Giáo trình cấu trúc máy tính (nghề kỹ thuật sửa chữa và lắp ráp máy tính trình độ trung cấpcao đẳng)

UBND TỈNH BÌNH ĐỊNH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CƠNG NGHỆ QUY NHƠN GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CẤU TRÚC MÁY TÍNH NGHỀ: KỸ THUẬT SỮA CHỮA LẮP RÁP MÁY TÍNH TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP - CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 99/QĐ-CĐKTCNQN ngày 14 tháng năm 2018 Hiệu trưởng trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn Bình Định, năm 2018 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Giáo trình biên soạn giáo viên khoa Điện tử trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn, sử dụng cho việc tham khảo giảng dạy nghề Kỹ thuật sữa chữa lắp ráp máy tính trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Quy Nhơn Mọi hình thức chép, in ấn đưa lên mạng Internet không cho phép Hiệu trưởng trường Cao đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn vi phạm pháp luật LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề nghề Kỹ thuật sữa chữa lắp ráp máy tính trình độ Cao Đẳng Trung Cấp, giáo trình Cấu trúc máy tính giáo trình mơn học đào tạo chuyên ngành biên soạn Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Trong q trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Trường Cao Đẳng Kỹ thuật công nghệ Quy Nhơn, 172 An Dương Vương, TP Quy Nhơn Biên soạn Lê Tấn Hòa MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH 1.1 Tổng quan máy tính 1.2 Phân loại máy tính .6 1.3 Thành máy tính 1.4 Các thành phần máy tính CHƯƠNG 2: MAINBOARD 10 2.1 Tổng quan mainboard 10 2.2 Khảo sát thành phần mainboard 13 2.3 Khảo sát hệ Mainboard 20 3.1 Khảo sát dịng CPU thơng số 23 CHƯƠNG : BỘ NHỚ LƯU TRỮ 29 4.1 Cấu tạo ổ cứng 29 4.2 Nguyên tắc lưu trữ đĩa cứng .30 4.3 Định dạng đĩa cứng 30 4.4 Các thiết bị lưu trữ khác 31 CHƯƠNG : KHẢO SÁT CÁC THIẾT BỊ NHẬP XUẤT .34 5.1 Lý thuyết liên quan 34 5.2 Trình tự thực 37 5.3 Thực hành: 37 5.4 Câu hỏi ôn tập: 37 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Cấu trúc máy tính Mã mơn học: MH 07 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học bố trí dạy sau học xong mơn học chung chương trình đào tạo; - Tính chất: Là mơn học sở; - Ý nghĩa vai trị mơn học: trang bị cho học viên kiến thức thành phần cấu thành nên máy tính luyện tập kỹ quan sát, phân tích Mục tiêu mơn học: - Về kiến thức: + Trình bày lịch sử máy tính, hệ máy tính cách phân loại máy tính + Mơ tả thành phần kiến trúc máy tính, tập lệnh Các kiểu kiến trúc máy tính: mơ tả kiến trúc, kiểu định vị + Phân tích cấu trúc xử lý trung tâm: tổ chức, chức nguyên lý hoạt động phận bên xử lý - Về kỹ + Phân tích chức nguyên lý hoạt động cấp nhớ + Trình bày phương pháp an toàn liệu thiết bị lưu trữ ngồi + Vận dụng để lựa chọn cấu hình phần cứng yêu cầu - Về lực tự chủ trách nhiệm + Rèn luyện cho học sinh thái độ nghiêm túc, tỉ mỉ, xác học tập thực công việc Nội dung môn hoc: Số TT Tên chương, mục Chương 1: Tổng quan máy tính Chương 2: Mainboard Chương 3: CPU nhớ Chương 4: Bộ nhớ lưu trữ Chương 5: Khảo sát thiết bị nhập xuất Cộng Thời gian (giờ) TS LT TH KT 10 20 14 26 16 24 18 10 90 30 58 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH Mã bài: MH07-01 Thời gian: 10 (LT: 1; TH: 4; Tự học: 5) Giới thiệu: Ngày nay, máy vi tính thiết bị phổ biến sống Máy vi tính có mặt nơi, lĩnh vực Việc đời máy vi tính giúp cho cơng việc người thuận lợi hơn, việc thực nhanh chóng hơn, nâng cao hiệu suất, hiệu công việc Mục tiêu: - Trình bày lịch sử phát triển máy tính - Trình bày thành phần máy vi tính - Trình bày thành tựu máy tính; nhiệm vụ thiết bị máy tính - Rèn luyện tính tự giác học tập Nội dung chương: 1.1 Tổng quan máy tính Lịch sử phát triển máy tính chia thành giai đoạn lớn: a Thế hệ thứ (1945 – 1955): Máy tính hệ sử dụng đèn điện tử làm linh kiện chính, tiêu thụ lượng lớn Kích thước máy lớn (khoảng 250m2) tốc độ xử lý lại chậm Đại diện tiêu biểu hệ máy tính ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) ENIAC máy tính điện tử số Giáo sư Mauchly người học trò Eckert Đại học Pennsylvania thiết kế vào năm 1943 hoàn thành vào năm 1946 ENIAC máy khổng lồ với 18.000 bóng đèn điện tử, 1500 rơ le, nặng 30 tấn, tiêu thụ lượng điện vào khoảng 140kW chiếm diện tích xấp xỉ 1393 m2 b Thế hệ thứ hai (1955 – 1965): Sử dụng bóng bán dẫn (transistor) làm linh kiện Transistor có đặc điểm nhỏ gọi, nhanh, tiêu thụ điện năng, cơng ty Bell phát minh vào năm 1947 Tuy nhiên đến cuối thập niên 50, máy tính thương mại dùng transistor xuất thị trường Kích thước máy tính giảm, rẻ tiền hơn, tiêu tốn lượng c Thế hệ thứ ba (1965– 1980): Thế hệ thứ ba đánh dấu xuất mạch kết (mạch tích hợp - IC: Integrated Circuit) Các mạch kết độ tích hợp mật độ thấp (SSI: Small Scale Integration) chứa vài chục linh kiện kết độ tích hợp mật độ trung bình (MSI: Medium Scale Integration) chứa hàng trăm linh kiện mạch tích hợp Sử dụng vi mạch tích hợp mật độ cao (LSI - Large Scale Integrated) làm linh kiện d Thế hệ thứ tư (1980 – nay): Máy tính hệ sử dụng mạch tích hợp mật độ cao (VLSI – Very Large Scale Integrated Circuit) làm linh kiện Máy tính hệ thứ tư đạt hiệu xử lý cao, cung cấp nhiều tính tiến tiến, hỗ trợ xử lý song song, tích hợp khả xử lý âm hình ảnh 1.2 Phân loại máy tính 1.2.1 Theo kích thước, cơng dụng: a Super Computer: Một siêu máy tính máy tính vượt trội khả tốc độ xử lý Thuật ngữ Siêu Tính Tốn dùng lần đầu báo New York World vào năm 1920 để nói đến bảng tính (tabulators) lớn IBM làm cho trường Đại học Columbia Siêu máy tính có tốc độ xử lý hàng nghìn teraflop (một teraflop tương đương với hiệu suất nghìn tỷ phép tính/giây) hay tổng hiệu suất 6.000 máy tính đại gộp lại (một máy có tốc độ khoảng từ 3-3,8 gigaflop) Có thể hiểu siêu máy tính hệ thống máy tính làm việc song song Hình 1.1 Siêu máy tính TITAN (2009) – Tốc độ 20 Pflop b Mainframe Máy tính có cấu hình phần cứng lớn, tốc độ xử lý cao dùng cơng việc địi hỏi tính tốn lớn làm máy chủ phục vụ mạng Internet, máy chủ để tính tốn phục vụ dự báo thời tiết, vũ trụ Hình 1.2 Máy tính Mainframe c Mini Computer Máy tính mini cịn gọi máy tính tầm trung Chúng sử dụng kiểm sốt q trình sản xuất, chuyển mạch điện thoại kiểm sốt thiết bị phịng thí nghiệm Trong năm 1970, chúng phần cứng sử dụng để khởi động ngành công nghiệp thiết kế hỗ trợ máy tính (CAD) ngành cơng nghiệp tương tự khác mà cần có hệ thống dành riêng nhỏ d Micro Computer: Là loại máy tính dùng vi xử lý, giá máy vi tính từ vài trăm USD đến vài ngàn USD 1.2.2 Theo kiến trúc: - SISD (Single Instructions Stream, Single Data Stream): Máy tính dịng lệnh, dịng số liệu - SIMD (Single Instructions Stream, Multiple Data Stream): Máy tính dịng lệnh, nhiều dòng số liệu - MISD (Multiple Instructions Stream, Single Data Stream):Máy tính nhiều dịng lệnh, dịng số liệu - MIMD (Multiple Instruction Stream, Multiple Data Stream): Máy tính nhiều dịng lệnh, nhiều dịng số liệu 1.3 Thành máy tính Sự tăng trưởng theo hàm số mũ công nghệ chế tao transistor MOS nguồn gốc thành máy tính Sự phát triển cơng nghệ máy tính đặc biệt phát triển vi xử lý máy vi tính làm cho máy vi tính có tốc độ vượt qua tốc độ xử lý máy tính lớn Bảng 1.1 Các vi xử lý Sự phát triển máy tính năm qua tuân theo qui luật Moore “Khả máy tính tăng lên gấp đơi sau 18 tháng với giá thành nhau.” Kết quy luật Moore: - Chi phí cho máy tính giảm - Giảm kích thước linh kiện, máy tính giảm kích thước - Hệ thống kết nối bên mạch ngắn: tăng độ tin cậy, tăng chất lượng - Tiết kiệm lượng cung cấp, tỏa nhiệt thấp - Các IC thay thay cho linh kiện rời 1.4 Các thành phần máy tính Hình 1.3 Sơ đồ thành phần linh kiện máy tính thống Loại nhớ có dung lượng nhỏ, có tốc độ xấp xỉ tốc độ làm việc CPU Có loại: cache L1 (Level 1) L2 (Level 2) − Cache L1: Integrated cache (cache tích hợp) hợp CPU Cache tích hợp tăng tốc độ CPU thông tin truyền đến truyền từ cache nhanh phải chạy qua bus hệ thống CPU trước hết tìm thơng tin cần thiết cache − Cache L2: Thiết kế CPU không nằm lõi, gọi external cache hay cache phụ Hiện dung lượng cache L2 thay đổi từ 128KB đến 16MB Chức cache L2 dựa vào lệnh mà CPU thi hành để lấy liệu cần thiết từ RAM, CPU dùng liệu cache L2 để tăng tốc độ xử lý d Độ rộng Bus Độ rộng Bus liệu số bit liệu truyền đồng thời, thể khả tính tốn CPU Độ rộng Bus địa chỉ: số bit dùng để xác định địa chỉ, thể khả quản lý nhớ Ví dụ: CPU 32 bit: Bus liệu: 32 bit, Bus địa chỉ: 32 bit CPU 64 bit: Bus liệu: 64 bit, Bus địa chỉ: 32 bit e Tập lệnh Tập lệnh tập hợp chức mà CPU hỗ trợ Mỗi chương trình hoạt động CPU gồm nhiều lệnh tập lệnh ghép lại, lệnh tương ứng với hoạt động định Vi xử lý có tích hợp nhiều tập lệnh có khả tính tốn tốt - Sơ đồ cấu tạo CPU Hình 3.1 Sơ đồ khối CPU - Các dịng CPU thơng số kỹ thuật a CPU Intel Pentium 630 (3.0 Ghz, 2MB L2 Cache, FSB 800MHz, Socket 775) - Series: Intel - Pentium - Socket type: Intel - Socket 775 (Socket T / LGA775) - Manufacturing Technology ( Công nghệ sản xuất ): 90 nm - CPU Speed (Tốc độ CPU): 3.00GHz - Bus Speed / HyperTransport: 800 MHz - Graphics Frequency (MHz): 27 - Max Thermal Design Power (Công suất tiêu thụ tối đa) (W): 84 b CPU Intel Core2 Duo Desktop E8400 (3.00GHz, 6MB L2 Cache, Socket 775, 1333MHz FSB) - Series: Intel - Core Duo - Codename (Tên mã): Intel - Wolfdale - Socket type: Intel - Socket 775 (Socket T / LGA775) - Manufacturing Technology ( Công nghệ sản xuất ): 45 nm - CPU Speed (Tốc độ CPU): 3.00GHz - Bus Speed / HyperTransport: 1.333 Gb/s - Graphics Frequency (MHz): - Max Thermal Design Power (Công suất tiêu thụ tối đa) (W): 65 c CPU Core I3-8100 (3.6GHz) - Socket: LGA1151-v2 - Số nhân: - Số luồng: - Xung bản: 3.6 GHz - Cache level 1: x 32KB - Cache level 2: x 256KB - Cache level 3: 6MB - Kích thước bán dẫn: 14nm - Bộ nhớ hỗ trợ: DDR4 2400 - Số ram hỗ trợ: - Điện tiêu thụ: 65Wh - Xử lý đồ hoạ: Intel UHD Graphics 630 - Xung xử lý đồ hoạ: 350 MHz d CPU Core I5-7500 (3.4GHz) - Socket: LGA 1151 - Số nhân: - Số luồng: - Xung bản: 3.4 GHz - Cache level 1: x 32KB - Cache level 2: x 256KB - Cache level 3: 6MB - Kích thước bán dẫn: 14nm - Bộ nhớ hỗ trợ: DDR3L 1333, DDR3L 1600, DDR4 2133, DDR4 2400 - Số ram hỗ trợ: - Điện tiêu thụ: 65Wh - Xử lý đồ hoạ: Intel HD Graphics 630 - Xung xử lý đồ hoạ: 350 MHz e CPU Core I7-7700 (3.6GHz) - Socket: LGA 1151 - Số nhân: - Số luồng: 28 - Xung bản: 3.6 GHz - Xung tối đa: 4.2 GHz - Cache level 1: x 32KB - Cache level 2: x 256KB - Cache level 3: 8MB - Kích thước bán dẫn: 14nm - Bộ nhớ hỗ trợ: DDR3L 1333, DDR3L 1600, DDR4 2133, DDR4 2400 - Số ram hỗ trợ: - Điện tiêu thụ: 65 - Xử lý đồ hoạ: Intel HD Graphics 630 - Xung xử lý đồ hoạ: 350 MHz 3.1.2 Trình tự thực Bước 1: Đọc giải thích tên CPU in mặt lưng Bước 2: Đọc giải thích thông số CPU in mặc lưng Bước 3: Khảo sát lại thông số CPU qua mạng internet 3.1.3 Thực hành: Người học thực khảo sát dịng CPU giải thích thơng số có CPU 3.1.4 Câu hỏi ơn tập Trình bày yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ CPU? 3.2 Khảo sát nhớ Ram Rom 3.2.1 Lý thuyết liên quan - Khái niệm nhớ RAM Bộ nhớ RAM (Random Access Memory - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên): Bộ nhớ lưu chương trình phục vụ trực tiếp cho trình xử lý CPU, nhớ RAM lưu trữ liệu tạm thời liệu bị xoá điện - Chức nhớ RAM máy tính Máy vi tính sử dụng RAM để lưu trữ mã chương trình liệu suốt trình thực thi Đặc trưng tiêu biểu RAM truy cập vào vị trí khác nhớ hoàn tất khoảng thời gian tương tự, ngược lại với số kỹ thuật khác, đòi hỏi phải có khoảng thời gian trì hỗn định - Phân loại nhớ RAM thông số kỹ thuật a Phân loại Có loại RAM SRAM (Static RAM) hay gọi RAM tĩnh DRAM (Dynamic RAM) hay gọi RAM động Cả SRAM DRAM bị liệu sau tắt máy 29 − SRAM loại RAM không cần phải làm tươi (refresh) mà liệu không bị Có dung lượng nhỏ, đắt tiền tốc độ hoạt động nhanh từ 10ns đến 20ns SRAM sử dụng cho nhớ cache CPU như: cache L1, cache L2, cache L3 − DRAM dạng chip nhớ sử dụng làm nhớ cho hầu hết máy tính Tốc độ truy xuất chậm SRAM, cần phải refresh thường xuyên (hàng triệu lần giây) để đảm bảo liệu lưu trữ không bị Các chủng loại nhớ DRAM: − SDR_SDRAM (Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM): có tốc độ Bus từ 66/100/133/150MHz, tổng số chân 168 chân với độ rộng liệu 64 bit, điện áp hoạt động 3.3V giao dạng khe cấm DIMM − DDR-SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM) cịn gọi DDRAM có tốc độ Bus từ 200/266/333/400 MHz, điện áp hoạt động 2.5V, tổng số chân 184 chân, chuẩn giao tiếp DIMM − DDRII SDRAM (Double Data Rate II Synchronous Dynamic RAM): Thế hệ sau DDR có tốc độ Bus 533/667/800/1066 MHz, tổng số chân 240 chân, điện áp 1.8V Chuẩn giao tiếp DIMM − DDRIII SDRAM (Double Data Rate III Synchronous Dynamic RAM): có tốc độ bus 800/1066/1333/1600/2333 MHz, tổng số chân 240, điện áp hoạt động 1.5v Chuẩn giao tiếp DIMM − RDRAM (Rambus DRAM): có bus 600/700/800/1066Mhz, điện áp 2.5v, số pin 184, chuẩn giao tiếp RIMM b Thông số kỹ thuật RAM - Dung lượng RAM tính MB GB, thơng thường RAM thiết kế với dung lượng 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB, GB, GB - Dung lượng RAM lớn tốt cho hệ thống, nhiên tất hệ thống phần cứng hệ điều hành hỗ trợ loại RAM có dung lượng lớn, số hệ thống phần cứng máy tính cá nhân hỗ trợ đến tối đa GB số hệ điều hành (như phiên 32 bit Windows XP) hỗ trợ đến 3,2 GB - BUS RAM có hai loại: BUS Speed BUS Width + BUS Speed BUS RAM, tốc độ liệu xử lý giây + BUS Width chiều rộng nhớ Các loại RAM DDR, DDR2, DDR3, DDR4 có BUS Width cố định 64 Cơng thức tính băng thơng (bandwidth) từ BUS Speed BUS Width: - Bandwidth = (Bus Speed x Bus Width) / + Bandwidth tốc độ tối đa RAM đọc giây Bandwidth ghi RAM số tối đa theo lý thuyết Trên thực tế, bandwidth thường thấp vượt số theo lý thuyết - Khái niệm nhớ ROM 30 Bộ nhớ đọc hay ROM (tiếng Anh: Read-Only Memory) loại nhớ khơng khả biến dùng máy tính hay hệ thống điều khiển, mà vận hành bình thường hệ thống liệu đọc mà không phép ghi vào - Chức nhớ ROM BIOS ROM (Basic Input-Output System Read Only Memory): Là chip nhớ đặc biệt chứa chương trình nhập xuất sở hệ thống (BIOS), nhà sản xuất tích hợp bo mạch chủ, giữ vai trò cầu nối thiết bị phần cứng với hệ điều hành ROM trì pin máy tính 3.2.2 Trình tự thực Bước 1: Xác định tên nhớ ROM RAM Bước 2: Xác định thơng số kỹ thuật có nhãn nhớ ROM RAM Bước 3: Khảo sát lại thông số kỹ thuật qua mạng internet 3.2.3 Thực hành Người học thực khảo sát các nhớ RAM ROM, giải thích thơng số có RAM ROM 3.2.4 Câu hỏi ơn tập RAM động bao gồm chủng loại nào? Trình bày chức nhớ ROM? Trình bày khác ROM RAM? 31 CHƯƠNG : BỘ NHỚ LƯU TRỮ Mã bài: MH07-04 Thời gian: 24 (LT: 3; TH: 12; Tự học: 9) Giới thiệu: Thiết bị lưu trữ có chức lưu trữ tồn thơng tin như: hệ điều hành (OS), software, data… Thiết bị lưu trữ gọi nhớ phụ hay nhớ ngoài, thuộc loại nhớ bất biến (nonvolatile), có nghĩa chúng không bị liệu ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng Mục tiêu: - Trình bày cấu trúc logic cấu trúc vật lý ổ đĩa cứng - Phân tích thơng số kỹ thuật ổ cứng - Rèn luyện kỹ tổ chức công việc 4.1 Cấu tạo ổ cứng 4.1.1 Ổ cứng HDD: Ổ đĩa cứng (HDD – Hard Disk Drive): thiết bị lưu trữ phổ biến mà máy tính có trang bị, liệu lưu trữ liệu bề mặt đĩa hình trịn phủ vật liệu từ tính Ưu điểm HDD nhỏ gọn, tốc độ truy xuất nhanh, dung lượng lưu trữ lớn, thời gian sử dụng bền lâu Cấu tạo ổ cứng HDD − Khung sườn ổ cứng (Base Casting): Chức tất thành phần bên ổ cứng, làm hợp kim nhôm giúp định vị chi tiết bên đảm bảo độ kín − Đĩa từ (Platter): Nơi chứa liệu đĩa cứng Bao gồm nhiều lớp đĩa mỏng đặt mơtơ có tốc độ quay cao, làm nhôm, hợp chất gốm thuỷ tinh, mặt phủ lớp từ tính lớp bảo vệ, gắn trục − Đầu đọc (head): dùng đọc/ghi liệu, mặt đĩa có đầu đọc/ghi riêng 32 − Bo mạch (Logic Board): truyền tín hiệu máy tính HDD Thành phần quan trọng để điều khiển hoạt động đĩa cứng Nó cấu tạo gồm nhiều linh kiện điện tử nhỏ − Cache: nhớ đệm dùng làm nơi lưu liệu tạm thời − Moto: dùng để quay đĩa từ 4.1.2 Ổ cứng SSD: SSD- Solid State Drive hay ổ cứng thể rắn Là ổ để mô trình truy cập lưu liệu, giống ổ hhd Ổ ssd sử dụng DRAM nhớ Flash để lưu liệu SSD xây dựng lên từ nhiều chip nhớ flash NOR nhớ NAND flash SSD làm hoàn toàn linh kiện điện tử khơng có phận chuyển động vật lý ổ đĩa cứng Những chip flash lắp cố định bo mạch chủ khoảng từ 10-60 NAND hệ thống Ổ cứng SSD 4.2 Nguyên tắc lưu trữ đĩa cứng Dữ liệu đọc ghi thông qua dãy bit (đơn vị nhỏ liệu số) Một bit có hai trạng thái 0, hay bật/tắt Các bit thể theo chiều dọc phân tử bề mặt platter, lớp phủ từ tính Chúng thay đổi (ghi) nhận (đọc) phần từ tính đầu đọc (ghi) Dữ liệu khơng lưu ổ cứng dạng thô mà xử lý với cơng thức tốn học tổng hợp Chương trình sở ổ bổ sung thêm bit mở rộng vào liệu, cho phép ổ tìm chỉnh sửa lỗi ngẫu nhiên 4.3 Định dạng đĩa cứng 4.3.1 Lý thuyết liên quan Mỗi định dạng (format) phân vùng, ổ cứng hay thiết bị lưu trữ kết nối với máy tính Windows cho bạn lựa chọn hệ thống tập tin (file system) NTFS, FAT32 exFAT Thực chất, việc lựa chọn NTFS, FAT32 hay exFAT trước format phân vùng, ổ đĩa quan trọng ảnh hưởng đến việc lưu trữ sử dụng sau bạn Mỗi loại có ưu nhược điểm riêng - Định dạng cấp thấp 33 Định dạng mức thấp trình gán địa cho cung vật lý đĩa (track, sector, cylinder) thực chức BIOS Hiện nay, hầu hết ổ đĩa cứng định dạng mức thấp xuất xưởng - Các bảng quản lý File Tuỳ thuộc vào hệ điều hành sử dụng mà cần lựa chọn hệ thống lưu trữ file phù hợp: − FAT (File Allocation Table): Chuẩn hỗ trợ DOS hệ điều hành họ Windows 9X/Me FAT sử dụng 12 16 bit, dung lượng tối đa phân vùng FAT đến GB liệu − FAT32 (File Allocation Table, 32-bit): Tương tự FAT, hỗ trợ hệ điều hành Windows 95, Windows 98, 2000, XP, Windows Server 2003 Dung lượng tối đa phân vùng FAT32 lên tới TB (2.048 GB) Tính bảo mật khả chịu lỗi không cao − NTFS (Windows New Tech File System): Được hỗ trợ hệ điều hành họ NT/2000/XP/Vista/Windows 7/Windows10 Một phân vùng NTFS có dung lượng tối đa đến 16 exabytes Tăng cường khả lưu trữ, tính bảo mật, chịu lỗi, mã hoá khả phục hồi cao Do hầu hết hệ điều hành sau Windows 7/10… bắt buộc cài phân vùng NTFS 4.3.2 Trình tự thực Yêu cầu kỹ thuật: Định dạng ổ đĩa cứng theo yêu cầu người hướng dẫn + Bước 1: Chon ổ đĩa cứng cần thực định dạng + Bước 2: Thực thao tác định dạng ổ đĩa cứng chọn + Bước 3: Kiểm tra lại ổ đĩa cứng định dạng 4.3.3 Thực hành Người học thực định dạn lại ổ đĩa cứng theo yêu cầu kỹ thuật giám sát người hướng dẫn 4.3.4 Câu hỏi ôn tập Trình bày cấu trúc bề mặt ổ đĩa cứng? Cấu trúc vật lý ỗ cứng HDD bao gồm thành phần nào? 34 4.4 Các thiết bị lưu trữ khác - Đĩa CD Họ đĩa CD gồm loại chính: đĩa CD đọc (CD-ROM - Read Only CD), đĩa CD ghi lần (CD-R - Recordable CD) đĩa CD ghi lại (CD-RW Rewritable CD) Đĩa CD-ROM ghi sẵn nội dung từ sản xuất đọc trình sử dụng CD-ROM thường sử dụng để lưu âm nhạc phần mềm Đĩa CD-R đĩa ghi lần người sử dụng Sau thông tin ghi, đĩa trở thành loại đọc CD-R định dạng theo kiểu CDFS (CD file system) Ngược lại, đĩa CD-RW cho phép xố thơng tin ghi ghi lại nhiều lần CD RW định dạng theo kiểu UDF (Universal Data Format) Đĩa CD-RW thường có giá thành cao ghi lại khoảng 1000 lần Đĩa CD - Đĩa DVD Tương tự họ CD, họ DVD gồm nhiều loại: đĩa DVD đọc (DVDROM - Read Only DVD), đĩa ghi lần (DVD-R - Recordable DVD), đĩa ghi lại (DVD-RW -Rewritable DVD), đĩa DVD mật độ cao (HD-DVD Highdensity DVD) đĩa DVD mật độ siêu cao (Blu-ray DVD - Ultra-high density DVD) DVD-ROM thường sử dụng để lưu phim ảnh phần mềm có dung lượng lớn Đĩa DVD-R đĩa ghi lần người sử dụng Sau thông tin ghi, đĩa trở thành loại đọc Ngược lại, đĩa DVD-RW cho phép xố thơng tin ghi ghi lại nhiều lần Đĩa HD-DVD Blu-ray DVD loại đĩa DVD có dung lượng siêu cao với dung lương tương ứng vào khoảng 15GB 25GB với đĩa lớp 35 Đĩa DVD - Thẻ nhớ USB Là thiết bị lưu trữ nhỏ gọn sử dụng chip nhớ, phù hợp với ứng dụng lưu trữ di động Thẻ nhớ gồm nhiều loại như: SM (SmartMedia), XD (xD-Picture Card), SD (Secure Digital), MMC (MultiMediaCard), MS (Memory Stick), MSPRO, CF (CompactFlash), MD, USB flash drive… Các loại thẻ nhớ - Câu hỏi Đĩa CD loại cho phép ghi xóa nhiều lần? (khoang tròn đáp án đúng) a CD-ROM b CD-R c CD-RW 36 CHƯƠNG : KHẢO SÁT CÁC THIẾT BỊ NHẬP XUẤT Mã bài: MH07-05 Thời gian: 10 (LT: 1; TH: 3; Tự học: 5; Kiểm tra: 1) Giới thiệu: Các thiết bị ngoại vi (peripheral devices) phận hệ thống máy tính có nhiệm vụ tiếp nhận thông tin từ giới bên ngồi vào máy tính kết xuất thơng tin từ máy tính giới bên ngồi Các thiết bị nhập (input devices) gồm có: bàn phím, chuột, ổ đĩa (đọc thông tin), máy quét ảnh máy đọc mã vạch Các thiết bị xuất (output devices) gồm có: hình, máy in, ổ đĩa (ghi thơng tin) máy vẽ Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo cách vận hành loại thiết bị lưu trữ - Trình bày phương pháp để đảm bảo an tồn liệu lưu trữ - Trình bày kiến thức hệ thống kết nối bản, phận bên máy tính, cách giao tiếp thiết bị ngoại vi xử lý - Rèn luyện phương pháp suy luận chặt chẽ, có sở khoa học Nội dung chương: 5.1 Lý thuyết liên quan - Các thiết bị nhập: + Chuột Chuột (mouse) giúp điều khiển làm việc với máy tính Chuột máy tính phân loại theo nguyên lý hoạt động có hai loại chính: Chuột bi chuột quang Chuột bi chuột sử dụng nguyên lý xác định chiều lăn viên bi thay đổi di chuyển chuột để xác định thay đổi toạ độ trỏ hình máy tính Chuột quang hoạt động nguyên lý phát phản xạ thay đổi ánh sáng (hoặc lazer) phát từ nguồn cấp để xác định thay đổi toạ độ trỏ hình máy tính Hiện công nghệ ngày phát triển, tạo thuận tiện thoải mái cho người sử dụng chuột máy tính nên cho đời chuột khơng dây Chuột khơng giây gửi tín hiệu vào máy tính thơng qua thu phát Bộ thu phát dùng sóng để nhận tín hiệu từ chuột khơng dây đến Chuột kết nối với máy tính thơng qua nhiều dạng cổng giao tiếp Chuột có dây cổng: COM, PS/2, USB Chuột không dây: Bluetooth, RFID, hồng ngoại… 37 Chuột cổng kết nối + Bàn phím Bàn phím (keyboard) thiết bị nhập, cho phép đưa liệu vào máy tính điều khiển máy tính Cấu tạo: gồm nút nhấn nối đường dây tín hiệu dạng ma trận mạch điện tử giải mã Bàn phím tiêu chuẩn có 101 phím Hoạt động: nhấn phím, hai dây tín hiệu hàng cột tương ứng nối lại Khi mạch giải mã quét tín hiệu xác định vị trí nút nhấn tạo thành mã tương ứng truyền máy tính Bàn phím + Máy Scan Là thiết bị ngoại vi có khả quét ảnh trang văn lưu ổ cứng máy tính dạng file ảnh Máy Scan + Microphone Microphone có tác dụng thu tín hiệu âm bên ngồi truyền vào cho máy tính xử lý Microphone 38 - Các thiết bị xuất: + Màn hình: Màn hình (Monitor) thiết bị cho phép hiển thị thông tin giao tiếp người sử dụng với máy tính suốt q trình làm việc Có dạng hình sử dụng thơng dụng: hình ống điện tử CRT, hình tinh thể lỏng LCD, hình plasma, hình LED Màn hình LCD + Máy in: Máy in (printer) thiết bị xuất dùng để thể nội dung soạn thảo thiết kế sẵn lên chất liệu khác Hiện có nhiều loại với nhiều cách thức làm việc khác Để đánh giá chất lượng máy in người ta thường vào hai yếu tố tốc độ (speed) độ mịn Có loại máy in sau: máy in kim, máy in laza, máy in phun Máy in + Loa: Loa máy tính (Speaker) thiết bị dùng để phát âm phục vụ nhu cầu làm việc giải trí người Loa máy tính thường kết nối với máy tính thơng qua ngõ xuất âm card âm máy tính 39 Loa máy tính + Máy chiếu: Là thiết bị kết nối máy tính để hiển thị hình ảnh với hình rộng thay hình để phục vụ hội thảo, học tập Máy chiếu 5.2 Trình tự thực Yêu cầu kỹ thuật: Phân loại thiết bị nhập xuất, thực kết nối với máy tình vận hành thiết bị Bước 1: Phân loại thiết bị nhập, thiết bị xuất Bước 2: Thực kết nối thiết bị với máy tính theo yêu cầu kỹ thuật Bước 3: Vận hành thiết bị hoạt động 5.3 Thực hành: Người học thực khảo sát các nhớ RAM ROM, giải thích thơng số có RAM ROM 5.4 Câu hỏi ôn tập: Liệt kê thiết bị xuất tín hiệu từ máy tính ra? Liệt kệ thiết bị nhập tín hiệu vào máy tính? 40 Liệt kê thiết bị vừa thiết bị xuất tín hiệu vừa thiết bị nhập tín hiêu? Tài liệu tham khảo [1] Giáo trình cấu trúc máy tính, Tống Văn On, Hồng Đức Hải, NXB Lao Đơng – Xã Hội, năm 2015 [2] Cấu trúc máy vi tính, Trần Quang Vinh, NXB Đại học Quốc Gia, 2016 41