Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập pot

Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập Chương 1 - Tổng quan về máy vi tính 1. Lich sử của máy tính cá nhân Sự ra đời của máy tính cá nhân z Năm 1975 công ty MITS ( Mỹ ) giới thiệu chiếc máy tính cá nhân Altair đầu tiên trên thế giới, chiếc máy này sử dụng bộ vi xử lý 8080 của Intel, chiếc máy tính đầu tiên không có màn hình mà chỉ hiện kết quả thông qua các đèn Led Máy tính PC đầu tiên trên thế giới Altair z Năm 1977 công ty Apple đưa ra thị trường máy tính AppleII có màn hình và bàn phím Máy tính PC hàng Apple sản xuất năm 1977 z Năm 1981 công ty IBM sản xuất máy tính PC có hệ thống mở, tức là máy có nhiều khe cắm mở rộng để có thể cắm thêm các thứ khác vào đó, sau này thiết kế này đã phát triển thành tiêu chuẩn của máy tính ngày nay. Công ty IBM ( một công ty khổng lồ lúc đó ) đã tìm đến một công ty nhỏ có tên là Microsoft để thuê viết phần mềm cho máy tính PC của mình , đó là cơ hội ngàn năm có một để cho Microsoft trở thành công ty phần mềm lớn nhất thế giới hiện nay . Máy tính PC của hãng IBM sản xuất năm 1981 thuê công ty Microsoft viết hệ điều hành MS - DOS Chiếc máy này có tốc độ 5MHz Trang 1 WB-Nguyeãn Vieát Haûi Trung tõm k thut quc t Hon V Giỏo trỡnh k thut phn cng ton tp z Sau khi phỏt minh ra chun PC m rng, IBM ó cho phộp cỏc nh sn xut PC trờn th gii nhỏi theo chun ca IBM v chun mỏy tớnh IBM PC ó nhanh chúng phỏt trin thnh h thng sn xut mỏy PC khng l trờn ton th gii . z IBM khụng cú tho thun c quyn vi MS DOS cho nờn Microsoft cú th bỏn phn mm MS DOS cho bt c ai, vỡ vy m Microsoft ó nhanh chúng tr thnh mt cụng ty ln mnh. Billgate nm 1981 ụng lm vic sut ngy hon thnh h iu hnh MS DOS cho cụng ty IBM, hp ng ca ụng ch ỏng giỏ bng 5 phỳt thu nhp hin nay, nhng ụng mun c th gii bit n sn phm ú, ri mt ngy khụng xa ụng s lm ch th gii trong lnh vc phn mm, tm nhỡn ca mt t phỳ . Ai kim soỏt phn mm PC z Phn mm mỏy tớnh PC ó c Microsoft kim soỏt v thng tr trong sut quỏ trỡnh phỏt trin ca mỏy tớnh cỏ nhõn . + T nm 1981 n 1990 l h iu hnh MS DOS phỏt trin qua nhiu phiờn bn v ó cú trờn 80% mỏy tớnh PC trờn th gii s dng h iu hnh ny . + Nm 1991 Microsoft cho ra i h iu hnh Window 3.1 v cú trờn 90% mỏy tớnh PC trờn Th gii s dng . + Nm 1995 Microsoft cho ra i h iu hnh Window 95 v cú khong 95% mỏy tớnh PC trờn Th gii s dng. + Nm 1998 Microsoft cho ra i h iu hnh Window 98 v cú trờn 95% mỏy tớnh PC trờn Th gii s dng. + Nm 2000 Microsoft cho ra i h iu hnh Window 2000 + Nm 2002 Microsoft cho ra i h iu hnh Window XP vi khong 97% mỏy tớnh PC s dng . Billgate ụng hong trong th gii phn mm z Mt iu c bit quan trng ú l cú trờn 95% mỏy tớnh PC trờn Th gii s dng cỏc sn phm Trang 2 WB-Nguyeón Vieỏt Haỷi Trung tõm k thut quc t Hon V Giỏo trỡnh k thut phn cng ton tp Windows ca Microsoft, vỡ vy cỏc cụng ty sn xut thit b ngoi vi mun bỏn c ra th trng thỡ phi cú trỡnh iu khin do Microsoft cung cp hoc mt tho thun vi Microsoft sn phm y c Windows h tr + Mt thit b mỏy tớnh m khụng c Window h tr thỡ coi nh khụng bỏn cho ai c => ú l lý do lm cho Microsoft tr thnh khụng nhng l nh thng tr phn mm m cũn úng vai trũ iu khin s phỏt trin phn cng PC . Ai kim soỏt phn cng PC z IBM l nh phỏt minh v phỏt trin h thng mỏy tớnh PC nhng h ch lm c quyn kim soỏt trong 7 nm t 1981 n 1987, sau ú quyn kim soỏt ó thuc v cụng ty Intel . Intel c thnh lp nm 1968 vi mc tiờu sn xut cỏc chip nh + Nm 1971 Intel ó phỏt minh ra Vi x lý u tiờn cú tờn 4004 cú tc l 0,1 MHz CPU u tiờn do Intel sn xut nm 1971 cú tc 0,1MHz + Nm 1972 Intel gii thiu chớp 8008 cú tc 0,2 MHz + Nm 1979 Intel gii thiu chớp 8088 cú tc 5 MHz hóng IBM ó s dng chớp 8088 lp cho chic PC u tiờn ca mỡnh . + Nm 1988 Intel gii thiu chớp 386 cú tc 75 MHz + Nm 1990 Intel gii thiu chớp 486 cú tc 100 -133 MHz + Nm 1993 - 1996 Intel gii thiu chớp 586 cú tc 166 - 200MHz + Nm 1997-1998 Intel gii thiu chớp Pentiun 2 cú tc 233 - 450 MHz + Nm 1999 - 2000 Intel gii thiu chớp Pentium 3 cú tc 500- 1200 MHz + T nm 2001 - 2006 Intel gii thiu chớp Pentium 4 cú tc t 1500 MHz n 3800MHz CPU Pentium 4 nm 2006 vi tc 3,2GHz tc ny nhanh gp 32.000 ln tc CPU ban u Hin nay Intel cho ra i cỏc dũng sn phm cú tc cao nh: Intel Pentium D 840 (3.2GHz, 2MB L2 Cache, FSB 800MHz, Socket 775) Trang 3 WB-Nguyeón Vieỏt Haỷi Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập Dual-Core Processor E5300 (2.6GHz, 2MB L2 Cache, FSB 800Mhz, Socket 775) Intel Core 2 Duo E7300 (2.66GHz, 3MB L2 Cache, FSB 1066MHz, Socket 775) Intel Core 2 Extreme QX6800 (2.93Ghz, 8MB L2 Cache, FSB 1066MHz, Socket 775) Intel Core 2 Quad Q8400 (2.66GHz, 4MB L2 Cache, FSB 1333MHz, Socket 775) Intel Core i7-920 (2.66Ghz, 8MB L3 Cache, Bus speed 4.8GT/s, Socket 1366) Khác nhau giữa Core Duo, Core 2 Duo, Core 2 Quad và Core i7 z. Nói về sự khác nhau giữa Core Duo, Core 2 Duo, Core 2 Quad và Core i7 để các bạn được hiểu thêm. Trước tiên ta xem Core Duo và Core 2 Duo khác nhau thế nào đã. Điểm khác biệt dễ thấy nhất tất nhiên là …. số “2″ rồi Trang 4 WB-Nguyeãn Vieát Haûi Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập Core Duo là kiến trúc 2 nhân đầu tiên của Intel. Nó có 2 CPU thật, hoàn chỉnh bên trong 1 con chip. Core Duo được sản xuất bằng công nghệ 65nm (Pentium là công nghệ 90nm). Core Duo dùng kiến trúc lõi siêu nhỏ gần giống với Pentium nhưng được bổ sung thêm nhiều tính năng mới. Bộ nhớ đệm cấp 2 (Cache L2) của Core Duo được chia đều cho mỗi nhân. Nghĩa là nếu Cache L2 là 2 MB thì nhân 1 và nhân 2 được sử dụng tối đa là 1 MB dù dư dù thiếu. Đế CPU Core Duo Còn Core 2 Duo là 1 sự cải tiến từ Core Duo, ngoài những tính năng mới thì cải tiến tiêu biểu nhất là việc Share dung lượng Cache L2 của 2 nhân. Nghĩa là nếu Cache L2 là 2 MB thì nhân 1 không phải dùng cố định 1 MB nữa mà nếu có thiếu thì lấy phần dung lượng dư của nhân 2 dùng tiếp (điều này đối với Core Duo là không thể) nên việc xử lý sẽ nhanh hơn (vì khi Core Duo xài hết 1 MB L2 Cache mà vẫn còn thiếu thì sẽ truy xuất vào RAM để lấy dữ liệu, mà RAM thì có tốc độ truy xuất chậm hơn Cache L2). Các bộ vi xử lý Core 2 Duo từ E7200 trở về sau đã được sản xuất theo công nghệ 45nm. Core 2 Quad thì tương tự như Core 2 Duo nhưng thay vì 2 nhân thì Core 2 Quad là 4 nhân (4 CPU trong cùng 1 chip). Core i7 là công nghệ mới nhất của Intel. Các bộ vi xử lý Core i7 được sản xuất hoàn toàn bằng công nghệ 45nm (tính đến hiện nay). Sử dụng socket mới LGA 1366 khác hoàn toàn với Pentium, Core Duo, Core 2 Duo, Core 2 Quad là LGA 775, hỗ trợ bộ nhớ DDR3,…. Core i7 được tối ưu cho các hoạt động chơi game, xử lý video, v.v… và nhiều công nghệ nổi bật của Intel. z Intel không những dẫn đầu trong lĩnh vực sản suất CPU mà còn là nhà cung cấp hàng đầu về Chipset và Mainboard kể từ năm 1994 đến nay . z Mặc dù vẫn là "chú nhóc" nếu so với đối thủ Intel về thị phần nhưng AMD lại mới chính là hãng đang giữ kỷ lục về ép xung.Mới đây, với bộ xử lý AMD Phenom II X4 955 Black, AMD đã đạt được xung nhịp kỷ lục: 7,127 GHz. Con số này cao hơn gấp đôi so với xung nhịp bình thường của AMD Phenom II X4 955 là 3.2 Ghz.Tháng 8 vừa qua, tại 1 sự kiện ép xung ở Phần Lan, AMD cũng đã đẩy tốc độ của bộ xử lý Phenom II X4 955 Black Edition lên tới 7 Ghz. Trong quá trình ép xung, Phenom II 955 được làm mát bằng heli lỏng. Trang 5 WB-Nguyeãn Vieát Haûi Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập AMD đã phá kỷ lục ép xung đạt 7 GHz mà hãng vừa mới thực hiện hồi tháng 8/2009 2. Các thành phần trong máy vi tính Sơ đồ hệ thống máy tính z Máy tính là một hệ thống gồm nhiều thiết bị được liên kết với nhau thông qua một bo mạch chủ, sự liên kết này được điều khiển bởi CPU và hệ thống phần mềm hướng dẫn, mỗi thiết bị trong hệ thống có một chức năng riêng biệt trong đó có ba thiết bị quan trọng nhất là CPU, Mainboard và bộ nhớ RAM . Trang 6 WB-Nguyeãn Vieát Haûi Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập 3. Nhiệm vụ của các thiết bị trong hệ thống máy tính . 1) Mainboard ( Bo mạch chủ ) z Mainboard đóng vai trò liên kết tất cả các thành phần của hệ thống lại với nhau tạo thành một bộ máy thống nhất + Các thành phần khác nhau chúng có tốc độ làm việc, cách thức hoạt động khác nhau nhưng chúng vẫn giao tiếp được với nhau là nhờ có hệ thống Chipset trên Mainboard điều khiển . 2) CPU ( Central Processing Unit ) - Vi xử lý z CPU là thành phần quan trọng nhất của máy tính, thực hiện các lệnh của chương trình khi phần mềm nào đó chạy, tốc độ xử lý của máy tính phụ thuộc chủ yếu vào linh kiện này, CPU là linh kiện nhỏ nhưng đắt nhất trong máy vi tính . 3) RAM ( Radom Access Memory ) - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên z RAM là bộ nhớ tạm thời, lưu các chương trình phục vụ trực tiếp cho CPU xử lý, tất cả các chương trình trước và sau khi xử lý đều được nạp vào RAM, vì vậy dung lượng và tốc độ truy cập RAM có ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ chung của máy . Trang 7 WB-Nguyeãn Vieát Haûi Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập 4) Case và bộ nguồn z Case : Là hộp máy để gắn các thành phần như Mainboard, các ổ đĩa, các Card mở rộng . z Nguồn : Thường đi theo Case, có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho Mainboard và các ổ đĩa hoạt động . 5) Ổ đĩa cứng HDD ( Hard Disk Drive ) z Là thiết bị lưu trữ chính của hệ thống, ổ cứng có dung lượng lớn và tốc độ truy cập khá nhanh, vì vậy chúng được sử dụng để cài đặt hệ điều hành và các chương trình ứng dụng, đồng thời nó được sử dụng để lưu trữ tài liệu , tuy nhiên ổ cứng là ổ cố định, không thuận tiện cho việc di chuyển dữ liệu đi xa . 6) Ổ đĩa CD ROM ( Hard Disk Drive ) z Là ổ đĩa lưu trữ quang học với dung lượng khá lớn khoảng 640MB, đĩa CD Rom gọn nhẹ dễ ràng di chuyển đi xa, tuy nhiên đa số các đĩa CD Rom chỉ cho phép ghi được 1 lần, ổ đĩa CD Rom được sử dụng để cài đặt phần mềm máy tính, nghe nhạc, xem phim v v 7) Ổ đĩa mềm FDD Trang 8 WB-Nguyeãn Vieát Haûi Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập z Đĩa mềm có thể đọc và ghi nhiều lần và dễ ràng di chuyển đi xa, tuy nhiên do dung lượng hạn chế chỉ có 1,44MB và nhanh hỏng nên ngày nay đĩa mềm ít được sử dụng mà thay vào đó là các ổ USB có nhiều ưu điểm vượt trội . 8) Bàn phím - Keyboard . z Bàn phím là thiết bị chính giúp người sử dụng giao tiếp và điều khiển hệ thống, trình điều khiển bàn phím do BIOS trên Mainboard điều khiển . 9) Chuột - Mouse. z Là thiết bị nhập bằng các giao diện đồ hoạ như hệ điều hành Window và một số phần mềm khác, trình điều khiển chuột do hệ điều hành Window nắm giữ . Trang 9 WB-Nguyeãn Vieát Haûi Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập 10) Card Video z Card Video là thiết bị trung gian giữa máy tính và màn hình, trên Card Video có bốn thành phần chính . + Ram : Lưu dữ liệu video trước khi hiển thị trên màn hình, bộ nhớ Ram của Card Video càng lớn thì cho hình ảnh có độ phân giải càng cao . + IC : DAC ( Digital Analog Conveter ) đây là IC đổi tín hiệu ảnh từ dạng số của máy tính sang thành tín hiệu tương tự . + IC giải mã Video + BIOS : Là trình điều khiển Card Video khi Window chưa khởi động . z Card Video có thể được tích hợp trực tiếp trên Mainboard 11) Màn hình Monitor Monitor CRT Monitor LCD z Màn hình Monitor hiển thị các thông tin về hình ảnh, ký tự giúp cho người sử dụng nhận được các kết quả xử lý của máy tính , đồng thời thông qua màn hình người sử dụng giao tiếp với máy tính để đưa ra các điều khiển tương ứng. z Hiện nay có hai loại màn hình phổ biến là CRT và màn hình LCD 4. Khái niệm về phần mềm z Phần mềm là tập hợp của tất cả các câu lệnh do các nhà lập trình viết ra để hướng máy tính làm một số việc cụ thể nào đó , không như các thiết bị điện tử khác, máy vi tính mà không có phần mềm thì nó không hoạt động gì cả . z Để có được phần mềm, các nhà lập trình phải sử dụng các ngôn ngữ lập trình để viết, ngôn ngữ lập trình là ngôn ngữ trung gian giữa ngôn ngữ giao tiếp của con người với ngôn ngữ máy, ngôn ngữ càng gần với ngôn ngữ con người thì gọi là ngôn ngữ bậc cao, càng gần ngôn ngữ máy gọi là ngôn ngữ bậc thấp . Trang 10 WB-Nguyeãn Vieát Haûi . WB-Nguyeãn Vieát Haûi Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập Sử dụng ngôn ngữ lập trình để điều khiển máy tính Thí dụ : Bạn hãy lập trình một đoạn mã để tạo dòng. 7 WB-Nguyeãn Vieát Haûi Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập 4) Case và bộ nguồn z Case : Là hộp máy để gắn các thành phần như Mainboard, các ổ đĩa, các. dụng để cài đặt phần mềm máy tính, nghe nhạc, xem phim v v 7) Ổ đĩa mềm FDD Trang 8 WB-Nguyeãn Vieát Haûi Trung tâm kỹ thuật quốc tế Hoàn Vũ Giáo trình kỹ thuật phần cứng toàn tập z Đĩa mềm