Giáo trình phần cứng điện tử: Bộ xử lý trung tâm, bo mạch chính và các hệ thống lưu trữ

MỤC LỤC

NHỮNG ĐIỀU CẦN LƯU Ý KHI THÁO LẮP MÁY

    Sau khi các thiết bị của máy đã được lắp lại chặt chẽ, bạn có thể cấp điện cho máy rồi chạy các trình chuẩn đoán nhằm kiểm tra hệ thống, khi máy đã được kiểm tra đúng đắn rồi, bạn có thể lắp vỏ máy vào (nên cẩn thận, tránh phá hư các cáp và dây dẫn) rồi siết chặt bằng các ốc vít. Rất thường xảy ra chuyện các lỗ bắt vit không giống thẳng được với nhau và bạn buộc phải tháo ra trở lại hoặc phải “sân siu” các bộ phận laik với nhau tức gióng hàng càng nhiều lỗ vít càng tốt và lờ đi, cát xén đi hoặc tháo bớt các trụ chống.

    Hình  :  Kiểu
    Hình : Kiểu

    CÁC HỆ ĐIỀU HÀNH VÀ QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY PC Mục tiêu : Sau khi học xong, học sinh có khả năng

    • HỆ THỐNG CẤP BẬC TRONG PC
      • KHẢO SÁT HỆ ĐIỀU HÀNH MS-DOS
        • QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY

          Nói một cách đơn giản, BIOS là một tập hợp các đoản trình hay dịch vụ (service), theo cách gọi chính thức của các nhà lập trình, vốn được thiết kế để điều hành từng tiểu hệ thống (subsystem) phần cứng chính của PC (tức các tiểu hệ thống hiển thị hình, đĩa, bàn phím, v v.), có một tập hợp các lời gọi (call) chuẩn, ban đầu được IBM phát minh ra để gọi ra thực hiện các dịch vụ này của BIOS và "người" ban ra những lời gọi đó chính la hệ điều hành. Nếu không có trục trặc nào được phát hiện ra trong VBS DOS của đĩa, thì IO.SYS (hoặc IBMBIO.COM) sẽ được nạp vào bộ nhớ và được thi hành. Nếu có hệ điều hành Windows được cài đặt trên máy thì IO.SYS có thể được đổi tên thành WINBOOT.SYS và như thế file này sẽ được thi hành chứ không phải IO.SYS. IO.SYS chứa những phần mở rộng thêm cho BIOS, vốn khởi động những trình điều khiển thiết bị cấp thấp như bàn phím, máy in, ..).

          SƠ LƯỢC VỀ KIỂM TRA TRƯỚC KHI SỬA CHỮA MÁY VI TÍNH Mục tiêu : Sau khi học xong học sinh có khả năng

          • QUI TRÌNH VẠN NĂNG ĐỂ CHUẨN ĐOÁN VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ PC
            • VẤN ĐỀ PHỤ TÙNG THAY THẾ
              • VIỆC ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG LÀM VIỆC CỦA MÁY
                • VIỆC XỬ LÝ MÁY BỊ NHIỄM VIRUS
                  • Việc kiểm tra nhanh lúc khởi động
                    • BÊN TRONG BIOS CỦA BO MẠCH CHỦ
                      • BIOS VÀ QUI TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY
                        • NHỮNG THIẾU SểT CỦA BIOS VÀ VẤN ĐỀ TƯƠNG THÍCH
                          • TÌM HIỂU CÁC THÔNG BÁO LỖI VÀ CÁCH XỬ LÝ CHÚNG
                            • BẢO TRÌ VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ CMOS

                              Ta khai báo mục này là Enable để lợi dụng tính năng của Rom Shadow – trong quá tŕnh khởi động máy dươ liệu trong Rom seơ được ánh xạ lên Ram; như vậy, trong thời gian làm việc nếu CPU cần tới các thông tin này thì CPU seơ lên Ram để lấy thay v́ vào Rom như vậy tốc độ truy xuất seơ nhanh hơn (thời gian truy xuất trung b́nh vào Rom là 200 ns, trong khi đối với Ram là 60 ns). Vấn đề liên quan đến Slot PCI thì CMOS yêu cầu ta khai báo cấu hình làm việc của các Slot PCI này hay của các Adapter Card khi gắn vào các Slot PCI đó; Cấu hình này có thể do ta khai báo bằng tay từng Slot seơ sử dụng cụ thểmột cấu hình hoặc để cho CMOS tự động gán thích hợp, thông thường mục này ta có 2 tùy chọn: khai báo bằng tay cho CMOS Auto Configuration: ‘Enable’ – ta nên cho CMOS Auto Configuration.

                              BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM (CPU – CENTRAL PROCESSING UNIT)

                                Nhiều người có thói quen gọi hộp máy chính là CPU vì đó là bộ phận mạch điển hình nằm trong hộp, nhưng thực ra nó là mạch lưu giữ, xử lý và điều khiển bao gồm đơn vị số học-logic (ALU), đơn vị điều khiển, và bộ nhớ sơ cấp dạng ROM hoặc RAM (bộ nhớ sẽ được trình bày trong một mục riêng sau này). Qua phân tích hiệu năng của Pentium, người ta thấy việc nâng cao tốc độ xử lý sẽ không có hiệu quả nhiều lắm nếu chỉ tăng số lượng ống dẫn, vì thế P6 dùng phương pháp thực hiện theo suy đoán (speculative execution) để tối ưu hóa quá trình xử lý, đó là phương pháp lưu trữ và phân tích trên 30 lệnh trước khi chúng được thực hiện.

                                CÁC CHIPSET Mục tiêu : sau khi học xong học sinh có khả năng

                                QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CHIPSET

                                Đến nay, các chip được tích hợp thành chip cầu bắt, cầu nam và phối ghép vào/ra được gọi là chipset, luôn được cải tiến với tốc độ của bộ vi xử lý.

                                  CÁC CHIPSET CỦA INTEL Triton Chipsets

                                  In a move that appears to further reduce the strategic importance of DRDRAM in Intel's product planning, and that had been signalled by the earlier E7205 chipset, the memory subsystem the 875P uses to balance bandwidth between the Memory Controller Hub (MCH) and memory banks is dual channel DDR SDRAM, all of the DDR400, DDR333 and DD266 variants. Additionally, the 875P chipset includes a high-performance AGP 8x graphics interface, integrated Hi- Speed USB 2.0, optional ECC is supported for users that demand memory data reliability and integrity and dual independent DMA audio engines, enabling a user to make a PC phone call whilst at the same time playing digital music streams.

                                  BO MẠCH CHÍNH VÀ VẤN ĐỀ GIẢI QUYẾT XUNG ĐỘT TÀI NGUYEÂN

                                  GIỚI THIỆU

                                    Một chức năng khác của BIOS là cung cấp chương trình cài đặt (setup program), đó là một chương trình dựa vào trình đơn để ta tự chọn các thông số cấu hình hệ thống cơ bản như ngày giờ hệ thống, cấu hình ổ điã, kích cỡ bộ nhớ, thông số cache, shadow ROM, và trình tự khởi động kể cả mật khẩu. Ngoài các bộ phận chính kể trên,Mainboard còn có các bộ phận phụ khác như bộ điều khiển ngắt (interrupt controller), mạch dao động đồng hồ, mạch tự động tiết kiệm điện khi chạy không, bộ đồng xử lý toán (math coprocesser), quạt máy riêng cho bộ VXL v.v.

                                    CÁC KIỂU THIẾT KẾ BO MẠCH CHÍNH

                                    Subsequently replaced for use by the latter by Socket 939, which allowed for a less-expensive motherboard option, one with only four layers rather than from six to nine. The Socket 939 marked the convergence of the mainstream and FX versions of the Athlon 64 CPU, which had previously used different interfaces, the Socket 754 and Socket 940 respectively.

                                    GIẢI QUYẾT CÁC SỰ CỐ BO MẠCH CHÍNH

                                      • Có thể hệ thống không bị Crash, nhưng một thiết bị hoặc phần ứng dụng mà lúc trước vẫn làm việc được, nhưng không thể làm được khi gắn thêm thiết bị mới hoặc cài đặt thêm phần mềm. Nhận diện các yếu tố xung đột của hệ thống là vấn đề mấu chót để giải quyết việc tranh chấp tài nguyên trên máy tính và cách thức khắc phục nó lại là một vấn đề không phải đơn giản.

                                      CÁCH TỔ CHỨC VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ BỘ NHỚ Mục tiêu : Sau khi học xong học sinh có khả năng

                                      • CÁCH TỔ CHỨC BỘ NHỚ TRONG HỆ THỐNG PC
                                        • CẤU TRÚC VÀ KIỂU ĐểNG GểI BỘ NHỚ
                                          • GIẢI QUYẾT SỰ CỐ BỘ NHỚ
                                            • CÁC CHUẨN BUS MỞ RỘNG 1 Bus mở rộng ISA
                                              • CÁC CỔNG

                                                Bus EISA còn có tính chủ động, nó cho phép các bộ phận như bộ điều khiển ổ cứng và card LAN có thể giao dịch trực tiếp với nhau, không cần thông qua chip CPU của máy tính.Vì hai lý do trên, card LAN chuẩn EISA có tốc độ truyền thông nhanh hơn gấp bốn hoặc năm lần tốc độ của card LAN chuẩn ISA 16. Bộ UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) là một mạch tích hợp thực hiện chức năng xử lý then chốt chuyển đổi song song thành nối tiếp như đã nói trên, đồng thời cũng thực hiện quá trình ngược lại, chuyển những loạt dữ liệu nối tiếp thành loạt bit song song để đưa vào máy tính.

                                                GHÉP NỐI MÁY TÍNH Mục tiêu : sau khi học xong, học sinh có khả năn

                                                Các khái niệm cơ bản

                                                • Các giao thức cần đ−ợc chuẩn hoá để trở thành ngôn ngữ chung: các tổ chức chuẩn hoá: IEEE, ISO, CCITT (Consulative Comitee for International Telegraphy and Telephone), ANSI (American National Standard Institute), ECMA (Europe Computer Manufacture Association). • Truyền dữ liệu: Thông th−ờng truyền dữ liệu với tính an toàn cao, nhờ các cơ chế phát hiện lỗi (mã. CRC), cơ chế sửa lỗi, cơ chế báo nhận và yêu cầu truyền lại ngoài ra có thể sắp xếp lại các gói tin cho đúng thứ tự trước khi đưa vào hàng đợi của giao thức.

                                                Sơ đồ kết nối mạng (network topology):
                                                Sơ đồ kết nối mạng (network topology):

                                                Chuẩn hoá

                                                Dữ liệu đã có thể được truyền tới hệ thống đích nhờ 3 tầng dưới, giờ cần làm cho việc truyền dữ liệu là trong suốt đối với các tầng trên, dữ liệu không có, lỗi được ghép lại đúng thứ tự bất kể giao thức tầng dưới là có liên kết hay không (VD: IP). Thực hiện các nhiệm vụ: xác định bên tham gia truyền thông, xác định định danh, kiểm tra xem tính sẵn sàng tham gia truyền thông của bên đối tác, kiểm tra xem tài nguyên mạng có sẵn sàng đáp ứng đ−ợc cho truyền thông không và đồng bộ việc truyền thông.

                                                Mạng cục bộ Khái niệm

                                                  Ví dụ, một bridge có thể đ−ợc lập trình để loại bỏ ( không chuyển tiếp) tất cả các gói dữ liệu từ một mạng nào đấy.Bởi vì các của tầng liên kết dữ liệu có các liên kết với các tầng trên, bridge có thể lựa chọ dựa trên các tham số này. (3) : Bởi vì địa chỉ đích không ở trong cơ sở dữ liệu MAC nên frame này sẽ đ−ợc truyền tới tất cả các cổng kết nèi. Switch sẽ thu frame này trên thiết bị ghép tương thích Ethernet 0/2. Và đặt địa chỉ nguồn của nó vào trong cơ sở dữ liệu Mac. Trạm 2 và trạm 4 sẽ không đ−ợc biết gì về các frame này. Nếu hai thiết bị không thể trao đổi thông tin với Switch trong khoảng thời gian xác định, khi đó Switch sẽ kích hoạt tất cả các đầu vào từ cơ sở dữ liệu để dữ cho cơ sở dữ liệu đó có khả năng nh− hiện tại. b) Quyết định chuyển tiếp/ loc. Switch hai lớp cũng sử dụng bảng lọc địa chỉ MAC để chuyển tiếp và lọc các frame nhận đ−ợc trên switch. Khi một frame đến một switch, địa chỉ vật lý đích đ−ợc so sánh với các địa chỉ trong cơ sở dữ liệu địa chỉ MAC chuyển tiếp/lọc. Nếu địa chỉ vật lý đ−ợc biết, có trong cơ sở dữ liệu, frame đ−ợc gửi ra đúng cổng yêu cầu. Switch không đẩy frame ra bất cứ cổng nào ngoại trừ cổng đích. Nếu địa chỉ đích phần cứng không đ−ợc liết kê trong cơ sở dữ liệu MAC, frame đ−ợc gửi đến tất cả các cổng hoạt động ngoại trừ cổng trên đó frame đ−ợc nhận. Nếu một thiết bị trả lời broadcast, cơ sở dữ liệu MAC. đ−ợc cập nhật với cổng thiết bị đó. Các frame Multicast và Broadcast. Cần nhớ rằng các switch hai lớp chuyển tiết tấp cả các broadcast. Quyết định chuyển tiếp hoặc lọc không sử dụng trong tình huống broadcast bởi vì các frame boadcast và multicast không có một địa chỉ phần cứng đích cụ thể. c)Vòng lặp tránh lỗi.

                                                  Bảng phẩn phối nên đ−ợc kiểm tra ở những tốc độ cao hơn 10 Mbps. Hub mới nhất có thể cung câp nối kết chao  các đoạn cáp Ethernet cả mảnh lẫn dày
                                                  Bảng phẩn phối nên đ−ợc kiểm tra ở những tốc độ cao hơn 10 Mbps. Hub mới nhất có thể cung câp nối kết chao các đoạn cáp Ethernet cả mảnh lẫn dày

                                                  Kết nối mạng diện rộng 1 Các đặc tr−ng cơ bản

                                                    • Khi 1 router có yêu cầu truyền dữ liệu cho 1 mạng ở xa, một đ−ờng chuyển mạch cứng sẽ đ−ợc thiết lập tuỳ theo số mạch ( circuit number) của mạng ở xa (giống nh− số điện thoại). Sau khi kết nối và authentificate, 2 mạng sẽ truyền dữ liệu. • Truyền xong thì ngắt kết nối. Mạng chuyển mạch gói: X.25, Frame Relay a) Khái niệm kênh ảo (Virtual Circuit). • Thông tin về đ−ờng truyền đ−ợc ghi lại lâu dài trong switch (vài tháng, vài năm), đ−ợc giữ lại ngay cả khi đã kết thúc truyền. • Không cần thiết lập liên kết khi truyền => nhanh, tốn phí duy trì thông tin đ−ờng truyền. • Một dạng leased-line ảo. b) Mạng chuyển mạch gói.

                                                    Cổng nối tiếp RS232 1 Vài nét cơ bản về cổng nối tiếp

                                                      Nếu gặp tắc nghẽn (congestion), DCE sẽ bỏ các frame có DE đ−ợc thiết lập tr−ớc khi bỏ các frame mà DE không đ−ợc thiết lập. Trên thực tế có hai loại phích cắm 9 chân và 25 chân, cả hai loại này đều có chung một đặ điểm khắc hẳn với cổng máy in là ở chổ nối với máy in ở máy tính PC là ổ cắm trong khi ở cổng nối tiếp lại là phích cắm nhiều chân.

                                                      THIẾT BỊ LƯU TRỮ Mục tiêu : sau khi học xong, học sinh có khả năng

                                                      • Ổ ĐĨA TỪ
                                                        • ĐĨA MỀM VÀ Ổ ĐĨA MỀM
                                                          • CÁCH TỔ CHỨC THÔNG TIN TRÊN ĐĨA CỨNG (ĐỊNH DẠNG ĐĨA CỨNG) 1 ĐỊNH DẠNG ĐĨA CỨNG

                                                            - Các bit dữ liệu của máy vi tính được biểu diễn dưới dạng nhị phân, được lưu trữ bằng cách từ hoá lớp từ (oxit sắt từ) trên mặt đĩa hay băng từ theo một dạng thức nhất định nhằm mô tả dữ liệu (thông tin là một chuổi các phần tử nhiễm từ, trạng thái bit được lưu trữ theo hướng của từng phần tử). + TRACK (rãnh) là những đường tròn đồng tâm trên mỗi mặt đĩa, các phần tử nhiễm từ lưu trữ thông tin nằm tuần tự trên rãnh (đĩa mềm có khoảng 80 rãnh trong khi đĩa cứng có khoảng 1000), được đánh số thứ tự từ ngoài vào, bắt đầu từ số 0.

                                                            Hình 1 : Cấu tạo đầu từ
                                                            Hình 1 : Cấu tạo đầu từ

                                                            SỬ DỤNG CÁC PHẦN MỀM CHẨN ĐOÁN Mục tiêu : sau khi học xong, học sinh có khả năng

                                                            REGISTRY

                                                              Một số được tích hợp vào phần cứng PC hay vào các thiết bị ngoại vi như các card mở rộng, trong khi đó một số khác lại ở dạng tiện ích nằm trong hệ điều hành hay các phần mềm tiện ích. • Những công cụ cầm tay đơn giản cho những qui trình tháo ra và lắp vào cơ bản, bao gồm cả lưới dao phẳng và chiếc tô vít của phillip (cả 2 cỡ vừa và nhỏ), những chiếc nhíp, một công cụ tháo IC và một cái kẹp.

                                                              BẢO TRÌ

                                                                Đây là những dụng cụ tiên tiến nhất cho phép bạn chẩn đoán các vấn đề một cách chính xác hơn và làm cho công việc trở nên nhanh hơn, dễ dàng hơn. • Đồng hồ đo vạn năng cho phép đo chính xác điện áp và điện trở và máy kiểm tra thông mạch cho cáp và bộ chuyển mạch.

                                                                CÁC SỰ CỐ MÁY TÍNH THƯỜNG GẶP Máy vi tính thường hỏng chỗ nào

                                                                • Các sai hỏng thường gập

                                                                  Khi mua máy mới, các bạn nên biết là các thành phần chính của tất că các loại máy như: màn hình, ổ đĩa cứng, ram, bàn phím, mouse chiếm hơn 2/3 giá máy, cho nên bạn không nên mua máy loại 586 trở về trước vì tính ra bạn chỉ tiết kiệm được giá chênh lệch cũa mainboard và CPU mà thôi, không có bao nhiêu mà lại gây ra tình trạng hạn chế việc sử dụng phần mềm rất lớn sau này. Các hacker biết rằng khi nhận một văn bản, để công việc tiến hành nhanh chóng, nhân viên máy tính thường mở ra và thao tác ngay, đây chính là thời điểm macro virus ra tay: hiện thị các dòng văn bản lạ, thay đổi Tool bar, hộp thoại của WinWWord, không cho lưu tập tin.