Giáo trình Cấu trúc máy tính - Trường TCN Kỹ thuật công nghệ Hùng Vương

Giáo trình Cấu trúc máy tính cung cấp cho người học những kiến thức như: Giới thiệu tổng quan máy tính; hệ thống số (number system); kiến trúc máy tính cá nhân; thành phần cơ bản máy tính cá nhân;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH GIỚI THIỆU TỔNG QUAN MÁY TÍNH Mục tiêu: Kết thúc học học viên có khả phân loại loại máy tính máy tính cá nhân Nhận biết thành phần máy tính cá nhân I TỔNG QUAN MÁY TÍNH: 1) Khái niệm máy tính Máy vi tính cơng cụ hỗ trợ người sử dụng khả lưu trữ xử lý thông tin cách tự động theo chương trình có sẵn người thiết kế Máy tính ứng dụng hầu hết lĩnh vực kinh tế, sản xuất, đời sống… Input Máy Tính Output Qui trình xử lý thơng tin máy tính 2) Hoạt động máy tính:  Nhập thơng tin: đưa thơng tin vào máy tính, q trình chuyển đổi thông tin giới thực sang dạng thông tin máy tính thơng qua thiết bị nhập  Xử lý thơng tin: tính tốn, phân tích, tổng hợp thơng tin ban đầu để có thông tin mong muốn  Xuất thông tin: đưa thông tin kết (đã qua xử lý) trở lại giới bên ngồi thơng qua thiết bị xuất  Lưu trữ thông tin: ghi nhớ lại thơng tin ghi nhận để sử dụng lần xử lý sau  Tin học nghành khoa học tổ chức, lưu trữ xử lý thơng tin máy vi tính Thơng tin chữ, số, âm thanh, hình vẽ, hình ảnh 3) Lịch sử phát triển máy tính:  1976: Steve Wozniak Steve Jobs chế tạo loại máy tính cá nhân có tên Apple I, loại máy tính chưa có bàn phím, thùng máy, âm hay đồ họa (sau máy Apple cải tiến thành máy Macintosh)  1979: IBM lần cho đời máy tính cá nhân sử dụng vi xử lý 16 bit Intel (bộ vi xử lý 8086 đầu tiên) Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH  1980: Kế hoạch sản xuất máy tính cá nhân (PC) thức thực hiện, khái niệm PC bắt đầu có từ thời điểm Máy tính cá nhân vào thời điểm có hình, bàn phím hệ thống  1981: Intel cho đời vi xử lý 8088 với bit bus data & 20 bit bus địa nghĩa có khả quản lý tối đa 1Mb nhớ, tốc độ xử lý 4.77 MHz đĩa mềm 360Kb (51/4 inch) & nhớ RAM 256 Kb Sử dụng HĐH CP/M & chương trình Basic 80 hãng Microsoft  Cuối năm 1981: Bill Gates, người sáng lập công ty Microsoft, giới thiệu hệ điều hành MS DOS dựa phác thảo lộ trình phát triển để tiện cho việc viết phần mềm  1984: lúc PC cải thiện cách đáng kể so với lúc đời, vi xử lý lúc AT 80286 _ vi xử lý 16 bit hồn thiện có 24 bit bus địa chỉ, có khả quản lý 16 Mb nhớ, tốc độ xử lý đạt đến  MHz Đặc biệt xuất thêm khe cắm gọi khe cắm 16 bit AT (tiền thân sau cho việc cải tiến thành khe cắm ISA)  1987: đời vi xử lý 80386 có khả quản lý nhớ tối đa 4Gb & cho đời hai đợt 80386 SX & 80386 DX Bộ vi xử lý 80386 DX vi xử lý 32 bit hoàn thiện với 32 bit bus data & 32 bit bus địa  1990: vi xử lý lúc 80486 với nhiều chức 80386 trước đây, cụ thể có Kb nhớ đệm, mã lệnh & đồng xử lý toán học (80287 & 80387) chuyên dùng cho phép toán số thực, dấu chấm động, bus cục (Local Bus) thiết kế theo chuẩn VESA (Video Electronics Stendar Association)  1993: Intel cho đời vi xử lý Pentium với 64 bit bus data & 32 bit bus địa chỉ, Kb đệm data & Kb đệm mã lệnh, đồng xử lý toán học Pentium làm việc nhanh gấp 10 lần so với 80486 Bên cạnh Pentium cịn bổ sung thêm số nguyên làm việc song song Xuất thêm chuẩn khe cắm chuẩn PCI (Peripheral Compenet Interconnect) kể từ trở bảng mạch máy vi tính cá nhân cịn lại vài vi mạch Tất vi mạch ngoại vi tích hợp vào vi mạch PCI ChipSet  1995: khả làm việc mơi trường máy tính cá nhân ngày hoàn thiện vi xử lý Pentium MMX Intel cho xuất xưởng, ngồi cịn có loại Pentium Pro, Pentium II Xuất thêm chuẩn giao diện ngoại vi gọi BUS đa dạng USB  1999: xuất thêm Pentium III & đời thêm loại khe cắm đặc biệt AGP, Bus PCI có giao diện đồ họa tiên tiến Hiệp hội máy tính cho đời chuẩn PC 99 với yêu cầu Bus ISA dần xoá bỏ khỏi máy tính cá nhân  2000: vi xử lý Pentium III đạt tần số làm việc đến 500, 550, 600 MHz, tốc độ mà PC đời không nghĩ tới Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH  2002: Hãng Intel Pentium cho đời Pentium IV với tốc độ xử lý lên đến 2,4 GHz cho thấy tốc độ phát triển thiết bị phần cứng cao Pentium vào giai đoạn sử dụng giao diện Socket423 Socket478  2004: Thế hệ cuối dòng vi xử lý Pentium với hệ Pentium IV Socket 775 cho phép tốc độ xử lý đạt đến 3GHz  Máy tính ngày nay: Vi xử lý ngày với công nghệ siêu phân luồng, tích hợp nhân hay nhân cho phép tốc độ xử lý đạt kết cao Với tốc độ xử lý thập niên người sử dụng nghĩ đến máy tính lớn mà thơi 4) Phân loại máy tính Máy tính lớn (Main frame Computer): có khả giải toán lớn với tốc độ nhanh , chúng thiết kế đặc biệt với chiều dài bus liệu 64 bit lớn Kích thước nhớ làm việc lớn , giá thành loại máy cao nên dùng lĩnh vực quân sự, hàng không, khí tượng & ngân hàng Ngồi ra, máy tính lớn cịn dùng khoa học để mơ tượng vật lý phức tạp như: vụ nổ hạt nhân Những máy tính lớn mạnh gọi siêu máy tính theo đơn đặt hàng tổ chức có đặc điểm giá đắt Một máy tính lớn hiệu Honeywell-Bull DPS 7, khoảng năm 1990 Máy tính (Mini Computer): dạng thu nhỏ máy tính lớn, nhằm phục vụ cho lĩnh vực chuyên dụng riêng biệt Giá thành thấp máy tính lớn nhiều nên thường ưa chuộng lĩnh vực nghiêng cứu khoa học Máy vi tính (Micro Computer): họ máy tính sử dụng vi xử lý Intel hay Motorolar làm cắt lõi , vi điều khiển máy tính tích hợp vi mạch nên gọi máy vi tính Đặc điểm chung cơng nghệ họ mức độ tổng hợp lớn & dùng công nghệ CMOS (Complementary Metal Oxide Silicon) để chế tạo mạch logic Tốc độ phát triển vi xử lý từ 32 bit  64 bit đại nhanh làm cho khoảng cách máy vi tính & máy tính lớn ngày thu hẹp lại Máy trạm làm việc (WorkStation): loại máy vi tính Điểm khác biệt với máy tính cá nhân có khả cho nhiều người sử dụng lúc Ví dụ máy SUN–WorkStation Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Máy tính cá nhân (Pensenal Computer): dành cho người sử dụng, giá thành chúng rẻ cấu hình đơn giản, chuẩn hố & sản xuất hàng loạt với số lượng lớn Cùng với phát triển nhanh chóng cơng nghệ vi xử lý, máy tính cá nhân ngày đạt khả mà cách vài năm cịn độc quyền máy tính lớn Một số đặc điểm đáng ý máy tính cá nhân:  Thiết kế mở công khai cấu trúc phần cứng, khiến nhiều hãng tham gia sản xuất máy tương thích (máy nhái) linh kiện tương thích Các thiết kế cấu trúc phần cứng chuẩn công nghiệp Điều giúp cho người sử dụng tùy chọn mua linh kiện phần cứng để ráp lại thành máy PC theo u cầu mà khơng cần phải mua nguyên máy hay lệ thuộc vào nhà sản xuất máy tính nguyên  Thiết kế tương thích ngược khiến phần cứng cũ phần mềm cũ chạy máy hệ mà không bị trục trặc  Các loại máy tính nhân: Nhằm để bảo đảm tương thích cấu trúc phần cứng bên máy PC giống Do máy PC phân loại dựa vào hình dạng vật lý sau:  Loại PC để bàn (Desktop Computer): Đây loại máy thiết kế đặt bàn làm việc Máy có thùng máy dạng nằm mà ta thường thấy hình đặt lên phía  Máy PC đặt đứng hay loại tháp (Tower Computer): Thùng máy dạng đứng thường đặt kế bên hình hay phía bàn làm việc Đây loại máy PC thường thấy Việt Nam  Máy tính xách tay (NoteBook; Laptop): Được thiết kế cho người dùng lưu động Máy có kích thước chuẩn khổ A4 Loại máy có tính giống máy để bàn có hình tinh thể lỏng  Máy tính loại bỏ túi (Palmtop; Palmpilot): loại máy tính cá nhân hồn chỉnh có kích thước nhỏ, bỏ vừa vào túi áo II CẤU TRÚC TỔNG QUÁT MÁY TÍNH CÁ NHÂN: 1) Thành phần máy tính cá nhân: Thành phần máy PC (Pensonal Computer) gồm nhiều thiết bị nối kết với nhau, thiết bị khơng thể khơng có hệ thống máy tính Nếu quan sát từ bên ta thấy máy PC bao gồm thành phần sau:  Màn hình (Monitor): thiết bị xuất thơng tin mà máy tính xử lý, cịn gọi thiết bị xuất (Output Device)  Bàn phím (Key board) & Chuột (Mouse): thiết bị nhập thơng tin để máy tính xử lý (Input Device)  CPU (Central Processing Unit): Bộ xử lý trung tâm Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Tuy nhiên máy tính chia làm phần là:  Phần cứng: thiết bị điện tử lắp ráp thành máy vi tính có chức tạo mơi trường làm việc cho phần mềm xử lý thông tin  Phần mềm: chương trình hay hệ điều hành dùng để điều khiển hoạt động máy vi tính tạo giao diện làm việc cho người sử dụng 2) Phần cứng máy tính cá nhân (Hardware): BỘ NHỚ TRONG (ROM + RAM) (Main memory) CÁC THIẾT BỊ NHẬP (Input Device) Bàn phím, Chuột BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM CPU (Central Proccessing Unit) CÁC THIẾT BỊ XUẤT (Output device) (Màn hình, Máy in ) BỘ NHỚ NGOÀI (Auxilliary storage) Đóa cứng, đóa mềm, băng từ… Sơ đồ cấu trúc Phần Cứng máy tính a Thiếp bị nhập (Input device): Là thiết bị đưa thơng tin vào máy tính xử lý chuột (Mouse),bàn phím (Keyboard), máy quét (Scaner), webcam, Máy ảnh số (Digital camera), Máy quay phim số (Digital video camera ) MOUSE SCAN GAME PAD b Thiết bị xuất (Output Device): Là thiết bị dùng để thị thông tin sau xử lý gồm Màn hình (Monitor), Máy chiếu (Projector), Máy in (Printer), Loa (Speaker) …… Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG MONITOR GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH PRINTER SPEAKER c Bộ xử lý: bao gồm xử lý trung tâm (CPU) nhớ (Memory)  Bộ xử lý trung tâm (Center Processor Unit – CPU) dùng thực thao tác xử lý, tính tốn kết quả, điều hành hoạt động tính tốn máy vi tính, xem CPU não người CPU Socket CPU Slot  Bộ nhớ (Memory): bao gồm có nhớ nhớ ngồi, với nhớ chia làm loại ROM RAM Cịn nhớ ngồi, cịn gọi thiết bị lưu trữ, bao gồm ổ đĩa ROM - (Read Only Memory): gọi nhớ đọc, chế tạo tiêu tốn lượng Nó ni pin khô MB Mặc dù dung lượng nhỏ giữ thơng tin quan trọng cấu hình hệ thống cần thiết cho trình POST BIOS DDR RAM RAM Random Access Memory – (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) RAM nhớ làm việc máy vi tính Mọi số liệu mà máy vi tính xử lý lưu trữ RAM Mặc dù số liệu lưu đĩa cứng trước xử lý phải tải vào nhớ RAM RD RAM – RAMBUS RAM Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH d Thiết bị lưu trữ (storage devices): Là thiết bị dùng để lưu trữ thông tin máy tính gồm ổ cứng (Harddisk), đĩa mềm (Floppy Disk), CD, DVD, Zip, ổ ứng di động, thẻ nhớ, băng từ, đĩa từ khác Đĩa cứng HDD Đĩa CDROM Đĩa mềm FDD Đĩa USB 3) Phần mềm máy tính cá nhân (Software): Hệ điều hành (Operating System): cịn gọi phần mềm hệ thống dùng để điều khiển mơi hoạt động máy tính tạo giao diện người dùng là: MSDos, Windows, Unix, Linux …… Phần mềm ứng dụng (Application Software): chương trình phục vụ cho người sử dụng ứng dụng cụ thể như: Microsoft Word, Microsoft Excel, Corel Draw, AutoCad … Phần mềm tiện ích (Utility Software): chương trình hỗ trợ cho hệ điều hành hay ngơn ngữ lập trình cho phép viết hệ điều hành Bài tập: Mơ hình hóa thành sơ đồ tư thành phần máy tính Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH HỆ THỐNG SỐ (Number System) Mục tiêu: Kết thúc học học viên có khả trình bày kiểu hệ thống số khác nhau, chuyển đổi giá trị hệ đếm I KHÁI NIỆM CƠ BẢN: Khái niệm BIT: Trong máy tính cấu tạo linh kiện điện tử , mà linh kiện điện tử trạng thái ON & OFF Mỗi trạng thái tương ứng với giá trị ON = & OFF = Từng trạng thái gọi Bit Khái niệm BYTE: Người ta tổ hợp bit riêng lẻ lại thành Byte dùng để biểu diễn giá trị ký tự gọi bảng mã ASCII 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 ……………………………………… 1 1 1 1 (0) (1) (2) …… (255) Bảng mã ASCII (American Standard Code for Information Interchange) dùng để trao đổi thơng tin máy tính xem mã chuẩn để biểu diễn thông tin Mỗi ký tự Byte (8 Bit) ASCII mã hóa 28 = 256 ký tự Ví dụ: A = (65)10 ; a = 65 + 32 = (97)10 B = (66)10 ; b = (98)10 Đối với Font chữ cho bảng Tiếng Việt , người thiết kế sử dụng lại ký tự có sẵn A , B , … & a , b , ….trong bảng mã ASCII từ 32  127 , sử dụng từ 128 trở để thiết kế dấu cho Tiếng Việt Điều dẫn đến chữ có dấu Tiếng Việt mang giá trị Byte Ví dụ: â=a+^ : byte chữ, byte dấu Các bảng mã & font chữ thông dụng nay: Bảng mã VNI TCVN3 Vietware Font chữ VNI ( VNI- … ) ABC (.VN…… ) Vietware (VN…) Các giá trị đo lường khác: Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 10 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Byte = Bit 1KB 1MB 1GB 1TB 1PB 1EB = 210 Byte = 1024 Byte = 10 KB (Mega Byte) = 10 MB (Giga Byte) = 10 GB (Teta Byte) = 10 TB (Beta Byte) = 10 PB (Exa Byte) II HỆ THỐNG SỐ (NUMBER SYSTEM): Tín hiệu máy tính: a Tín hiệu tương tự (Analog): Tín hiệu tương tự là dạng tín hiệu liên tục thời gian tự nhiên phát sinh cảm biến chuyển thành tín hiệu điện Những tín hiệu có thiên nhiên có dạng tín hiệu tương tự thường khó xử lý người ta thường biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số để thuận tiện cho việc xử lý sau có kết lại chuyển trở dạng tín hiệu tương tự b Tín hiệu số (Digital): Tín hiệu số tín hiệu biến đổi rời rạc theo thời gian Tín hiệu số có dạng xung với hai mức thơng thường tương ứng mức điện áp 0V 5V Tín hiệu số khơng có sẵn tự nhiên, nhiên tín hiệu số có nhiệu ưu điểm như: dễ xử lý, đo lường, tính tốn, khả chống nhiễu cao, lưu trữ truy cập dễ dàng Hệ Thống Số (Number Systems): Định nghĩa: Ta biểu diễn số nguyên theo nguyên tắc sau N = Cn-1Cn-2 ………… C1C0 = Cn-1 Sn-1+Cn-2 Sn-2 +………+C1 S1+C0 S0 Trong đó: N : số nguyên có n chữ số Ci : giá trị chữ số vị trí thứ i ( i = – (n – 1)) S : số hệ đếm Trong tin học ta thường gặp hệ đếm sau : hệ thập phân (cơ số S = 10); hệ thập lục phân (S = 16); hệ nhị phân (S = 2); hệ bát phân (S = 8) c Hệ thập phân: Hệ thập phân hay gọi hệ 10 hệ đếm quan trọng nhân loại, có từ lâu đời Có lẽ người xưa dùng 10 ngón tay để đếm đồ vật xung quanh nên hình thành nên hệ 10 Người ta thống dùng ký tự số Ả Rập để biểu diễn giá trị hệ số Như với hệ thập phân ta có :  Cơ số hệ : S = 10  Ký tự dùng biểu diễn: Dùng 10 chữ số Ả Rập Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 11 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH  Ví dụ: Ta lấy số 1972 hệ thập phân Giá trị số ngun tính theo cơng thức (1) sau: N = (1972)10 = 1.103 + 9.102 + 7.101 + 2.100 ( với n = ) d Hệ nhị phân: Kỹ thuật số đại dựa sở hệ nhị phân Hệ nhị phân hay gọi hệ hình thành dựa sở đại số Logic Boole xuất từ cuối kỷ 19 Với số S = 2, hệ nhị phân cần ký tự để biểu diễn số nguyên Mỗi ký tự (hay trị số) hệ nhị phân gọi Bit (Binary digit) Hệ nhị phân hệ đếm thông dụng máy tính, với cách biểu diễn Bit tương đối Hệ 10 Hệ 10 11 100 101 110 111 Hệ 10 10 11 12 13 14 15 Hệ 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 đa dạng: thơng thường dùng hai ký số “0” “1” để hiển thị giá trị Ngồi cịn nhiều cách hiển thị khác : với mạch điện tử Bit biểu diễn hiệu điện 0V không 5V đĩa từ , Bit biểu diễn dạng chiều từ trường vật liệu cảm từ …… Như với hệ nhị phân ta có:  Cơ số hệ là: S=2  Ký tự dùng biểu diễn: dùng hai ký tự số  Ví dụ: N = (100110)2 = 1.25 + 0.24 + 0.23 + 1.22 + 1.21 + 0.20 = 1.32 + 1.4 + 1.2 = 38 10 Để đơn giản cho việc sử dụng số nhị phân, người ta đặt bội số số nhị phân sau: 04 08 16 32 210 220 Bit Nibble Bit Byte Bit Word Bit DoubleWord Bit KiloBit (Kbit) Bit MegaBit (Mbit) 230 240 250 Bit GigaBit (Gbit) Bit TetraBit (Tbit) Bit PetaBit (Pbit) 260 Bit ExaBit (Ebit) Tuy nhiên khái niệm Kilo, Mega, Giga… hệ thập phân nhị phân khác Cả hai hệ dùng khái niệm để bội số hệ khác mặt giá trị Bảng phân tích sau chứng tỏ khác giá trị: Hệ thập phân Kilo 103 = 1.000 Mega 106 = 1.000.000 Giga 109 = 1.000.000.000 Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Hệ nhị phân 210 = 1.024 220 = 1.048.576 230 = 1.073.741.824 Trang 12 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG  GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Như thiết bị riêng cắm (External) kết nối với máy tính sợi cable, gắn qua cổng truyền thơng COM máy tính Modem ngồi dễ lắp đặt sữa chữa dễ chuẩn đoán hư hỏng loại modem  Như thiết bị lắp (Internal) cắm vào khe cắm mở rộng bus máy tính (thường số khe cắm ISA – bit)  Như card PCMCIA mà cắm vào khe cắm PCMCIA máy (thường thấy máy tính xách tay) Nếu xét theo tốc độ truyền, người ta lại chia modem làm nhiều loại Loại modem nhanh giá đắt ngồi cịn có khả nén liệu hiệu chỉnh lỗi Nếu đường dây điện thoại tốt, tốc độ truyền đạt 19.600 bit/giây với đa số card modem VIII THIẾT BỊ MỞ RỘNG (Card mở rộng): VGA Card – Card hình: Là thiết bị quan trọng hệ thống hiển thị thơng tin máy tính (cịn gọi Display Adapter hay Video Card) nối với hình Cable nhiều sợi Cơng dụng Card hình thiết bị giao tiếp mainboard hình định đến chất lượng hình ảnh, mức độ phân giải, chất lượng làm tươi, mức độ màu tốc độ hình Video Card chuyển đổi tín hiệu xử lý trung tâm thành tín hiệu mà hình hiểu Nhận dạng VGA Port cổng màu xanh nhìn từ bên ngồi mainboard Biên soạn: TƠ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 66 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Phân loại: có dạng: Onboard (được tích hợp mainboard) Card (dạng card gắn khe mở rộng) VGA Onboard NIC (Network Interface Card): Card mạng cung cấp cổng giao tiếp vật lý máy tính dây Cable, Card mạng đóng gói liệu, gởi liệu điều khiển nguồn liệu Công dụng Card mạng dùng để nối mạng máy tính với Phân loại có dạng Onboard (tích hợp mainboard) Card (cắm khe PIC, ISA) NIC Onboard NIC cắm PCI ISA Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 67 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Sound Card –Card âm thanh: Công dụng: Card âm thanh, giao tiếp mainboard với thiết bị âm loa, microphone, đàn điện tử,… Đặc trưng: MHz, khả xử lý âm card Nhận dạng: Là thiết bị có chân cắm hình trịn nằm liền Phân loại: Onboard (được tích hợp mainboard) Card (cắm khe PCI, cắm khe ISA)  Line Out: nơi xuất âm thiết bị phát âm  Line In: nơi tiếp nhận âm từ thiết bị âm khác để xử lý  Mic: nơi cắm Mircophone  Game: cổng lớn để gắn thiết bị chơi game Modem: Công dụng: thiết bị chuyển đổi qua lại tín hiệu tương tự (analog) thành số (digital) dùng để kết nối Internet Đặc trưng: Kbps, Mbps - tốc độ truyền liệu (bit) giây Nhận dạng: Có đầu để cắm dây điện thoại vào Phân loại:  Onboard (tích hợp mainboard)  External (gắn ngồi thơng qua cổng USB, COM)  Internal (gắn khe PCI) ********************************* Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 68 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH QUI TRÌNH LẮP RÁP MÁY TÍNH CÁ NHÂN Mục tiêu: Lắp ráp hồn chỉnh máy tính cá nhân Xử lý lỗi q trình lắp ráp máy tíh Test máy I QUI TRÌNH LẮP RÁP MÁY TÍNH: Chuẩn bị: Bộ dụng cụ dành riêng để lắp ráp máy vi tính tìm mua tiệm chuyên bán dụng cụ hay cửa hàng dịch vụ vi tính Bộ dụng cụ khơng bị nhiễm từ tính gồm có:  Một cặp tuộc vít đầu dẹp (lớn nhỏ)  Một cặp tuộc vít đầu pa ke(đầu hình thập lớn nhỏ)  Một cặp tuộc vit đầu lục giác lõm lồi  Một nhíp gắp ốc vít  Bộ dây giải tĩnh điện ESD (Electronic static discharge) có hình trịn đeo cổ tay hay vịng cổ chân (gót chân) đầu có kiểu hàm cá sấu để kẹp vào nguồn dây nối đất (ống nước, sắt cắm sâu vào đất) nhằm tránh làm hỏng linh kiện, thiết bị có tích điện, tránh giật điện An tồn điện Trước tiến hành lắp ráp ta phải bảo đảm an toàn điện cách rút bỏ tất đấu cắm dây nguồn máy tính khỏi mạng điện lưới nhà Tuyệt đối không cắm linh kiện thiết bị card mở rộng vào máy tính có điện nguồn Điều tránh hư hỏng thiết bị, linh kiện, card mở rộng mà tránh điện giật gây nguy hiểm đến tính mạng Lưu ý: Nên đọc sách hướng dẫn trước tiến hành bước lắp ráp máy tính Nhất thao tác jumper điện áp, tốc độ với CPU Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 69 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH TIẾN HÀNH CÁC BƯỚC LẮP RÁP TRÊN MÁY TÍNH: Bước 1: CẮM CPU LÊN TRÊN Ổ CẮM (SOCKET) CỦA MAINBOARD Định vị CPU vào ổ cắm (Socket) bo hệ thống (Mainboard), ý đến góc vát cho chân số (Pin 1) tương ứng với đế cắm vào Cân chân CPU khớp với lỗ ổ cắm, thả CPU xuống kéo cần khóa xuống để gài CPU lại Gắn quạt lên CPU cách ấn thẳng xuống cho bập vào gờ hai cần trắng đặt trái chiều: bật qua bật lại nhằm ấn xuống giữ chặt quạt tản nhiệt Cấp nguồn cho quạt CPU ý cắm nguồn cho Đối với CPU sử dụng Slot Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 70 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Bước 02: CẮM BỘ NHỚ RAM LÊN KHE CẮM RAM TRÊN MAINBOARD Định hướng nhờ chân DIMM khe cắm RAM Định hướng xong, bật đầu kẹp trắng slot xuống Giữ DIMM thật thẳng đưa vào slot (đặt DIMM hai kẹp hai đầu) Ấn mạnh xuống hai kẹp tự động bật lên giữ chặt DIMM Bước 03: ĐỊNH VỊ MAINBOARD VÀO CASE Đặt thử Mainboard vào Case để cân chỉnh lỗ ốc kim loại đỡ Mainboard case cho hợp với lỗ ốc Mainboard Sau xác định vị trí ta lấy Mainboard để bắt đệm chốt đứng kim loại vào thùng máy, để Mainboard nâng cao không bị chạm vào thùng máy gây chạm mạch Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 71 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Bước 04: ĐỊNH VỊ CÁC Ổ ĐĨA VÀO CASE Lắp ổ đĩa mềm CDRom từ ngồi vào cón HDD gắn ra, thấy vừa khớp với bề mặt case mặt sau ổ đĩa mềm dùng tay trái giữ cân Đồng thời dùng tay phải siết ốc lại ta lấy tua vít pake siết ốc cịn lại bên Bước 05: CẮM CÁC DÂY CÁP VÀO CÁC CỔNG TRÊN MAINBOARD:  Nối đèn báo, công tắc nguồn nút Reset (khởi động lại) mặt phía trước vào bo hệ thống  HDD: Đèn báo ổ đĩa cứng hoạt động  PW: Công tắc nguồn  RST: Công tắc khởi động lại  SPK: Loa PC  Cổng IDE2, IDE2: Xác định vị trí chân số ổ đĩa CD-ROM phải cắm sợi cáp dẹp có đường viền màu đỏ Định vị xong, cắm cáp dẹp vào ổ đĩa cứng, CD-ROM Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 72 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH  Cắm nguồn ATX: Khi cắm ta phải ý có gờ để cắm xác Bước 06: CẮM CABLE DỮ LIỆU VÀ CẤP NGƯỒN CHO THIẾT BỊ LƯU TRỮ: Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 73 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Bước 07: LẮP CARD VÀO KHE CẮM BUS TRÊN MAINBOARD: Trên mainboard có khe cắm loại PCI, AGP,… ta cắm card vào khe cắm theo lực đồng đẳng cắm RAM, có card hình loại AGP cắm khe cắm AGP Định vị bus mở rộng cho loại card muốn gắn Mainboard dùng kềm mỏ nhọn để tháo kẹp chắn nằm phía sau thùng máy tương ứng bus Giữ thẳng đưa card hình vào khe cắm AGP, nhớ ấn hai bên card xuống khe cắm chân khớp chặt với khe cắm Bắt ốc nối thùng máy vào lỗ nhỏ kim loại card Bước 08: CẮM DÂY NỐI CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI Lưu ý: Chưa vội đóng nắp hộp máy ta chưa hoàn toàn tin thứ hoạt động tốt Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 74 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH II TEST MÁY (CHẠY THỬ MÁY): Sau lắp ráp xong ta cần kiểm tra lại vị trí cấp ngưồn thiết bị đầy đủ, xác có tiếp xúc tốt chưa Nếu kiểm tra đầy đủ cắm điện bật cơng tắc nguồn máy  NHỮNG LỖI THƯỜNG GẶP SAU KHI LẮP RÁP: Sau ráp máy hoàn chỉnh xong thử kiểm tra máy trước đậy hộp máy ta thường gặp số lỗi sau (nếu khơng có máy hồn tồn tốt):  Màn hình khơng hiển thị dây nguồn bị lỏng máy khơng cấp điện dây tín hiệu bị lỏng dây,…  Qua tiếng kêu bip:  Một tiếng kêu bip dài theo sau ba tiếng kêu bip ngắn: Card hình có vấn đề Kiểm tra lại xem card hình cài vào khe cắm (slot) thật khớp chưa  Một tiếng kêu bip dài tiếng kêu bip ngắn liên tục: RAM có vấn đề Kiểm tra lại chân RAM khớp chặt vào khe cắm (slot) chưa  Một tiếng kêu bip ngắn tiếng kêu bip dài: Mainboard có vấn đề  “C : Drive Error” lỗi thông số đĩa cứng không khai báo CMOS Phải chạy chương trình CMOS SETUP để khai báo lại  “Cmos Battery Stage Low” lỗi pin nuôi mạch đồng hồ CMOS, jumper chân xố CMOS khơng  “Cmos Checksum Failure” lỗi cho biết liệu CMOS bị hỏng, coi lại pin nuôi mạch đồng hồ CMOS chạy lại chương trình CMOS SETUP  “Cmos Display Type Mismatch” khai báo card hiển thị khơng CMOS , chẳng hạn máy tính sử dụng card VGA, khai báo CMOS lại card hiển thị đơn sắc  “Cmos Memory Size Mismatch” lỗi chip nhớ SIMM, DIMM cắm không khe cắm  “Disk Boot Error, Replace And Strike To Retry” lỗi máy tính cố gắng tìm đĩa hệ thống, đặt đĩa hệ thống vào ổ đọc đĩa, nhấn phím  “Disk Drive Seek Failure” lỗi dây cable ribbon ổ đọc đĩa lỗi, mạch điều khiển đĩa lỗi  “Disk Boot Failure” lỗi đĩa khởi động ổ đọc có khả đĩa hỏng, thay đĩa khởi động khác  “Disk Read Failure – Strike F1 To Retry Boot” lỗi đĩa hỏng, cắm nhằm cable, ổ đọc đĩa mềm hỏng  “FDD Contronller Failure” lỗi ổ đọc đĩa mềm mạch điều khiển đĩa mềm hỏng, card I/O có chứa mạch điều khiển cắm không chắn vào khe cắm (slot) bảng mạch mainboard Đồng thời ta thấy ổ đọc đĩa Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 75 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH mềm cháy sáng đèn liên tục khẳng định cắm lộn đầu sợi cavle ribbon dẹt – phải tắt máy, gở bỏ điện nguồn để kiểm tra cắm lại  “Hard Disk Failure” lỗi cá nguyên nhân sau  Mạch điều khiển đĩa cứng hỏng  Dây nguồn nuôi không gắn vào ổ đĩa cứng  Dây cable ribbon dẹt cắm lộn đầu  Jumper chọn master hay slave không  “Keyboard Stuck Key Failure” hay “Keyboard Error” lỗi dây cắm bàn phím lỏng, kẹt phím  “RAM Tese Address Failure” lỗi chip dùng để địa hố nhớ bị hỏng, chip tích sẳn bảng mạch mainboard, nên phải thay mạch mainboard  “Serial Port Test Failure” “Serial Port Test Failure” lỗi cổng nối tiếp, cổng song không vượt qua phép thử POST  “Math Coprocessor Failure” : lỗi đồng xử lý tốn bị trục trặc Ngồi nhiều lỗi ráp máy nên cẩn thận ráp cho để tránh gặp lỗi trình ráp thiết bị III THIẾT LẬP THÔNG SỐ BIOS: BIOS (Basic Input/Output System - Hệ thống xuất nhập bản) chức quản lý phần cứng hoạt động máy tính Các chương trình liệu BIOS lưu trữ ROM Sau lắp ráp máy tính hồn chỉnh, ta tiến hành khởi động máy chờ xuất dòng lệnh “Press DEL to enter SETUP” (hoặc F1, F2) ta nhấn phím Del bàn phím để vào CMOS Setup khai báo Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 76 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Sau ta nhấn phím Del, trang menu thiết lập BIOS sau: STANDARD CMOS FEATURES:  Date (mm:dd:yy): Xác lập ngày hệ thống theo thứ tự tháng, ngày, năm  Time (hh:mm:ss): Xác lập đồng hồ cho hệ thống theo thứ tự giờ, phút, giây  IDE Primary Master; IDE Primary Slave; IDE Secodary Master; IDE Secondary Slave: xác lập thông tin ổ đĩa cứng cáp IDE: Lưu ý: Đối với CD-ROM/DVD-ROM, ta nên chọn mục IDE Secondary Slave để xác lập thông tin cho ổ đĩa IDE  Drive A: Chọn lựa kiểu ổ đĩa mềm cài đặt  Drive B: Nội dung xác lập giống Drive A Cần xác lập gắn ổ đĩa mềm Nếu gắn ổ đĩa mềm xác lập None  Floppy Mode Support: Cho phép (Enable) không cho phép (Disable) thực chế độ hỗ trợ ổ đĩa mềm thứ  Video: Lựa chọn chế độ hiển thị màu Video Card theo chuẩn Mono (đơn sắc), CGA (4 màu), EGA (16 màu) VGA  Halt On: Chọn chế độ bảo vệ cho máy tính tự động tắt xảy lỗi Gồm chế độ: o All Errors: Máy tạm dừng lỗi o No Errors: Máy không tạm dừng xảy lỗi o All, but keyboard: Máy tạm dừng xảy lỗi, trừ lỗi bàn phím o All, but Diskette: Máy tạm dừng xảy lỗi, trừ lỗi đĩa mềm o All, but Disk/Key: Máy tạm dừng xảy lỗi, ngoại trừ lỗi đĩa mềm bàn phím Biên soạn: TƠ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 77 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH ADVACED BIOS FEATURES:  First Boot Device: [Floppy] Chọn thiết bị khởi động theo thứ tự ưu tiên  Second Boot Device: [HHD-0] Chọn thiết bị khởi động theo thứ tự ưu tiên  Third Boot Device: [CDROM] Chọn thiết bị khởi động theo thứ tự ưu tiên  Boot Up Floopy Seek: Chọn/Không (Enable/Disable) xác lập cho máy tính dị tìm ổ đĩa mềm khởi động  Password Check: Mục có ý nghĩa ta thiết lập mật mục Password, chọn hai chế độ hoạt động Password: o Setup: Máy hoạt động bình thường hỏi mật mã người dùng vào xác lập BIOS o System: Máy hỏi mật mã từ lúc khởi động  CPU Hyper-Threading: Chọn/Không cho xử lý cơng nghệ siêu luồng Nếu CPU có tốc độ 3.06GHz trở lên (có hỗ trợ xử lý cơng nghệ siêu luồng) ta nên thiết lập Enable, cịn CPU khơng có cơng nghệ siêu luồng ta nên thiết lập Disable  Init Display First: Để lựa chọn cho điều hợp video, dùng card video rời (chọn PCI Slot) hay tích hợp mainboard (Onboard) INTEGRATED PERIPHERALS: Trang liệt kê mục khai báo cho thành phần thiết bị ngoại vi tích hợp board mạch (Integrated Peripheral) cổng input/output hệ thống  On-Chip Primary PCI IDE, On-Chip Secondary PCI IDE: Chọn/Không (Enable/Disable) kênh nối PCI IDE tích hợp mainboard Tất nhiên ta phải Enable để kết nối với IDE  IDE1 Conductor Cable, IDE2 Conductor Cable: Mỗi kênh IDE kết nối với thiết bị master thiết bị slave Nên chọn Auto để hệ thống dị tìm kiểu tốt Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 78 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH  USB Controller: Chọn/Khơng cho cổng USB (Univeral Serial Bus) tích hợp mainboard  USB Keyboard Support: Chọn/Khơng cho cổng USB kết nối Keyboard  USB Mouse Support: Chọn/Không cho cổng USB kết nối Mouse  AC97 Audio: Chọn/Khơng cho sound AC97 tích hợp mainboard Nên chọn Auto bạn sử dụng AMR card (Audio Modem Riser) để hỗ trợ  Onboard H/W USB2.0: Chọn/Không cho cổng USB2.0 tích hợp mainboard  Onboard ATA/RAID: Chọn/Khơng cho hỗ trợ ATA/RAID tích hợp mainboard  Onboard LAN Controller: Bật/Tắt (Enable/Disable) cho điều khiển cổng LAN tích hợp mainboard  Onboard Serial Port 1: Để cho ta chọn cổng số mà đuợc gán cho địa I/O đường dây yêu cầu ngắt (IRQ - Interrupt Request) - mặc định 3F8/IRQ4  Onboard Serial Port 2: Để cho ta chọn cổng số mà đuợc gán cho địa I/O đường dây yêu cầu ngắt (IRQ - Interrupt Request) - mặc định 2F8/IRQ3  Onboard Parallel Port: Dùng để chọn hay khơng chọn cổng song song mà đuợc gán định cho địa I/O IRQ  Parallel Port Mode, ECP Mode Use DMA: Dùng để xác định hoạt động cổng song song Mặc định SPP (Standard Parallel Port - cổng song song chuẩn) Nếu có nối thiết bị song song (máy in chẳng hạn) mà hỗ trợ khả làm việc cao EPP (Enhanced Parallel Port - Cổng song song tăng cường) hay ECP (Extended Capabilities Port) mà thay đổi cho thích hợp Nếu chọn kiểu ECP, dùnng ECP Mode Use DMA để gán định kênh DMA cho cổng POWER MANAGEMENT SETUP: Trang cho phép bạn chọn điều khiển nguồn Với hệ thống hoạt động mainboard đời ln quan tâm đến phần quản lý nguồn điện nhiều Với Mainboard có hỗ trợ ACPI (Advanced Configuration and Power management Interface - Giao diện quản lý cấu hình nguồn cấp cao), loại có kiểu tiết kiệm nguồn điện khác tắt nguồn đĩa cứng, tắt nguồn video,… phần mềm tắt nguồn mà cho phép hệ thống tự động tiếp tục làm việc trở lại cố  ACPI Suspend Type: Để xác lập chế độ suspend (trì hỗn) cho hệ thống Ở chế độ mặc định S1 (POS), kiểu suspend tương đương với phần mềm điều khiển tắt nguồn  Soft-Off by PWR-BTTN: Xác lập chế độ tắt máy Chọn Instant-Off: Máy tắt nhấn nút Power Nếu chọn Delay Sec: Máy tắt sau giây kể từ lúc nhấn nút Power  Resume by Alarm: Tắt/Mở (Disabled/Enabled) chức thiết lập thời điểm máy tính hoạt động trở lại Giá trị Disable Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 79 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH  Power On By Mouse: Tắt/Mở (Disabled/Mouse Click) chức thiết lập nhắp chuột lần để mở máy tính hoạt động Giá trị Disable  Power On By Keyboard: Tắt/Mở chức thiết lập bàn phím để mở máy tính hoạt động Với điều kiện mục có ý nghĩa ta thiết lập mật mục Password Giá trị Disable LOAD FAIL-SAFE DEFAULTS: Trang cho phép nhập xác lập theo giá trị mặc định BIOS theo chế độ An tồn - Sự cố thích hợp với tất mục trang CMOS Setup Utility Nhờ vậy, ta giảm thời gian phải thực thiết lập BIOS cách thủ công Tuy nhiên, gán định giá trị cho BIOS khơng tối ưu cho hệ thống hoạt động LOAD OPTIMIZED DEFAULTS: Mục cho phép nhập xác lập theo giá trị mặc định BIOS Đây giá trị xác lập hỗ trợ hệ thống tối ưu SET SUPERVISOR PASSWORD & SET USER PASSWORD Chức hai trang tương tự Ta tiến hành xác lập mật để bảo mật máy tính Khi mật xác lập bật máy, có hộp thoại yêu cầu nhập mật để khởi động máy vào BIOS Setup Trường hợp quên mật khẩu, ta tháo pin CMOS với mainboard đời sau chuyển jumper BIOS sang chế độ Clear BIOS SAVE AND EXIT SETUP: Mục cho phép lưu trữ giá trị thiết lập mục trước khỏi chương trình EXIT WITHOUT SAVING: Để khỏi xác lập BIOS mà không lưu thay đổi ****************************************************** Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 80 ... Trang 28 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH  Các thành phần Mainboard: Biên soạn: TƠ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 29 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH CHIPSET:... THIÊN TRƯỜNG Trang 30 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH Sơ đồ khối kiến trúc Chipset INTEL915 Mainboard Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 31 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO... ************************************************* Biên soạn: TÔ HUỲNH THIÊN TRƯỜNG Trang 16 Trường TCN KTCN HÙNG VƯƠNG GIÁO TRÌNH CẤU TRÚC MÁY TÍNH KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CÁ NHÂN I KIẾN TRÚC MÁY TÍNH: THIẾT BỊ Data Bus NHẬP DỮ LIỆU Control