Giáo trình cấu trúc máy tính

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THỦ ĐỨC KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Giáo trình mơn học: CẤU TRÚC MÁY TÍNH Biên soạn Đồn Chánh Tín Lưu hành nội Thành phố Hồ Chí Minh, Năm 2019 LỜI NĨI ĐẦU Giáo trình tác giả biên soạn nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho sinh viên tiếp thu tốt kiến thức liên quan đến mơn học Đây tài liệu tham khảo dành cho sinh viên khoa Điện-Điện tử, trường Cao đẳng Công nghệ Thủ Đức học tập nghiên cứu môn học Cấu trúc máy tính Nội dung giáo trình biên soạn phù hợp với đề cương chi tiết môn học Cấu trúc máy tính, bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan máy tính Chương cung cấp cho người học nhìn tổng quan lịch sử q trình phát triển máy tính q khứ, xu hướng phát triển máy tính tương lai Đồng thời cung cấp cho người học khái niệm để làm sở tiếp cận mơn học Cấu trúc máy tính dễ dàng Chương 2: Phân tích cấu trúc bên máy tính Chương giới thiệu tổng quan cấu trúc bên máy tính Giúp người học nắm tổng quát sơ đồ khối chung máy tính, cấu trúc mainboard, xử lý trung tâm, tổ chức nhớ Chương 3: BIOS hệ điều hành Chương trình bày BIOS hệ điều hành Cung cấp cho người học khái niệm chức BIOS, UEFI, hướng dẫn người học tự thiết lập cấu hình CMOS cho máy tính Đồng thời giúp người học nắm thao tác nâng cao hai hiệu điều hành MS-DOS Window Chương 4: Lắp ráp cài đặt máy tính Chương tập trung hướng dẫn người học cách lắp ráp cài đặt hệ thống máy tính hồn chỉnh Giúp người học nắm rõ cách lựa chọn linh kiện để lắp ráp máy tính hồn chỉnh theo yêu cầu người dùng, đồng thời cung cấp cho người học kiến thức quy trình tháo lắp máy tính cá nhân, cách thức định dạng phân đĩa cứng, cách thức cài đặt hệ điều hành Window phần mềm ứng dụng, cách thức lưu phục hồi hệ thống Ở phần cuối giáo trình có câu hỏi tự luận trắc nghiệm để giúp sinh viên ôn lại kiến thức học Đồng thời kèm theo LAB có hướng dẫn bước cụ thể để giúp sinh viên dễ dàng thao tác trình thực hành Giáo trình biên soạn dựa kiến thức tảng tham khảo từ giáo trình ngồi nước Trong q trình biên soạn, tác giả cố gắng đưa hình ảnh minh họa, ví dụ, giải thích đơn giản dễ hiểu, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận ý kiến đóng góp Sinh viên, học sinh giảng viên để giáo trình hồn thiện Những ý kiến đóng góp xin vui lịng gửi địa mail: doanchanhtin@tdc.edu.vn, Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 08 năm 2019 Chủ biên CẤU TRÚC MÁY TÍNH MỤC LỤC TRANG CHƢƠNG 1: Tổng quan máy tính Các khái niệm Lịch sử đời máy tính 10 2.1 Thế hệ thứ (1945 - 1955) 10 2.2 Thế hệ thứ hai (1955 - 1965) 12 2.3 Thế hệ thứ ba (1965- 1980) 12 2.4 Thế hệ thứ tư (1980 - nay) 12 Phân loại hệ thống máy tính 12 3.1 Phân loại theo quan điểm truyền thống 12 3.2 Phân loại theo quan điểm đại 13 CHƢƠNG 2: Phân tích cấu trúc bên máy tính 15 Giới thiệu khảo sát sơ đồ khối máy tính 15 1.1 Bus liên kết hệ thống 15 1.1.1 Phân cấp Bus máy tính: 15 1.1.2 Phân loại Bus 16 1.1.2.1 Bus địa (Address bus) 16 1.1.2.2 Bus liệu (Data bus) 16 1.1.2.3 Bus điều khiển (Control bus) 17 1.1.3 Nguyên lý hoạt động chung 17 Cấu trúc chung mainboard 18 2.1 Chức mainboard 18 2.2 Các thành phần mainboard 19 Bộ xử lý trung tâm CPU 21 Biên soạn: Đồn Chánh Tín MỤC LỤC 3.1 Khái niệm: 21 3.2 Cấu trúc chung xử lý trung tâm CPU 22 3.3 Hoạt động CPU 25 3.3.1 Nhận lệnh (Fetch Instruction - FI) 26 3.3.2 Giải mã lệnh (Interpret Instructions - II) 26 3.3.3 Nhận liệu (Fetch Data - FD) 26 3.3.4 Xử lý liệu (Process Data - PD) 27 3.3.5 Ghi liệu (Write Data - WD) 27 3.3.6 Ngắt 27 Tổ chức nhớ 28 4.1 Phân loại nhớ 28 4.1.1 Bộ nhớ (Internal memory) 28 4.1.2 Bộ nhớ (External Memory) 29 4.1.3 Bộ nhớ cache 29 4.2 Các đặc trưng hệ thống nhớ 29 4.2.1 Dung lượng nhớ 29 4.2.2 Đơn vị truyền nhận 29 4.2.3 Phương thức truy cập 30 4.2.4 Hiệu 30 4.3 Mơ hình phân cấp tổ chức nhớ 31 4.3.1 Mô hình phân cấp 31 4.3.2 Tổ chức- Thiết kế nhớ 32 4.4 Bộ nhớ 32 4.4.1 Bộ nhớ Rom 32 4.4.1.1 Khái niệm chức ROM 32 Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH 4.4.1.2 Phân loại ROM 32 4.4.2 Bộ nhớ RAM 33 4.4.2.1 Khái niệm, chức năng, thông số phân loại RAM 33 4.4.2.2 Nguyên lý hoạt động RAM 34 4.5 Ổ đĩa cứng (HDD - Hard Disk Drive) 35 4.5.1 Cấu tạo ổ đĩa cứng 36 4.5.1.1 Cấu tạo vật lý 36 4.5.1.2 Cấu tạo luận lý ổ cứng 39 4.5.2 Nguyên lý hoạt động 39 4.6 Các thiết bị lưu trữ khác 41 4.6.1 Đĩa quang 41 4.6.1.1 Cấu tạo đĩa quang 41 4.6.1.2 Nguyên lý ghi liệu 42 4.6.1.3 Nguyên lý đọc liệu 43 4.6.1.4 Cấu tạo ổ đĩa quang 44 4.6.2 Đĩa cứng thể rắn SSD (Solid State Drive) 46 4.6.3 Đĩa USB (Universal Serial Bus) 47 4.6.3.1 Cấu tạo 47 4.6.3.2 Chức thành phần 48 CHƢƠNG 3: BIOS hệ điều hành 50 Khái niệm mô tả chức bên BIOS 50 1.1 Khái niệm ROM BIOS 50 1.2 Chức BIOS: 50 1.3 Khái niệm UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) 51 1.4 Ưu điểm UEFI so với BIOS 51 Biên soạn: Đoàn Chánh Tín MỤC LỤC 1.5 Khái niệm CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 52 Thiết lập cấu hình CMOS 55 2.1 Truy cập cấu hình CMOS 55 2.2 Các thơng số cấu hình CMOS 56 2.2.1 Giao diện cấu hình CMOS 57 2.2.2 Cấu hình Stadard CMOS Features 59 2.2.3 Cấu hình IDE Primary master 60 2.2.4 Cấu hình BIOS Features 61 2.2.5 Cấu hình Advanced BIOS Features 62 2.2.6 Cấu hình VIA Onchip IDE Device 63 2.2.7 Cấu hình Super IO Device 65 2.2.8 Cấu hình Power Management Setup 66 2.2.9 Xem tình trạng hệ thống máy tính (PC Health Status) 67 Hệ điều hành 67 3.1 Khái niệm hệ điều hành 67 3.2 Hệ điều hành MS-DOS (Microsoft Disk Operating System) 68 3.2.1 Đặc điểm 68 3.2.2 Các loại lệnh 68 3.2.2.1 Lệnh nội trú 68 3.2.2.1.1 Lệnh DIR (Directory) 68 3.2.2.1.2 Lệnh MD (Make Directory) 68 3.2.2.1.3 Lệnh RD (eRase Directory) 69 3.2.2.1.4 Lệnh COPY 69 3.2.2.1.5 Lệnh DEL (Delete) 69 3.2.2.1.6 Lệnh COPY CON 69 Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH 3.2.2.1.7 Lệnh TYPE 69 3.2.2.1.8 Lệnh REN (Rename) 69 3.2.2.1.9 Lệnh chuyển đổi ổ đĩa làm việc 70 3.2.2.1.10 Lệnh CD (Change Directory) 70 3.2.2.1.11 Lệnh DATE 70 3.2.2.1.12 Lệnh TIME 70 3.2.2.1.13 Lệnh PROMPT 70 3.2.2.1.14 Lệnh VER 71 3.2.2.1.15 Lệnh CLS 71 3.2.2.2 Lệnh ngoại trú 71 3.2.2.2.1 Lệnh FORMAT 71 3.2.2.2.2 Lệnh TREE 71 3.2.2.2.3 Lệnh Move 71 3.2.2.2.4 Lệnh ATTRIB 72 3.2.2.2.5 Lệnh UNDELETE 72 3.2.2.2.6 Lệnh XCOPY 72 3.2.2.2.7 Lệnh SYS 72 3.2.2.2.8 Lệnh CHKDSK 72 3.2.2.2.9 Lệnh SCANDISK 73 3.2.2.2.10 Lệnh LABEL 73 3.3 Hệ điều hành Window 73 3.3.1 Khái niệm 73 3.3.2 Lịch sử phát triển hệ điều hành Window NT 73 3.3.3 Cấu hình Local User & Group 77 3.3.3.1 Khái niệm 77 Biên soạn: Đoàn Chánh Tín MỤC LỤC 3.3.3.2 Tạo Group User Window 78 3.3.3.2.1 Cách truy cập Local User & Group 78 3.3.3.2.2 Tạo Group 79 3.3.3.2.3 Tạo Users 82 3.3.4 Cấu hình Local Group Policy 86 3.3.4.1 Khái niệm: 86 3.3.4.2 Các cách truy cập Local Group Policy 87 3.3.4.3 Computer Configuration: 88 3.3.4.3.1 Account Policies: Các sách tài khoản 88 3.3.4.3.2 Local Policy: sách cục 92 3.3.4.4 User configuration 94 3.3.5 Cấu hình Share Permission (chia liệu) 97 3.3.5.1 Khái niệm 97 3.3.5.2 Các quyền chia liệu: 97 3.3.5.3 Share ẩn share công khai: 99 3.3.5.4 Truy cập liệu share: 100 3.3.6 Cấu hình NTFS Permission 102 3.3.6.1 Khái niệm 102 3.3.6.2 Các quyền hệ thống NTFS: 103 3.3.6.3 Tính kế thừa (inheritance) NTFS Permission 103 3.3.6.4 Phân quyền NTFS 106 CHƢƠNG 4: Lắp ráp cài đặt máy tính 116 Trình tự lắp ráp máy tính 116 1.1 Lựa chọn cấu hình 116 1.2 Lựa chọn Mainboard 116 Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH 1.3 Lựa chọn vi xử lý (CPU) 117 1.4 Lựa chọn nhớ (RAM) 118 1.5 Quy trình tháo lắp máy tính 118 1.5.1 Quy trình tháo máy tính 118 1.5.2 Quy trình lắp ráp máy tính 122 Định dạng phân vùng đĩa cứng HDD 144 2.1 Định dạng đĩa cứng 144 2.2 Quản lý Partiton (phân vùng) 145 2.3 Phân vùng định dạng ổ cứng Partition Magic Pro 147 2.3.1 Khởi động chương trình Partition Magic Pro 147 2.3.2 Tạo phân vùng (Create Partiton) 150 2.3.3 Định dạng phân vùng (Format Partition) 160 2.3.4 Nối phân vùng (Merge Partition) 160 2.3.5 Sao chép phân vùng (Copy Partition) 163 2.3.6 Xóa phân vùng (Delete Partition) 164 2.3.7 Các chức nâng cao 165 Cài đặt hệ điều hành phần mềm ứng dụng 166 3.1 Các cách cài đặt hệ điều hành Window 166 3.2 Các bước cài đặt hệ điều hành Window 166 3.3 Cài đặt phần mềm ứng dụng 178 3.3.1 Các nguồn cài đặt chương trình Windows 178 3.3.2 Nguyên tắc chung cài đặt chương trình: 178 Sao lưu phục hồi hệ thống 180 4.1 Phần mềm Norton Ghost 180 4.2 Sao lưu hệ thống 182 Biên soạn: Đoàn Chánh Tín 4.3 MỤC LỤC Phục hồi hệ thống 186 CÂU HỎI ÔN TẬP 190 CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM 193 LAB 01 - BÀI BIOS SETUP 203 LAB 02 - BÀI CHIA ĐĨA 215 LAB 03 - BÀI NORTON GHOST 238 LAB 04 - BÀI LOCAL USER & LOCAL GROUP 263 LAB 05 - BÀI SHARE 269 Khoa Điện-Điện tử 278 LAB 05 - BÀI SHARE Bƣớc 4: Phải chuột folder Dulieu > Properties Bƣớc 5: Chọn tab Sharing > Share this folder > thêm số máy sau Dulieu > Nút Permission Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH Bƣớc 6: Check vng Allow mục Full Control > Apply Bƣớc 7: Chọn tab Security > Chọn Users > Check ô Allow mục Modify > Ok > Close Biên soạn: Đồn Chánh Tín 279 280 LAB 05 - BÀI SHARE * Kiểm tra : Thực Hiện Trên Máy Ảo Bƣớc 1: Truy cập qua máy thật : Start > Run > nhập : \\192.168.5.16 > Enter Bƣớc 2: Mở Dulieu Bƣớc 3: Phải chuột vùng trắng > New Folder > đặt tên Phim > Enter  Tạo OK Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH Bƣớc 4: Phải chuột file tailieu > Rename > đặt tên abc > Enter  Sửa OK Bƣớc 5: Phải chuột abc > Delete > Enter > yes  Xóa Ok Biên soạn: Đồn Chánh Tín 281 282 LAB 05 - BÀI SHARE Câu 2: Share ẩn thư mục bimat (Toàn quyền : Thêm, Xóa, Sửa) : Thực máy thật Bƣớc 1: Mở C: > Phải chuột vùng trắng > New Folder > Đặt tên bimat > Enter Bƣớc 2: Mở bimat > Phải chuột vùng trắng > New text Document > Đặt ten tailieu_mat.txt > Enter Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH 283 Bƣớc 3: Nhập nội dung > Đóng > Save Bƣớc 4: Phải chuột bimat > Properties > tab Sharing > Dòng Share this folder them : Số máy dấu $ sau bimat > Nút Permissions Bƣớc 5: Check ô Allow mục Full Control > Apply Biên soạn: Đồn Chánh Tín 284 LAB 05 - BÀI SHARE Bƣớc 6: Chọn tab Security > Chọn Users > Check ô Allow mục Modify > OK > Close Kiểm tra share ẩn : Thực máy ảo Bƣớc 1: Start > Run > Nhập bên > Enter Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH Bƣớc 2: Vào thư mục bimat Bƣớc 3: Mở file tailieu_mat > OK Câu 3: Map thư mục Dulieu làm ổ đĩa Z : Thực máy ảo Bƣớc 1: Truy cập qua máy thật Biên soạn: Đoàn Chánh Tín 285 286 LAB 05 - BÀI SHARE Bƣớc 2: Phải chuột Dulieu > Chọn Map Network Drive Bƣớc 3: Chọn tên ổ đĩa Z > Finish Bƣớc 4: Mở My Computer thấy có ổ đĩa Z Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH Bƣớc 5: Phải chuột vùng trắng > New Folder > Đặt tên Nhac > OK Câu 4: Map thư mục Game làm ổ đĩa Y 4.1 Thực máy thật Bƣớc 1: Mở ổ C > Tạo Folder đặt tên Game Bƣớc 2: Share thư mục Game giống Share thư mục Dulieu Biên soạn: Đồn Chánh Tín 287 288 LAB 05 - BÀI SHARE Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH 4.2 Map thƣ mục Game làm ổ Y : Thực máy ảo Bƣớc 1: Truy cập qua máy thật Biên soạn: Đồn Chánh Tín 289 290 LAB 05 - BÀI SHARE Bƣớc 2: Phải chuột Game > Chọn Map Network Drive > Bƣớc 3: Chọn tên ổ đĩa Y > Finish Bƣớc 4: Mở My Computer > Thấy có thêm ổ Y Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH 291 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tống Văn On (2009), Giáo trình Cấu trúc máy tính, NXB Giáo dục [2] Võ Văn Chín, Nguyễn Hồng Vân, Phạm Hữu Tài (2003), Giáo trình kiến trúc máy tính, ĐH Cần Thơ [3] Hồng Xuân Dậu (2010), Bài giảng kiến trúc máy tính, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng [4] Vũ Đức Lung (2007), Giáo trình kiến trúc máy tính, ĐH Cơng nghệ thông Tin ĐH Quốc Gia TP.HCM [5] Nguyễn Quang Ninh (2000), Kiến trúc máy tính, Trường Đại học Vinh [6] Jones and Bartlett Publisher (2003), The Essentials of Computer Organization and Architecture, ebook [7] William Stallings (2003), Computer Organization and Architecture - Designing for Performance (6th edition), Pearson Education Hết Biên soạn: Đồn Chánh Tín ... máy tính (Computer Organization): nghiên cứu cấu trúc phần cứng máy tính (cấu trúc CPU, cấp nhớ, cấu trúc bus…) o Kiến trúc máy tính thay đổi chậm, cịn tổ chức thay đổi nhanh Ví dụ: Các máy tính. .. Bộ điều khiển máy giặt, điều hồ nhiệt độ Hình Máy tính nhúng Khoa Điện-Điện tử CẤU TRÚC MÁY TÍNH 15 CHƢƠNG 2: Phân tích cấu trúc bên máy tính Giới thiệu khảo sát sơ đồ khối máy tính 1.1 Bus liên... tập nghiên cứu môn học Cấu trúc máy tính Nội dung giáo trình biên soạn phù hợp với đề cương chi tiết môn học Cấu trúc máy tính, bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan máy tính Chương cung cấp cho