Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 5: Các thiết bị ngoại vi (2016)

Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 5: Các thiết bị ngoại vi cung cấp cho người học các kiến thức: Các thiết bị nhập, xuất dữ liệu; các thiết bị lưu trữ dữ liệu. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

CÂU TRUC MAY TINH CHƯƠNG 5: CÁC THIẾT BỊ NGOẠI VI Nôi dung cua chương 5.1 Các thiết bị nhập, xuất liệu 5.2 Các thiết bị lưu trữ liệu 5.1 Các thiết bị nhập, xuất liệu  Các thiết bị nhập Bàn phím  Bàn phím thiết bị nhập thơng tin vào cho máy tính xử lý, thơng tin từ bàn phím ký tự, số lệnh điều khiển  Bàn phím thiết bị giúp người sử dụng giao tiếp điều khiển hệ thống, chương trình điều khiển bàn phím nằm BIOS (trên Mainboard) Bàn phím (tiếp) Bàn phím (tiếp) Chuột  Chuột thiết bị xác định nhập thao tác tới máy tính:  Thiết bị dịch chuyển tay tạo dịch chuyển tương ứng trỏ hình  Khi trỏ dịch chuyển tới vị trí/biểu tượng mong muốn, việc bấm nút chuột, thông tin vị trí nhập vào, thao tác tương ứng với biểu tượng vị trí thực  Chuột không nhập liệu trực tiếp bàn phím  Chuột hỗ trợ thao tác giao diện đồ họa  Chương trình điều khiển chuột nằm hệ điều hành Chuột (tiếp)  Chuột bi: Chuyển đổi xoay bi thành di chuyển trỏ hình  Thành phần  Một viên bi cao su  Hai trục nhựa đặt vng góc, trục gắn với bánh nhựa có đục lỗ  Bộ cảm biến gồm Diode phát quang đèn thu quang  Chíp giải mã  Các cơng tắc để nhấn phím chuột trái hay phím chuột phải Chuột bi (tiếp) Bản mạch thiết bị chuột Bộ cảm biến Bánh Chuột bi (tiếp)  Viên bi tỳ vào hai trục nhựa, di chuột viên bi quay làm cho hai trục xoay, bánh xoay theo  Bánh lồng cảm biến, diode phát quang phát ánh sáng hồng ngoại chiếu qua bánh nhựa đục lỗ, chiếu vào đèn thu quang, bánh xoay ánh sáng chiếu vào đèn thu quang bị ngắt quãng  Đèn thu quang nhận xung ánh sáng Tốc độ xung liên hệ trực tiếp với tốc độ di chuyển khoảng cách di chuyển chuột  Chip xử lý mạch chuột đọc xung ánh sáng từ cảm biến hồng ngoại đổi thành liệu nhịphân mà máy tính hiểu Chip gửi liệu nhị phân đến máy tính thơng qua dây chuột Các chuẩn giao diện ổ cứng  Chuẩn giao tiếp ST506  Là giao tiếp loại tuần tự, tốc độ thấp  Chuẩn ESDI (Enhanced Small Device Interface)  Là hệ sau ST506 có tốc độ cao hơn.(24Mbit/sec)  Chuẩn giao tiếp IDE (Intelligent Drive Electronics)  Còn gọi ATA1,ATA2 ( AT Attachment), sử dụng cáp nguồn chân cáp liệu 40 chân  Chuẩn E-IDE (Enhanced IDE) chuẩn nâng cao IDE gồm: Các chuẩn giao diện ổ cứng Chuẩn (có thể có nhiều tên) Tốc độ Miêu tả IDE (ATA/ATA1) Tốc độ từ 2.1 MB/giây đến 8.3 MB/giây Là chuẩn cho ổ cứng IDE Độ lớn tối đa 528 MB Hỗ trợ chế độ truyền PIO DMA ATA-2/ Fast ATA Tốc độ tối đa 16.6 MB/giây Phá vỡ ngưỡng 528 MB Cho phép tối đa bốn ổ đĩa IDE Hỗ trợ chế độ truyền PIO DMA Ultra ATA Fast ATA-2 Ultra DMA DMA/33 Tốc độ tối đa 33.3 MB/giây Định nghĩa chế độ DMA hỗ trợ chế độ PIO chậm Ultra ATA/66 Ultra DMA/66 Tốc độ tối đa 66.6 MB/giây Sử dụng cáp 80 dây, cung cấp đường bổ sung để nâng cao tính tồn vẹn tín hiệu Ultra ATA/100 Tốc độ tối đa 100 MB/giây Sử dụng cáp 80 dây Ultra ATA/133 Tốc độ tối đa 133 MB/giây Sử dụng cáp 80 dây, hỗ trợ ổ cứng lớn 137GB ATA/ATAPI-6 Tốc độ tối đa 133 MB/giây Một phần chuẩn ATA/133, hỗ trợ ổ cứng lớn 137 GB  Chế độ PIO (Programme Input/Output) cho phép ổ đĩa điều khiển IDE sử dụng ghi xử lý để trao đổi liệu nhiều mức tốc độ khác  Chế độ DMA (Direct Memory Access) cho phép đĩa cứng trao đổi liệu trực tiếp với nhớ hệ thống Chuẩn cắm IDE Chuẩn giao tiếp IDE Đầu nối IDE bo mạch chủ Dây dẫn điện Cáp liệu IDE 40 chân Đầu nối cho ổ đĩa thứ hai Ổ cứng Hình 7-1 Một hệ thống ổ đĩa cứng máy tính cá nhân (PC – Personal Computer) IDE: Integrated Drive Electronics Các chuẩn giao diện ổ cứng  SATA (SERIAL ATA)  Vào năm 1999, số công ty gồm: APT Technologies, Dell, IBM, Intel, Maxtor, Quantum Seagate Technologies định hợp tác thiết kế chuẩn giao tiếp Serial Advanced Technology Attachment (Serial ATA) cho ổ cứng thiết bị ATA Packet Interface (ATAPI)  Serial ATA dùng điện áp thấp, đầu chân cắm nhỏ gọn dây  Serial ATA đạt tốc độ  SATA I: 150Mbps  SATA II: 300Mbps 600Mbps  Chuẩn SCSI (Small Computer System Interface)  Có tốc độ cao IDE phức tạp đắt tiền  SCSI có nhiều tốc độ 40, 80, 160, 320 MBps  Hiện phổ biến 160 320Mbps  Chủ yếu sử dụng SERVER Cáp ổ đĩa SATA Các nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ ổ đĩa cứng  Rotation Speed (Tốc độ quay): Đĩa quay nhanh tốc độ truyền cao đĩa ồn nóng  Sector per track (Số Sector Track): Các đĩa đại sử dụng cỡ Track khác Phần rìa đĩa có nhiều chỗ trống cho Sector phần  Seek time (Thời gian tìm kiếm): Thời gian tìm nhanh xuất đầu từ chuyển trực tiếp từ track sang track  Head switch time (Thời gian chuyển đầu từ): Đo thời gian trung bình ổ đĩa phải bỏ để chuyển số đầu từ đọc hay ghi liệu  Cylinder switch time (Thời gian chuyển từ trụ): thời gian tiêu tốn trung bình để chuyển đầu từ từ track sang track đọc hay ghi liệu  Rotation latency (Góc quay trễ): sau đầu từ đặt track xác định, phải đợi Sector yêu cầu Thời gian đợi gọi góc quay trễ đo ms Các nhân tố ảnh hưởng đến tốc độ ổ đĩa cứng  Data access time (Thời gian truy cập liệu): Là tổng thời gian tìm, thời gian chuyển đầu từ, góc quay trễ Thời gian truy cập liệu đo ms  Bộ nhớ đệm (Cache) đĩa: Bộ nhớ đệm Cache thường dùng để ghi đọc liệu  Transfer rate (Tốc độ truyền): Dữ liệu ghi vật lý lên đĩa cứng số phương pháp khác  Interleaving (hệ số đan xen đĩa cứng): đánh số thứ tự cho sector,các nhà sản xuất không đánh số cách liên tục mà đan xen vào sector liên tiếp số sector, sau tiếp tục đánh số cho sector Set jumper RAID_Redundant Array of Independent Disks  Công nghệ cho phép tăng hiệu khả chịu lỗi hệ thống cách sử dụng nhiều đĩa cứng để lưu khôi phục liệu có cố  Tăng hiệu năng: Xắt lát" đĩa (disk stripping) - phân tán nhiều bytes nhiều nhóm bytes nhiều đĩa cứng, có nhiều đĩa cứng thực thao tác đọc (reading) ghi (writing) đồng thời  Tăng khả chịu lỗi: Tạo đĩa ảnh (disk mirroring) tái tạo liệu theo phương thức kiểm tra chẵn lẻ (parity checking) RAID_Redundant Array of Independent Disks  Công nghệ RAID sử dụng điều khiển đĩa đặc biệt có hỗ trợ chức RAID Khi ổ đĩa bị hư, ta thay ổ đĩa Bộ điều khiển RAID (RAID controller) tự động tái xây dựng liệu cho ổ đĩa  Công nghệ RAID ban đầu thiết kế chuyên dùng cho server (máy chủ) hệ thống lưu trữ chuyên biệt (Stand-alone disk storage system)  Ngày nay, tất máy tính để bàn (desktop PC) chuyển thành hệ thống RAID cách gắn thêm RAID Controller Card (Card Điều khiển RAID) số lượng thích hợp ổ đĩa cứng IDE SCSI Các mức RAID  RAID0  RAID1 …  RAID6 RAID  RAID mức hay gọi RAID0:  Dữ liệu phân tán nhiều đĩa (ít đĩa) nên khơng hỗ trợ khả chịu lỗi khơng có đĩa dự phòng RAID  RAID mức hay gọi RAID1:phương pháp tạo đĩa ảnh (mirroring)  Sử dụng đĩa cứng làm đĩa dự phòng cho đĩa chính, lưu tồn nội dung đĩa RAID ... dung cua chương 5.1 Các thiết bị nhập, xuất liệu 5.2 Các thiết bị lưu trữ liệu 5.1 Các thiết bị nhập, xuất liệu  Các thiết bị nhập Bàn phím  Bàn phím thiết bị nhập thơng tin vào cho máy tính xử... 5.1 Các thiết bị nhập, xuất liệu  Thiết bị xuất liệu:  Thiết bị xuất (Out): Chuyển đổi liệu máy tính xử lý sang dạng liệu người hiểu  Dữ liệu hiển thị (bản mềm): biểu diễn hình thiết bị ... 1280x1024 Máy in  Nhiệm vụ:  Là thiết bị xuất liệu từ máy tính tạo hardcopy (bản in giấy)  Phân loại:  Máy in ma trận điểm: Dot Matrix  Máy in phun Laser: Laser Jet  Máy in phun màu: InkJet Máy