LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNHSự phát triển của máy tính được mô tả dựa trên sự tiến bộ của các công nghệ chế tạo các linh kiện cơ bản của máy tính như: bộ xử lý, bộ nhớ, các ngoại vi,
Trang 1LẮP RÁP VÀ CÀI ĐẶT MÁY TÍNH
GV: TRỊNH ĐỒNG THẠCH TRÚC
Cao đẳng Phát thanh – Truyền hình II
Trang 2TỔNG QUAN MÁY TÍNH
Lịch sử phát triển của máy tính
Sơ đồ khối máy tính
Trang 3MỤC TIÊU BÀI HỌC
1 Giải thích cấu trúc và nguyên lý hoạt động của máy tính
2 Hiểu biết các thành phần phần cứng của máy tính
3 Giải thích được các thành phần chính trên mainboard
4 Hiểu biết các công nghệ mới trên mainboard
5 Hiểu biết các thông số kỷ thuật của Ram, HDD
6 Giải thích được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của vi xử lý
7 Hiểu biết các công nghệ mới của vi xử lý
8 Hiểu biết quy trình lắp ráp hoàn chỉnh một hệ thống máy tính
9 Biết chuẩn đoán và xử lý những sự cố của hệ thống máy tính
Trang 4LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH
Sự phát triển của máy tính được mô tả dựa trên sự tiến
bộ của các công nghệ chế tạo các linh kiện cơ bản của máy tính như: bộ xử lý, bộ nhớ, các ngoại vi,…Ta có thể nói máy tính điện tử số trải qua bốn thế hệ liên tiếp Việc chuyển từ thế hệ trước sang thế hệ sau được đặc trưng bằng một sự thay đổi cơ bản về công nghệ.
Trang 5Máy tính ENIAC
Trang 6Thế hệ đầu tiên (1946-1957)
ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) là máy tính điện tử
số đầu tiên do Giáo sư Mauchly và người học trò Eckert tại Đại học Pennsylvania thiết kế vào năm 1943 và được hoàn thành vào năm 1946 Đây là một máy tính khổng lồ, dài 20 mét, cao 2,8 mét và rộng vài mét ENIAC bao gồm: 18.000 đèn điện tử, 1.500 công tắc tự động, cân nặng 30 tấn, và tiêu thụ 140KW giờ Nó có 20 thanh ghi 10 bit (tính toán trên số thập phân) Có khả năng thực hiện 5.000 phép toán cộng trong một giây Công việc lập trình bằng tay bằng cách đấu nối các đầu cắm điện và dùng các ngắt điện.
Trang 7Thế hệ thứ hai (nửa sau thập niên 50)
Công ty Bell đã phát minh ra transistor vào năm 1947 và do đó thế
hệ thứ hai của máy tính được đặc trưng bằng sự thay thế các đèn điện tử bằng các transistor lưỡng cực.
Trang 8Thế hệ thứ ba (sau 1960)
Sự xuất hiện của các mạch kết (mạch tích hợp - IC: Integrated Circuit) Các mạch kết độ tích hợp mật độ thấp (SSI: Small Scale Integration) có thể chứa vài chục linh kiện và kết độ tích hợp mật độ trung bình (MSI: Medium Scale Integration) chứa hàng trăm linh kiện trên mạch tích hợp.
Mạch in nhiều lớp xuất hiện, bộ nhớ bán dẫn bắt đầu thay thế bộ nhớ bằng xuyến từ Máy tính đa chương trình
và hệ điều hành chia thời gian được dùng.
Trang 9Thế hệ thứ tư (1972 - ????)
Thế hệ thứ tư được đánh dấu bằng các IC có mật độ tích hợp cao (LSI: Large Scale Integration) có thể chứa hàng ngàn linh kiện Các IC mật độ tích hợp rất cao (VLSI: Very Large Scale Integration) có thể chứa hơn 10 ngàn linh kiện trên mạch Hiện nay, các chip VLSI chứa hàng triệu linh kiện.
Trang 10SƠ ĐỒ KHỐI MÁY TÍNH
Các máy tính ngày nay có thiết kế nhỏ gọn với nhiều tính năng nhưng vẫn dựa trên cấu trúc nền tảng như các máy tính của thời kỳ đầu gồm các
phần chính là: khối thiết bị nhập, khối thiết bị xuất, khối xử lý, khối
Trang 13Để máy tính có thể hoạt động tốt cần có sự phối hợp của rất nhiều bộ phận với những chức năng riêng biệt Căn cứ vào vị trí kết nối: thiết bị nội vi và ngoại vi
Trang 14Thiết bị nhập (input devices)
Trang 15Thiết bị xuất (output devices)
Trang 16Thiết bị xử lý (process devices)
Trang 17Thiết bị nhớ và lưu trữ
Trang 18Thiết bị khác (other devices)
Trang 19CASE – THÙNG MÁY
Dùng để gắn kết và bảo vệ các thành phần linh kiện phần cứng giúp các thiết
bị hoạt động tốt và an toàn cũng như tạo vẻ mỹ quan cho hệ thống Thùng máy được thiết kế dựa trên cấu trúc của bo mạch chủ Hiện nay gồm chuẩn ATX và BTX…
Dùng để gắn kết và bảo vệ các thành phần linh kiện phần cứng giúp các thiết
bị hoạt động tốt và an toàn cũng như tạo vẻ mỹ quan cho hệ thống Thùng máy được thiết kế dựa trên cấu trúc của bo mạch chủ Hiện nay gồm chuẩn ATX và BTX…
Trang 21Cấu trúc thùng máy
Mặt trước có các chức năng như nút công tắt nguồn, nút khởi động nóng và các đèn tín hiệu nguồn, tín hiệu ổ cứng Nhưng đến đời Pentium IV mặt trước còn được tích hợp thêm một số chức năng như cổng giao tiếp USB, Audio…
Trang 22Cấu trúc thùng máy
Mặt sau của thùng máy gồm các loại jack cắm (thường gọi là cổng) Các thiết bị vào/ra (I/O) và thiết bị ngoại vi, thông qua dây nối vào các cổng để giao tiếp với thành phần bên trong của khối hệ thống
Trang 23Dây tín hiệu và đèn
Là phần quan trọng trong thùng máy, dùng để kết nối các tín hiệu như đèn ổ cứng, đèn báo tín hiệu nguồn và các nút khởi động… Đối với đời máy Pentium 4 thùng máy lại thêm một số chức năng như dây kết nối USB, dây mirophone nối ra mặt trước
Trang 24BỘ NGUỒN (POWER SUPPLY UNIT)
Máy tính sẽ không hoạt động nếu không có điện, thiết bị cung cấp điện cho máy tính gọi là bộ nguồn Bộ nguồn sẽ biến đổi dòng điện AC thành DC cung cấp cho hệ thống
Máy tính sẽ không hoạt động nếu không có điện, thiết bị cung cấp điện cho máy tính gọi là bộ nguồn Bộ nguồn sẽ biến đổi dòng điện AC thành DC cung cấp cho hệ thống
Tương tự như thùng máy, bộ nguồn dùng cho máy tính cũng có nhiều chủng loại ứng với mỗi loại bo mạch chủ khác nhau, phổ biến là ATX và BTX
Trang 25Phân loại bộ nguồn
Nguồn ATX cho phép tắt mở nguồn tự động bằng phần mềm/ thông qua mạng mà không phải sử dụng công tắc (với card mạng có tính năng Wake-on-LAN) Một số loại bộ nguồn ATX:
ATX: jack chính 20 chân (dùng cho Pentium III hoặc Athlon XP) ATX12V: jack chính 20 chân, dây phụ 4 chân (Pentium 4/ Athlon 64).
ATX12V 2.X: dây chính 24 chân, dây phụ 4 chân (Pentium 4 Socket 775 và các hệ thống Athlon 64, PCI-Express)
Trang 26Bảng so sánh các bộ nguồn chuẩn ATX
Trang 27Phân loại bộ nguồn
BTX: một chuẩn mới được thiết kế với các thành phần bên trong hoàn toàn khác với chuẩn ATX Chuẩn BTX được thiết kế tối ưu cho những công nghệ mới nhất hiện nay: SATA, USB 2.0 và PCI Express…
Trang 30Bộ dây nguồn
Trang 31Cách kiểm tra bộ nguồn
Cách kiểm tra bộ nguồn có hoạt động hay không: Dùng một dây dẫn nối chân thứ 14 (màu xanh lá) với chân 16 (hoặc chân màu đen bất kì), nếu quạt của bộ nguồn quay thì bộ nguồn còn hoạt động
Demo
Trang 32CHẨN ĐOÁN VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ NGUỒN
Hệ thống đôi khi khởi
động lại liên tục khi
vào giao diện Windows
Kiểm tra bộ nguồn và các yếu tố có liên quan
Khi cắm thiết bị vào
Front USB Port, máy
tính khởi động lại hoặc
dump treo máy
Nguồn điện không đảm bảo Chạm nguồn
Kiểm tra bộ nguồn, USB port, đổi port, kiểm tra dây kết nối
Trang 33Trên mainboard thường được tích hợp:
Chipset (chip cầu bắc và chip cầu nam)
Slot/ Socket để kết nối vi xử lý
Khe cắm bộ nhớ (RAM slot)
Khe cắm mở rộng (expansion card)
Kết nối nguồn (power connector)
là khung sườn của hệ thống
Là bo mạch điện tử chính làm nhiệm vụ cung cấp các kết nối vật lý và luận lý giữa tất cả các thiết bị trong hệ thống máy tính Có thể xem bo mạch chủ như
là khung sườn của hệ thống
Trang 34Giới thiệu các thành phần
Trang 35Các kiểu mainboard chính
Bo mạch không tích hợp là kiểu thiết kế chỉ có những thành phần cốt lõi Các thành phần khác sẽ được bổ sung thông qua các khe cắm mở rộng Được dùng cho những người có nhu cầu sử dụng máy tính đòi hỏi tốc độ nhanh mà những thiết bị tích hợp trên bo mạch chính thường không đáp ứng được
Bo mạch tích hợp được tích hợp thêm một số thiết bị khác để giảm chi phí sản xuất và giảm giá thành Thường được tích hợp các thiết bị như sound card, VGA card, LAN card…
Trang 36Bo mạch chuẩn ATX
Cho phép gắn các bo mạch mở rộng một cách dễ dàng và thuận tiện hơn Bộ nguồn sử dụng cho các bo mạch chuẩn ATX được gọi là nguồn ATX
Trang 37Bo mạch chuẩn BTX
Là chuẩn mới trên thị trường, thường dùng cho các hệ thống máy tính cá nhân cao cấp
Điểm đặc biệt của chuẩn BTX là sự sắp xếp lại vị trí của các thiết bị trên mainboard nhằm tạo ra sự lưu thông không khí tối ưu
Trang 38Hệ thống Bus (Bus system)
Trang 39Bus hệ thống (System Bus)
Là kênh truyền dữ liệu giữa CPU & bộ nhớ được thiết kế trên mainboard System Bus phụ thuộc vào số lượng các đường truyền dữ liệu (32, 64 bit…) và tốc độ xung nhịp của hệ thống (100Mhz, 133MHz…)
Tốc độ của kênh truyền hệ thống cao hơn so với tốc độ các kênh truyền ngoại vi nhưng lại chậm hơn kênh truyền tuyến sau Back Side Bus
Trang 40Bus tuyến trước (Front Side Bus)
Bus tuyến trước tiếp nhận các thông tin và truyền dữ liệu từ chip cầu bắc đến vi xử lý và ngược lại
Khi các thông tin dữ liệu truyền vào thì bus tuyến trước sẽ tiếp nhận và đưa vào vi xử lý để thực hiện việc xử lý
Trang 41Back Side Bus & Expansion Bus
Bus tuyến sau hoạt động trong phạm vi giữa cache L2 và vi xử lý Hay nói cách khác là đường truyền dữ liệu giữa cache L2 và vi xử lý
Bus mở rộng cho phép các thiết bị ngoại vi, các card mở rộng truy cập vào bộ nhớ một cách độc lập không cần thông qua vi xử lý, trong khi vi
xử lý đang thực hiện các tác vụ khác
Trang 42Tốc độ Bus và hệ số tỉ lệ
Tốc độ bus xác định tốc độ truyền thông tin qua bus, mỗi mainboard sẽ
có một tốc độ bus chuẩn cho toàn bộ hệ thống (gọi là xung nhịp chuẩn, xung clock) thường là 100MHz, 133MHz và 200MHz
Hệ số tỉ lệ tuỳ theo từng loại bus mà hệ số tỉ lệ bus sẽ khác nhau Ví dụ: FSB=Bus chuẩn x 4, DDR_SDRAM Memory Bus=Bus chuẩn x 2
Trang 43CÁC THÀNH PHẦN TRÊN MAINBOARD
Một mainboard thường được cấu tạo và tích hợp bởi nhiều thành phần linh kiện điện tử khác nhau Có thể chia làm các nhóm: khe mở rộng, I/O port, các chip điện tử, khe cắm bộ nhớ, các connectors, jumpers và đế cắm vi xử lý
Một mainboard thường được cấu tạo và tích hợp bởi nhiều thành phần linh kiện điện tử khác nhau Có thể chia làm các nhóm: khe mở rộng, I/O port, các chip điện tử, khe cắm bộ nhớ, các connectors, jumpers và đế cắm vi xử lý
Trang 44SƠ ĐỒ CHI TIẾT CỦA MAINBOARD
Trang 45Khe cắm mở rộng (expansion slot)
PCI (Peripheral Component Interconnect)
AGP (Accelerated Graphics Port)
PCI Express
Trang 46Khe cắm PCI
Peripheral Component Interconnect (PCI): là chuẩn khe cắm mở rộng cung cấp các đường truyền tốc độ cao giữa CPU với các thiết bị ngoại vi như: card màn hình, card mạng, card âm thanh…
Thông số kỹ thuật: hoạt động ở tần số 33Mhz, 66Mhz, 133Mhz với các đường truyền dữ liệu có băng thông 32bit/ 64bit
Trang 48Khe cắm PCI Express
PCIe: là chuẩn giao tiếp dùng cho card đồ họa của máy tính (thay cho giao diện AGP) mới phát triển sau này Đối với PCIe X16 có 164 pin.
Thông số kỹ thuật: PCIe có băng thông lớn so với các khe cắm AGP, PCI Đối với PCIe X1 thì băng thông là 2.5Gb/s (X1=250MB/s) mỗi chiều, còn đồng bộ thì tới 5.0Gb/s (X1 = 500MB/s).
Trang 49Khe cắm bộ nhớ RAM
Các loại module khe cắm
SIMM (Single Inline Memory Modules)
DIMM (Dual Inline Memory Modules)
RIMM (Rambus Inline Memory Modules)
SoDIMM (Small Outline Dual Inline Memory Modules)
Trang 50RAM:(Ramdom access memory – bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên): là
thiết bị không thể thiếu trong máy Nơi lưu trữ trạm thời các dữ liệu, chương trình trong quá trình hoạt động của máy tính Chip Ram là chip biến đổi (volatile) nên dữ liệu sẽ bị mất khi tắt máy
Trang 51DIMM Modules
SDR SDRAM (Single Data Rate Synchronous Dynamic RAM): có tốc độ bus từ 66/100/133/150MHz, tổng số pin là 168, với độ rộng bus là 64 bit, điện áp là 3.3V và giao tiếp theo dạng Modules DIMM
Trang 52DIMM Modules
DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic RAM): có tốc độ bus 200/266/333/400/433MHz, 64 bit dữ liệu, tổng số pin là 184, điện áp là 2.5V Chuẩn giao tiếp là Modules DIMM
Trang 54DIMM Modules
DDR III SDRAM (Double Data Rate III Synchronous Dynamic RAM): có tốc độ bus 800/1066/1333/1600 Mhz, số bit dữ liệu là 64, điện thế là 1.5v, tổng số pin là 240
Trang 55SoDIMM Modules
Trang 56CHẨN ĐOÁN VÀ XỬ LÝ SỰ CỐ RAM
Oxy hoá Các điểm tiếp xúc trên RAM
và slot bị oxy hoá do dòng điện và môi trường sau 1 thời gian sử dụng
Vệ sinh chân tiếp xúc (gôm) & khe cắm (xăng thơm và bàn chải)
Cháy chip / chân tiếp
xúc
Do lắp đặt sai, không sát, tháo lắp khi nguồn đang hoạt động
Thay thế thanh RAM khác
Trang 57Giao tiếp vi xử lý
Slot 1: Pentium II, Pentium III, Celeron
Slot 2: Pentium II Xeon, Pentium III Xeon
Slot A: các vi xử lý của hãng AMD
Socket: là đế cắm dạng hình chữ nhật
Trang 58Socket 370: Pentium III, Celeron
Socket A (462 pin): AMD Duron
Socket 423: Pentium IV
Socket 478: Pentium IV và Celeron
Socket 775: Pentium IV và CoreTM 2 Duo
Socket AM2 (939 pin): AMD Athlon 64
Socket 1366: CoreTM i7
Đế cắm vi xử lý
Trang 59Kết nối nguồn (power connectors )
ATX 20 Pin
ATX 24 Pin
Power Connectors: thành phần quan trọng dùng để cung cấp năng lượng cho tất cả các thiết bị trên mainboard
Trang 60CÁC KẾT NỐI TRÊN MAINBOARD
FDD (Floppy Disk Drive)
IDE (Integrated Drive Electronics)
SATA (Serial ATA )
SCSI (Small Computer System Interface)
Trang 61KẾT NỐI ATA/IDE VÀ FDD (Floppy Disk Drive)
ATA/IDE Là chuẩn kết nối CD/DVD, HDD với mạch điều khiển IDE trên mainboard, gồm 40 pin
IDE-FDD: Là chuẩn kết nối FDD với mạch điều khiển IDE trên mainboard gồm 34pin
Một sợi cáp IDE chỉ kết nối 2 thiết bị (Master và slave)
Tốc độ truyền dữ liệu cao nhất là 133MB/s
Trang 62Có thế mạnh về tốc độ, dung lượng, truyền tín hiệu xa hơn, an toàn hơn giúp SATA nhanh chóng thay thế giao diện Parallel ATA Loại này có 7 Pin
Có 3 loại tốc độ truyền dữ liệu là 150MB/s và 300MB/s, 600MB/s ứng với SATA I; SATA II; SATA III.
Một sợi cáp sata chỉ kết nối một thiết bị
KẾT NỐI SATA
Trang 63Là chuẩn cao cấp chuyên dùng cho Server, có tốc độ rất cao từ 10,000 vòng/phút, số chân 50 hoặc 68 Chủ yếu được dùng cho các thiết bị như:
ổ đĩa cứng, ổ đĩa quang, scanner… Thế mạnh của SCSI là khả năng kết nối liên tiếp (daisy-chain) 15 thiết bị khác nhau
Tốc độ truyền dữ liệu 320MB/s, 640MB/s
KẾT NỐI SCSI
Trang 64Jumpers
Jumper: được thiết kế bằng plastic nhỏ có tính chất dẫn điện dùng để cắm vào những mạch hở tạo thành mạch kín để thực hiện một nhiệm vụ nào đó.
Trang 65BIOS ROM & CMOS Battery
BIOS (Basic Input Output System): là một chương trình hệ thống được nhà sản xuất tích hợp trên mainboard thông qua 1 chip ROM, nhằm để quản lý và kiểm tra các thiết bị nhập xuất cơ sở của hệ thống
CMOS Battery: cục Pin, dùng để duy trì các thông số đã thiết lập trong BIOS/ CMOS Setup Utility
Trang 66Rear/ Back Panel
Trang 67GIỚI THIỆU CÁC CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP
Trên mainboard nhà sản xuất tích hợp thêm các công nghệ nhằm tăng cường sức mạnh, tính đa dạng, khả năng hỗ trợ và khai thác các công nghệ mới của những thiết bị tương ứng
Trang 68 RAID (Redundant Array of Independent Disks) Ban đầu, RAID được sử dụng như một giải
pháp phòng hộ vì nó cho phép ghi dữ liệu lên nhiều đĩa cứng cùng lúc Về sau, RAID đã
có nhiều biến thể cho phép không chỉ đảm bảo an toàn dữ liệu mà còn giúp gia tăng
đáng kể tốc độ truy xuất dữ liệu từ đĩa cứng Dưới đây là các loại RAID được dùng phổ biến : RAID0,RAID1,RAID0+1,RAID5…
Hiện tại bộ điều khiển RAID tích hợp thường gồm 2 loại chính: chip điều khiển gắn lên
Mainboard hoặc hỗ trợ sẵn từ trong chipset
Trang 69Dual Channel Technology
Công nghệ Dual Channel là gì ? Dual channel là công nghệ cho phép memory controller có thể mở rộng độ rộng của bus dữ liệu
từ 64 đến 128 bit.
Ví dụ:DDR2-800 – một thiết bị 64-bit, thì ta có tốc độ truyền tải
lý thuyết lớn nhất là 6400 MB/s (800 MHz x 64 / 8) Nên thường ghi trên thanh Ram PC2-6400 Vậy nếu sử dụng công nghệ Dual channel thì tốc độ truyền tải lý thuyết nó là 12800MB/s