Bài giảng kiến trúc máy tính chương 1

Thiết bị phần cứng cần phần mềm để có thể làm việc tiếp 7 Hình 1-2: Dứ liệu trong máy tính tại tất cả các quá trình truyền thông, lưu trữ và xử lý là nhị phân cho đến khi được truyền

2

máy tính

Trong chương này, bạn sẽ học:

4

• Phần mềm: tập lệnh chỉ thị phần cứng hoàn thành một công việc cụ thể

• Phần mềm sử dụng phần cứng để nhập, xử lý, kiết xuất và lưu trữ dữ liệu

• Mọi ký tự và con số được lưu trong máy tính dưới dạng một chuỗi bit thông tin

5

Thiết bị phần cứng cần phần mềm để có thể làm việc (tiếp)

7

Hình 1-2: Dứ liệu trong máy tính tại tất cả các quá trình truyền thông, lưu trữ và xử lý là nhị phân

cho đến khi được truyền đến người sử dụng

Thiết bị phần cứng cần phần mềm để có thể làm việc (tiếp)

8

Hình 1-3 Tất cả những ký tự đều được lưu trong máy tính như một chuỗi các bit, mỗi bit

được hiển thị trên máy tính theo dạng tắt hay mở

Các thành phần phần cứng

của máy PC

9

Các thành phần phần cứng của

máy PC (tiếp)

• Tất cả các thiết bị dùng để nhập, xuất và lưu trữ dữ liệu đều cần các thành phần sau:

– Phương thức trao đổi thông tin giữa thiết bị

và CPU – Phần mềm để chỉ thị và kiểm soát thiết bị

Nhập và xuất dữ liệu

13

Phần cứng dùng để nhập và xuất dữ liệu

• Trao đổi dữ liệu thông qua kết nối không dây hoặc thông qua cáp nối với cổng giao tiếp

14

Phần cứng dùng để nhập và xuất dữ liệu (tiếp)

• Các thiết bị nhập liệu thông dụng nhất là:

– Bàn phím – Chuột

15

Phần cứng dùng để nhập và xuất dữ liệu (tiếp)

• Các thiết bị xuất dữ liệu thông dụng nhất là:

– Màn hình – Máy in

16

Cổng điện thoại dùng cho kết nối moden

Cổng video (cho màn hình) Cổng mạng

Cổng loa ra

Hình 1-4 Các thiết bị vào ra được kết nối với thùng máy qua các cổng thường được

thiết kế ở mặt sau của thùng máy

Phần cứng dùng để nhập và xuất dữ liệu (tiếp)

18

Kết nối bàn phím và chuột 6-chân

Hình 1-5 Bàn phím và chuột là 2 thiết bị đầu vào phổ thông nhất

Bên trong thùng máy

20

Phần cứng bên trong thùng máy

• Một bo mạch chủ trên đó gắn CPU, bộ nhớ, và các thành phần khác

• Một ổ đĩa mềm, ổ cứng, và ổ đĩa CD-ROM dùng để lưu trữ dữ liệu

• Cáp điện nguồn và cáp dẫn điện

21

• Các bản mạch được sử dụng để trao đổi

dữ liệu giữa các thiết bị bên trong và bên ngoài thùng máy

• Cáp nối các thiết bị với các bản mạch và với bo mạch chủ

22

Phần cứng bên trong thùng máy (tiếp)

23

Nguồn điện Lõi nguồn

Ổ Zip

Ổ đĩa cứng Mặt trước của thùng máy Cáp dữ liệu

Bo mạch chủ

Ổ đĩa mềm

Các mạch điện (Cáp mở rộng) Phía sau của thùng máy

Hình 1-7 Bên trong thùng máy

Ổ đĩa CD CPU Pentium II

25

Bo mạch chủ (tiếp)

• Hệ thống điện: nguồn điện

• Dữ liệu lập trình và thiết lập: Flash ROM, CMOS

27

Bo mạch chủ (tiếp)

28

Khe cắm PCI Khe cắm APG cho cạc Video Khe cắm PCI

CPU với Quạt ở trên

Khe cắm Ram

Bộ nối ổ Kết nối nguồn điện Pin CMOS

Chíp set

Hình 1-8: Tất cả các thành phần phần cứng được đặt trong bo mạch chủ, hoặc trực tiếp

hoặc gián tiếp kết nối với nó, bởi vì tất cả phần cứng cần phải giao tiếp với CPU

Bo mạch chủ (tiếp)

29

Cổng song song Cổng mạng Cổng 1394 Cổng chuột và bàn phím

Ba cổng âm thanh

Bốn cổng USB Cổng nối tiếp Cổng S/PDIF (âm thanh số)

Hình 1-9: Một bo mạch chủ chứa các cổng cho các thiết bị vào/ra thông thường

CPU và Chip Set

• CPU – là một con chíp bên trong máy tính thực hiện hầu hết công việc xử lý dữ liệu thực tế

• Chip set – là một vi chíp trên bo mạch chủ

– Kiểm soát luồng dữ liệu và tập lệnh vào và ra

từ CPU

30

CPU và Chip Set (tiếp)

32

Hình 1-11: Bo mạch chủ dùng chíp set gồm hai chip (lưu ý những đường bus

ở mỗi chíp sử dụng để giao tiếp)

Các thiết bị lưu trữ

• Tạm thời và lâu dài

• CPU sử dụng bộ nhớ tạm để lưu dữ liệu và lệnh thực hiện trong khi xử lý

• Khi dữ liệu và lệnh xử lý chưa được sử dụng, chúng được lưu trong bộ nhớ lâu

Bộ nhớ sơ cấp

• Là các thiết bị được gọi là bộ nhớ hoặc bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (Random Access Memory - RAM)

• Bao gồm các loại là SIMMs, DIMMs, và RIMMs

• Thông tin lưu trong RAM sẽ bị mất khi ta

Bộ nhớ sơ cấp (tiếp)

36

Hình 1-13 Một SIMM, DIMM hoặc RIMM chứa RAM và được lắp trực tiếp trên một bo mạch chủ

Hai khe cắm mở rộng cho các thanh DIMM bổ sung

Bộ nhớ sơ cấp (tiếp)

38

Hình 1-15: System Properties (các thuộc tính của hệ thống) cung cấp thông tin

hữu ích về máy tính và hệ điều hành

Bộ nhớ thứ cấp

• Dữ liệu và lệnh xử lý được lưu trữ lâu dài

trong các thiết bị như đĩa CD, đĩa cứng, và đĩa mềm

• CPU chỉ có thể xử lý chúng khi chúng được

đưa vào bộ nhớ sơ cấp

39

Bộ nhớ thứ cấp (tiếp)

41

Cáp IDE tới ổ CD-ROM

Đầu nối IDE thứ nhất Đầu nối IDE thứ hai Cáp IDE tới ổ cứng

Hình 1-17: Một bo mạch chủ thường có hai đầu nối IDE, mỗi đầu có thể giao tiếp được với hai thiết bị;

ổ cứng thường được kết nối với bo mạch chủ qua đầu nối IDE thứ nhất

bo mạch chủ

Ổ cứng Cáp IDE thứ nhất Đầu nối chưa được sử dụng, dùng cho thiết bị IDE thứ tư

Cả hai cáp đều nối với bo mạch chủ

Hình 1-19: Hệ thống này có ổ CD-ROM và ổ Zip cùng sử dụng cáp IDE thứ hai và một ổ cứng

sử dụng cáp IDE thứ nhất

Đầu nối điện

Hình 1-20 Một ổ cứng nhận điện từ nguồn điện bằng dây điện kết nối với ổ đó

Hình 1-23: Hầu hêt ổ đĩa CD-ROM đều là các thiết bị EIDE và kết nôi với bo mạch chủ bằng cáp dữ liệu IDE

Các thành phần trên bo mạch chủ dùng để

trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị

• Theo dõi và cho phép dữ liệu, lệnh xử lý và điện di chuyển giữa các thành phần

• Hệ thống đường truyền (bus) là một hệ

thống đường dẫn, giao thức, và các phương pháp được sử dụng để truyền dữ liệu

48

Các thành phần trên bo mạch chủ dùng để trao

đổi dữ liệu giữa các thiết bị (tiếp)

• Dung lượng của đường truyền dữ liệu là

băng thông của đường truyền

• Đồng hồ hệ thống được gắn trên đường

truyền và chuyên dùng để giữ nhịp các hoạt động trên bo mạch chủ

49

Các thành phần trên bo mạch chủ dùng để trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị (tiếp)

50

Hình 1-24: Trên mặt sau của bo mạch chủ, bạn có thể thấy các đường bus kết thúc tại đế cắm CPU

Các đường bus

Phần đáy đế cắm CPU

Các thành phần trên bo mạch chủ dùng để trao

đổi dữ liệu giữa các thiết bị (tiếp)

51

Hình 1-25: Bus (đường truyền) dữ liệu là các đường mang điện áp, được CPU và các thiết bị khác

hiểu như các bit

Ký tự A trên đường truyền dữ liệu bus giữa CPU và bộ nhớ

Hình 1-26: Đồng hồ hệ thống là một tín hiệu xung điện được gửi đến từ thành phần

hoạt động giống như một tinh thể trong đồng hồ đeo tay (một đường, hoặc mạch trên

bo mạch chủ được dùng để chỉ mang xung này)

Các thành phần trên bo mạch chủ dùng để trao

đổi dữ liệu giữa các thiết bị (tiếp)

53

Hình 1-27 : Các đường của bus kết thúc tại một khe cắm mở rộng, tại đây chúng nối tới các chân của khe cắm,

các chân này nối tới các đường truyền trên cạc mở rộng được cắm vào khe cắm đó

Các đường truyền bus

Các chân trên đầu nối của cạc mở rộng

Khe cắm PCI

– AGP: dành cho cạc

màn hình – ISA: dành cho các

thiết bị cũ và chậm hơn

54

Hình 1-28 Khe cắm mở rộng PCI ngắn hơn khe cắm ISA và cách mép bo mạch chủ xa hơn;

có một khe cắm AGP và nó được đặt xa hơn tính từ góc bo mạch chủ

Khe cắm AGP Khe cắm PCI

Khe cắm ISA

16 bit

Cạc giao tiếp (mở rộng)

• Được gắn vào các khe cắm mở rộng trên bo mạch chủ

• Tạo kết nối giữa CPU với một thiết bị bên

ngoài hoặc với mạng

• Công nghệ để truy cập thiết bị được tích hợp sẵn trong cạc

55

Cạc giao tiếp (mở rộng) (tiếp)

• Công nghệ để trao đổi dữ liệu với khe cắm, với bo mạch chủ và với CPU cũng được tích hợp

• Cấu hình cổng có thể xác định chức năng của cạc

56

Hình 1-29 Bảng mạch này là một cạc môđem và được gắn vào môt khe cắm PCI trên bo mạch chủ

Cạc mạng Cạc Video được cắm trên khe cắm AGP Cạc âm thanh

Khe cắm PCI đã lắp cạc âm thanh Khe cắm PCI đã lắp cạc mạng Các khe cắm PCI trống

Khe cắn ISA đã cắm modem Cạc môdem

Các khe cắm ISA trống

60

• Kiểu cũ: 5 hoặc 12 vôn điện một chiều

• Kiểu mới: 3.3, 5, 12 vôn điện một chiều

• Chạy quạt để giữ nhiệt độ dưới 185°F

61

Các lệnh

64

• Flash ROM cho phép ghi đè chương trình lưu trong con chip

65

Giao tiếp cấu hình và điện nâng cao (ACPI)

• Hỗ trợ các tính năng tiết kiệm điện

• Là chuẩn do Intel, Microsoft, Toshiba phát triển

• ACPI cho phép bật hệ thống bằng một thiết bị ngoài ví dụ bàn phím

67

Thiết lập cấu hình bo mạch chủ

• Chíp cấu hình CMOS, chíp thiết lập CMOS

hoặc chíp CMOS RAM

• Chứa một dung lượng bộ nhớ rất nhỏ

• Lưu thông tin cấu hình hoặc thông tin thiết lập

về máy tính

• Lưu ngày và giờ hiện hành, thông tin ổ cứng

và ổ mềm cũng như cấu hình cổng giao tiếp,

và những thông tin khác 69

Các thông số thiết lập bo mạch chủ (tiếp)

70

Pin xu

Hình 1-35 Chíp Firmwave chứa flash ROM và CMOS RAM

CMOS RAM được cấp điện từ pin xu đặt cạnh chíp đó

Các thông số thiết lập bo mạch chủ (tiếp)

71

Hình 1-36 Thông tin cài đặt trên bo mạch chủ có thể được lưu bằng cách thiết lập jumper bật (đóng)

hoặc tắt (mở), jumper đóng khi được lắp vỏ, kết nối hai chân của jumper, jumper mở khi vỏ không được lắp (không nối được hai chân của jumper)

Khe cắm jamper

Vỏ jumper

Tóm tắt

73

Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhd 77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77t@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn.Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn.bkc19134.hmu.edu.vn