến h ệ th ố n g m á y tín h . Đó là b ộ x ứ l í i r u n g tâ m C P U , b ộ n h ố . các th iế t, b ị v à o /r a v .v ... C á c c h ư ơ n g t r i n h đ iể u k h iể n h o ạ t đ ộ n g c ủ a m á y t í n h b a o g ồ m cá c lệ n h g ọ i là phẩn mỂm. M ộ t d ạ n g t r u n g g ia n g iữ a p h ầ n c ứ n g và p h á n m ề m g ợ i !à p h ẩ ti d ẻ o 《f ir m w a r e 》 - Đ ó ỉà cá c p h ầ n m ể m đ ư ợ c đ ạ t să n b ê n tr o n g các bộ p h ậ n d iệ n tử tr o n g h ộ ih ố n g k h i s á n x u ấ t. T h í d ụ n h ư các c h ư ơ n g t r ì n h đ ậ t t r o n g các VI m ạ c h n h ò E P R O M c iia các' t h i ế l b ị n iá y t í n h , các VI c h ư ơ n g t r ì n h v .v ... T r o n g n h ữ n g m á y t í n h đ ầ u tiê n , g ỉừ a p h á n c ử n ^；v à p h ầ n m ề m đ ư ợ c p h á n b iệ t r ấ t rỏ rà n g . N h ư n g c ủ n g v ớ i sự p h á t tn ế n cua c ô n g n g h ệ th ò n g t i n , r a n h g iớ i g iử a c h ú n g n h iề u k h i đ ư ợ c xo ả n h o à d i d o m ộ t th a o tá c b ấ t k ì đ ư ợ c th ự c h iệ n b ớ i p h ầ n m ề m c ù n g có th ế đ ư ợ c th ự c h iệ n tr ự c tiế p b ỏ i p h ầ n c ứ n g ỉà cá c m ạ ch c ố n g đ iệ n t ú s ố v à n g ư ợ c ỉ ạ i m ộ t h o ạ t đ ộ n g b ấ t k ỳ đ ư ợ c th ự c h iệ n tr ê n sơ đ ổ n g u y ê n ỉ í cá c m ạ c h đ iệ n tử c ù n g có th ế đ ư ợ c m ô p h ó n g b ằ n g m ộ t c h ư ơ n g t r ì n h p h ầ n m ề m . V iệ c n g ư ò i t h i ế t k ế sắp x ế p b a o n h ié u p h ẩ n th a o tá c d à n h c h o p h ầ n c ứ n g h a y p h ẩ n m ề m là t u ỳ th u ộ c v à o các y ê u c á u về tố c đ ộ . g iá t h à n h , d ộ t i n c ậ y . v .v ... c ủ a m á y t í n h . N h ư v ậ y . m ậ c d ù p h ầ n c ứ n g v à p h ầ n m ề m là n h ù n g th ự c th ẻ r ấ t k h á c n h a u n h ư n g lư u ý r ă n g g iừ a c h ú n g c á n p h ả i có m ộ t sự sáp xế p n à o đ ỏ n h à m c h o to à n h ệ th ò n g m á y t í n h đ ạ t đ ư ợ c t í n h h iệ u q u á t r o n g h o ạ t đ ộ n g . T h í d ụ . m ộ t v à i p h é p to á n có th ế đ ư ợ c th ự c h iệ n h o ặ c b ằ n g cá c h ệ th ố n g p h ầ n c ứ n g đ ặ c b iệ t h o ặ c b ằ n g các chiương tr ìn h lư u trử tro n g bộ nhố. Noi chung cách nhanh n ỉiấ t dé thực h iệ n m ột nh iệ m vụ ỉà xá V (lựng một mạch đi ện d ù n g riêng cho nhiệm vụ dó. Nhưng điỂu này có t h ê phải trá một gìá t h a n h s á n p h ấ m r a t cao. V iệ c v iẻ t c h ư ơ n g t r ì n h đê th ự c h iệ n m ộ t v n i n h iệ m v ụ v ớ i m ộ t m ủ v tín ； h có sẰ n t h ì ré đ á n g kẽ . N h u n g k h i p h ầ n c ử n g củ a in ủ y tín h k h ô n g d ư ợ c t h i ế t k ế tố i ư u ch o n h lệ in v ụ đ ó t h ì c h ư ơ n g t r ì n h sẽ tr ò n ê n q u á d à i. C ó m ộ t v à i lí do đè n g ư ờ i sứ d ụ n g m á y tí n h c ầ n p h á i h iế u b iè t vc p h ầ n c ứ n g : V iệ c lậ p t r ì n h tự n ó đ ã tiế m â n các h o ạ t đ ộ n g về p h ẩ n c ứ n g . T h í d ụ n h ư v iệ c v à o /ra dử ■ liệ u. K h i c h ư ơ n g t r ì n h g ứ i h a y n h ạ n d ù liệ u q u a các Cống v à o /ra là nó đ a n g sử d ụ n g cá c t h i ế t b ị p h .ầ ii c ử n g m ả c h ư ơ n g t r ì n h p h íii h iế u rõ trư ớ c . P h a n c ứ n g x á c đ ịn h k h á n ă n g cu a m ỏ t m á y tín h - B ấ t kì n g ư ò i sử d ụ n g m á y t í n h n à o đ ê u ph.ai bié t triíó c khá nàng dó. T h í dụ. 111ây tính dan đưòng trong máy bay cần phái có mạch điện ch o Ị)hép một lốc đỏ tinh toán dủ nhaiih dé diểu chinh mỏt thòng số nào dó trước khi nò trệch \a k h ó i g iá t r ị c ẩ n t h iẽ t - Việc 1ỘỊJ trìn h k hò ng th ế tách ròi khói phần cứng được, T h i dụ vẽ' việc xá y dựng m ột hệ xử lí được d ù iìg đé điểu k h iế iì n h iệ t độ cùa phan ứng hoá hoc Một hệ thõng n h ư vậy sẻ hên quan dẽ n v iệ c b iế n cỉối đ ạ i lư ợ n g n h iệ t đ ộ th õ n h đ iệ n th è q u a các c á m b iẽ n n h ư cập nhiệt điện: úếp đó- b iè n đ ố i d iệ n t h ế đ ó ra t h à n h g iả t r ị số b ù n g bộ biéh dôi tương tư-sỏ iA D C ), đọc n ó v à o m á v tín h , xứ lí rổ i x u ấ t một sô khác ra mõt th iế t bị biẽn đối ngược lại th à n h điện th ế ỉà òộ biến đôi sỏ-tươĩig tự íDAC): và cu ô i c ù n g sử d ụ n g đ iệ n th ế đó dè điếư k h iế n b é p đ u n . Đ ẻ th ự c h iệ n tô t cá.c h o ạ t đ ộ n g dó c a n p h á i có k iế n th ứ c cua h a i n g ư ờ i; m ò t là k ĩ t h u ậ t v iê n đ iệ n tử v à m ô t là n g ư ò i lậ p t r i n h ĐỎI k h i c h ú n g có ó cá ir o n g m ộ t n g ư ò i. vừa là m ộ t lậ p t r ì n h v ié n g io i vừ a t i n h thíòng vế k ĩ th u ậ t phẩn cứng diệ n tử - V iệc nÁm bát dược phá n cứng máy tin h cho phép ngưưi lậỊ) trìn h hiếu b iế t ch ín h xác cái gì d a n g x á y r a ổ a u c h ư ơ n g t r ì n h c ủ a m i n h k h ò n g n h ư n g u ò i c h i b i ẽ t m á y t í n h n h u ' m ộ t c á i hỘỊ) đen ! 1 .2 .2 . C â u t r ú c p h à n m ứ c c ú a n iá y tí n h M á y tín h \í\ mòt ih iẽ t bị thô ng m inh ràì phức tạp VỚI hàng m ệ u lin h kiệ n điện tứ và rất I i h i ề u cá c c h ư ơ n g t r ì n h N ỏ là d ố i tư ợ n g cho n h iế u lo ạ i n g ú ơ i c lù n g dế n g h iê n c ử u . t h i ế t k ẻ và s ú d ụ n g , C ó n h ừ n g ngưòii q u a n tã in dên cấu tr ú c p h á n cứng, dó là n h ử n g n g ư ờ i là m tr o n g lĩn h v ụ c nghiên cứu chẽ tạo lìiá y tín h hay kỹ th u ộ t ghép nỏi ináv tín h vỏ】cảc th iè l bị ngoại VI N h iín g có n h iề u n g ư ò i ỉạ i c h i q u a n lâ m dén cấ u tr ú c p h á n m ểm và in ộ t c h ú t í t p h ẩ n c ứ n g v ì họ l à n h ữ n g lặ p t r ì n h v iẽ n . C ò n n h ừ n g n g ư ò i d ù n g các c h ư ơ n g t r ì n h ứ n g d ụ n g t h ì c h i n h ìn n h ậ n m á y t í n h q u a các c h ư ơ n g t r ì n h ứ n g d ụ n g n h ư là m ộ t c ó n g cu đê sử d ụ n g c h o m ộ t m ụ c đ íc h n à o ct)ó inà th ỏ i- N h ư vậy, có lẽ cách tống quát là nhìn nhận inci máv vi Lính nh ư là m ộl hệ thông b,ã0 g ố m p h ầ n c ứ n g v ả p h á n m ể m có tín h tư ơ n g đ ư ơ n g n h a u vể m ậ t lỏ g ic . G iố n g n h ư đ ã lã m tiro n g k ỹ t h u ậ t th ô n g t i n m á y t í n h vé' m ỏ h in h p h â n ta n g , ta có th ẻ COI m á y t í n h vẻ' m ộ t lõ g ic đ ư ợ c p h â n t h à n h c á c m ứ c n h ư h ìn h 1.5. M ứ c 1 à d â y th ự c sự ỉà p h á n c ứ n g của m á y VI t í n h , dỏ lả các m ạ c h đ iệ n t ủ c ố n g , cá c tr ig g e r , iTnạch g ia i mă. chuyến kẻnh, các bộ đếin V V . Các mạch này dược gắn kết VÓI n h a u qua các cống lié n k è l d e tạ o ih à n h cá c n h ó m lớ n h o n có n h ừ n g c h ứ c n ủ n g n ê n g p h ụ c v ụ c h o v iệ c th ự c t h i m ộ t h o ạ c v à i V I lệ n h c ủ a m ứ c 2. C ác m á v t í n h b a n đ ầ u th ự c ra k h ò n g có m ứ c lò g ic t h ừ 2 n à y vì các m ạ c h đ iệ n t ủ số ỏ m ứ c 1 đ ư ợ c t h i ế t k è đ ế có th ế th ự c h iệ n đ ư ợ c n g a y các lệ n h m á y ớ m ũ c 3. Họp địch, bién d,ch. thòng dich Giài má vi lènh H in h 1.5 C ấ u t r ú c p h â n m ứ c c ủ a m á v V I tí n h . Các lệnh máy lì ày là các tậ p lện h như tạ p lệnh của các VI xử lý mà các nhà sán xuất cung cấp cho n gư ời d ù n g N h ư n g r ồ i tậ p lệ n h n à y (g ọ i là lệ n h v ĩ m ò , m a c r o - in s t r u c t io n s ) n g à y cà n g n h iề u v à p h ử c tạ p ( t h í d ụ là h ơ n 3 0 0 lệ n h t r o n g h ọ 8 0 x 8 6 ) m à n ế u t h i ế t k ẽ đ ế m ứ c 1 th ự c h iệ n n g a y c h ú n g t h ì số m ạ c h đ iệ n tứ b ị ké o th e o tr ở n ê n r ấ t n h iề u v à p h ứ c tạ p th ê m . Do v ậ y . ý tu ỏ n g x á y d ự n g m ộ t k h ả u t r u n g g ia n b iế n đ ố i các lệ n h m á y " m u ô n h ìn h m u ô n v é " th à n h các tó h ợ p c ủ a m ộ t tậ p lệ n h đ ơ n g iá n h ơ n là lệ n h v i m ô ( lĩì ic r o - in s t r u c t io n s ) th ư ờ n g cở 20 v i lệ n h ) ra đ ò i. C h í có các lệ n h v i m ỏ n à y m ớ i g ắ n k ế t th ự c sự VỚI các m ạ c h đ iệ n tứ số ò m ứ c 1. N h ư v ậ y . m ộ t lệ n h m á y ơ m ứ c 3 p h ía t r ê n q u a k h â u g iá i m ã sẻ tr ỏ t h à n h m ộ t sô' các v i lệ n h ớ m ức 2. Sự x u ấ t h iệ n m ứ c lệ n h lĩiá y v à m ứ c v i lệ n h là do các y ê u c ầ u t h i ố t k ẽ về p h ầ n c ứ n g tr ổ n g k h i các mức trê n nửa lạ i x u ấ t h iệ n vói lý do bới ngiíòi lập tr ìn h và sứ dụng. Các lệnh m áy là tập hợp các con số "vò n g h la " 0 và i quá buồn lẽ và phức tạp VỚI các lậ p trìn h viên nên m ôt hệ thông cac lừ gợi nhở được sứ d ụng và như vặv hỢp ng ữ ra đòi Các ngòii ngữ bậc cao hơn VỎI cú pháp c á u lệ n h n g á iì g ọ n , s á n g s ủ a g ầ n VỚI n g ô n n g ữ đ ò i th ư ờ n g củ a c o n n g ư ò i d ư ợ c x â y d ự n g nên các m ứ c lõ g ic cao h ơ n tr o n g m ô h ìn h c ấ u t r ú c p h â n m ứ c n à y c ủ a m á y t í n h . T u y n h iê n m ộ t q u á t r i n h th ự c h iệ n lệ n h h o ậ c c h ạ y c h ư ơ n g t r ì n h tr o n g m á ỵ t í n h p h á i đ ư ợ c th ự c h iệ n t ừ tr ẽ n x u ố n g đèn lậ n inửc 1 và do vậy các ngôn ngữ phái qua các bưỏc như biẽn dịch. hỢp dịch ... đến giáỉ mã VI lệnh. N ếu n h ìn nhàn k ỹ hơn nửa p hái thêm vào một, mức dưói mức 1. đó là mức lin h kiện đ iệ n tứ đ ư ợ c m ô tí i tr ê n cá c n g u y ẽ iì Ịý h o ạ t d ộ n g c ủ a các Im h k iệ n tạ o n ê n các m ạ c h cống n h ư t r a n s is t o r b â n d ẫ n . đ iệ n tr ỏ . d á y d ầ n v .v ... v ì cảc t í n h c h ấ t v ậ t lý c ủ a c h ú n g c ủ n g q u y ế t đ ịn h đ p n h iệ u n ồ n g cúa to à n m á y t í n h . V iệ c p h ả n in á y t í n h t h à n h cá c m ứ c n h u v ậ y th ự c ra ỉà sự k h á ỉ q u á t lạ i c á c h n h ìn n h ặ n c ủ a r i ẽ ii g in ỗ i n g ư ò i. N g ư ờ i đ ó d ư ớ i góc độ sứ d ụ n g c ù a m ì n h sẽ n g h iê n c ứ u sử d ụ n g m á y tín h ỏ m ộ t "đ ộ c a o ", ờ m ộ t m ứ c n à o d ó và c h i n g h ĩ vé in á v t í n h n h ư m ộ t m á v v ạ t Iv th ự c sự n h ư họ n h ìn t h ấ y ỡ m ứ c n à y v à k h ò n g c ầ n b iế t các c h i t i ế t p h ứ c tạ p c ủ a các m ứ c d ư ớ i. T u y n h iẻ n , n h ữ n g a i c ầ n t ì m h iè u c á c h th ứ c m ộ t m á y t í n h là m v iệ c th ự c sự (n h ư các n h à t h i ế t k è m á y tín h , các lặ p t r i n h v iê n m u ố n t ì m á n h h ư ớ n g c ủ a p h ầ n c ử n g đ ế n tô i: đ ộ là m v iệ c c ú a các c h ư ơ n g t r ì n h t r o n g k ỹ t h u ậ t g h é p n ố i c h á n g h ạ n ) t h ì n ê n p h á i c h ú ý tớ i t ấ t cá các m ứ c. 1.3. C Á C PHÉP T ÍN H SỐ T R O N G M Á Y T ÍN H L ư ợ n g th ô n g t i n n h ỏ n h ấ t đ ư ợ c lư u t r ử v à th a o tá c tr o n g m á y t í n h là bit. M á y t í n h s ố lư u trử th ô n g Ún tro n g các bộ nhỏ th à nh dang các nhõm b it goi là từ n h ớ (w ord). Sô b it tro n g một từ tu ỳ từ n g trư ờ n g hợp có th ể khác Iihau, Mòt từ dàì 8 bu goi là rnôt byte. M ộ t từ dài 4 b it gọi là m ột nibbỉe. M áy tín h tư ơ n g thích IBP/PC tru y xu ấ t bò nhớ mỗi lán ÍL n h ấ i là 1 byte h ay có th è n ó i 1ỏ n h ớ tr o n g n ó là c h ử a 1 b y t i' th ô n g t i n ở đ á y th ư ờ n g goi n h ó m c h ử a 2 b y te là m ộ t từ ( w o r d ) , v à m ộ t từ k é p ( d o u b le w o r d ) gồm 4 b y te ... C á c t ừ n h ớ , là các s ố t r o n g m á y tín h , n g o à i v iệ c biéu diễn đinh lượng cho một con sô còn có th è biếu diễn cho cấc lệnh ( t h í d ụ từ . . n 11 1 0 0 0 " là m ã lệ n h xoá cò n h ớ tr o n g v i x ứ Ịý 8 0 8 6 c ủ a h à n g I n t e l) , có th ế òiếh diễn cho các ký tư (g ồ m các c h ữ cá i và k ý h iệ u in ra đ ư ợ c h o ậ c k ý tự đ iể u k h iể n khòng in ra dược, th í dụ từ "0100 0001" ỉ à mả A S C II cua chữ "A ") hoặc có thẻ biếu d iễ n cho các đíêm á n h (p ix e l) tro n g mòt ánh đổ hoạ vé độ sáng, màu. v .v … 1 .3 .1 . C á c h ệ đ ế m liẻ n q u a n đ è n m á y t í n h T ro n g cuộc sống hàng ngày ta thường dùng hệ đém cơ 6'ô mười h ay hệ th ậ p p h ả n (D ecim al n u m b e r s y s te m ). T r o n g h ệ n à y d ù n g m ộ t tò h ợ p các c h ữ số ( d ig ỉt) từ 0 đ ế n 9 đ ê b iế u d iễ n g ỉá t r ị các sò. Các mạch đ iệ n tro n g m áy tín h ỏ từ ng thòi điếm chí ó m ột tro n g h a i trạ n g th á i đỏng h o ậ c m ỏ h a y g ọ i ỉà các t r ạ n g t h ả i lò g ic " 0 " hoặc - . r c ủ a cac lin h k iệ n đ iệ n tứ tạ o n ê n nó. D o đó, đ ẻ b iẻ u d iẻ n m ộ t sô t r o n g m â y t í n h p h ả i d ù n g hệ cơ sỏ hai h a y hệ n h ị p hản ( B in a r y n u m b e r s y s te in ) T r o n g h ệ n à y t a d ù n g m ô t tò h ợ p các c h ữ s ố 0 hoặc 1 đế b iế u d iễ n g iá t r ị các số. M ồ i c h ừ s ố tr o n g m ộ t s ố n h ị p h â n đ ạ i d iệ n ch o m ộ t bíi th ò n g tin . T h ư ờ n g cá c s ố đ ư ợ c b iế u d iễ n b à n g cá ch kỷ hiệu theo uỊ trí, n g h ĩa là g iá t r ị h a y " t r ọ n g lư ợ n g " c ủ a m ỗ i c h ữ số t r o n g m ộ t s ố tu ỳ th u ộ c v à o v ị t r í của nó b ê n tr o n g m ộ t số' T ố n g q u á t, m ột sỏ N k h ỉ được biểu d iễ n theo v ị t r í VÓI cơ sò b sẽ được viêL là; ơ dã y; +a" ^ a . ị Ò'^ + a . +... + a , 6 ' + + = ỵ^a,b, i = -m C á c c h ừ a t r o n g b iế u th ứ c t r ẽ n là các d ig it và có th ể n h ặ n m ộ t t r o n g 6 g iá t r ị . K h i cẩ n p h â n b iệ t rõ h ệ đ ê m th ư ờ n g v iế t th ê m c h í số d ư ớ i k ý h iệ u cơ so v à o các số- T h í d ụ , sỏ' 65 tr o n g h ệ t h ậ p p h â n đ ư ợ c v iế t là 65jo- C ũ n g ỉà sỏ đó tr o n g hệ n h ị p h â n d ư ợ c v iế t là lOOOOOl^ . D ấ u p h á y (d ấ u c h ấ m t r o n g t iế n g A n h ) d ù n g đế p h ả n tá c h g iữ a p h ẩ n n g u y ê n v à p h â n số. T r o n g hệ thập p hản t a c ó d ấ u c h ấ m t h ậ p p h ả n , t r o n g h ệ n h ị p h á n t a c ũ n g c ó d ấ u c h ấ m n h ị p h â n V T h í d ụ , s ố th ậ p p h â n 1 2 3 ,2 5 sẻ có g iá t r ị số b ằ n g tò n g cú a các tíc h g iữ a các h ệ s ố 1. V ... 2. 3, 2 và 5 VỚI các trọng lượng k há c n h a u ： 1 2 3 .2 5 = 1 x 1 0 - + 2 x 1 0 ' + 3 x 10" +2x10 * +5x10 ^ V à , m ộ t s ố n h ị p h â n 1 0 1 .0 1 sẽ có g iá t r ị sỏ VỚI các tr ọ n g số 2 m ũ tư ơ n g ứ n g lầ n lư ợ t n h ư sa u : 101,01 = 1x 2 ' + 0x 2' + 1 x 2 ', + 0x 2 ' + 1x 2 '. N h ư l ý d o k ế t r ê n , th e o c á c h v i ế t t h ô n g t h ư ờ n g b i t tậ n c ù n g b ê n t r á i c ủ a m ộ t sỏ' n h ị p h ả n g ọ i là b ít có nhiều ý n g h ĩa n h ấ t M S B ( M o s t S ig n i í i c a l B i t ) ; n g ư ợ c l ạ i, b i t tậ n c ù n g b ê n p h ả i g ọ i là b ít có i t ý n g h ĩa n h á t L S B ( L e a s t S ig n i f i c a l B it ) . Đ ô i k h i , k h i x ử l ý m ộ t sỏ' g ồ m n h i ể u b y t e t h ì n g ư ò i t a c ù n g th ư ờ n g g ọ i c á c b y te tậ n c ù n g b ê n t r á i h o ậ c b ê n p h ả i ỉà M S B ( b y t e n h iề u ý n g h ĩ a n h ấ t ’ b y te ca o ) h o ậ c L S B (b-Vte í t ý n g h ĩa n h ấ t , b y t e t h ấ p ) . đ ó là H ệ m ư ờ i H ẻ n h ị H ệ lả m H ệ m p ( d e c im h â n 《b a l) in a r y ) s á u a ； ) =2 a ={0,1} '5 = ( o c t a l) ư ờ i t) 二 10 ( h e x a ld e c im 8 'D = 16 a l) 二 {0,1.2,3,4 5,6.7,8.9) a 二 {0 1 2 3 4 5 6 7} a 二 {CU 2i3A5,6.7.8,9.A,B.C ,D .E.F} L ư u ý r à n g các chừ A, B. c . D. E. F trong hè mười sáu biếu d iễ n cho các chữ s ố có g iá t r ị tư ơ n g ử n g v ớ i cá c s ố 10. 11. 12, 13, 14, Ỉ5 iro n g hẻ th ậ p p h â n G iữ a các hệ đếm th ư ờ n g xuyên p h ii có sự chuvèn dối qua lại trong các th iế t bị n h ậ p /x u ấ t củ a m á y v i tín h . • Đ ô i số t h ậ p p h â n sang n h ị phân Quy tác là chia hên tiẽp sò đó cho 2 và s a u m ồ i p h é p c h ia g h i lấ y p h ầ n d ư c h o tớ i k h i đư ợ c thương bàng các ch ữ sô c ủ a sô hệ h a i can tim T h í d ụ . đ ố i sỏ, Đ á o ngươc thứ tư d ã v các sô d ư sẻ đ ư ợ c T h í du. dòi sò 11 sang sô nh i phân 2 二5 2 二2 11 ,0 0. dư R = 1 R=1 2. 2 二 1 R 1: 2 = 0 R=1 二 0 K h i s ố h ệ m ư ò i có p h ầ n t h ậ p p h ả n sau d ấ u p h á y t h ì đ á u ũ ẽ n p h á i đ ố i r i ê n g r ẻ t ừ n g p h ầ n r ồ i s a u đ ó c ộ n g c á c k é t q u a lạ i. Đối VỚI phán n g u y ê n ta có th ê là m th e o c á c h v ừ a n ê u Ir è n , r i ê n g đố i VỚI p h ẩ n th ậ p phân đối theo quy tác sau: L ấ y sỏ cần đố i n h â n VÓI 2, t í c h n h ậ n được sẻ gồm p h á n n g u y ê n và phán le n h ị ph ầ n Lấy ph ầ n ìé đó n h â n tiế p VỚI 2. L à m n h ư v ậ y ch o tớ i k h i được tíc h chẵn bAng 1 hoỈỊc tớ i gia t r ị c h ín h xác m o n g m u ô n . C h ọ n r iê n g cá c p h ầ n n g u y ê n c ủ a c á c tíc h t h u đ ư ợ c v à s á p x e p l ạ i sẽ d ư ợ c c á c c h ữ sô s a u d ấ u p h ả y c ủ a s ố h ệ n h ị p h â n c ẩ n tim T h í d ụ , đ ố i sô^ 0 , 1 25((, ra s ố n h i phán 0 ’ 125 X 2 0, X 2 X 2 2 'Õ 0 0 . 500 Q . 12 ÍÌ - 0. 001 K ế t h đ p c á c q u y t á c n ẻ u t r ẽ n ta đưỢc kết quá đối s ố 3 4 .1 2 5 io 二 I 0 0 0 l 0 ’ 0 0 ụ Đ ố i sò t h ậ p p h â n ra c á c h ệ k h á c c ũ n g theo q u y tắ c kè t r ê n , t h í d ụ đ ố i s ố 5 3 2 4 1 ,(, ra • hê m ư ò i sá u n h ư sau: 5 3 2 4 1 1 6 3 3 2 7 2 0 7 1 2 1 6 : v á y . • 1 6 1 6 = = = = 3 3 2 7 2 0 7 1 2 0 5 3 2 4 1 R 二 R 二 R = 1 5 ,0 :: R 二 1 2 ，0 : 9 ,0 :: = 9 i 6 F ,6 F ，6 二c 16 C F F 9 ,16 hay C F F 9 h Đ ố i s ố h ệ n h ị p h ả n s a n g s ố h ệ m ư ò i: b à n g c á c h c ộ n g các s ố m ũ b à n g 1 t r o n g sổ n h ị p h á n . T h í d ụ : 2 ứ ng vở i các d ig il 1 0 6 4 3 2 6 4 + 1 0 1 1 1 1 6 8 4 2 1 1 6 4 + + 2 4- - s ố n h i c á c + = 8 7 , 0 1 k ế l p h â n tr ọ n g q u ả K h i s ố b i t lớ n , t h ư ờ n g d ù n g t h u ậ t g iá i đ ệ q u y n h ư s a u : L ấ y b ít b ồ n g ih ã ít (tậ n c ù n g bên t r á i) n h ả n với 2 rồi cộng s ố 1 n h i ề u ý n g h ĩa b ít tiế p theo (bẽn p h ậ i nó). Cư s tiê p tụ c VÓI i h ư v ậ y c h o t ớ i b i t í t ý n g h ĩa n h ấ t được cộng v à o . T h u ậ t to á n n à y có t h ẻ đ ư ợ c b iê u d iẻ n ih ư sau. ( a „ + 2 ( a , + 2 (a v + T h í dụ. ■ )) ) ớ đ â y b u ít ý n g h ĩa n h ấ t L S B c ủ a s ố c ầ n đ ố i là a „- 1011 I 2 0 1 » 1 => 2—*2 K ế t q u á là 4-^5 10111> 1 » 1 10— 11 ’ 22-^22 = 23,0 C h u y é n đ ổ i g iừ a c á c s ố n h ị p h á n v à s ố h ệ m ư ò i s á u : n é u lư u ý r à n g m ộ t n h ó m s ố • ỉh iỊ p h á n 4 b i t vừa đ ủ b iế u d iễ n m ột c h ữ số tro n g hệ m ưòi sáu ta sẻ n h ó m số n h ị p h á n rầ n c h u y ề n đ ố i t h à n h c ác n h ó m 4 bit và đối mỗi n h ó m đó ra 1 c hừ sô m ư ò i s á u . T h í dụ 11001011101j nhóm: 110 0101 6 K ết quả 11001011101, 1101 5 D = 6 5 D ,, N g ư ợ c lạ i, k h i c h u v ế n đ ổ i m ộ t sò hệ m iíò i s á u s a n g số n h ị p h â n c h i v iệ c đ ỏ i m ỗ i c h ử sỏ' lệ m ư ò i s á u s a n g m ộ t n h ó m 4 b it . T h í du. s ố A B 4 C ,6 = 1 0 1 0 A 1 0 1 1 0 1 0 0 B 4 1 1 0 0 2 c G iữ a h ệ t h ậ p p h â n v à n h ị p h á n tồ n t ạ i m ộ t hệ la i BCD ( B in a r y C o d e d D e c im a l) . H ệ • ìầy m ã h o ỏ m ồ i c o n sỏ' t r o n g h ệ th ậ p p h ả n b à n g m ộ t s ố n h ị p h ả n . T h ư ờ n g d ù n g m ộ t sô' n h ị h à n 4 b i t đ ể m ã h o á c h o các c h ử s ố từ 0 dến 9. N h ư v ậ y k h ô n g d ù n g h ế t cá c t ổ h ợ p có th ế cỏ ủ a 4 b i t (2* = 16). T hí dụ, sô' 5 2 0 " , S ố th ậ p p h ả n C ác số B C D n ê u b iế u d iễ n th e o sô B C D sẽ là : õ O I O I bcu 2 OOlOuei) 0 OOOObco M ã n h ị p h â n đ ư ợ c m ô t á ỏ tr ê n th u ộ c lo ạ i m ã n h ị p h ả n tự n h iẽ n h a y lo ạ i m ã có t r ọ n g s ố 4 2 1 . T u y n h iê n t r o n g l ĩi ộ t s ố t r ư ờ n g hỢp đậc b iệ t, t h í d ụ n h ư đê p h á t h iệ n v à s ứ a lỗ i t r o n g q u á rìn h t r u y ề n các từ d ử liệ u , c ò n có các loại m ả k h á c k h ô n g có tr ọ n g s ố n h ư m ã G r a y , m ã l a m m i n g v .v ... 1.3.2. Các mả phát hiện và sứa lỏi ' T r o n g q u á t r ì n h t r u y ề n d ữ liệ u có th ế g ă p p h ả i sự th a y đ ố i gỉ á t r ị các b i t t h ô n g t i n d o c a n i h iễ u h o ặ c s a i h ỏ n g c ủ a cá c t h i ế t b ị th u . p h á t. C ác lỏ i n à y có th ế đ ư ợ c p h á t h iệ n h o ặ c s ủ a n h ò )h ư ơ n g p h á p đ ặ c b iệ t là t r u y ề n đ i các m ã p h á t h iệ n lỗ i E D C ( e r r o r d e te c tin g c o d e 》h o ặ c m à sứ a ối E C C 《 e r r o r c o r r e c t in g c o d e ). M ộ t trong n h ữ n g p h ư ơ n g p h á p p h á t h iệ n v à s ứ a lỗ i l à ： k h i nUiốn k iể m tr a lỗ i m ột từ dữ iiệ u m b it người ta ghép thỏm r b it kiểm tra được mã hoá theo m ột ： ác： h n à o đ ó r ổ i t r u y ề n t ừ g h é p d à i n 二 m + r b it đ i. b à n g c á c h k iế m t r a từ g h é p n à y tạ i b é n th u . có th è p h á t h iệ n đ ư ợ c đã có lồ 】h :w k h ô n g xav ra tr o n p t ừ m b it v à t r o n g m ộ t sỏ tr ư ò n g h ợ p có t h ế b i è t c h í n h x á c l ỗ i đ ó x á y r a ó c á c h i t n . v . vỉè sưa V i r á c các b i t k i ế m t r a k h ô n g m a n g th õ ng t in nén c hú ng thư òng dưỢc goi là các h ĩỉ dư thừa íredLIndant bits). Có n h iề u lo ạ i mả EDC v à E C C , ta c h i x é t m ộ t v à i lo ạ i l . 3 .2 .1 . P hát hiên lỗ i vói bit chẳn lè M ã E D C đ ơ n g iá n n h ấ t !à m ộ t b it c h ả n ì é đơn ( p a n ĩy b it), Đ ó là m ộ t b i t k iế m t r a đưỢc g h é p th è m v à o cá c b i t c ủ a x â u d ử liệ u . Có 2 ìo íii b u c h ả n lé: c h ả n lẻ c h ă n v à c h â n lé lé . N é u d ùng lo ạ i chẴn lé chẳn. b it này có giá tọ là 0 hoặc 1 sao cho tỏng số các con số 1 tro n g xâu ghép là m ộ t s ố c h ả n . N ế u d ù n g lo ạ i c h ẵ n lé lé th ì ngược ìa i c h ọ n sao ch o tô n g số các c o n sô 1 t r o n g xáu ghép là m ột sô lẻ. T h í dụ, nêu dùng bít ch^n le-chần. VÓI lừ sỏ hệu 8 b it (1001 0110). giá t r ị c ú a bit c hà n ì é ' C h ẵ n ớ đ ả y sẽ bàĩìg 0 vì số bit có giá tri 1 t r ong x â u sô li ệu b à n g 4 ỉà m ộ t s ố chần rổi. N g ư ợ c lạ i’ nếu d ùng b ít chần lé-le th ì bu chon le ơ đây là 1. Xáu ghép (gồm các b it thông tin và b it kiém tra chÃn lé) dược p h á t đi và à bên th u nêu p h á i h iệ n th ấ y tông số các b it cỏ giá t r ị bẩng i không theo các quy lu ậ t trê n có n g h la rằng đà có b i t lỗ i t r o n g b ộ n h ớ h o ặ c tr ê n đ ư ò iig t r u y ể n dừ hẽu P hương pháp đơn gián ké trẽ n có nhược điém là khống đinh vị được b it lổ i và không thể p h á t hiện được các lỗi không phai In b it đơn (th í du như khi có 2 b it tro n g xâu cùng bị lổi th ì g iá t r ị c ủ a b i t c h ả n lẽ v ẫ n k h ò n g th a y đ ỏ i). Đ ẽ khẢc p h ụ c có th ế d ù n g th ê m p h ư ơ n g p h á p k iẻ m t r a c h ă n lẻ c h o từ n g k h ố i s ố ìiệ ư được t*'u.yển. ơ đ â y d u n g m ã p h á t h iệ n lồ i E D C k h ố i. M ộ t m ã p h á t h iệ n lỗ i k h ố i c h ẳ n lè d ù n g 2 lo ạ i b it k iế m tra ; b it c h ả n lé doc V R C ( v e r li c a l p a r i t y b it ) và b it c h ẳ n lê n g a n g L R C ( h o n z o n t a l - lo n g it u d in a ỉ p a n ty b u ). T h í d ụ , m ổ i t ừ số liệ u gồm 3 b it D O ’ D l và D2 can p h a i và th u VỚI k iế m t r a c h ẵ n lé 一 c h ả n t r o n g hệ th ô n g đ ư ợ c v iế t th à n h m ô t c ộ t dọc và m ộ t c h u ỏ i gồm 7 từ đ ư ợ c x á p x ế p liề n kể n h a u t h à n h k h ô i th e o c h iể u n g a n g n h ư sau: Bi1 00 tứs tư 6 từ 7 0 0 0 1 1 1 0 từ2 0 1 tư 3 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 c 1 0 0 DI D2 D3 (VRC) từ 4 lữ 1 0 0 IRC B i t c h ả n lé dọc V R C c h o m ỗ i từ được th ê m vào đ a v ỉnôi CỘI tạ o t h à n h b i t D 3 . T r ê n cơ aớ m ộ t h à n g cá c b i t DO c ủ a 7 từ sẽ t í n h được 1 b it c h ẳ n lè n iĩa n g L R C C ũ n g n h ư v ậ y , t í n h đ ư ợ c các b u c h ẵ n lé n g a n g c h o các h à n g b u 1)1' D 2 v à cả các b it V K C trong k h ố i. N ế u k h i t h u p h á t h iệ n có lỗ i ớ 2 v ị t r í đ ấ n h d ấ u V tr ẽ n h ìn h ta có th ẻ b iê t n g a y b it n i tủ a từ m ã t h ử 3 b ị lỗ i. C á c p h é p t h ô n g k ẻ c h ì ra r à n g việ c sứ d ụ n g đ ồ n g th ờ i cá h a i p h ư ơ n g p h á p V R C v à L R C là m t ả n g x á c x u ấ t p h á t h iệ n lỗ i so VÓI k b i c h ì d ù n g V R r \ộn 2 dẻn 4 b ậ c .V iệ c tạ o c á c b i t c h ẵ n lé v à k iế m t r a lỗ i c h ă n lé th ư ò n g đư ợc th ự c h iệ n b à n g p h ầ n c ứ n g là các m ạ c h lô g ic tố h ợ p ( t h í d ụ n h ư các m ạ c h h o ặ c t u y ệ t đ ố i X O R ) H iệ n có s ẵ n n h ữ n g VI mạch c h u y ê n d ụ n g n h ư 7 4 A S 2 8 0 c h o p h é p tạ o v à k iể m t r a lỗ i c h á n lé vóỉ 9 b i t d ử liệ u vào. H ìn h 1.6 là m ộ t sơ đ ồ m ộ t m ạ c h tạ o các b i t c h ẵ n lẻ c h o cá c t ừ d à i 4 b i t D 0 -D 3 vớ i 1 lố i v à o tu ỳ chọn c h ẵ n lé - c h ã n ( 0 ) v à c h ẵ n lẻ .lẻ ( 1). H in h l . s 1.3.2.2. Mạch tạo b it chẵn lẻ bằng các công XOR. Phát hiện ỉỗi bằng m ả dư thừa vòng CRC K iế m t r a b à n g m ã C R C (C y c le R e d u n d a n c y C h e c k ) được d ù n g đ ể p h á t h iệ n lỗ i k h i đọc sô liệ u t ừ đ ĩa từ m ề m . T ừ d ữ liệ u đ ư ợ c g h é p th ê m vào các b y te k iế m s o á t lổ i C R C k h i p h á t. N g u y ê n ỉ í tạ o m ă C R C n h ư s a u ; M ộ t x à u b ít b ấ t k i có th ế đ ư ợ c c o i là m ộ t tậ p c á c h ệ s ố c ú a m ộ t đ a th ứ c B ( x ) , t r o n g đ ó ..X" ỉà h ư số. T h í d ụ , b y te 1000 0011 ứ n g v ớ i đ a th ứ c B ( x ) 二 l . x : + 0 x 6 ^ o .x * + ... + l . x ' + 1 二 X: + X + 1. C h ọ n m ộ t đ a th ứ c G ( x ) n à o đ ó g ọ i ỉà đ a thứ c sin h ( g e n e r a t i o n p o l y n o m i a l ) . K h i c h ia m o d u lo - 2 đa th ứ c B ( x ) c h o G ( x ) t a đ ư ợ c t h ư ơ n g s ố Q ( x ) v à số d ư R (x ); B (x ) 二 Q ( x ).G (x ) ® R (x ), hay： ở đáy ④ ỉầ k í h iệ u c ủ a p h é p c ộ n g m o d u lo - 2 , Q (X 〉= 【B (X 〉© R 《X ) ] / G 《X). N h ư v ậ y d ã y b í t s ố ìiệ u tạ o b ò i x ả u g h é p B (x ) và số d ư R (x ) sẻ c h ia h ế t c h o G (x ). C á c b y te k iế m s o á t lỗ i C R C đ ư ợ c tạ o b ở i các h ệ s ố c ủ a số d ư R (x ) đó. K h i đọc d ữ liệ u b ê n t h u , m ạ c h lò g ic k iê m s o á t lổ i sẽ lấ y x â u g h é p đ ó c h ia m o d u lo -2 cho đ a th ứ c s in h G (x ). N ế u p h é p c h ia cỏ d ư t h ì n g h ĩa là đ ả cố iỗ i t r o n g x â u d ữ liệ u . Đa th ử c s in h do tô chức viễn th ô n g quốc tẽ C C IT T quy đ ịn h là + x^'* + X® + 1. V ì cá c p h é p m o d u lo .2 tư ơ n g đ ư ơ n g VỚI việ c th ự c h iệ n p h é p hoặc tuyệt đôĩ n ê n cá c v iệ c tạ o m á C R C c h o q u á t r ì n h g h i v à k iế m t r a lỏ i ch o q u á t r ì n h đọc d ữ liệ u t h ư ờ n g đ ư ợ c t h ự c h iệ n r ấ t đ ơ n g i á n b à n g c á c m ạ c h đ iệ n t ử số. 1.3.2.3. M ã sửa lỗi Hamming Đ á y là lo ạ i m ã s ứ a lỗ i đ ơ n g iá n . M ộ t l ừ mả H a m m in g gồm m b i t d ữ liệ u v à r b í t k iẹ m t r a c h ẳ n lé . C á c b i t k iể m t r a đ ư ợ c c h ọ n n h ư th ế nào d ấ y đế m ộ t lỗ i b i t đ ơ n có th ể đ ư ợ c p h á t h iệ n c h í n h x á c v Ị t r í v à d o đ ó có th ê s ủ a đ ư ợ c. C ác m ã H a m m in g được g á n c h o k ý h iệ u là H „ m tr o n g đ ó n là đ ộ d à i t ừ m ă b ằ n g + r ) . T h í d ụ , từ m ả H 74 n h ư 7 6 5 4 3 2 1 I, 1, •' c, I, c, c , c. sau; «- vi trl bil i: c á c L ư u ý r à n g v ị t r í c ủ a cá c b i t k iể m t r a n h ấ t th iế t p h ả i ỏ các b i t n à y đ ư ợ c m ã h o á th e o q u y l u ậ t s a u : C 3 , ② I) 參 * I c , • l| 0 c , : 11 ® I) ® 1} 0 lệ I 4 I 4 G iả t;h ủ r ằ n g t ừ d ữ liệ u c ầ n t r u y ể n là Ụ 2- k t g n m v ỉt in h 3I 2I ' = 1101 . b ít d ữ tiệ u , c ；c A c b ít k iể m tra ị t r í n h ị p h â n (1 , 2, 4, ...) v à các C á c b ít k iế m t r a t í n h n h ư tr ê n b à n g C 3C 2C 1 = 0 1 0 . N h ư v ậ y t ừ m ã t r u y ề n đ i là II O G II O N ế u n h ư có lỗ i, t h í d ụ b i t I 3 c h u y ê n t ừ 1 tớ i 0. L ú c đó từ m ả n h ậ n đ ư ợ c sẽ ỉà 1 0 0 0 1 1 0 . B ê n t h u sẽ t í n h c á c b i t k iể m t r a C3 = 0® 0® 1= 1 Cị - 1 ® 0 ④ 1 == 0 c, = 1 ④ 0 ④ 1 = 0 T ừ b i t k iể m t r a sẽ là 100 tr o n g k h i c h ú n g là 0 10. N ế u lấ y m o đ u lo -2 h a i số n à y ta có: 1 0 0 © 0 1 0 = 1 1 0 c h ín h là v ị t r í t h ử ỉà I 3 đ ã có lỗ i v à c ầ n p h ả i s ủ a l ạ i t ừ 0 6. H a y b i t th ử 6 tứ c v ề l ! C á c c ô n g th ứ c t í n h các b i t k iể m t r a ỏ đ â y đ ư ợ c th ự c h iệ n n h ư v ậ y n h à m ch o b ấ t k ỳ m ộ t lỗ i b i t đ ơ n n à o đó x ả y ra sẽ d ẫ n tớ i t h a y đ ồ i tô h ợ p c ủ a các b it k iể m t r a n à y v à tr ỏ tớ i c h í n h v ị t r í b i t lỗ i đó. Đ ằ n g c á c h th ê m v à o m ộ t b i t k iể m t r a n ữ a có 1 lỗ i... th ể -tạ o đ ư ợ c m ã H a m m in g c h o p h é p p h á t h iệ n 2 lỗ i v à s ủ a 1.3.3. Biếu dién các sò nguyén không dâu và có dáu M ộ t s ố n h ị p h ả n n b i t có t h ể b iế u d iễ n đ ư ợ c 2 。s ố n g u y ê n k h ô n g d ấ u có g iá t r ị t ừ 0 đ ế n 2"' 1, t h í d ụ s ố n h ị p h â n 1 b y te có th ế b iể u d iễ n c h o các sỏ' n g u y ê n d ư ơ n g từ 0 đ ế n 2 5 5 v à số 2 b y te b iế u d iễ n c h o các s ố t ừ 0 đ ế n 6 5 5 3 5 . C ác s ố n g u y ê n có d ấ u d ù n g b i t tậ n c ù n g b ê n t r á i là m b i t d ấ u ; b i t b ằ n g 0 b iế u d iễ n c h o d ấ u (+) và b i t b ằ n g 1 cho d ấ u (•). M ộ t cá ch tố n g q u á t, sô' n h ị p h â n d à i n b i t sẽ b iể u d iễ n đ ư ợ c c á c số n g u y ê n có d ấ u t r o n g k h o ả n g t ừ -(2 " *) đ ế n + (2 " ' - 1). T h í d ụ , s ố n h ị p h â n d à i 8 b i t có th ể b iê u d iề n đư ợc cá c sỗ' n g u y ê n â m v à d ư ơ n g t r o n g k h o ả n g t ừ -1 2 8 ... 0 ... + 1 2 7 . M ộ t s ố n g u y ê n d ư ơ n g t r o n g k h o ả n g n à y sẽ đ ư ợ c b iế u d iễ n n h ư m ã n h ị p h â n th ô n g th ư ò n g có s ố 0 ớ b í t cao n h ấ t. T h í d ụ : 6 5 d 二 0 1 0 0 OOOlb M ộ t s ố n g u y ê n â m tr o n g k h o á n g n à y sẻ đ ư ợ c b iế u d iễ n th e o m ả số bù h a i c ủ a s ố n g u y ê n d ư ơ n g tư ơ n g ứ n g . s ỏ 'b ù h a i B ' c ủ a số B đ ư ợ c x á c đ ịn h sao ch o : B ' + B = 0. T ứ c ỉà n ế u m u ố n t ì m 1. sô b ù h a i c ủ a B ta c h ỉ v iệ c lấ y đ ả o c ủ a n ó r ồ i c ộ n g th ê m T h í d ụ : (.6 5 d ) 二 m ả b ù h a i c ú a s ố (+ 6 5 d ) = 1011 1 110 + 0 0 0 0 0 0 0 1 = 1011 l l l l b . 1.3.4. Các số có dấu chám động D o c á c h v iế t cá c s ố có p h ẩ n p h â n số, d ấ u p h ả y p h â n sô' ( t h í d ụ d ấ u th ậ p p h á n t r o n g cá c số hệ m ư ò i) th e o tiế n g V iệ t đư ợc th a y b à n g d ấ u c h ấ m th e o tiê n g A n h t r o n g c á c m á y t í n h . V ì v ậ y , tro n g mục này ta sẽ gọi sô có dấu phảy (phán số) là sô cỏ dấu chấm . X é t 2 phép tín h sau: + 7 6 1 7 9 4 3 9 2 4 2 1 8 6 3 2 9 5 1 5 7 + 6 1 9 6 7 4 3 2 9. 4 2 6 1 8 3 2 9 5 1 5 6 G iô n g n h ư c á c h t í n h ta y c ủ a n g ư ờ i, m á y t í n h sẻ t í n h to á n p h é p t í n h b ê n p h ả i n h ư VỎ I cá c s ố n g u y ê n r ồ i c h ỉ v iệ c th ê m d ấ u c h ấ m t h ậ p p h â n v à o lư u t r ữ ở m ộ t ô n h ớ x á c đ ịn h th íc h h ợ p . C á ch th ứ c t í n h to á n n h ư v ậ y g ọ i là c á c h t í n h v ó i dấu chấm tĩn h . T h í d ụ k h á c , c ộ n g h a i sô 3 ,6 2 5 v à 6 ,5 rồ i in ra k ế t q u ả . C h ư ơ n g t r ì n h n h ậ p d ữ liệ u sẽ c h u y ế n 2 s ố đ ó r a d ạ n g n h ị p h â n : 3 .6 2 5 ll. io ib 0011.1010 6 .5 -> n o .lb 0110.1001 -> Đ è n đ ả y m á y t í n h c o i các s ố n à y là 2 sò' n h ị p h á n 1 b v te 0011 1010 0110 1000 và rồ i c ộ n g th e o q u y tá c th õ n g th ư ờ n g : 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 6 2 , 0 《sổ nhi phán kh ô n g d ẩ u 》 1 2 C h ư ơ n g t r ì n h đ ê n đ á y sẽ n h ậ n k ê t q u a và p h â n t á c h n ó r a t h à n h 1010 và p h ầ n p h ả n số .0 0 1 0 phần: phần nguyên rồ i i n k ế t q u á c h in h xác là 1 0 1 0 .0 0 1 0 . 二 10.125,0- N h ư n g . k h i c ầ n b iế u d ỉễ n v à x ứ l í n h ữ n g p h â n sò v à n h ữ n g số r ấ t d à i’ t h í d ụ các s ố b ao gổm rấ t n h iề u con sỏ' 0 mà chí có m ột ít con iũ có ý nghĩa như hai số sau: K h ố i lư ợ n g m ậ t t r ò i : 1990000000000000000000000000000000 g K h ố i lư ợ n g đ iệ n t ử ： 0 .0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9 1 0 9 5 6 g M á y t í n h sẻ p h ả i d ù n g đ ế n m ộ t sô lỏ n b v ie n h ớ dể ìư u tr ừ các con sô k h ô n g n h ư v ậ y . N h ư đả b ỉế t rà n g 1 bvte biếu diễn được 2 5 6 sỏ {từ 0 đẻn 2 5 5 》th i đế b ỉẻ u diễn m ột sỏ tro n g dáỉ rấ t r ộ n g t ừ lớ n đ ế n n h ó n h ư v ậ y c ầ n đ ẻ n cở 1‘1 b y te cho p h ầ n n g u y ê n và 12 b y te c h o p h ầ n th ậ p p h â n ; v ậ y tố n g c ộ n g c ầ n tớ i 2 8 b y te 二 2 0 8 b ìt cho m ộ t s ố ' Rò rà n g tr o n g tr ư ờ n g h ơ p n à y d ù n g ỉo ạ i sô có d ấ u c h ấ m t ì n h sẻ r ấ t b ấ t tiệ n . M á y tín h sò th ư ờ n g b ié u d iề n và lư u t r ữ n h ữ n g s ố tr ẽ n t r o n g d ạ n g dáư ch ám động ( A o a tin g p o in t) n h ư sau: 1.990 X 10^'* g và 0 ,9 1 0 9 5 6 X 10 ■' g h a y th e o c á c h viết sỏ khoa học ỉà 1 .9 9 E 3 3 g và 0 .9 1 0 9 5 6 E -2 7 g. T ô n g q u á t, m ộ t s ố d ấ u c h ấ m đ ộ n g sè có d ạ n g a . t r o n g đ ó a là p hần đinh ín ' r la cơ sò và e là sỏ mủ. N ế u cơ sô r đ ả đưỢc b iế t tr ư ớ c ( t h ư ờ n g ỉà cơ sỏ' 2 c h o sô n h ị p h á n tr o n g m áy tín h ) t h ì m á y sẽ lư u t r ử m ộ t s ố d ấ u c h ấ m đ ộ n g t h à n h 2 t r ư ò n g sô l i ệ u n h ư h ì n h sau S ó mủ Đ m h e tn a C h u á n I E E E 7 5 4 - 1 9 8 5 p h á n đ ị n h 3 d ạ n g số d ấ u c h ấ in đ ộ n g cơ b ả n : Sô có độ c h in h xác đ ơ n d á i 32 b it (S ÌH g k ! Sô có độ c h in h xác kép d à i 64 b ỉt fDoubỉe) Sỏ có độ c h in h xác m ở rộ n g d à i Ỉ2 8 b it íQ u d d rư p ỉe ỉ. T h ư ờ n g d ạ n g b iế u d iễ n các s ố có d ấ u c h ồ m động đươc chuấn hoá. I E E E đ ịn h n g h la m ộ t số dấu ch ấ m động có cơ sô ngầm đ ịn h là 2, được chuẩn íìoá sao cho phản đ ịn h t r ị F nằm tro n g dái 1 s F < 2 ( tư ơ n g ứ n g VÓI p h ầ n n g u y ê n b ả n g 1) M ộ t số X sẽ được đ in h n g h ĩa là : X 二 〜 l.F T r o n g đ ó : s là b i t d ấ u (S = 0 p h ầ n đ ịn h t r i dươ n g ; s = 1 phản tíỊn h t r ị árrO E là sô m ũ đ ư ợ c c h u y ế n d ịc h đ i B ； F là p h á n đ ịn h in . T h ư ờ n g đ ộ d ịc h B đ ư ợ c c h ọ n b à n g 2 …1 tr o n g đó m là độ đ à i b it cúa tr ư ò n g sô m ũ . Đ iề u đó c h o p h é p lư u t r ữ c á c s ố m ũ t r o n g d ạ n g được c h u v ế n d ịc h c h í gồm to à n các sỏ' n h ị p h á n k h ô n g á m v ì sỏ m ủ á m n h ấ t đ ã đ ư ợ c c h u y ế n d ịc h th à n h 0. T h í d ụ , trư ờ n g số m ũ d à i v ậ y d ả i s ố m ủ th ự c sự là t ừ -1 2 8 t ó i + 1 2 7 . N ế u chọn B - 2® 1 = 8 b it, m = 8 , do 128 ta sẽ có s ố m ũ â m n h ấ t đ ư ợ c d ịc h sẽ là -1 2 8 + 1 2 8 = 0 v à s ố m ũ d ư ơ n g lớ n n h ấ t ià + 1 2 7 + 128 = + 255.