Giáo trình mô đun Cấu trúc máy tính (Nghề Kỹ thuật lắp ráp, sửa chữa máy tính Trình độ trung cấp)

BM/QT10/P.ĐTSV/04/04 Ban hành lần: UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: CẤU TRÚC MÁY TÍNH NGHỀ: KỸ THUẬT LẮP RÁP, SỬA CHỮA MÁY TÍNH TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐKTCN ngày…….tháng….năm Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA – VŨNG TÀU TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập nghiên cứu cho giảng viên học sinh nghề Kỹ thuật lắp ráp, sửa chữa máy tính trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ Bà Rịa – Vũng Tàu Chúng thực biên soạn tài liệu Cấu trúc máy tính Tài liệu biên soạn thuộc loại giáo trình phục vụ giảng dạy học tập, lưu hành nội nhà trường nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Cấu trúc máy tính mơn học chun mơn Mục đích giáo trình Cấu trúc máy tính nhằm chuẩn hóa tài liệu giảng dạy học tập cho học sinh trung cấp, đồng thời tài liệu tham khảo chuyên ngành khác lĩnh vực công nghệ thông tin, Kỹ thuật lắp ráp, sửa chữa máy tính Mục xây dựng biên soạn sở Chương trình khung đào tạo nghề Kỹ thuật lắp ráp, sửa chữa máy tính Hiệu trưởng trường Cao đẳng kỹ thuật công nghệ Bà Rịa - Vũng Tàu phê duyệt Giáo trình Cấu trúc máy tính dùng để giảng dạy trình độ trung cấp biên soạn theo nguyên tắc quan tâm đến: tính định hướng thị trường lao động, tính hệ thống khoa học, tính ổn định linh hoạt, hướng tới liên thông, chuẩn đào tạo nghề khu vực giới, tính đại sát thực với thực tế Nội dung giáo trình gồm chương: Chương I : Bảo hộ lao động Chương II : Vệ sinh lao động sản xuất Chương III: Kỹ thuật an toàn điện Chương IV: Kỹ thuật an toàn liệu điện Áp dụng việc đổi phương pháp dạy học, giáo trình biên soạn phần lý thuyết thực hành Giáo trình biên soạn theo hướng mở, kiến thức rộng cố gắng tính ứng dụng nội dung trình bày Trên sở tạo điều kiện để giáo viên học sinh, sinh viên sử dụng thuận tiện việc giảng dạy làm tài liệu học tập, tham khảo nghiên cứu Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi sai sót, ban biên soạn mong góp ý thầy cô, học sinh, sinh viên bạn đọc để giáo trình hồn thiện Bà Rịa - Vũng Tàu, ngày tháng năm ……… Tham gia biên soạn Chủ biên: Phạm Đình Trịnh MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Cấu trúc máy tính Mã mơn học: MH12 Vị trí, tính chất vai trị mơn đun: - Vị trí: mơ đun mơn học sở chun ngành bố trí sau sinh viên học xong môn đun Tin học học trước mơn lắp ráp cài đặt máy tính môn học sở chuyên ngành đào tạo chuyên môn nghề - Tính chất: Là mơn học chun ngành bắt buộc - Vai trị mơn học: Là sở ngành trang bị nhũng kiến thức thành phần máy tính Mainboard, CPU, Ram, Ổ cứng, Ổ CD/DVC, Card mạng, Card hình, Màn hình… cách thức, chế hoạt động chúng Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Trình bày lịch sử máy tính, hệ máy tính cách phân loại máy tính + Trình bày thành phần kiến trúc máy tính, tập lệnh Các kiểu kiến trúc máy tính: mơ tả kiến trúc, kiểu định vị + Trình bày cấu trúc xử lý trung tâm: tổ chức, chức nguyên lý hoạt động phận bên xử lý Mô tả diễn tiến thi hành lệnh mã máy số kỹ thuật xử lý thông tin: ống dẫn, siêu ống dẫn, siêu vơ hướng + Trình bày chức nguyên lý hoạt động cấp nhớ + Trình bày phương pháp an tồn liệu thiết bị lưu trữ - Về kỹ năng: Vận dụng kiến thức học chọn thiết bị cho máy tính bàn hồn chỉnh đáp ứng nhu cầu người sử dụng - Về lực tự chủ trách nhiệm: Có thể làm việc cách độc lập hay làm việc theo nhóm Nội dung môn học: CHƯƠNG 1: MỞ DẦU Mã chương : 12.01 Giới thiệu : Trong chương giới thiệu lịch sử máy tính, cách phân loại máy tính theo công dụng hay chức năng, khái niệm thông tin, liệu hệ thống số cách biểu diễn thơng tin Mục tiêu : - Trình bày khái niệm máy tính -Trình bày ngun lý xây dựng máy tính - Trình bày lịch sử phát triển máy tính - Trình bày thành phần máy vi tính - Trình bày thành tựu máy tính - Phân biệt loại máy tính Nội dung chính: 1.Những khái niệm 1.1 Máy tính Máy tính công cụ cho phép xử lý thông tin cách tự động theo chương trình (program) lập sẵn từ trước Mục đích làm việc máy tính xử lý thơng tin, chương trình lập sẵn quy định máy tính tiến hành xử lý thơng tin Chương trình dãy lệnh (tập lệnh: set of instructions) theo trình tự định để thực cơng việc bước theo ý muốn người lập trình Như vậy, chương trình tập thị để lệnh cho máy tính thực cơng việc nhằm đạt đến mục tiêu hay kết việc thực chương trình Muốn máy tính thực chương trình tự động máy tính phải có chức “nhớ” tập lệnh chương trình 1.2 Các nguyên lý xây dựng phân loại máy tính 1.2.1 Các nguyên lý xây dựng máy tính điện tử Máy tính làm việc thông qua chuyển động phận khí, điện tử (electron), photon, hạt lượng tử hay tượng vật lý khác biết Mặc dù máy tính xây dựng từ nhiều cơng nghệ khác song gần tất máy tính máy tính điện tử Máy tính trực tiếp mơ hình hóa vấn đề cần giải quyết, khả vấn đề cần giải mô gần giống với tượng vật lý khai thác Ví dụ, dịng chuyển động điện tử sử dụng để mơ hình hóa chuyển động nước đập Những máy tính tương tự (analog computer) giống phổ biến thập niên 1960 cịn Trong phần lớn máy tính ngày nay, trước hết, vấn đề chuyển thành yếu tố tốn học cách diễn tả thơng tin liên quan thành số theo hệ nhị phân (hệ thống đếm dựa số hay gọi hệ đếm số 2) Sau đó, tính tốn thơng tin tính tốn đại số Boole (Boolean algebra) Các mạch điện tử sử dụng để miêu tả phép tính Boole Vì phần lớn phép tính tốn học chuyển thành phép tính Bool nên máy tính điện tử đủ nhanh để xử lý phần lớn vấn đề tốn học (và phần lớn thơng tin vấn đề cần giải chuyển thành vấn đề toán học) [cần nguồn] dẫn Ý tưởng này, nhận biết nghiên cứu Claude E Shannon - người làm cho máy tính kỹ thuật số (digital computer) đại trở thành thực Máy tính khơng thể giải tất vấn đề toán học Alan Turing sáng tạo khoa học lý thuyết máy tính đề cập tới vấn đề mà máy tính hay khơng thể giải Khi máy tính kết thúc tính tốn vấn đề, kết hiển thị cho người sử dụng thấy thông qua thiết bị xuất như: bóng đèn, hình, máy in, máy chiếu Những người sử dụng máy tính, đặc biệt trẻ em, thường cảm thấy khó hiểu ý tưởng máy tính máy, khơng thể "suy nghĩ" hay "hiểu" hiển thị Máy tính đơn giản thi hành tìm kiếm khí bảng màu đường thẳng lập trình trước, sau thơng qua thiết bị đầu (màn hình, máy in, ) chuyển đổi chúng thành ký hiệu mà người cảm nhận thơng qua giác quan (hình ảnh hình, chữ văn in ra) Chỉ có não người nhận thức ký hiệu tạo thành chữ hay số gắn ý nghĩa cho chúng Trong quan điểm máy tính thứ mà "nhận thấy" (kể máy tính coi có khả tự nhận biết) hạt electron tương đương với số Xem thêm trí tuệ nhân tạo (artificialintelligence) robot 1.2.2 Phân loại máy tính 1.2.2.1 Theo kích thước, cơng dụng ( tính giá tiền) - Siêu máy tính 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) - Siêu máy tính cỡ nhỏ Siêu máy tính cỡ nhỏ (minisupercomputers) dịng máy tính xuất vào thập kỉ 1980 Khi việc tính tốn khoa học dùng xử lí vector trở nên phổ biến hơn, nhu cầu sử dụng hệ thống giá thành thấp để dùng cấp độ phòng ban thay cấp độ doanh nghiệp mang đến hội cho nhà kinh doanh máy tính bước vào thị trường Nhìn chung, mục tiêu giá máy tính nhỏ 1/10 siêu máy tính lớn Đặc trưng máy tính kết hợp xử lí vector đa xử lí cỡ nhỏ (small-scale) Sự xuất máy trạm khoa học với giá thấp dựa vi xử lí với đơn vị dấu chấm động (floating point unit, FPU) hiệu cao vào thập kỉ 1990 (nhưR8000 hãng MIPS POWER2 hãng IBM) xố bỏ nhu cầu dịng máy tính - Mainframe Máy tính lớn (tiếng Anh: Mainframe) loại máy tính có kích thước lớn sử dụng chủ yếu công ty lớn ngân hàng, hãng bảo hiểm để chạy ứng dụng lớn xử lý khối lượng lớn liệu kết điều tra dân số, thống kê khách hàng doanh nghiệp, xử lý giao tác thương mại Hiện thị trường máy tính lớn IBM chiếm 99%, với máy IBM ZSeries (hệ điều hành MVS) Z có nghĩa Zero, Zero downtime, có nghĩa máy hoạt động 24/24 ngày, 7/7 ngày tuần, 365/365 ngày không ngừng So với máy tính loại nhỏ máy tính cá nhân, máy tính lớn xe tăng: vững chắc, nhận hàng ngàn lệnh lúc Ví dụ máy IBM Z9 (2008) cài 20 processor đáp ứng 8000.000.000 (8 tỉ) lệnh giây - Máy chủ doanh nghiệp Là hệ thống máy tính chủ yếu dùng để phục vụ cho doanh nghiệp lớn Ví dụ loại máy chủ máy chủ web, máy chủ in ấn, máy chủ sở liệu Tính chất chủ yếu để phân biệt máy chủ doanh nghiệp tính ổn định cố ngắn hạn gây thiệt hại việc mua cài đặt hệ thống Lấy ví dụ, hệ thống máy tính thị trường chứng khốn cấp quốc gia có trục trặc, cần ngưng hoạt động vịng vài phút cho thấy việc thay toàn hệ thống hệ thống đáng tin cậy giải pháp tốt - Máy trạm (workstation) +Thẻ microSD: thương mại hóa tồn giới vào năm 2008 với kích thước 15 × 11 × 0.7mm (nhỏ móng tay cái) nhỏ thẻ miniSD , thẻ nhớ microSD phổ biến thiết bị Smartphone, máy nghe nhạc, máy ảnh…Thẻ nhớ microSD chứa 2GB thẻ microSDHC lưu trữ 32GB dung lượng Hình 5.20 Thẻ nhớ SDXC +Thẻ nhớ SDXC: Thẻ nhớ SDXC chứa đến 128GB dung lượng Dòng thẻ cần khe cắm thẻ SDXC chuyên dụng để truyền tải liệu Hình 5.21 Thẻ nhớ xD +Thẻ nhớ xD: Dịng thẻ phổ biến dùng lưu trữ hình máy ảnh thương hiệu máy ảnh định Vì khơng phải thẻ nhớ xD 112 hỗ trợ với tất máy ảnh, bạn nên kiểm tra kỹ thiết bị mua Thẻ xD có nhiều định dạng M, H M+ 3.2.3 Thẻ nhớ CompactFlash (CF) Hình 5.22 Thẻ nhớ CompactFlash Trên thị trường có vài dịng máy ảnh máy quay phim sử dụng loại thẻ nhớ CF với dung lượng lên tới 64GB, phổ biến thẻ có dung lượng từ 16GB trở xuống Vì thẻ CompactFlash có tốc độ truyền tải đọc/ghi độ bền cao nhiều so với thẻ SD nên thích hợp dành cho người dùng chuyên nghiệp đặc biệt nhiếp ảnh gia, người quay phim 3.3 Khái niệm chuẩn tốc độ - Speed X: Speed X cách đo tốc độ cho chuẩn thẻ SD/ MicroSD Tốc độ speed X hiển tốc độ đọc cao điều kiện tốt 1x speed = 150KB/s VD: Trên thẻ nhớ ghi tốc độ 45x, hiểu tốc độ đọc cao thẻ nhớ 45 x 150 = 6.75MB/s - Speed Class: Speed Class cấp độ tốc độ thẻ nhớ, cách tính tốc độ chuẩn ngược với Speed X chỗ đo tốc độ ghi tối thiểu Nghĩa tốc độ ghi thấp phải đạt 113 VD: Trên thẻ ghi Class đồng nghĩa với tốc độ ghi tối thiểu 2MB/s - UHS Speed Class: Đây chuẩn tốc độ cho công nghệ thẻ SD3.0 với tốc độ mức độ hỗ trợ cực cao cho ảnh lớn (RAW) phim có độ phân giải cực cao Tốc độ giao tiếp liệu chuẩn UHS đạt tới: UHSI ~ 10MB/s; UHS-III ~ 30MB/s Băng từ Băng từ có công nghệ với đĩa từ khác đĩa từ hai điểm: Việc thâm nhập vào đĩa từ ngẫu nhiên việc thâm nhập vào băng từ Như việc tìm thơng tin băng từ nhiều thời gian việc tìm thơng tin đĩa từ - Đĩa từ có dung lượng hạn chế cịn băng từ gồm có nhiều cuộn băng lấy khỏi máy đọc băng nên dung lượng băng từ lớn (hàng trăm GB) Với chi phí thấp, băng từ cịn dùng rộng rãi việc lưu trữ liệu dự phòng Các băng từ có chiều rộng thay đổi từ 0,38cm đến 1,27 cm đóng thành cuộn chứa hộp bảo vệ Dữ liệu ghi băng từ có cấu trúc gồm số rãnh song song theo chiều dọc băng Có hai cách ghi liệu lên băng từ: Ghi nối tiếp: với kỹ thuật ghi xoắn ốc, liệu ghi nối tiếp rãnh băng từ, kết thúc rãnh, băng từ quay ngược lại, đầu từ ghi liệu rãnh với hướng ngược lại Quá trình ghi tiếp diễn đầy băng từ Ghi song song: để tăng tốc độ đọc-ghi liệu băng từ, đầu đọc - ghi đọc-ghi số rãnh kề đồng thời Dữ liệu ghi theo chiều dọc băng từ khối liệu xem ghi rãnh kề Số rãnh ghi đồng thời băng từ thông thường rãnh (8 rãnh liệu - 1byte rãnh kiểm tra lỗi) Các chuẩn BUS 114 Số lượng chủng loại phận vào/ra không cần định trước hệ thống xử lý thông tin Điều giúp cho người sử dụng máy tính dùng phận vào/ra đáp ứng yêu cầu họ Vào/ra giao diện phận (thiết bị) kết nối vào hệ thống Nó xem bus nới rộng dùng để kết nối thêm ngoại vi vào máy tính Các chuẩn làm cho việc nối kết ngoại vi vào máy tính dễ dàng; vì, nhà thiết kế-sản xuất máy tính nhà thiết kế-sản xuất ngoại vi thuộc công ty khác Sự tồn chuẩn bus cần thiết Như vậy, nhà thiết kế máy tính nhà thiết kế ngoại vi tơn trọng chuẩn bus ngoại vi kết nối dễ dàng vào máy tính Chuẩn bus vào/ra tài liệu quy định cách kết nối ngoại vi vào máy tính Các máy tính q thơng dụng chuẩn bus vào/ra chúng xem chuẩn cho hãng khác (ví dụ: trước đây, UNIBUS máy PDP 11, chuẩn bus máy IBM PC, AT chuẩn hãng Intel liên quan đến máy vi tính) Các chuẩn bus phải quan chuẩn ISO, ANSI IEEE công nhận 5.1 Bus nối ngoại vi vào xử lý nhớ Trong máy tính, xử lý nhớ liên lạc với ngoại vi bus Bus hệ thống dây cáp nối (khoảng 50 đến 100 sợi cáp riêng biệt) nhóm cáp định nghĩa chức khác bao gồm: đường liệu, đường địa chỉ, dây điều khiển, cung cấp nguồn Dùng bus có ưu điểm giá tiền thấp dễ thay đổi ngoại vi Người ta gỡ bỏ ngoại vi thêm vào ngoại vi cho máy tính dùng hệ thống bus Giá tiền thiết kế thực hệ thống bus rẻ, nhiều ngã vào/ra chia sẻ số đường dây đơn giản Tuy nhiên, điểm thất lợi bus tạo nghẽn cổ chai, điều làm giới hạn lưu lượng vào/ra tối đa Các hệ thống máy tính dùng cho quản lý phải dùng thường xuyên ngoại vi, nên khó khăn phải có hệ thống bus đủ khả phục vụ xử lý việc liên hệ với ngoại vi 115 Một lý khiến cho việc thiết kế hệ thống bus khó khăn tốc độ tối đa bus bị giới hạn yếu tố vật lý chiều dài bus số phận mắc vào bus Các bus thường có hai loại: bus hệ thống nối xử lý với nhớ (system bus, Front Side Bus-FSB) bus nối ngoại vi (bus vào/ra - I/O bus) (hình 5.19) Bus vào/ra có chiều dài lớn có khả nối kết với nhiều loại ngoại vi, ngoại vi có lưu lượng thơng tin khác nhau, định dạng liệu khác Bus kết nối xử lý với nhớ ngắn thường nhanh Trong giai đoạn thiết kế bus kết nối xử lý với nhớ, nhà thiết kế biết trước linh kiện phận mà ông ta cần kết nối lại, nhà thiết kế bus vào/ra phải thiết kế bus thoả mãn nhiều ngoại vi có mức trì hỗn lưu lượng khác (xem hình 5.18) Hình 5.23 Hệ thống bus máy tính Hiện nay, số hệ thống máy tính, bus nối ngoại vi phân cấp thành hai hệ thống bus Trong đó, bus tốc độ cao (high-speed bus) hỗ trợ kết nối thiết bị tốc độ cao SCSI, LAN, Graphic, Video, hệ thống bus mở rộng (expansion bus) thiết kế để kết nối với ngoại vi yêu cầu tốc độ thấp như: modem, cổng nối tiếp, cổng song song, Giữa hai hệ thống bus 116 nối ngoại vi tổ chức hệ thống bus phân cấp giao diện đệm (hình 5.19) Hình 5.24: Hệ thống bus phân cấp Hình 5.25 Bảng biểu diễn tốc độ liệu ngoại vi 117 Bảng 5.3 Các lựa chọn yếu cho bus Ta có nhiều lựa chọn việc thiết kế bus, bảng 5.3 Trong bảng 5.3 có khái niệm sau liên quan đến chủ nhân bus - phận khởi động tác vụ đọc viết bus Ví dụ xử lý chủ nhân bus Một bus có nhiều chủ nhân có nhiều xử lý, ngoại vi khởi động tác vụ có dùng bus Nếu có nhiều chủ nhân bus phải có chế trọng tài để định chủ nhân quyền chiếm lĩnh bus Một bus có nhiều chủ, cấp dãi thơng rộng (bandwidth) cách sử dụng gói tin thay dùng bus cho tác vụ riêng lẻ Kỹ thuật sử dụng gói tin gọi phân chia nhỏ tác vụ (dùng bus chuyển gói) Một tác vụ đọc phân tích thành tác vụ yêu cầu đọc (tác vụ chứa địa cần đọc), tác vụ trả lời nhớ (chứa thông tin cần đọc) Mỗi tác vụ có nhãn cho biết loại tác vụ Trong kỹ thuật phân chia nhỏ tác vụ, 118 nhớ đọc thông tin địa xác định bus dành cho chủ khác Bus hệ thống bus đồng bộ, gồm có xung nhịp đường dây điều khiển, nghi thức cho địa số liệu xung nhịp Do có khơng có mạch logic dùng để định hành động cần thực hiện, nên bus đồng vừa nhanh, vừa rẻ tiền Trên bus này, tất phải vận hành với xung nhịp Ngược lại, bus vào/ra thuộc loại bus bất đồng bộ, bus xung nhịp đồng hệ thống bus Thay vào có nghi thức bắt tay với quy định riêng thời gian, dùng phận phát phận thu bus Bus bất đồng dễ thích ứng với nhiều ngoại vi cho phép nối dài bus mà lo ngại đến vấn đề đồng Bus bất đồng dễ thích ứng với thay đổi công nghệ 5.2 Giao tiếp xử lý với phận nhập xuất Bộ xử lý dùng cách để liên lạc với phận vào ra: Cách thứ nhất, thường dùng: cách dùng vùng địa nhớ làm vùng địa ngoại vi Khi đọc hay viết vào vùng địa nhớ liên hệ đến ngoại vi Cách thứ hai, dùng mã lệnh riêng biệt cho vào/ra (tức có lệnh vào/ra riêng, không trùng với lệnh đọc hay viết vào ô nhớ) Trong trường hợp này, xử lý gởi tín hiệu điều khiển cho biết địa dùng ngoại vi Vi mạch Intel 8086 máy IBM 370 ví dụ xử lý dùng lệnh vào/ra riêng biệt Dù dùng cách để định vị vào/ra phận vào/ra có ghi để cung cấp thông tin trạng thái điều khiển Bộ phận vào/ra dùng bit trạng thái “sẵn sàng" để báo cho xử lý sẵn sàng nhận số liệu Định kỳ xử lý xem xét bít để biết phận vào có sẵn sàng hay khơng Phương pháp phương pháp thăm dò (polling) Và nhược điểm phương pháp làm thời gian xử lý định kỳ phải thăm dị tính sẵn sàng thiết bị ngoại vi Điều nhận thấy từ lâu dẫn 119 đến phát minh ngắt quãng (interrupt) để báo cho xử lý biết lúc có phận vào/ra cần phục vụ Việc dùng ngắt quãng làm cho xử lý khơng thời gian thăm dị xem ngoại vi có u cầu phục vụ hay khơng, xử lý phải thời gian chuyển liệu Thông thường việc trao đổi số liệu ngoại vi CPU theo khối số liệu, nên vi mạch thâm nhập trực tiếp nhớ (DMA: Direct Memory Access) dùng nhiều máy tính để chuyển khối nhiều từ mà khơng có can thiệp CPU Hình 5.26 Sơ đồ hoạt động hệ thống bus có vi mạch DMA DMA vi mạch chức đặc biệt Nó chuyển số liệu ngoại vi nhớ trong, lúc CPU rãnh rỗi để làm cơng việc khác Vậy DMA nằm ngồi CPU tác động chủ nhân bus Bộ xử lý khởi động ghi DMA, ghi chứa địa ô nhớ số byte cần chuyển DMA chủ động chuyển số liệu chấm dứt trả quyền điều khiển cho xử lý Vi mạch DMA thơng minh công việc CPU nhẹ Nhiều vi mạch gọi xử lý vào/ra (hay điều khiển vào/ra) thực cơng việc theo chương trình cố định (chứa ROM), hay theo chương trình mà hệ điều hành nạp vào nhớ Hệ điều hành thiết lập hàng chờ đợi gồm khối điều khiển phận vào/ Các khối chứa thơng tin vị trí số liệu (nguồn đích) số số liệu Các xử lý vào/ra lấy thông tin hàng chờ đợi, thực việc cần phải làm gởi CPU tín hiệu ngắt thực xong cơng việc 120 Một máy tính có xử lý vào/ra xem máy tính đa xử lý DMA giúp cho máy tính thực lúc nhiều trình Tuy nhiên xử lý vào/ra khơng tổng qt xử lý chúng làm số việc định Hơn xử lý vào/ không chế biến số liệu xử lý thường làm Nó di chuyển số liệu từ nơi sang nơi khác An toàn liệu lưu trữ Người ta thường trọng đến an toàn lưu giữ thơng tin đĩa từ an tồn thông tin xử lý Bộ xử lý hư mà khơng làm tổn hại đến thơng tin đĩa máy tính bị hư gây thiệt hại to lớn Một phương pháp giúp tăng cường độ an tồn thơng tin đĩa từ dùng mảng đĩa từ Mảng đĩa từ gọi Hệ thống đĩa dự phòng (RAID - Redundant Array of Independent Disks) Cách lưu trữ dư thông tin làm tăng giá tiền an tồn (ngoại trừ RAID 0) Cơ chế RAID có đặc tính sau: RAID tập hợp ổ đĩa cứng (vật lý) thiết lập theo kỹ thuật mà hệ điều hành “nhìn thấy” ổ đĩa (logic) Với chế đọc/ghi thông tin diễn nhiều đĩa (ghi đan chéo hay soi gương) Trong mảng đĩa có lưu thơng tin kiểm tra lỗi liệu; đó, liệu phục hồi có đĩa mảng đĩa bị hư hỏng Tuỳ theo kỹ thuật thiết lập, RAID có mức sau: RAID 0: Thực ra, kỹ thuật không nằm số kỹ thuật có chế an tồn liệu Khi mảng thiết lập theo RAID 0, ổ đĩa logic có (mà hệ điều hành nhận biết) có dung dượng tổng dung lượng ổ đĩa thành viên Điều giúp cho người dùng có ổ đĩa logic có dung lượng lớn nhiều so với dung lượng thật ổ đĩa vật lý thời điểm Dữ liệu ghi phân tán tất đĩa mảng Đây khác biệt so với việc ghi liệu đĩa riêng lẻ bình thường thời gian đọc-ghi liệu đĩa tỉ lệ nghịch với số đĩa có tập hợp (số đĩa tập hợp 121 nhiều, thời gian đọc - ghi liệu nhanh) Tính chất RAID thật hữu ích ứng dụng yêu cầu nhiều thâm nhập đĩa với dung lượng lớn, tốc độ cao (đa phương tiện, đồ hoạ, ) Tuy nhiên, nói trên, kỹ thuật khơng có chế an tồn liệu, nên có hư hỏng đĩa thành viên mảng dẫn đến việc liệu toàn mảng đĩa Xác suất hư hỏng đĩa tỉ lệ thuận với số lượng đĩa thiết lập RAID RIAD thiết lập phần cứng (RAID controller) hay phần mềm (Stripped Applications) Hình 5.27 Cấu trúc RAID 122 CÂU HỎI ÔN TẬP Đĩa cứng: cấu tạo, chuẩn ghép nối, bảng phân khu, thư mục gốc hệ thống file Đĩa quang: cấu tạo, nguyên lý đọc CD loại đĩa quang Thế thẻ nhớ? Phân biệt loại thẻ nhớ Nêu khái niệm chuẩn tốc độ Nêu chuẩn Bus 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Msc Võ Văn Chín, Ths Nguyễn Hồng Vân, KS Phạm Hữu Tài; Giáo trình kiến trúc máy tính; Khoa CNTT, Đại học Cần Thơ [2] Hoàng Xuân Dậu, Bài giảng Kiến trúc máy tính Học viên bưu viễn thơng [3] Nguyễn Đình Việt, Kiến Trúc Máy Tính, Nhà xuất bản: Đại học quốc gia Hà Nội [4] Nguyễn Văn Ơn, Hồng Đức Hải, Cấu trúc máy tính, Nhà xuất Lao động xã hội [5] Vũ Đức Lung, Kiến Trúc máy tính, Nhà xuất bản: Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, Đại học cơng nghệ thơng tin 124 125 ... tạo nghề Kỹ thuật lắp ráp, sửa chữa máy tính Hiệu trưởng trường Cao đẳng kỹ thuật công nghệ Bà Rịa - Vũng Tàu phê duyệt Giáo trình Cấu trúc máy tính dùng để giảng dạy trình độ trung cấp biên soạn... điều kiện phát triển kiến trúc mạnh nhiều tính hơn; tác động qua lại kiến trúc cấu trúc thường xun Ngồi kiến trúc máy tính cấu trúc máy tính cịn có lĩnh vực kỹ thuật máy tính nghiên cứu việc xây... hoạt động chúng Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Trình bày lịch sử máy tính, hệ máy tính cách phân loại máy tính + Trình bày thành phần kiến trúc máy tính, tập lệnh Các kiểu kiến trúc máy tính: