Lộ trình Kiến Trúc Máy Tính

Chương	Chủ đề chính	Nội dung & Hoạt động học tập	Mục tiêu & Sản phẩm
1	Giới thiệu	Lịch sử phát triển của máy tính. Kiến trúc Von Neumann và Harvard. Hệ thống số và biểu diễn dữ liệu (Số nguyên, Dấu phẩy động, Ký tự). Biểu diễn dữ liệu âm thanh và hình ảnh.	Hiểu các khái niệm cơ bản về lịch sử máy tính và biểu diễn dữ liệu.
2	Cấu trúc chung của máy tính	Cấu trúc của máy tính tương tự con người. Nguyên tắc hoạt động của máy tính. Chức năng của CPU, ALU, Bộ nhớ, cổng I/O và BUS.	Nắm bắt các nguyên tắc hoạt động và vai trò của các thành phần chính.
3	Đơn vị xử lý trung tâm (CPU)	Lịch sử phát triển của CPU. Cấu trúc và nguyên tắc hoạt động của CPU (ALU, CU). Tìm hiểu sâu về CPU 8086: thanh ghi, cờ. Đặc điểm của các loại CPU khác nhau.	Đi sâu vào kiến trúc CPU và các thành phần cốt lõi của nó.
4	Bộ nhớ	Phân cấp và các loại bộ nhớ (ROM, RAM, Cache). Chế độ địa chỉ: Segment, offset, địa chỉ hiệu dụng. Thiết bị lưu trữ: HDD, CD, DVD. Ngắt hợp ngữ cho các hoạt động đĩa.	Hiểu hệ thống phân cấp bộ nhớ và các công nghệ lưu trữ.
5	Truyền dữ liệu qua cổng I/O	Phương pháp truyền nối tiếp và song song. Giao thức truyền thông. Truyền dữ liệu qua vi mạch 8251, 8255. Lệnh hợp ngữ để truyền dữ liệu.	Tìm hiểu cơ chế truyền dữ liệu giữa các thành phần.
6	Thiết bị ngoại vi	Tổng quan về các thiết bị ngoại vi: Màn hình, Bàn phím, Chuột, Máy in. Sử dụng các lệnh gọi ngắt hợp ngữ để hiển thị thông tin và đọc từ bàn phím.	Hiểu cách máy tính tương tác với các thiết bị ngoại vi.
7	Hệ thống Bus	Bus dữ liệu, Bus điều khiển, Bus hệ thống. Các vấn đề thực tế liên quan đến thông số kỹ thuật của BUS. Lệnh hợp ngữ cho các hoạt động của BUS.	Tìm hiểu về các đường truyền thông nội bộ của máy tính.

Tư duy Cốt lõi cho Kiến trúc Máy tính

1. Suy nghĩ theo các Tầng trừu tượng

Hiểu cách mã nguồn cấp cao được dịch xuống các hoạt động phần cứng cấp thấp. Từ phần mềm đến hợp ngữ, mã máy rồi cổng logic, mỗi lớp đều xây dựng dựa trên lớp bên dưới nó.

2. Hiệu suất là Vật lý

Tốc độ không phải là phép màu; đó là vật lý. Hiệu suất được chi phối bởi tính cục bộ của dữ liệu (cache so với RAM), các đường ống lệnh, tính song song và các giới hạn vật lý của điện tử.

3. Mọi thứ đều là sự Đánh đổi

Không có một thiết kế "tốt nhất" duy nhất. Mọi lựa chọn kiến trúc đều là sự cân bằng giữa hiệu suất, chi phí, mức tiêu thụ điện năng và độ phức tạp (ví dụ: CISC so với RISC).

4. Nút cổ chai Quyết định tất cả

Một hệ thống chỉ nhanh bằng thành phần chậm nhất của nó. Hiểu vai trò của bus, độ trễ bộ nhớ và I/O là rất quan trọng để xác định và giải quyết các vấn đề về hiệu suất.