Môn học: KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (2 credits) Các thiết bị ngoại vi.PGS TS. Nguyễn Đình Việt

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN Mơn học: KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (2 credits) (Lớp K54CA - QH-2009-I/CQ-C-A) Chương Các thiết bị ngoại vi PGS TS Nguyễn Đình Việt vietnd@vnu.edu.vn Hà nội – 2010 CHƯƠNG CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI 8.1 Khái quát 8.2 Bàn phím - Keyboard 8.3 Màn hình (Video Display, Monitor) 8.3.1 8.3.2 8.3.3 8.3.6 Nguyên lý phương pháp hiển thị hình ảnh video Phương pháp quét mành Làm tươi hình ảnh phương pháp DMA Hiển thị thông tin 8.4 Đĩa từ đĩa quang 8.4.2 Nguyên lý ghi từ, đầu từ 8.4.3 Các phương pháp mã hoá số liệu ghi lên đĩa 8.4.5 Đĩa cứng - HDD (Hard Disk Drive) 8.4.6 Đĩa quang (optical disc, Compact Disc) 8.5 Máy in - Printer 8.5.4 Máy in laser Kiến trúc máy tính, K54CA, 2/53 8.1 Khái quát 8.1.1 Khái niệm thiết bị ngoại vi (peripherals) • TBNV thiết bị (mạch logic) liên hệ với vi xử lý, cần thiết cho hoạt động sở máy tính (trừ mạch tạo xung đồng hồ nhớ trong) • TBNV thường liên hệ với CPU thông qua cổng vào/ra cung cấp cho hệ thống khả logic phụ, sử dụng để nối ghép hệ VXL với hệ thống phi điện tử • Trong số trường hợp: • Chức TBNV thực phần mềm (in font chữ khác máy in kim) • Kết hợp phần mềm thiết bị ngoại vi rẻ tiền để nâng cao tính hoạt động chúng • Khi thiết kế thiết bị ngoại vi, người ta đặc biệt ý tới kết hợp phần cứng phần mềm • loại TBNV: thiết bị vào thiết bị ra, có số thiết bị thực chức vào Kiến trúc máy tính, K54CA, 3/53 8.1 Khái quát 8.1.2 Nhiệm vụ yêu cầu thiết bị ngoại vi • Nhiệm vụ bản: Làm phương tiện trao đổi thông tin hệ thống máy tính người hệ thống máy tính với Làm nhớ trung gian, với dung lượng khác • Yêu cầu chung thiết bị ngoại vi: • Thuận lợi cho người sử dụng • Tốc độ vào/ra số liệu phải cao • Các lỗi xuất q trình vào/ra phải xử lý kịp thời dễ dàng Kiến trúc máy tính, K54CA, 4/53 8.1 Khái quát 8.1.3 Nguyên lý cấu tạo đặc điểm thiết bị ngoại vi • • • Nhiều TBNV áp dụng nguyên lý điện làm nhiệm vụ giao tiếp người máy tính  Tốc độ hoạt động TBNV phụ thuộc nhiều vào tốc độ thao tác người sử dụng vào giác quan người  Tốc độ làm việc chậm tốc độ hoạt động CPU nhiều Khắc phục nhược điểm nêu trên: sử dụng phương pháp nhớ đệm Bộ đệm (buffer): RAM thuộc CPU thuộc TBNV Theo ph.pháp truyền thơng tin CPU TBNV chia thành bước: • • 1: Bộ nhớ  buffer Tốc độ tốc độ hoạt động CPU, theo lệnh từ CPU 2: Buffer  TBNV Tốc độ định tốc độ TBNV, điều khiển nhờ tín hiệu điều khiển nhớ đệm nhớ đệm lại điều khiển tín hiệu CPU Kiến trúc máy tính, K54CA, 5/53 8.1 Khái quát 8.1.3 Nguyên lý cấu tạo đặc điểm thiết bị ngoại vi • Trong khoảng thời gian bước nhớ khơng liên kết trực tiếp với nhớ đệm, nhờ mà CPU làm việc khác:  Tốc độ hoạt động tương đối thấp TBNV không gây ảnh hưởng trực tiếp đến khả làm việc CPU  Người ta tổ chức CPU làm việc đồng thời với nhiều TBNV, theo nguyên tắc phân chia thời gian • • Theo chế hoạt động nhớ đệm phải trang bị thiết bị báo trạng thái bận chưa đưa hết liệu TBNV Thời gian thực bước 1, TBNV coi nghỉ, thời gian ngắn (RAMRAM) Kiến trúc máy tính, K54CA, 6/53 8.2 Bàn phím - Keyboard 8.2.1 Giới thiệu 8.2.2 Chuyển mạch khí 8.2.3 Các phương pháp tạo mã bàn phím 8.2.4 Mã Scan bàn phím máy IBM PC tương thích 8.2.5 Liên lạc bàn phím CPU IBM PC/XT/AT Kiến trúc máy tính, K54CA, 7/53 8.2.1 Giới thiệu • • Là thiết bị ngoại vi chuẩn (stdin – Standard Input device) • Với tổ hợp phím xác định ấn xuống mạch tạo mã tạo số nhận diện cho phím đó, sau số gửi vào CPU • Thiết kế bàn phím ln cải tiến khác nhà sản xuất, từ dạng tiếp điểm tới cách tổ chức tiếp điểm • • Thuộc loại đơn giản hệ thống máy tính, bao gồm tập hợp công tắc, thường bố trí thành ma trận • Trong loại bàn phím cũ, lối bàn phím bó dây song song, nối từ cơng tắc tới CPU • Ngày số dây nối cịn vài dây (4 5) Trong nhiều loại bàn phím người ta sử dụng tiếp điểm điện Cũng có loại công tắc sử dụng thay đổi điện dung hay điện cảm mạch điện Kiến trúc máy tính, K54CA, 8/53 8.2.2 Chuyển mạch khí • • Việc tạo mức logic (hình bên dưới, trái) Sự rung tiếp điểm việc khử rung: • • Bằng phần cứng (hình bên dưới, phải) Bằng phần mềm Kiến trúc máy tính, K54CA, 9/53 8.2.3 Các phương pháp tạo mã bàn phím • Các phím xếp song song • Bàn phím ngày có mạch tạo mã bàn phím nằm bên nó; trước đây: nằm máy • Hình vẽ: mạch tạo mã đầu vào (8 phím): • • • đầu mã phím: A0, A1,A2 Đầu GS: • • Báo có phím ấn • + Tạo ngắt (sau chốt tín hiệu) + Đưa vào mạch điện hay chương trình sử dụng để khử nhiễu rung khí Cách xếp song song phím thuận tiện số phím nhỏ, chẳng hạn khơng q 16 phím Kiến trúc máy tính, K54CA, 10/53