Tài liệu tin học ứng dụng 1 (khối Công nghệ)

Phần cứng Hardware Phần cứng là chỉ phần thiết bị vật lý của máy tính như: vi mạch, bản mạch in, dây cáp nối mạch điện, bộ nhớ, màn hình, máy in, thiết bị đầu cuối, nguồn…Phần cứng thực

Mục lục

PHẦN I: CẤU TRÚC MÁY TÍNH 3

1 Các khái niệm cơ bản 3

2 Cấu trúc máy tính 3

PHẦN II: CÁC THÀNH PHẦN CỦA MÁY TÍNH 4

1 Thiết bị nội vi 4

1.1 Vỏ máy (Case) 4

1.2 Bộ nguồn (Power Supply) 4

1.3 Bảng mạch chính (Mainboard) 7

1.5 CPU (Central Processing Unit) - Đơn vị xử lý trung tâm 19

2 Thiết bị ngoại vi 20

PHẦN III: TÌM HIỂU VỀ ĐĨA MỀM, FLASH DISK, ĐĨA CỨNG VÀ Ổ SSD .21

1 Đĩa mềm 21

2 Flash Disk (USB) 24

3 Ổ cứng (HDD - Hard Disk Drive) 26

3.1 Lịch sử phát triển 26

3.2 Cấu tạo 29

3.3 Cách tổ chức logic của đĩa cứng 31

3.4 Định dạng đĩa 32

3.5 Các thông số về thời gian trong ổ đĩa cứng 33

3.6 Bộ nhớ đệm 34

3.7 Tốc độ quay của ổ đĩa cứng 34

3.8 Chuẩn giao tiếp 35

4 Ổ SSD (Solid State Drive) 39

PHẦN I: CẤU TRÚC MÁY TÍNH

1 Các khái niệm cơ bản

1.1 Phần cứng (Hardware)

Phần cứng là chỉ phần thiết bị vật lý của máy tính như: vi mạch, bản mạch

in, dây cáp nối mạch điện, bộ nhớ, màn hình, máy in, thiết bị đầu cuối, nguồn…Phần cứng thực hiện các chức năng xử lý thông tin cơ bản ở mức thấp nhất tức

là các tín hiệu nhị phân

1.2 Phần mềm (Software)

Là các chương trình được thiết kế chứa các mã lệnh giúp phần cứng làm việc phục vụ nhu cầu người sử dụng Phần mềm được lưu trữ trong các thiết bị lưu trữ

Phần mềm chia làm 2 loại:

• Phần mềm hệ thống (System Softwares): bao gồm các hệ điều hành điều khiển, quản lý phần cứng và phần mềm ứng dụng; các trình điều khiển trình thiết bị (driver).VD: Microsoft Windows, Mac OS, Linux…

• Phần mềm ứng dụng (Application Softwares): là các phần mềm chạy trên nền các hệ điều hành để giúp người sử dụng thao tác với máy tính VD: Microsoft Office, Unikey, Autocad…

1.3 Phần sụn (Firmware)

Là phần chương trình BIOS dùng để điều khiển quá trình khởi động máy, thiết lập cấu hình máy, kiểm tra máy và thực hiện các lệnh vào ra cơ bản nhất Phần nhão thường gắn chặt với phần cứng Phần mềm hệ thống và ứng dụng không phụ thuộc vào phần cứng cụ thể

2 Cấu trúc máy tính

- Thiết bị nhập (Input Devices): là những thiết bị nhập dữ liệu vào máy tính

như bàn phím, chuột, máy quét,

- Thiết bị xử lý (Processing Devices): là những thiết bị xử lý dữ liệu bao

gồm bộ vi xử lý, bo mạch chủ

- Thiết bị lưu trữ (Stogare Devices): là những thiết bị dùng để lưu trữ dữ

liệu bao gồm bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài

+ Bộ nhớ trong bao gồm bộ nhớ chỉ đọc ROM, bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên RAM

+ Bộ nhớ ngoài bao gồm ổ cứng, đĩa mềm, đĩa CD, DVD, USB, thẻ nhớ và các thiết bị lưu trữ khác

- Thiết bị xuất (Output Devices): là những thiết bị hiển thị và xuất dữ liệu

từ máy tính Thiết bị xuất bao gồm màn hình, máy chiếu, máy in

THIẾT BỊ NHẬP ⇔  THIẾT BỊ XỬ LÝ ⇔ THIẾT BỊ XUẤT

THIẾT BỊ LƯU TRỮ

PHẦN II: CÁC THÀNH PHẦN CỦA MÁY TÍNH

1 Thiết bị nội vi

1.1 Vỏ máy (Case)

Là giá đỡ để gắn các bộ phận khác của máy và

bảo vệ các thiết bị khỏi bị tác động bởi môi trường

Người ta phân biệt hai case chính: AT và ATX dựa

theo nguồn lắp trong nó Hiện nay chủ yếu sử dụng

loại vỏ ATX Case thường có nguồn kèm theo nó

phải phù hợp với yêu cầu của Mainboard, từ nguồn

điện đến kích thước

Phía trước vỏ máy gồm: phím bật nguồn

Power on, phím Reset, đèn power và đèn HDD

Các khoang để lắp ổ đĩa mềm, đĩa cứng, CD …

Phía sau case là ổ cắm nguồn, quạt gió, các

connector song song, nối tiếp, USB, các khe để cắm

card mở rộng, ổ cắm keyboard, chuột Phía trong

gồm khoang rộng để gá Mainboard, các khoang

trên-sau để gá nguồn, các khoang trên-trước gá các

ổ đĩa

1.2 Bộ nguồn (Power Supply)

Nguồn cung cấp cho máy vi tính là hộp kim loại,

đầu vào là điện 220V hoặc 110V Đầu ra là các nguồn

khác nhau cung cấp cho Mainboard và các ổ đĩa

Trong nguồn có lắp quạt làm mát máy Nguồn máy

PC hoạt động theo nguyên tắc switching nên gọn, nhẹ

Có hai loại nguồn AT và ATX Nguồn AT không điều

khiển tắt được, không có điện +3.3V cung cấp cho

CPU Nguồn ATX có thể tắt được bằng phần mềm và

có nguồn +3.3V cung cấp trực tiếp cho CPU

Nguồn ATX có một cáp nối gồm 20

pin như hình vẽ bên Cáp nối với các ổ

đĩa là cáp gồm 4 pin như hình vẽ

Nguồn ATX có hai phần là nguồn cấp trước (Stanby) và nguồn chính (Main Power)

- Khi ta cắm điện AC 220V cho bộ nguồn, nguồn Stanby hoạt động ngay

và cung cấp xuống Mainboard điện áp 5V STB, điện áp này sẽ cung cấp cho mạch khởi động nguồn trên Chipset nam và IC-SIO (nguồn chính chưa hoạt động khi ta chưa bấm công tắc)

- Khi ta bấm công tắc => tác động vào mạch khởi động trong Chipset nam

=> Chipset đưa ra lệnh P.ON => cho đi qua IC- SIO rồi đưa ra chân P.ON của rắc cắm lên nguồn ATX (chân P.ON là chân có dây mầu xanh lá cây), khi có lệnh P.ON (= 0V) => nguồn chính Main Power sẽ hoạt động

- Khi nguồn chính hoạt động => cung cấp xuống Mainboard các điện áp 3,3V (qua các dây mầu cam), 5V (qua các dây mầu đỏ), 12V (qua các dây mầu vàng), -5V qua dây mầu trắng và -12V qua dây mầu xanh lơ

Rắc 4 chân cấp nguồn 12V cho mạch VRM

• Các dây mầu đen : Mass

• Các dây mầu cam : 3,3V

• Các dây mầu đỏ : 5V

• Các dây mầu vàng : 12V

• Dây mầu tím : 5V STB (cấp trước)

• Dây mầu trắng : - 5V

• Dây mầu xanh lơ: -12V

• Dây mầu xanh lá cây: P.ON (lệnh mở nguồn)

Khi P.ON = 0V là mở nguồn chính

Khi P.ON > 0V là tắt nguồn chính

• Dây màu xám là chân P.G (Power Good - báo nguồn tốt)

Các dây cùng mầu có cùng điện áp, trên nguồn ATX chúng xuất phát từ một điểm, tuy nhiên nhà sản xuất vẫn chia ra làm nhiều sợi với mục đích để tăng diện tích tiếp xúc trên các rắc cắm, đồng thời giảm thiểu được các trục trặc do lỗi tiếp xúc gây ra

@ Các mạch ổn áp trên Mainboard.

* Các điện áp cấp trực tiếp đến linh kiện (không qua ổn áp)

Trên Mainboard có một số linh kiện sử dụng trực tiếp nguồn điện từ nguồn ATX tới mà không qua mạch ổn áp, đó là các linh kiện:

- IC Clock gen (tạo xung Clock) sử dụng trực tiếp nguồn 3,3V

- Chipset nam sử dụng trực tiếp các điện áp 3,3V , 5V và 5V STB

- IC-SIO sử dụng trực tiếp nguồn 3,3V và 5V STB

(Các linh kiện sử dụng trực tiếp nguồn điện từ nguồn ATX hay bị sự cố khi

ta sử dụng nguồn ATX kém chất lượng)

# Mạch VRM (Vol Regu Module - Modun ổn áp):

- VRM là mạch ổn áp nguồn cho CPU, mạch này có chức năng biến đổi điện áp 12V xuống khoảng 1,5V và tăng dòng điện từ khoảng 2A lên đến 10A

để cung cấp cho CPU

- Trên các Mainboard Pen3 thì mạch VRM biến đổi điện áp từ 5V xuống khoảng 1,7V cấp cho CPU

# Mạch Regu_Chipset (mạch ổn áp cho chipset)

- Là mạch ổn áp nguồn cấp cho các Chipset, các Chipset nam và bắc của Intel thường sử dụng điện áp chính là 1,5V các Chepset VIA thường sử dụng điện áp khoảng 3V

# Mạch Regu_RAM (mạch ổn áp cho RAM)

- Với thanh SDRAM trên hệ thống Pentium 3 sử dụng 3,3V thì không cần

ổn áp

- Thanh DDR sử dụng điện áp 2,5V; thanh DDR2 sử dụng 1,8V và thanh DDR3 sử dụng 1,5V vì vậy chúng cần có mạch ổn áp để giảm áp xuống điện áp thích hợp

* Phân tích sơ đồ mạch cấp nguồn trên Mainboard

- Khi cắm điện, phần nguồn STANBY trên nguồn ATX hoạt động => cung cấp 5V STB xuống Mainboard qua sợi dây mầu tím của rắc nguồn

- Khi bấm công tắc => mạch khởi động trên Mainboard đưa ra lệnh P.ON = 0V điều khiển cho nguồn chính hoạt động, nguồn chính chạy => cung cấp xuống Mainboard các điện áp: 3,3V 5V và 12V, và một số nguồn phụ như -5V

và -12V

- Nguồn 3,3V cấp trực tiếp cho IC tạo xung Clock, Chipset nam, BIOS và IC-SIO - đồng thời đi qua mạch ổn áp hạ xuống 1,5V cấp cho các Chipset (Intel) hoặc hạ xống 3V cấp cho các chipset VIA

- Nguồn 12V đi qua mạch ổn áp VRM hạ xuống điện áp khoảng 1,5V cấp cho CPU

- Nguồn 5V đi cấp cho Chipset và các Card mở rộng trên khe PCI , giảm áp xuống 2,5V qua mạch ổn áp để cấp nguồn cho RAM

* Hoạt động mở nguồn trên Mainboard Quá trình điều khiển nguồn trên

Mainboard

Chú thích quá trình điều khiển nguồn:

- Khi cắm điện, nguồn STANBY hoạt động trước cung cấp điện áp 5V STB cho mạch khởi động trên Chipset nam và IC- SIO

- Khi bật công tắc, từ Chipset nam đưa ra lệnh mở nguồn P.ON, lệnh này đưa qua IC-SIO rồi đưa đến chân P.ON của rắc cấp nguồn cho Mainboard (qua dây mầu xanh lá) để lên điều khiển cho nguồn chính Main Power hoạt động

- Nguồn chính họat động cho ra các điện áp chính là:

* 3,3V - Cấp trực tiếp cho các IC như Chipset nam, SIO và Clock gen đồng thời đi qua mạch ổn áp Regu để cấp nguồn chính 1,5V cho hai Chipset

* 5V cấp trực tiếp đến Chipset nam, và cấp cho các Card mở rộng PCI

* 12V cấp cho mạch ổn áp VRM để giảm áp xuống khoảng 1,5V cấp nguồn cho CPU

- Nếu mạch VRM hoạt động tốt (không có sự cố) nó sẽ cho ra nguồn VCORE (1,5V) cấp cho CPU đồng thời cho tín hiệu VRM_GD (VRM_Good) báo về Chipset nam, đây là tín hiệu bảo vệ, nếu có tín hiệu này báo về, Chipset nam hiểu là CPU đã sẵn sàng hoạt động và Chipset sẽ cho ra tín hiệu RESET để khởi động máy

1.3 Bảng mạch chính (Mainboard)

Là bảng mạch lớn nhất trong máy vi tính Mainboard có chức năng liên kết

và điều khiển các thành phần được cắm vào nó Đây là cầu nối trung gian cho quá trình giao tiếp của các thiết bị được cắm vào Mainboard Điều khiển tốc độ

và đường đi của luồng dữ liệu giữa các thiết bị

Mainboard có hai dạng chủ yếu là AT và ATX Hiện nay chủ yếu là dùng ATX ATX có ưu điểm:

- Đa số các Connector LPT1, COM, USB, PS2 được hàn trực tiếp từ Mainboard nên lắp ráp dễ dàng, nhanh

- Nguồn cải tiến: có nguồn +3.3V cung cấp cho CPU hiện đại, và có thể tắt

mở theo chương trình Nhờ tính năng này, BIOS trên Mainboard có thể liên tục kiểm tra nhiệt độ của CPU, nếu quá nhiệt thì sẽ điều khiển để tắt máy, bảo vệ CPU

Mainboard là tấm mạch in nhiều lớp trên đó tích hợp nhiều thành phần quan trọng của máy vi tính: socket cắm CPU, socket cắm bộ nhớ, bộ nhớ cache, slot loại ISA, slots PCI để cắm các card mở rộng như card mạng, modem, slot AGP để cắm card màn hình AGP Mainboard có các cổng I/O để nối với thiệt bị ngoại vi: LPT1, COM1, COM2, USB Mainboard có các đầu để cắm nguồn, các tín hiệu cho phím nguồn, đèn LED …

@@ Bộ nhớ Cache : Là bộ nhớ đệm nằm giữa bộ nhớ RAM và CPU

nhằm rút ngắn thời gian lấy dữ liệu trong lúc CPU xử lý, có hai loại Cache là Cache L1 và Cache L2 Với các máy Pentium 2 Cache L1 nằm trong CPU còn Cache L2 nằm ngoài CPU Từ các máy Pentium 3 và 4 Cache L1 và L2 đều được tích hợp trong CPU Không như bộ nhớ RAM, bộ nhớ Cache được làm từ RAM tĩnh có tốc độ nhanh và giá thành đắt

Đa số các mạch điều khiển trên Mainboard nằm trong con chip có tên là Chipsets Nó là vi mạch điều khiển các luồng thông tin bên trong máy vi tính Chipsets sẽ quyết định Mainboard hỗ trợ được loại CPU nào, loại bộ nhớ nào, loại BUS nào mà Mainboard có thể có Khi muốn bổ sung công nghệ mới thì phải thiết kế loại Chipsets mới cho Mainboard Ví dụ như sử dụng tốc độ bus cao hơn, nhiều bus hơn, sử dụng loại RAM mới, cải tiến IDE …phải sử dụng chipsets mới trên Mainboard Một số nhà cung cấp các loại chipsets nổi tiếng: Intel, SiS, ViA, Ali Intel là nhà cung cấp chipsets hàng đầu cho Mainboard loại Pentium Ví dụ một số chipsets: 82420TX, SiS630, 82440LX, i810, i820, i825, i845D Bảng sau so sánh một số chipset cho Pentium 4

Intel 850E Intel 845E Intel 845G VIA

P4X333 SiS645DX North Bridge i82850E i82645E i82645G VT8754 SiS645DX

Processor bus 400MHz/533MHz Quad Pumped Bus (4.3GB/sec / 3.2GB/sec)

Processor

interface Socket478

Memory type

channel PC800 RDRAM

Dual-PC2100PC1600 DDR SDRAM

PC2100PC1600 DDR SDRAMPC133 SDRAM

PC2700PC2100PC1600 DDR SDRAM

PC2700PC2100PC1600 DDR SDRAM

Unofficially

supported

memory type

channel PC1066 RDRAM

Dual

-PC2700 DDR SDRAM

2.1GB/sec(2.7GB/sec) 2.7GB/sec

2.7GB/sec(3.2GB/sec)

Max memory

size

2GB

4 RIMM slots

2GB

2 DDR DIMM slots

2GB

2 DDR DIMM slots

4GB

4 DDR DIMM slots

3GB

3 DDR DIMM slots

(266MB/sec)

Hub Link 1.5

(266MB/sec)

Hub Link 1.5

(266MB/sec)

V-Link 8x(533MB/sec)

MuTIOL(533MB/sec)

South Bridge i82801BA i82801DB i82801DB VT8235 SiS691B

USB 2.0 ports - + + +

-IEEE1394

Mainboard có 2 IC quan trọng là Chipset cầu bắc và Chipset cầu nam, chúng có nhiệm vụ là cầu nối giữa các thành phần cắm vào Mainboard như nối giữa CPU với RAM, giữa RAM với các khe mở rộng PCI v v

- Giữa các thiết bị này thông thường có tốc độ truyền qua lại rất khác nhau còn gọi là tốc độ Bus

@@ Bus: Đây là tốc độ tryền dữ liệu giữa thiết bị với các Chipset

Thí dụ : Tốc độ truyền dữ liệu giữa CPU với Chipset cầu bắc chính là tốc

độ Bus của CPU, tốc độ truyền giữa RAM với Chipset cầu bắc gọi là tốc độ Bus của RAM ( thường gọi tắt là Bus RAM ) và tốc độ truyền giữa khe AGP với Chipset là Bus của Card Video AGP

- 3 đường Bus là Bus của CPU, Bus của RAM và Bus của Card AGP có vai trò đặc biệt quan trọng đối với một Mainboard vì nó cho biết Mainboard thuộc thế hệ nào và hỗ trợ loại CPU, loại RAM và loại Card Video nào ?

+ Thí dụ trên một Mainboard Pentium 4, tốc độ dữ liệu ra vào CPU là 533MHz nhưng tốc độ ra vào bộ nhớ RAM chỉ có 266MHz và tốc độ ra vào Card Sound gắn trên khe PCI lại chỉ có 66MHz

@ Giả sử ta nghe một bản nhạc MP3, đầu tiên dữ liệu của bản nhạc được nạp từ ổ cứng lên bộ nhớ RAM sau đó dữ liệu được xử lý trên CPU rồi lại tạm thời đưa kết quả xuống bộ nhớ RAM trước khi đưa qua Card Sound ra ngoài, toàn bộ hành trình của dữ liệu di chuyển như sau :

• Dữ liệu đọc trên ổ cứng truyền qua cổng IDE với vận tốc 33MHz đi qua Chipset cầu nam đổi vận tốc thành 133MHz đi qua Chipset cầu bắc vào bộ nhớ RAM với vận tốc 266MHz, dữ liệu từ RAM được nạp lên CPU ban đầu đi vào Chipset bắc với tốc độ 266MHz sau đó đi từ Chipset bắc lên CPU với tốc độ 533MHz , kết quả xử lý được nạp trở lại RAM theo hướng ngược lại, sau đó dữ liệu được gửi tới Card Sound qua Bus 266MHz của RAM, qua tiếp Bus 133MHz giữa hai Chipset và qua Bus 66MHz của khe PCI

=> Như vậy ta thấy rằng 4 thiết bị có tốc độ truyền rất khác nhau là:

+ CPU có Bus (tốc độ truyền qua chân) là 533MHz

- Giúp bộ vi xử lý gắn kết với Mainboard

Giao tiếp với CPU có 2 dạng khe cắm (slot) và chân cắm (socket):

+ Dạng khe cắm là một rãnh dài nằm ở khu vực giữa Mainboard dùng cho PII, PIII đời cũ Hiện nay hầu như người ta không sử dụng dạng khe cắm

+ Dạng chân cắm (socket) là một khối hình vuông gồm nhiều chân Hiện nay đang sử dụng socket 370, 478, 775 tương ứng với số chân của CPU

1.3.2 AGP Slot (Accelerated Graphic Port)

- Cổng tăng tốc đồ hoạ , đây là cổng giành riêng cho Card Video có hỗ trợ

đồ hoạ, tốc độ Bus thấp nhất của khe này đạt 66MHz <=> 1X

• 1X = 66 MHZ (Cho máy Pentium 2 & Pentium 3)

• 2X = 66 MHz x 2 = 133 MHz (Cho máy Pentium 3)

• 4X = 66 MHz x 4 = 266 MHz (Cho máy Pentium 4)

• 8X = 66 MHz x 8 = 533 MHz (Cho máy Pentium 4)

• 16X = 66 MHz x 16 = 1066 MHz (Cho máy Pentium 4)

Lưu ý: Đối với những Mainboard có card màn hình tích hợp thì có thể có

hoặc không có khe AGP Khi đó khe AGP chỉ có tác để nâng cấp card màn hình bằng card rời nếu cần thiết để thay thế card tích hợp trên Mainboard.

 Card màn hình - VGA (Video Graphic Adapter)

Công dụng: là thiết bị giao tiếp giữa màn hình và Mainboard.

Đặc trưng: Dung lượng, biểu thị khả năng xử lý hình ảnh tính bằng MB (4MB, 8MB, 16MB, 32MB, 64MB, 128MB, 256MB, 512MB, 1.2 GB )

Nhận dạng: card màn hình tùy loại có thể có nhiều cổng với nhiều chức năng, nhưng bất kỳ card màn hình nào cũng có một cổng màu xanh đặc trưng như hình trên để cắm dây dữ liệu của màn hình.

•Dạng card rời: cắm khe AGP , hoặc PCI

•Dạng tích hợp trên mạch (onboard)

1.3.3 RAM Slot

- Dùng để cắm RAM vào Mainboard

- Khe cắm RAM luôn có cần gạt ở 2 đầu

Lưu ý: Tùy vào loại RAM (SDRAM, DDRAM, RDRAM) mà giao diện khe

cắm khác nhau.

1.3.4 PCI Slot (Peripheral Component Interconnect)

- Dùng để cắm các loại card như card mạng, card âm thanh…

- Khe màu trắng nằm ở phía trên Mainboard

1.3.5 IDE header (Intergrated Drive Electronics)

- Là đầu cắm 40 chân, có đinh trên Mainboard để cắm các loại ổ cứng, CD.Mỗi Mainboard thường có 2 IDE trên Mainboard:

• IDE1: chân cắm chính, để cắm dây cáp nối với ổ cứng chính

Socket370 trong các máy Pentium 3

• IDE2: chân cắm phụ, để cắm dây cáp nối với ổ cứng thứ 2 hoặc các

ổ CD, DVD

Lưu ý: Dây cắp cắm ổ cứng dùng được cho cả ổ CD, DVD vì 2 IDE hoàn

toàn giống nhau.

1.3.6 ROM BIOS

Đây là bộ nhớ chỉ đọc được các nhà sản xuất Mainboard nạp sẵn các chương trình phục vụ các công việc :

** Khởi động máy tính và kiểm tra bộ nhớ RAM, kiểm tra Card Video,

bộ điều khiển ổ đĩa, bàn phím

** Tìm hệ điều hành và nạp chương trình khởi động hệ điều hành

** Cung cấp chương trình cài đặt cấu hình máy (CMOS Setup) Khi bạn vào chương trình CMOS Setup, phiên bản Default của cấu hình máy được khởi động từ BIOS, sau khi bạn thay đổi các thông số và Save lại thì các thông số mới được lưu vào RAM CMOS và được nuôi bằng nguồn Pin 3V

@@ RAM CMOS là một bộ nhớ nhỏ được tích hợp trong South Bridge.

Bộ nhớ RAM CMOS được chế tạo theo công nghệ CMOS nên tiêu tốn rất ít năng lượng Nó được nuôi bởi một pin khô trên Mainboard Mặc dù dung lượng nhỏ nhưng nó giữ thông tin quan trọng về cấu hình hệ thống cần thiết cho quá trình POST và BIOS Các thông tin đó gồm: chủng loại FDD và HDD sử dụng trong máy; bàn phím; loại CPU, bộ nhớ cache, các giá trị khởi động chipset, RAM, thời gian, trình tự khởi động máy …

Để cung cấp thông tin cho RAM CMOS ta phải chạy chương trình BIOS Setup Để gọi chương trình Setup ta phải ấn phím Del ngay sau khi bật máy PC Khi ra khỏi Setup ta ấn Esc và ấn “Y” nếu muốn thay đổi cấu hình ghi trong RAM CMOS Nói chung không nên thay đổi nếu không thật cần thiết Một số thay đổi hay sử dụng là: Password, loại HDD, trình tự khởi động … Các nhà sản xuất Mainboard thường thiết lập một giá trị chuẩn cho RAM CMOS nên khi cần có thể quay về điểm xuất phát bằng cách thiết lập chế độ mặc định (default).

@@ POST (Power On Self Test) - QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG VÀ KIỂM TRA CỦA MÁY TÍNH

Quá trình POST máy như sau:

Đầu tiên là máy tính được "nuôi" bởi bộ nguồn gọi là nguồn cấp trước và nguồn 5VSTB có giá trị là 5V, được cho ra ở chân xanh là cây và chân tím của

bộ nguồn Khi bật công tắc còn gọi là switch nguồn thì nguồn sẽ mở, lúc đó nguồn sẽ chờ đợi Mainboard gởi về 1 tín hiệu gọi là tín hiệu PowerGood để xác nhận là bộ nguồn hoạt động tốt, tín hiệu PowerGood được truyền trên dây màu xám, nếu khi bật nguồn mà dây này ko có điện áp thì chứng tỏ phần nguồn có vấn đề Khi nguồn đã hoạt động tốt thì các điện áp sẽ được cấp ra các pin nối trên Main của bộ nguồn Sau đó Mainboard sẽ kiểm tra các bit địa chỉ của CPU (thường đối với những Main Intel, nếu không có CPU thì nguồn sẽ không switch

được) Tiếp theo CPU sẽ kiểm tra các thông số của Mainboard tại BIOS Sau đó kiểm tra các bit địa chỉ trên RAM và cuối cùng là card màn hình Khi Card màn hình đã kiểm tra hoàn tất thì mà hình sẽ hiện lên các dòng thông số về card màn hình, CPU, RAM, và tới các thiết bị lưu trữ ngoài Ta cũng có thể theo dõi quá trình POST bằng card test Main hoặc nhận biết các tín hiệu bằng âm thanh

Các phần của quá trình POST

+ Sau khi được cấp nguồn, công việc đầu tiên CPU đi thực thi là nó sẽ tiến hành đi đọc ROM BIOS Như vậy lúc này có thể nói ROM BIOS đóng vai trò là người dẫn đường đầu tiên cho CPU trong quá trình khởi động

Thực chất trong ROM BIOS sẽ mang một đoạn chương trình và yêu cầu CPU phải tiến hành thực thi đoạn chương trình này ở mỗi lần khởi động máy Lúc này CPU sẽ lần lượt thực hiện các lệnh trong ROM BIOS theo từng bước sau:

- Tiến hành kiểm tra các thiết bị cơ bản nhất trên hệ thống để xem tình trạng làm việc của các thiết bị này đã sẳn sàng chưa Các thiết bị cơ bản này sẽ bao gồm: RAM ,HDD ,VGA ,các bộ chipset và Mainboard Trong quá trình kiểm tra từng thiết bị ,nếu tốt nó sẽ kiểm tra thiết bị kế tiếp, nhưng nếu gặp sự

cố trong giai đọan này thì hoặc là máy sẽ treo luôn, không có hình ảnh âm thanh gì, hoặc là máy sẽ dùng tín hiệu báo lỗi âm thanh để thông báo cho ta biết Lúc ày chưa thể hiện hình được vì CPU chưa đọc ROM màn hình (ROM video).

- Khi kiểm tra RAM trong giai đoạn này thì thông thường ta sẽ gặp một số lỗi như sau: Nếu ta gắn RAM sai Bank thì máy sẽ không lên hình ảnh và không báo lỗi gì cả, nhưng nếu ta gắn RAM lỏng chân hay RAM hư thì máy sẽ dùng tín hiệu âm thanh báo lỗi cho ta biết và thông thường mã âm thanh báo lỗi của RAM là nó sẽ bip từng tiếng ngắn và liên tục nhau

- Khi kiểm tra đĩa cứng thì thông thường ta cũng sẽ gặp một số lỗi sau: Nếu ta gắn 1 đĩa cứng bị hư, gắn lỏng dây hoặc set Jumper đĩa cứng sai thì chẳng ảnh hưởng gì cả, máy vẫn làm việc bình thường chỉ có ta không thể detect được đĩa cứng đó trong CMOS mà thôi và tất nhiên cũng chẳng thể vào Win được

- Khi kiểm tra VGA: Nếu ta gắn VGA tốt, bình thường thì không có chuyện

gì xảy ra cả, nhưng nếu ta gắn VGA bị hư hay chưa gắn thì lúc này máy sẽ phát tín hiệu báo lỗi và tín hiệu này sẽ là một tiếng bip kéo dài và 3 tiếng bip ngắn Nhờ code báo lỗi của VGA ta có thể lợi dụng nó để xem Mainboard hay CPU có

hư hay không Giả sử ta bật máy lên chẳng có âm thanh hình ảnh gì và ta nghi ngờ là có thể hư Mainboard hay CPU.

Để xác định xem là có hư Main hay không ta có thể thử bằng cách: cấp nguồn cho Main bình thường, gắn RAM, loa và nhổ VGA ra Bật nguồn lên, nếu

máy báo lỗi VGA ra loa thì có nghĩa là Main và CPU vẫn có thể làm việc bình thường, còn nếu như máy không báo lỗi thì ta có thể xác định có thể là do Main.

- Và cuối cùng nó sẽ đi kiểm tra các thành phần còn lại trên Main và các

bộ chipset hệ thống Nếu quá trình kiểm tra này hoàn tất mà không có lỗi gì cả lúc này ta sẽ nghe đựoc một tiếng bip ngắn , tiếng bip này xác nhận cho ta biết

là giai đoạn POST đã thành công

+ CPU tiếp tục đi đọc ROM màn hình và bắt đầu thông tin lên màn hình các thông tin đầu tiên mà nó sẽ thông báo cho ta biết là hãng sản xuất của card màn hình , model của card và dung lượng RAM màn hình của nó Giai đoạn báo thông tin này đối với các máy đời cũ diễn ra khá chậm , nhưng đối với các máy ngày nay nó diễn ra rất nhanh đế nỗi có nhiều khi ta xem không kịp.

+ Tiếp theo, nó sẽ đi dò tìm trên hệ thống để xem ta có đang sử dụng một Adapter card nào có gán ROM hay không , nếu không thì thôi nhưng nếu có thì

nó sẽ đi đọc luôn thông tin trong ROM của các Adapter card đó.

+ Đọc và báo thông tin về CPU, Main và ROM BIOS Về CPU nó sẽ báo hãng sản xuất CPU, loại CPU và tần số làm việc của nó; về Main nó sẽ báo loại Main , đời Main và bộ chipset của Main; về ROM BIOS có thể nó sẽ báo hãng sản xuất, ngày sản xuất và version của nó.

+ Test RAM: Thông thường khi test RAM nó sẽ test RAM 3 lần và trong mỗi lần đó nó sẽ test đi test lại bộ nhớ qui ước 2 lần.

+ Đến 1 địa chỉ trên RAM để đọc 1 byte ở giá trị này xem hệ thống đang boot cứng (warm boot: boot bằng Ctrl-Alt-Del) hay boot mềm (cold boot: Reset hay tắt máy) Địa chỉ này là 0000:0472, nếu byte này có giá trị là 1234h thì hệ thống đang boot nóng, còn nếu là 1 giá trị khác thì hệ thống đang boot lạnh Nếu hệ thống đang boot lạnh thì khởi động lại nó phải thực thi từng bước giống như lúc đầu Nhưng nếu hệ thống đang boot nóng thì khi boot lại nó sẽ

bỏ qua các bước đã thực thi rồi ví dụ như đọc CPU, test RAM …để nhằm làm cho quá trình khởi động nhanh hơn.

+ CPU đi đọc CMOS: Đọc các thông tin đang được khai báo trong CMOS rồi so sánh với thực tế trên hệ thống, nếu đúng thì làm tiếp nhưng nếu thông tin đang khai báo trong CMOS bị sai thì có thể máy sẽ báo lỗi hoặc treo máy.

Như vậy thì CPU sẽ đi đọc CMOS ngay sau khi test RAM, nên thông thường nếu ta đang khởi động mà máy test RAM xong lại treo máy thì hầu hết

90 % nguyên nhân là do các thông số trong BIOS gây ra Kiểm tra lại CMOS.

@ Pin CMOS: Là viên pin 3V nuôi những thiết lập riêng của người dùng như ngày giờ hệ thống, mật khẩu bảo vệ

1.4 RAM (Random Access Memory)

- Là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên - bộ nhớ trong, lưu trữ những chỉ lệnh của CPU, những ứng dụng đang hoạt động, những dữ liệu mà CPU cần Khác với

truy cập tuần tự Có thể lấy ví dụ có 100 ô nhớ được đánh địa chỉ từ 1 đến 100 Với cách truy cập tuần tự muốn lấy dữ liệu từ ô nhớ thứ 99, cần phải truy cập tuần tự từ ô nhớ thứ 1,2,3…….cho đến ô nhớ thứ 99 Nhưng với phương thức truy cập ngẫu nhiên, có thể truy cập ngay đến ô nhớ thứ 99 mà không cần phải qua các ô nhớ trước đó.

Có 2 loại RAM cơ bản là SRAM ( Static Ram ) hay còn gọi là RAM tĩnh

và DRAM ( Dynamic RAM) hay còn gọi là RAM động SRAM là loại RAM ko cần phải refesh mà dữ liệu vẫn không bị mất,do đó dung lượng lớn hơn và cũng đắt tiền hơn

Trong đó DRAM cần phải được refresh thường xuyên (Hàng triệu lần mỗi giây ) để đảm bảo dữ liệu lưu trữ không bị mất đi

Cả SRAM và DRAM đều sẽ bị mất dữ liệu sau khi tắt máy

• Bộ nhớ RAM là bộ nhớ không thể thiếu trong bất kỳ hệ thống máy tính nào, CPU chỉ có thể làm việc được với dữ liệu trên RAM vì chúng có tốc

độ truy cập nhanh, toàn bộ dữ liệu hiển thị trên màn hình cũng được truy xuất từ RAM

• Khi ta khởi động máy tính để bắt đầu một phiên làm việc mới, hệ điều hành cùng với các trình điều khiển phần cứng được nạp lên bộ nhớ RAM

• Khi ta chạy một chương trình ứng dụng: Thí dụ PhotoShop thì công cụ của chương trình này cũng được nạp lên bộ nhớ RAM

 Tóm lại khi ta chạy bất kể một chương trình nào, thì công cụ của chương trình đó đều được nạp lên RAM trước khi có thể sử dụng được chúng

• Với một hệ thống để chạy đúng tốc độ thì khoảng trống của RAM phải còn khoảng 30% trở lên, nếu ta sử dụng hết khoảng trống của Ram thì máy sẽ chạy chậm hoặc bị treo

Ram là nơi hệ điều hành,ứng dụng lưu trữ data để CPU có thể nhanh chóng truy xuất Tăng dung lượng Ram đồng nghĩa với việc giảm số lần CPU phải lấy dữ liệu từ Hard Disk, một quá trình mất nhiều thời gian hơn đọc dữ liệu trực tiếp từ RAM (Thời gian truy xuật RAM được tính = ns trong khi đó thời gian truy xuất HD được tính = mili s )Máy tính cá nhân cần 1 lượng RAM nhất định cho mỗi ứng dụng,càng nhiều ứng dụng bạn mở, lượng RAM cần dùng càng nhiều Vậy điều gì sẽ xảy ra khi RAM đầy Rất may là hệ điều hành của chúng ta được thiết kể để xử lí trường hợp này Khi Ram gần đầy hệ điều hành sẽ lấy bớt 1 phần dữ liệu từ RAM và ghi vào ổ cứng, thường là phần ít được dùng nhất Phần HDD dùng để ghi dữ liệu tạm thời này được gọi là

PAGE FILE hay SWAP FILE dịch sang tiếng việt có nghĩa là “Tập tin tráo

đổi”.RAM của chúng ta vì thế sẽ không bao giờ bị đầy nhưng cái giá phải trả sẽ

là việc hệ thống hoạt động ỳ ạch vì CPU phải lấy quá nhiều dữ liệu từ ổ cứng Một câu hỏi được đặt ra là vì sao máy tính của chúng ta không phải là một cỗ máy chỉ có RAM thay luôn cho chức năng của ổ cứng vì RAM có tốc độ truy xuất rất nhanh Lý do rất đơn giản là RAM bị mất dữ liệu sau khi tắt máy và hơn thế nữa giá thành của RAM quá đắt trong việc dùng để lưu trữ dữ liệu lên đến hàng trăm GB trong các máy tính ngày nay.

Đặc trưng:

•Dung lượng tính bằng MB.

•Tốc độ truyền dữ liệu (Bus) tính bằng Mhz

Phân loại:

•Giao diện SIMM - Single Inline Memory Module

•Giao diện DIMM - Double Inline Memory Module

Giao diện SIMM

Giao diện SIMM là những loại RAM dùng cho những mainboard và CPU đời cũ Hiện nay loại Ram giao diện SIMM này không còn sử dụng.Giao diện DIMM

Là loại RAM hiện nay đang sử dụng với các loại RAM sau:

Lưu ý: SDRAM sử dụng tương thích với

các mainboard socket 370 (Mainboard socket

370 sử dụng CPU PII, Celeron, PIII)

Nhận dạng: Tốc độ gấp đôi DDRAM, cũng có 1 khe cắt giống DDRAM nhưng DDR2 cắt ở vị trí khác nên không dùng chung được khe DDRAM trên mainboard.

Tốc độ (Bus): 400 Mhz

Dung lượng: 256MB, 512MB

Tốc độ bộ nhớ RAM là tốc độ truy cập dữ liệu vào RAM

=> Trong các máy Pentium 2 và Pentium 3 khi lắp máy ta chọn RAM

có tốc độ bằng tốc độ Bus của CPU, nếu tốc độ của 2 linh kiện này khác nhau thì máy sẽ chạy ở tốc độ của linh kiện có tốc độ thấp hơn, vì vậy ta lên chọn tốc

độ của RAM >= Bus của CPU

=> Trong các máy Pentium 4, khi lắp máy ta chọn RAM có tốc độ >= 50% tốc độ Bus của CPU {Với máy Pentium 4, khi hoạt động thì tốc độ Bus của CPU nhanh gấp 2 lần tốc độ của RAM vì nó sử dụng công nghệ (Quad Data Rate) nhân 4 tốc độ Bus cho CPU và công nghệ (Double Data Rate) nhân 2 tốc

độ Bus cho RAM}

- Khi gắn một thanh RAM vào máy thì phải đảm bảo Mainboard có hỗ trợ tốc độ của RAM mà ta định sử dụng.

1.5 CPU (Central Processing Unit) - Đơn vị xử lý trung tâm

- Là một bộ phận tính toán chính của máy tính

được ví như bộ não của con người, toàn bộ quá trình xử

lý, tính toán và điều khiển đều được thực hiện tại đây

- Nó được cấu thành bởi đơn vị số học - lôgic

(ALU- Arithmetic Logic Unit), đơn vị điều khiển

(CU-Control Unit) và các thanh ghi (Registers)

• Trong các CPU Pentium 4 hiện nay có tới hàng trăm triệu con Transistor được tích hợp trong một diện tích rất nhỏ khoảng 2 đến 3cm2

• CPU là linh kiện quyết định đến tốc độ của máy tính, tốc độ xử lý của CPU được tính bằng MHz hoặc GHz

- 1MHz = 1000.000 Hz

- 1GHz = 1000.000.000 Hz

• Hãng sản xuất CPU lớn nhất hiện nay là Intel (Mỹ) hãng này chiếm đến 90% thị phần về CPU cho máy tính PC, ngoài ra còn có một số hãng cạnh tranh như AMD, Cyrix, Nexgen, Motorola…

 Nguyên lý hoạt động của CPU

- CPU hoạt động hoàn toàn phụ thuộc vào các mã lệnh, mã lệnh là tín hiệu

số dạng 0,1 được dịch ra từ các câu lệnh lập trình, như vậy CPU sẽ không làm gì

cả nếu không có các câu lệnh hướng dẫn

- Khi chúng ta chạy một chương trình thì các chỉ lệnh của chương trình đó được nạp lên bộ nhớ RAM, các chỉ lệnh này đã được dịch thành ngôn ngữ máy

và thường trú trên các ngăn nhớ của RAM ở dạng 0,1

- CPU sẽ đọc và làm theo các chỉ lệnh một cách lần lượt Trong quá trình đọc và thực hiện các chỉ lệnh, các bộ giải mã sẽ giải mã các chỉ lệnh này thành các tín hiệu điều khiển