Có 4 thanh ghi qủan lý bộ nhớ :GDTR,LDTR,IDTR và TR.Chúng được dùng để xác định vị trí các bảng quản lý bộ nhớ.Để truy nhập và lập trình các thanh ghi này người ta cần có những lệnh chuyên dùng.
Thanh ghi bảng bộ mô tả toàn cục GDTR:
Để nạp và ghi lên GDTR ta dùng lệnh LLDT và lệnh SGDT.Khi khởi động bộ vi xử lý ,địa chỉ cơ sở
CHƯƠNG 3
THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN DỮ LIỆU
3.1.1 Vi mạch tổng hợp cho Pentium
3.1.2 Vi mạch tổng hợp Chipset 810 / 815:
Vi mạch này chứa toàn bộ phần điều khiển ,cho phép thực hiện chế đọ phức tạp như đồ họa 3D và Video chuyển động,bộ điều khiển bộ nhớ được cấy bên trong chipset .Giao diện hub tối ưu hóa quá trình truyền dữ liệu giữa bộ điều khiển bộ nhớ và bộ điều khiển giao diện ngoại vi.
Vi mạch 810 cho phép máy PC hoạt động trong 6 trạng thái tiết kiệm điện khác nhau (trạng thái bình thường,trạng thái tắt,tắt ổ cứng ,tắt phần mềm,nghỉ Ram).Vi mạch 810 tuân theo auy định PC99 và xóa bỏ hệ thống bus mở rộng ISA ra khỏi cấu trúc máy vi tính cá nhân.Thế chỗ cho các thẻ ISA ,Intel 810 cung cấp giao diện âm thanh AC"97 ,modem cho phép ghép nối thẻ âm thamh và modem với hệ thống máy tính.
Vi mạch 810 chia làm 3 thành phần sau:
-Bộ điều khiển chủ GMCH:Vi mạch điều khiển đồ họa và bộ nhớ 82810 .
-Bộ điều khiển vào ra (Vi mạch điều khiển vào ra ICH (82801). -Bộ điều khiển FWH 82802.
Bộ điều khiển GMCH là bộ diều khiển bus hệ thống 66/100,có khả năng điều khiển SDRAM 100 Mhz và có giao diện tối ưu hóa nối với ICH.
Bộ điều khiển vào ra ICH có giao diện Ultra ATA 33 (82801 AB)hay ATA/66 82801 AA)và có giao diện tuần tự đa năng USB ,Giao diện PCI AC97...giao diện nối với FWH và giao diện nối với GMCH.
Vi mạch điều khiển đồ họa và bộ nhớ GMCH:
Vi mạch CMCH (82810 hay 82810 -DC100 )cho phép ghép nối bộ nhớ chính với các mạch logic còn lại của máy vi tính và có các đặc điểm chính sau:
• 421 Mini-BGA.
• Bộ điều khiển hiển thị.
• 230 Mhz RAMDAC(bộ chuyển đổi bộ nhớ số/tương tự).
• Làm việc với chip Celẻon có bus hệ thống 66 hặc 100 Mhz.
• Giao diện SDRAM 100 Mhz với dung lượng lớn.
• Có thêm 4 MB đệm hiển thị DC(Display cache) (chỉ có trong 82810 -DC 100).
• Giao diện hub xuôi để nối với ICH.
Vi mạch điều khiển vào ra ICH
Vi mạch điều khiển vào ra cho phép truy nhập các thiết bị còn lại của máy tính:
• 241 mini BGA.
• Giao diện hub xuôi nối với GMCH.
• Giao diện PCI theo chuẩn PCI 2.2 (4 khe với 82801 AB ICH 0,6 khe trong 82801 AA ICH).
• Bộ điều khiển IDE cho Ultra ATA /33 hay ATA/66.
• Bộ điều khiển USB.
• Bộ điều khiển SMBus.
• Giao diện FWH.
• Giao diện LPC.
• Giao diện AC"97 2.1
• Bộ điều khiển quản lý hệ thống SMC(system management controller).
• Wake LAN(82801 AA ICH).
• Bộ điều khiển ngắt. . Vi mạch FWH(firmware hub).
Vi mạch FWH 82802:Là 1 chi tiết mới đóng vai trò quan trọng trong cơ sỏ hạ tầng và bảo mật quản trị hệ thống vi tính cá nhân.Những đặc điểm chính của FWH là:
• Bộ phát số ngẫu nhiên RNG(random number generator).
• Khóa theo thanh ghi(register-based locking).
• Khóa theo phần cứng(hardware-based locking).
Hình 2.4 Sơ đồ cấu trúc máy vi tính dùng mạch tổng hợp Intel 810 3.5 Vi mạch tổng hợp Super I/O: Bus hệ thống 66/100MHz Vi xử lý Intel 82810 GMCH Bộ đ/k bộ nhớ Bộ đ/k hiển thị GPU 3D GPU 2D Giải mã Video ICH I/O Controller Hub
TV Encoder FWH Firmware Hub Bộ nhớ Super I/O Audio codec Modem codec V G A IDE USB 64 bit/100MHz PCI bus Vi mạch Intel 810 Digital Video
Vi mạch tổng hợp đã đảm nhiệm hầu hết các chức năng điều khiển hệ thống máy vi tính cá nhân .Tuy vậy hệ thống máy vi tính vẫn cần một vi mạch tổng hợp đặc biệt nữa để nối với các thiết bị bên ngoài tương thích với cấu trúc IBM/PC cổ điển như giao diện tuần tự ,song song,bàn phím ...Vi mạch tổng hợp này được gọi là Super I/O .Hình cho thấy sơ đồ khối của National PC87307 tổng hợp các chức năng ngoại vi cơ bản của máy vi tính cá nhân dùng bus ISA,EISA hay MicroChanel.Vi mạch này có khả năng “cắm là chạy” PnP(plug and play),có các phần điều khiển ổ đĩa mềm FDC (floppy disk controller).Phần điều khiển bàn phím và chuột BKC (keyboard and mouse controller),đồng hồ thực RTC(real-time clock) ,hai bộ UART,giao diện song song IEEE 1284,ba tín hiệu lập trình được có thể dùng để quản lý cần điều khiển .Vi mạch này có khả năng quản lý thông minh nguồn điện một cách thông minh.
CHƯƠNG 4
THIẾT BỊ THU NHẬN DỮ LIỆU
Trong máy tính để có thể xử lý các tín hiệu theo yêu cầu của người sử dụng thì cần phải đưa các dữ liệu vào máy ,tác động lên dữ liệu,hay nói cách khác là phải thao tác với dữ liệu.Để làm được điều này thì các thiết bị thu nhận dữ liệu là thứ không thể thiếu
Thiết bị ngoại vi thu nhận dữ liệu gồm nhiều loại tùy theo cách thể hiện dữ liệu hay theo đặc tính vật lý.
Phân loại theo cách thể hiện thông tin :
Đưa thông tin vào máy tính dưới hình thức một mã ký tự (bàn phím,máy quét mã vạch,máy nhận dạng tiếng nói).
Đưa thông tin vào dạng đồ họa dưới hình thức tọa độ của một điểm hay ma trện điểm(con chuột,bảng vã ,máy quét).
Theo đặc tính vật lý của thông tin được đưa vào máy tính: Thiết bị cơ điện đưa thông tin từ dạng cơ (lực,áp suất ,chuyển động) sang dạng điện và dạng số (bàn phím,chuột,cần điều khiển,màn hình cảm xúc ...)
Thiết bị quang điện đưa thông tin quang(hình dạng,mã vạch,chữ cái in) sang dạng điện và số (máy quét ,máy quét mã vạch).
Thiết bị âm điện đưa thông tin âm thanh (tiếng nói )sang dạng số(máy nhận dạng tiếng nói).
4.1 Bàn phím:
Bàn phím được chia làm ba loại chính:
-Bàn phím ký tự :được dùng để đưa chữ cái số ,dấu hiệu,và một số ký tự điều khiển vào máy vi tính.
-Bàn phím số :chuyên dùng để đưa số vào máy tính .Bàn phím này được ghép cùng bàn phím ký tự(bên phải bàn phím hiện đại).
-Bàn phím đặc nhiệm :được dùng cho máy tự động dùng vi tính cá nhân (máy bán hàng tự động).
Thành phần cơ bản của bàn phím là phím ấn .Phím ấn có tác dụng như một cảm biến lực và được dùng để chuyển lực ấn thành một đại lượng điện .Đại lượng điện này sẽ được chuyển thành tín hiệu số để truyền đến máy tính cá nhân.Phím ấn được phân loại tùy theo nguyên tắc cảm biến như sau :
-Phím cảm biến điện trở . -Phím cảm biến điện dung . -Phím cảm biến điện từ .
Phím ấn trên bàn phím phân loại theo công dụng của chúng như sau:
-Phím dữ liệu dành cho ký tự đọc được:chữ cái ,số,ký hiệu. -Phím điều khiển dành cho ký tự điều khiển:ENTER,ESCAPE,CAPSLOCK...
Bàn phím là tổ hợp ma trận phím ấn.Bàn phím PC/XT có 83 phím ,của máy PC/AT có 84 phím
4.2 Con chuột máy tính:
Thiết bị nhận dữ liệu vào dưới dạng vị trí điểm tương đối gọi là con chuột(mouse).Chuột là một thiết bị đo vận tốc di chuyển tương đối của .Từ giá trị tương đối này ,hàm ngắt của hệ điều hành sẽ tính ra vị rí mới của con trỏ trên màn hình.Mỗi chuột có từ hai đến ba phím bấm để đưa tín hiệu chọn vị trí hiện hành.
Có hai cách phân loại chuột : -Theo giao diện với máy tính :
+Chuột song song :Nối với máy tính qua cổng song song LPT 1...
+Chuột nối tiếp :Nối hưu tuyến với máy tính qua cổng COM1 hoặc COM2,nối vô tuyến với cổng tia hồng ngoại hay nối qua vi điều khiển 8042 như chuột PS/2.
-Phân loại theoc ấu tạo và nguyên tắc hoạt động: +Chuột cơ .
+Chuột quang.
Chuột cơ nhận thông tin vận tốc dưới dạng xung .Số xung cho biết độ dịch chuyển tương đối của chuột.Độ lệch pha với xung đo hướng cho biết chiều chuyển động của chuột.
Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của chuột cơ học:
Chuột quét tiếp xúc dùng chổi quét kim loại rà trên mặt đĩa quay và đưa dòng điện lên các thanh dẫn trên bề mặt đĩa.Hai hệ thống thanh dẫn xen kẽ cài răng lược tạo nên hai xung lệch pha 90 độ.Xung chuẩn Y1 dùng để đo vận tốc chuột bằng cách đếm xung .Xung dò hướng Y2 tùy theo góc pha mà định hướng chuyển động của chuột.Các xung X1,X2 của trục x và Y1,Y2 của trục y được dẫn đến vi mạch điều khiển bên trong chuột và được xử lý thành vị trí xác định của chuột.
Chuột quang khác với chuột cơ ,cần có một bàn di chuột đặc biệt.Bàn di này chứa những đường in màu đỏ (trục X)và những đường in màu xanh (trục Y). Bên trong chuột bố trí hai hệ thống quét laser khác nhau .Một loại bị màu đỏ hấp thụ , một loại bị màu xanh hấp thụ Khi di chuyển con chuột cũng tạo được xung đo vận tốc theo 2 chiều như chuột cơ.Phần giao diện và xử lý trong chuột quang tương tự
Quả cầu vết (trạck ball) thực ra là một chuột cơ được lật ngược ,thay vì di chuyển chuột trên bàn người sử dụng phải dùng tay để lăn quả cầu cao su có vai trò như viên bi trong chuột cơ.
Bút quang :
Bút quang gồm một thấu kính ,sợi quang và một cảm biến quang điện .Tia điện tử quét liên tục màn hình và làm tươi mỗi điểm ảnh khoảng 60 lần 1 giây (tần số làm tươi 60 Hz),điểm ảnh này được bút quang nhận ra khi tia điện tử quét qua vị trí but quang trên mà hình.Xung ánh sáng sẽ được chuyển thành xung điện và truyền lại bộ điều khiển màn hình .Xung này sẽ tạo ra một ngắt cứng trong máy tính .Chương trình phục vụ ngắt căn cứ vào thời gian nhận xung để tính ra vị trí tương ứng của điểm sáng trên màn hình .Sau khi xác định vị trí bút trên mà hình ,chương trình phục vụ ngắt được gọi lên từ xung ánh sáng ,chương trình có nhiệm vụ tương tự chương trình xử lý ngắt chuột.
Màn hình cảm ứng:
Màn hình cảm xúc (touch display) được dùng để điều khiển vị trí con trỏ và có công dụng như con chuột .màn hình cảm xúc thường sử dụng cho các ứng dụng dịch vụ công cộng như dịch vụ ngân hàng,và trạm thông tin đa môi trường.Màn hình cảm xúc dùng nhiều nguyên tắc khác nhau để xác định vị trí ngón tay trên màn hình:
• Dùng tia hồng ngoại :Dùng 2 hàng nguồn tia hồng ngoại bố trí theo trục x và y của màn hình.Khi ngón tay di chuyển trên màn hình nó sẽ ngắt nguồn hồng ngoại .Vị trí này được quét tương tự khi quét ma trận bàn phím.
• Màng cảm áp :màng cảm áp trong suốt dán lên mà hình tùy theo lực ấn ngón tay trên màn hình làm thay đổi điện trở cảm biến áp suất cấy trong màng truyền tín hiệu về máy vi tính.
• Màng điện dung :dùng màng trong suốt có công tắc điện dung tương tự bàn phím.Nhược điểm của phương pháp này là người dùng không được đeo găng tay.
• Sóng siêu âm:Phương pháp này dùng sóng siêu âm phát song song với bề mặt màn hình,và hai bộ chuyển áp điện bố trí theo trục x và y của màn hình .Khi ngón tay chạm lên bề mặt ,bằng cách đo thời gian hồi âm bộ vi điều khiển tính được vị trí ngón tay trên mà hình .
CHƯƠNG 5
THIẾT BỊ HIỂN THỊ DỮ LIỆU
Có nhiều thiết bị hiển thị dữ liệu ở đầu ra của máy tính nhưng màn hình là thiết bị phổ biến nhất và hầu như không thể thiếu trong hệ thống máy tính.Trong chương này ta chỉ tìm hiểu về màn hình máy tính.
Cùng với bàn phím và chuột, màn hình là một thiết bị không thể thiếu trong máy vi tính. Công nghệ chế tạo và sử dụng của màn hình rất đa dạng. Sau đây lầ một số loại màn hình thông dụng.
-Màn hình tia âm cực CRT. -Màn hình tinh thể lỏng. -Màn hình Plasma.
-Các công nghệ màn hình mới.
5.1Những khái niệm cơ bản:
Phần tử nhỏ nhất của một ảnh hay một thiết bị hiển thị ảnh được gọi là điểm ảnh pixel. Khái niệm này xuất hiện trong quá trình nghiên cứu và phát triển màn hình ống tia âm cực . Kích thước một điểm ảnh trên màn hình CRT phụ thuộc vào các tham số:
-Kích thước chùm tia điện tử. -Kích thước hạt phốt pho. -Chiều dày lớp phốt pho.
Đối với màn hình màu, kích thước một điểm ảnh gần bằng kích thước của ba điểm màu đỏ, xanh lục, xanh nước biển. khoảng cách giữa hia điểm cùng màu gần nhau nhất chính là tham số độ phân giải.vì khuôn che bóng được sản xuất bằng công nghệ quang khắc nên khoảng cách giữa các điểm màu được chế tạo rất chính xác. Kích thước ngang và dọc với đơn vị một điểm ảnh được gọi là kích thước màn hình. Màn hình VGA cơ bản có kích thước 800x600 điểm ảnh.
Độ phân giải được định nghĩa là kích thước chi tiết nhỏ nhất đo đượccủa một thiết bị hiển thị. Một thamm số để đo độ phân giải là
số điểm ảnh trên một đơn vị chiều dài, được gọi là mật độ điểm ảnh và thường được tính trên đơn vị 1inch
Độ sáng là giá trị phát sáng tương đối của vật liệu so với một vật liệu phát sáng màu trắng chẩn. Trong cùng điều kiện chiếu sáng các vật liệu khác nhau sẽ phản xạ ánh sáng khác nhau
VD: giấy báo phản xạ 20% ánh sáng chiếu lên nó,trong khi mục in chỉ phản xạ 4%
Độ tương phản là tỷ lệ giữa độ sáng hay độ phát sáng giữa hai trạng thái đóng và mở của phẩn tử hiển thị. Độ tương phản cho biết khả năng phân biệt hai phần tử này. Màn hình tinh thể lỏng không tự phát sáng nên độ phát sáng được tính bằng lượng ánh sáng đi qua hay bị chậm lại tại lớp tinh thể lỏng.
Kích thước điểm ảnh không còn là tham số quan trong đối với loại màn hình ma trận điểm LCD ngày nay. Điểm ảnh của các màn hình này luôn là vuông
Tốc độ quét màn hình còn gọi là tần số làm tươi là một vấn đề quan trọng và khó giải quyết. để măt thường có thể nhận biết được những thay đổi tự nhiên trên màn hình toàn bộ màn hình cần được thể hiện lại ít nhất 30 lần 1 giây
5.2 Màn hình ống tia âm cực:
Màn hình CRT là màn hình thông dụng nhất hiện nay. Màn hình này gồm có 3 nguồn điện tử cực âm dội tụ thành tia điện tử đập vào màn hiện sáng tạo nên một điểm sáng
Có hai nguyên tắc cơ bản được dùng để hội tụ tia điện tử âm cực đó là nguyên tắc tĩnh điện và nguyên tắc điện từ.
Phần lớn các màn hình hiện nay dùng phương pháp điện từ vù nó đạt góc quét tia lớn hơn vơis hiệu điện thế thấp hơn, rút ngắn độ dài của đuôi màn hình
Màn hình hiện sáng được phủ một lớp sulfit kẽm sẽ phát sáng khi bị chùm tia điện tử đập vào..
Tạo màu màn hình máy tính dựa trên nguyên tắc cơ bản của TV. Màn hình dùng một khuôn che đặt ngay trước màn hiện sáng, khuôn che này được gọi là khuôn che bóng màn hình màu bao gồm:
-Lỗ khuôn che
-Điểm ảnh với 3 điểm màu hiển thị tương ứng
Cả 3 tia điện tử được quét và điều khiển bởi bộ điều khiển quét duy nhất lớp khuôn chê được định vị với màn hiện hình để vị trí một lỗ khuôn che tương ứng với 3 điểm màu. Màn hình trinitron dùng 3 dải màu chạy liên tục từ trên xuống dưỡi, bbề mặt màn hình cong the hình trụ
Tần số làm tươi của màn hình cao đòi hỏi các thiết bị điều khiểnn có tốc độ xử lý nhanh . nếu màn hình làm việc trong chế độ đồ họa với N điểm , mỗi điểm cần M bit để mô tả và f là tần số làm tươi màn hình thì thời gian chậm nhất để truy nhập bộ nhớ đồ họa à
T=1/NMf
Điểm tam giác Phần lớn các diểm ảnh tạo bởi 3 điểm màu hình tam giác đều mỗi tam giác đều tương úng 1 điểm ảnh. Khuôn