lắp ráp và bảo trì máy tính cá nhân

Đi đôi cùng vớisự phát triển CNTT Kỹ thuật phần cứng cũng gópphần không nhỏ vào thành công đó, các chương trìnhứng dụng ra đời ngày càng nhiều để máy tính có thểđảm đương được các chương

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện tượng thiếu thông tin, còn gọi là “đói thôngtin” diễn ra ở các nước chậm phát triển, do thiếuphương tiện truyền thông và yếu kém về trình độ xửlý tin, các nước chậm phát triển thường tỏ ra lúngtúng trước lượng thông tin đồ sộ được phát sinh ngaychính tại nước mình cũng như thông tin tại quốc giakhác Hiện tượng đói tin lâu dài dẫn đến hậu quảnghiêm trọng là dân trí không được mở mang, ngườilãnh đạo, người quản lý ngại dùng thông tin, không cóphản ứng trước những thông tin mới, trình trạng nàykéo dài dẫn đến đất nước ngày càng lạc hậu Đểđất nước ngày càng phát triển đi lên, nghành côngnghệ thông tin (CNTT) đóng một vai trò quan trọng trongđời sống, kinh tế, chính trị, giáo dục, xã hội

Trong những năm gần đây, chiếc máy vi tính khôngcòn gì xa lạ với mỗi chúng ta, nó đã len lõi vào trongcuộc sống, chúng ta có thể dùng máy tính để chơiđiện tử, thám hiểm Internet, tìm đọc những thông tin,cho đến các máy dùng để lập trình Tuỳ theo từngnghành, từ CNTT đến y học, từ khoa học nhân vănđến khoa học vũ trụ đều áp dụng nhưng để cóđược chiếc máy vi tính hoàn chỉnh để áp dụng tốtcác lĩnh vực trên, chúng ta cần phải biết sử dụngmáy tính một cách an toàn, hiệu quả Đề tài lắp rápvà bảo trì hệ thống máy vi tính cá nhân gồm có 3chương:

cô giáo, anh chị, bạn bè trong khoa công nghệ thông tinđể đề tài được hoàn chỉnh hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1

Trong những năm gần đây, việc nguyên cứu vàáp dụng công nghệ phần cứng cũng như phần mềmtin học vào các hoạt động kinh tế - văn hóa- xã hộiđã trở thành một cuộc cách mạng khoa học kỹ thuậtvà nó cũng là động lực chính để thúc đẩy sự pháttriển của các cơ quan, hữu quan, tổ chức xã hội haycủa mỗi quốc gia trên toàn thế giới Đi đôi cùng vớisự phát triển CNTT Kỹ thuật phần cứng cũng gópphần không nhỏ vào thành công đó, các chương trìnhứng dụng ra đời ngày càng nhiều để máy tính có thểđảm đương được các chương trình phần mềm mộtcách hiệu quả đòi hỏi kỹ thuật phần cứng ngày càngphát triển không ngừng, bộ nhớ ngày càng mở rộngvà nâng cấp, tốc độ xử lý của CPU ngày càng cao, cảitiến cấu trúc máy tính nhỏ, gọn, tăng độ sắc nétcủa màn hình

Khoảng năm 1979 IBM cho ra đời hàng lạc các sảnphẩm máy tính nhỏ đầu tiên sản phẩm được gọi là

5100 như một máy xách tay, nó là sản phẩm đầu tiênsử dụng bộ vi xử lý của Intel Bộ vi xử lý này là con

8080 một chip 8 bit sau đó công ty IBM phát triển dòngsản phẩm này nhưng không thành công lắm

Sau đó một năm kế hoạch sản xuất máy vi tínhbắt đầu thực Chiếc PC đầu tiên có tên gọi làDATAMASTER sử dụng bộ vi xử lý 8 bit 8085 của Intel Vào tháng 8/1981 IBM giới thiệu cho thế giới chiếcmáy PC thứ hai của mình có tên gọi PC-XT (ExterdedTechology) với bộ vi xử lý 8 bit 8088 có 8 bit dữ liệu và

20 bit địa chỉ, đó là sự kết hợp giữa Intel, IBM,Microsoft và đã vạch ra cho một thị trường côngnghiệp mới cho các tập đoàn lớn Compaq, Dell,Gateway

Năm 1984 khi mà Intel cho ra đời bộ vi xử lý 80286chiếc máy tính PC AT (Advanced Techology)

Năm 1987 một thế hệ máy PC ra đời dựa trên bộ

vi xử lý 32 bit 80386 và IBM đưa ra cấu trúc vi kênh MCA Cuối năm 1988 với bộ vi xử lý 386 DX đây là bộ vixử lý 32 bit hoàn thiện với khe cắm mở rộng làchuẩn EISA

Năm 1990 bộ vi xử lý 80486 ra đời với bộ nhớCode Cache là 8kb với Bus mở rộng là VLB Bus

Vào1993 thế hệ máy vi tính Pentium xuất hiệnvới 64 bit dữ liệu và 32 bit địa chỉ với Bus mở rộng làPCI

Năm 1995 Intel đưa ra sản phẩm MMX (MultimediaExension) hỗ trợ cho môi trường đa phương tiện, bắtđầu các chương trình như đồ hoạ, âm thanh pháttriển mạnh và máy tính bắt đầu xâm nhập vào cácphương tiện giải trí nghe nhìn

Cũng năm 1995 các bộ vi xử lý như Pentium Pro,Pentium II, bắt đầu ra đời với tốc độ 400-500Mhz

Năm 1999 với sự xuất hiện của Pentium III với khảnăng biểu diễn hình ảnh trong không gian 3 chiều (3D)với sự hỗ trợ của các bộ vi xử lý tốc độ cao cácchương trình nhận dạng và tổng hợp tiếng nói bắtđầu có những khám phá mới

Nhu cầu sử dụng máy tính ngày càng đông, vớiViệt Nam hiện nay trên 1 triệu chiếc cho nên quản lý ,sửa chữa và bảo trì hệ thống máy tính là điều cầnthiết Chính nhận thức được điều này sau khi họcxong môn cấu trúc máy tính và bảo trì hệ thống em

có nội dung báo cáo tốt nghiệp về đề tài” Lắp ráp

và bảo trì hệ thống máy tính cá nhân” Do bước

đầu mới làm quen với phần cứng máy tính nên emgặp nhiều bở ngỡ và khó khăn trong việc lắp ráp vàcách khắc phục sự cố, em rất mong thầy cô, cácbạn ghi nhận và đóng góp ý kiến cho em Một lầnnữa em xin chân thành cảm ơn thầy cô và các bạntrong khoa CNTT và đặc biệt là sự quan tâm, tận tìnhgiúp đỡ của thầy Nguyễn Quang Thanh để em hoànthành đề tài này

B Các thành phần cơ bản của máy tính

Các thành phần cơ bản của máy tính baogồm:

Bộ nhớ (Memory)

Bộ vi xử lý (CPU)

Bus (Đường truyền, mạch truyền)

I BỘ NHỚ:

I.1 Khái niệm: Bộ nhớ là thiết bị có chức năng

lưu trữ dữ liệu và chương trình

I.2 Phân loại : Bộ nhớ máy tính phân làm 2 loại: Bộ nhớ chính Bộ nhớ phụ I.3 Bộ nhớ chính: Việc lưu trữ thông tin trên máy tính được thực hiện thông qua bộ nhớ Rõ ràng các dữ liệu khi ghi đựơc lưu trữ vào bộ nhớ nhớ công nghệ bán dẫn và nền tảng cho khả năng lưu trữ dữ liệu ở máy tính đó là khái niệm bit (Binary Digit) bit là một thành phần cơ bản và đựơc biểu diễn bao gồm 2 trạng thái 0 và 1 (như công tắc đèn bật/ tắt) Có nhiều kỹ thuật để tạo một bit, các máy tính hiện nay dùng kỹ thuật tụ điện (Acitor) để biểu diển bit I.3.1 Mô hình tạo bit trên máy tính Giả sử có 2 bảng kim loại theo (hình 1)

(Hình 1)

Nối 2 miếng kim loại vào nguồn Pin (hình 2) ta sẽ có sự phân phối điện tích âm dương trên bề mặt 2 miếng kim loại và 2 miếng kim loại đã được tích điện trên đó (hình 3)

+

(Hình 2)

(Hình 3)

Với đặt trưng của tụ điện mà chúng ta vừa nêu thì thiết bị điện này chỉ tồn tại 2 trạng thái

- Tích điện (charged)

- Không tích điện (didcharged)

Do vậy tụ điện có thể biểu diễn 1 bit trong máytính và trạng thái

- Tích điện ứng với trạng thái1

- Không tích điện ứng với trạng thái 0

Với công nghệ bán dẫn hiện nay người ta cho ra đờicác tụ điện có kích thước rất nhỏ và tích hợp vàitrăm triệu trên một chip điện tử Nhiều chip điện tửđược hàn trên bảng mạch và đó chính là bộ nhớ

I.3.2 Đơn vị tính bộ nhớ trên máy tính

Các đơn vị đo dung lượng bộ nhớ được tínhbằng các đơn vị như sau:

I.3.3 Địa chỉ hóa bộ nhớ chính trên máy

Phương pháp đánh địa chỉ cho các Byte trong bộnhớ chính này được gọi là địa chỉ vật lý

Tổ hợp các địa chỉ vật lý được gọi là khônggian địa chỉ vật lý, không gian địa chỉ vật lý phụthuộc vào độ rộng của Bus địa chỉ (Address Bus).Chẳng hạn như máy tính có độ rộng Bus địa chỉ là

20 thì có không gian Bus địa chỉ là 220 = 1Mb, máy tínhcó độ rộng địa chỉ là 24 thì có không gian địa chỉ là

224 = 16Mb

I.4 Bộ nhớ phụ

Bộ nhớ RAM chỉ dùng cho việc ghi dữ liệu khixử lý, không dùng được khi không còn nguồn nuôi tốcđộ truy cập trên RAM là nhanh nhưng dung lượng của

nó là nhỏ vì vậy RAM còn gọi là bộ nhớ nhất thời haybộ nhớ nhanh Để lưu trữ thông tin lâu dài với khốilượng lớn ta phải sử dụng bộ nhớ phụ, bộ nhớ phụcó tốc độ thai thác chậm hơn nhưng chi phí cho việcsử dụng loại bộ nhớ này rẽ hơn, bộ nhớ phụ baogồm các thiết bị:

- Đĩa từ

- Băng từ

- Đĩa quang

I.4.1 Ổ đĩa mềm

a Cấu trúc ổ đĩa mềm

Đĩa mềm là đĩa từ gồm miếng nhựa tròn,mỏng có thể uốn cong được, trên bề mặt đĩa phủmột lớp từ tính (nam châm) dùng để lưu trữ dữ liệu.High denisty

Write protect

lock

b Phân loại ổ đĩa mềm : Gồm 2 loại

+ Loại 5.25 inch: Là loại đĩa mềm dùng

phổ biến trước đây, nhưng nay đã lỗi thời, loại nàythường lưu trữ với dung lượng 720Kb và 1,2 Mb

+ Loại 3.5 inch: Đây là loại phổ biến nhất

hiện nay có kích thước nhỏ nhưng lưu trữ đượcnhiều hơn so với lọai 5.25 inch ưu điểm của loại nàylà rất khó gãy và khó uốn cong kích thước nhỏ, gọndễ sử dụng

Loại này có mật độ lưu trữ là 720Kb, 2.88Mb,1.44Mb tuy nhiên chỉ có loại 1.44Mb được sử dụngrộng rãi, các loại còn lại ít hoặc không sử dụng

c Công thức tính dung lựơng ổ đĩa mềm:

Gọi C là dung lượng đĩa mềm ta có

C = số Track *số Sector/Track *2*512(Byte) Với số Track : là tổng số Track trên 1 đĩa

Số Sector : là số Sector trên 1 Track

Dung lượng đĩa mềm được tính theo đơn vị

Byte

d Hoạt động của ổ đĩa mềm

Khi CPU chỉ đọc viết số liệu, đĩa được quaybởi một mô tơ điều khiển với tốc độ 360 vòng/phút.Đĩa từ được gắn trên cần truy xuất dịch chuyển lênxuống nhờ mô tơ bước biến chuyển động quay thànhchuyển động tịnh tiến theo phương pháp bán kính củacần truy xuất

Khi đọc sự biến đổi từ thông của phần tửtrữ tin được biến thành điện thế cảm ứng ở 2 đầu

ra của cuộn dây tạo nên tín hiệu số liệu

Khi ghi cuộn dây sẽ phát ra từ trường qua khetừ để từ hóa các bột sắt từ trên mặt đĩa thành cáctrạng thái tương ứng với các mức số liệu 0,1 cầnlưu trữ

Tên ổ đĩa mềm DOS, Windows quy ước là cácký tự A,B

I.4.2 Ổ Đĩa Cứng

a Chức năng: Dùng để lưu trữ thông tin, gồm

hai thao tác đọc và ghi dữ liệu

Đĩa cứng được hình thành từ ý tưởng đặtnhiều lá đĩa trên một trục đồng tâm, do quay với tốcđộ cao nên lá đĩa làm bằng kim loại mạ Crom vàđược phủ trên bề mặt một lớp Oxit từ tính Trên mỗimặt đĩa có đầu từ để đọc và ghi dữ liệu, nếu có 2

n lá đĩa thì có 2 n đầu từ

Để đảm bảo tính an toàn về mặt dữ liệu, đĩacứng được hút hết không khí ra tạo thành môi trườngchân không và được bao bọc bảo vệ bên ngoài bằngvõ kim loại

b Tổ chức vật lý

Giống như đĩa mềm trong đó số Sector trên 1Track không phải là 18 mà có thể là 36 Sector hoặc 84Sector trên 1 Track

Từ việc tổ chức vật lý đĩa cứng thấy rằngmuốn tăng dung lượng đĩa cứng có 2 cách:

+ Tăng mật độ từ tính trên bề mặt đĩa (tăngsố Sector/Track)

+ Tăng số lá đĩa đặt trên trục nhiều hơn

c Công thức tính dung lượng đĩa cứng

Công thức tính dung lượng đĩa cứng đượctính theo công thức sau đây:

Dung lượng = số Cylinder *số đầu từ *sốSector*512 Byte/Sector

I.4.3 Các loại đĩa khác

Đĩa quang: Là những đĩa có cấu trúc mà việc

đọc ghi trên đó được thực hiện được nhờ chùm tiaánh sáng

Hiện nay công nghệ đĩa quang chia làm các loạinhư sau:

+ CD-ROM

+ VCD

+ DVD

a Đĩa CD-ROM (Compact Disk Rrad Only Memoy)

Là phương tiện chứa thông tin có thể đảm bảo với sốlượng lớn cho phép các nhà sản xuất có thể nén đến

680 Mb dữ liệu vào trong một đĩa

+ CD-ROM: Là một phương tiện lý tưởng để

phân phối các phần mềm có sưu tập dữ liệu lớn (cảvăn bản, âm thanh, video, đồ hoạ ) và các trò chơi phứctạp

+ Đĩa CD-ROM: Có kích thước là 5 inch để đọcđược các thông tin trên đĩa người ta phải sử dụng ổđĩa CD để đọc nó thông tin đọc từ đĩa CD nhờ mắtđọc CD bằng cách chiếu tia Laser lên bề mặt đĩa

+ Đĩa CD-ROM ngày nay có 2 loại:

- CD-ROM: Loại đĩa này chỉ cho phép ghi mộtlần và không xóa được

- ROM: Đọc ghi nhiều lần gọi là đĩa REWRITEABLE

b Đĩa VCD: Đĩa này có cấu trúc hoàn toàn

giống đĩa CD nhưng chỉ khác đoạn chương trình đượcmã hóa dữ liệu thành hình ảnh

c Đĩa DVD (Digital Video Disk): Đĩa DVD là một

bước ngoặc của việc lưu trữ tín hiệu, tín hiệu trênđĩa từ được lưu trữ dưới dạng số, chính điều nàylàm cho tín hiệu trên DVD chất lượng hơn so với cácđĩa khác

II BỘ VI XỬ LÝ (CPU)

II.1 Khái niệm : CPU (Central Prrocessing Unit) Trái

tim của bảng mạch chính là bộ vi xử lý (BVXL), cho

đến ngày nay BVSL được coi là sản phẩm nhân tạophát triển nhất và có vai trò quan trọng của lịch sửphát triển loài người.CPU được phát triển trên cơ sởcông nghệ chế tạo các vi mạch điện tử, có độ tíchhợp rất lớn với các phần tử cơ bản là Transistor cóđộ tiêu hao công xuất nhỏ, trong BVSL nó thực hiệntất cả các hoạt động xử lý Logic và số học Nóichung hoạt động của CPU nó đọc dữ liệu từ bộ nhớ,xử lý các dữ liệu đó theo cách đã được xác định bởicác lệnh và sau đó viết kết quả vào bộ nhớ.

II.2 Cấu trúc của bộ vi xử lý

CPU bao gồm các thành phần cơ bản :

+ Đồng hồ (Clock) Tạo các xung thời gian chính

xác để đồng bộ hoá các thành phần của CPU

+ Các thanh ghi (Register) Ngoài bộ nhớ trong

CPU còn dùng các thanh ghi như các khối ghi chép đểđẩy nhanh việc thực hiện các phép toán, trong sốcác thanh ghi dùng để lưu trữ tạm thời các toán hạnvà kết quả trung gian chúng ta ký hiệu thanh ghi này làA

+ Khối số học và Logic (ALU:Arithmetic And

Logic Unit) Là khối chức năng thực hiện các phéptoán cơ sỡ của máy chủ, các phép toán số học cácphép toán Logic ( phép so sánh) phép tạo mã v.v ALUbao gồm những mạch chức năng để thực hiện cácphép toán và các thanh ghi dùng để nhớ giá trị đổi sốtham gia phép toán, địa chỉ và trạng thái xử lý, lưutrữ tạm thời kết quả, tuỳ theo cách thức sản xuấtcụ thể, mỗi ALU thực hiện các phép toán theo mộtvài dạng thức quy định

+ Khối điều kiển (CU: Control Unit) Là khối

chức năng điều khiển sự hoạt động của máy theochương trình định sẵn, nghĩa là CPU có chức năng xácđịnh vị trí lệnh cần thực hiện tiếp theo và tìm lệnhđó ở bộ nhớ chính

CPU liên kết với các thiết bị khác (bàn phím,màn hình, ) thông qua các cổng, cổng là kênh số liệuvà có số liệu để định vị thông cổng mà CPU có thểtrao đổi số liệu hoặc tín hiệu điều khiển với cácthiết bị khác mỗi thiết bị có cổng riêng để liên hệvới CPU

Tóm lại, CPU gồm một đồng hồ phát xung, CU,ALU, một số thanh ghi CPU của các máy tính có kíchthước nhỏ nằm gọn trong một phần tử mạch điệnthường đựơc gọi là chip hay IC.

II.3 Các loại bộ vi xử lý

II.3.1 Bộ vi xử lý 8088/8086: Là bộ vi xử lý 16

bit đầu tiên được giới thiệu vào tháng 6 năm 1978tương đương với 28000 Transistor, hoạt động ở tốc độ4,77Mhz

Và có thể xử lý vào khoảng 1,3Mips, với Bus địachỉ 20 bit, 8086 có thể sử dụng bộ nhớ đến 1Mb, tuycó khiếm khuyết là chia nhớ bộ nhớï thành nhiềuđoạn 64Kb, nhưng cấu trúc và tập lệnh của 8086 là

cơ sỡ cho 90% số lượng máy tính cá nhân đang đượcsử dụng hiện nay trên thế giới

II.3.2 Bộ vi xử lý 286: Ra đời vào tháng 1 năm

1982 chip 286 tương đương 139000 Transistor, tốc độxung nhịp 8Mhz với tốc độ xử lý 1,2Mips Phiên bảnthứ hai của 286 có tốc độ 20 Mhz với Bus địa chỉ 24 bitchip vi xử lý này có thể sử dụng bộ nhớ 16Mb

II.3.3 Bộ vi xử lý 386: Từ năm 1985 đến 1988

bộ vi xử lý 386Dx và 386SX ra đời với Bus địa chỉ 32 vàtốc độ xử lý là 33Mhz

II.3.4 Bộ vi xử lý 486: (Socket 4-5)

CPU 486 có nhiều họ như: 486SX, DX, DX2, DX4,SLX do nhiều hãng sản xuất như INTEL, AMD,CYRIX Trong mỗi họ lại có nhiều tần số hoạt độngkhác nhau như 25, 33, 40, 50, 66, 80, 100Mhz và chạyvới điện thế khác nhau 3v, 3.5v, 5v

+ 486SX: Không có bộ đồng hồ xử lý toán họcnhư các họ 486 khác

+ 486SL: Là loại được thiết kế dùng cho máyxách tay, nó có thêm bộ quản lý để tiết kiệm nguồnđiện khi máy không hoạt động (nhưng hiện nay nócũng được dùng cho máy để bàn)

+ 486SX, 486DX: Có tốc độ hoạt động nội bộbằng tốc độ Mainboard

+ 486DX2: Có tốc độ nội bộ gấp đôi tốc độMainboard (riêng DX2 80 Mhz) của AMD có thêm loại dùngđiện thế là 3v

+ 486DX4: Có tốc độ nội bộ gấp tư tốc độMainboard ( họ này có hai loại điện thế 3v và 5vđược ghi rõ trên CPU

Lần đầu tiên bộ xử lý 486 đưa ra công nghệđường cổng (Pipline) để có thể xử lý nhiều hơn mộtlệnh trong cùng một thời điểm

II.3.5.Bộ vi xử lý 586:

Vào năm 1993 thế hệ vi xử lý 586 của Intel cóthương hiệu là Pentium, cấu trúc Pentium là một bướcphát triển mới Pentium có 3,3 triệu Transistor, đượcsản xuất với công nghệ 0,8 Micron Pentium có Bus bêntrong rộng 64 bit trong khi Bus dữ liệu bên ngoài vẫn là

32 bit Pentium làm việc với điện thế 3,3v có 8kb bộđệm Cache sơ cấp (L1)

Sau đó Intel đưa ra công nghệ MMX (MultimediaExtensions) gồm 57 lệnh Multimedia do Intel phát triểnnăm 1997 mục đích chính của Multimedia là nâng caohiệu quả xử lý các lệnh lặp về âm thanh, hình ảnh,(đạt 30 khung hình trên giây) và đồ họa máy đạtđược điều này phần nào do một dòng lệnh đơn cóthể xử lý đồng thời một số mục dữ liệu Đối vớicác chương trình thường CPU này nhanh hơn khoảng 10%đối với các chương trình viết riêng để tận dụng mãlệnh này CPU sẽ nhanh hơn khoảng 50% so với loạithường

II.3.6 Bộ vi xử lý PENTIUM PRO (Socket 8)

Pentium Pro là bộ vi xử lý đầu tiên của thế hệP6 được đưa ra thị trường năm 1995 có 5,5 triệuTransistor được tích hợp trong vi xủ lý và 15,5 triệuTransistor

Trong bộ nhớ Cache L2 trong CPU (thông thườngCache nằm trong CPU) nên tốc độ rất nhanh Do giá caonên CPU này chủ yếu dành cho Server

Cấu trúc vi xử lý Pentium Pro được tối ưa hóacho xử lý 32 bit Đây là bộ vi xử lý mà Intel chuyểndịch CISC thành các lệnh RISC để xử lý nhanh hơn

II.3.7 Bộ vi xử lý PENTIUM II (Socket 1)

Pentium II xuất hiện vào giữa năm 1997 thuộchọ P6 của Intel, Pentium có những cải tiến mới so vớiPentium Pro Bộ vi xử lý Cache, bộ tản nhiệt đượccấy lai (Hybrid) trên một bảng mạch và cắm lên bảnmạch chính.Vi mạch Pentium II có thể có dạng thẻthay dạng vi mạch nằm ngang như trước đây.Thểcắm này có tên là SEC ( Simgle Edge Contact )

Pentium II có tốc độ 233 cho đến 450Mhz được7,5 triệu Transistor với công nghệ 0,25 Micro và quản lýđến 4Gh bộ nhớ

II.3.8 Bộ vi xử lý CELERON

Để đáp ứng thị trường vi tính cá nhân giá rẽ vàcạnh tranh với các hãng khác (AMD,CYRIX) Intel cho rađời thế hệ Celeron 266Mhz và 300Mhz đầu tiên khôngcó Cache thứ cấp và không cạnh tranh được với hàngnhái của AMD Sau đó Intel cải tiến thành Celeron II(Socket 370) và bổ sung 128 Kb Cache L2 Kết quả làhiệu năng của CPU tăng đáng kể do Cache L2 có tốc độbằng tốc độ CPU

Tiếp tục Intel cho ra đời những chip Celeron cótốc độ ngày càng cao 300Mhz lên 533Mhz

Cho đến ngày nay Intel vẫn tiếp tục sản xuấtchip Celeron có tốc độ 566Mhz, 733Mhz, 1,2Ghz điện

thế sử dụng là 1.8v với công nghệ 0.18 Micro

II.3.9 Bộ vi xử lý PENTIUM III (Socket)

Bộ vi xử lý Pentium III được đưa ra thị trườngvào đầu năm 1999 có mã hiệu là KATMAI Pentium IIIđược cài thêm 70 lệnh mới nhưng cấu trúc so vớiPentium II ít thay đổi

Với 50 trong số 70 lệnh là hổ trợ cho việc xử lýtính toán dấu chấm động và có thêm 8 thanh ghi dấuchấm động 128 bit 12 lệnh mới đựơc hỗ trợ cho đồhọa 3D và thêm 8 lệnh có việc điều khiển bộ nhớCache.

Pentium III vẫn sử dụng khe cắm Slot 1 giốngnhư Pentium II tuy nhiên Bus hệ thống hoạt động ởtần số cao hơn từ 100 đến 133Mhz với tốc độ 450đến 700Mhz

Vào giữa năm 2000 Intel đưa ra bộ vi xử lýPentium III nhưng đóng gói theo kiểu PGA và được cắmtrên bảng mạch mẹ với Socket 370, Pentium III có tốcđộ đạt đến 1,2Ghz

Nhằm đáp ứng nhu cầu bộ vi xử lý trong thịtrường máy chủ Intel đưa ra bộ vi xử lý Pentium XEONcó mã hiệu TANNER thực ra bộ vi xử lý này đượcthêm vào các lệnh SSE (Strcaming SSD Xetension)

Pentium XEON hoạt động ở tần số Bus hệthống 100 Mhz có tốc độ 500 đến 600 Mhz

II.3.10 Bộ vi xử PENTIUM IV Socket 478

Đầu năm 2000 Intel đưa ra bộ vi xử lý Pentium IV

với mã hiệu Willamette tên của một con sông ở tiểubang Oregon Bộ vi xử lý này có những thay đổi cơ bản + Cải tiến phương pháp xử lý xen kẻ sâu hơn với

20 giai đoạn

+ Bộ nhớ đệm sơ cấp L1 được bổ sung thêm12Kb, bộ đệm này cho phép rút ngắn thời gian trễ dobộ giải mã lệnh gây ra

+ Bộ tiến hành lệnh nhanh (Rapid Excution Egine)cho phép khối ALU của CPU đạt tốc độ tính toán gấpđôi

+ Bộ tiến hành lệnh động (Advancad DynamicExcution Engine) cho phép tiến hành phỏng đoán vô thứtự sâu

+ Bộ nhớ Cache L2, 256Kb có giao diện song song

256 bit (32 Byte) cho phép truyền dữ liệu siên nhanh (32

x 1,4Ghz = 44,8Gb/s)

+ Được tăng cường thêm 76 lệnh SIMD (SingleInstruction Multiple Data) mới và nâng cấp 68 lệnh SIMDvề việc xử lý số nguyên và số thực dài 128 bit

- Tần số Bus hệ thống 400Mhz

- Sử dụng bộ nhớ chính RDRAM

II.4 Các kiểu bộ vi xử lý: Bộ vi xử lý gồm 2

kiểu:

II.4.1 Bộ xử lý CISC: Việc xây dựng bộ vi xử

lý phức tạp gọi là thiết kế bộ vi xử lý theo kiểuCISC (Complex Instruction Set Computing) điển hình theokiểu này là các chip vi VXL của hãng sản xuất Intel vớidòng họ là X86 (Đa số các bộ VSL Intel từ P5 nhưPentium, 486SX, 486DX .trở về trước đều sử dụngcông nghệ này) với tập lệnh và được mô tả:

BUS PQ

InterfaceExecution

Unit

Decoding Unit Microcode

QueueControl ALU

Register

II.4.2 Bộ vi xử lý RISC: Việc xây dựng bộ VXL

đơn giãn gọi là thiết kế bộ BXL theo kiểu RISC(Reduced Instruction Set Computing -Tính toán theo tậplệnh đơn giãn) điển hình kiểu này là các chip vi xử lýcủa các hãng sản xuất như: AMD, SPARC (các trạm làmviệc của Sun MicroSystem), PA- RISC (các trạm làm viẹccủa Hewlet Packard), MIPS (các trạm làm việc của SiliconGraphics), POWERPC (các máy MACINTOS của hãng Apple)

và các chip vi xử lý của Intel thuộc họ i860 với cấutrúc như sau:

Execution BUS PQ Unit

Interface Control ALU Register

Hoạt động của bộ VXL RISC hạn chế các lệnhđơn chính yếu cần thiết và hoạt động tương đối đơngiãn hơn CISC, chu kỳ xử lý lệnh như sau:

Thông qua khối giao tiếp BIU đưa vào hàng nhậnlệnh trước PQ các lệnh này không cần chuyển cho bộgiải mã mà thực hiện ngay Rõ ràng thời gian thựchiện lệnh ở đây ngắn đi rất nhiều so với CISC

Các bộ vi xử lý của Intel từ thế hệ P6 (PentiumPRO, Pentium II, Pentium III ) đều áp dụng công nghệRISC

II.5 Công nghệ sản xuất bộ vi xử lý

Được sản xuất ở môi trường rất sạch Trên bộVXL người ta tích hợp hàng triệu Transistor số lượngTransistor càng nhiều thì xử lý càng nhanh

Bố trí Transistor ngày càng sít nhau hơn, giảmkhoảng cách giữa các

Transistor từ 0,12 đến 0,18 Micron cho phép chip chạy

ở tốc độ nhanh hơn

Mật độ sắp xếp Transistor cao hơn còn giảmlượng Silicon cần thiết trong sản xuất Chip, cho phéptiết kiệm vật liệu, giảm giá thành

Điện thế cung cấp cho bộ vi xử lý cũng là mộtthông số kỹ thuật quan trọng, các bộ VXL có tốc độcàng cao nhưng sử dụng điện thế thấp Do việc tíchhợp nhiều Transistor trong bộ VXL nên các bộ VXL ngàynay đều sử dụng bộ tản nhiệt (quạt) để làm mát vixử lý

III CẤU TRÚC BUS

III.1.Giới thiệu: Bộ vi xử lý liên kết với các thiết

bị ngoại vi như bộ nhớ, đĩa từ bàn phím.v.v nhờ bảngmạch mẹ bằng các mạch điện.Việc nghiêm cứu sơđồ các mạch điện trên bảng mạch mẹ gọi là cấutrúc Bus

III.2 Phân loại: Cấu trúc Bus có 2 loại:

+ Bus hệ thống

+ Bus mở rộng

III.3 BUS HỆ THỐNG: Bus hệ thống là tích hợp

các đường dây mà qua đó CPU có thể liên kết với cácbộ phận khác

Như vậy sẽ có nhiều thiết bị cùng dùng chungmột hệ thống dây dẫn để trao đổi tín hiệu Do dùngchung các dây dẫn nên trong một thời điểm CPU traođổi số liệu với một ô nhớ hay một thiết bị là duynhất, với mục đích này Bus hệ thống chia ra thành 3loại:

+ Bus dữ liệu ( Data Bus)

+ Bus địa chỉ ( Address Bus)

+ Bus điều khiển ( Controler Bus)

III.3.1 Bus dữ liệu: Bus dữ liệu là tổ hợp các

dây dẫn (được thiết kế bằng các đường mạchđiện) được sử dụng để truyền và nhận dữ liệu.Tín

hiệu truyền lên Bus là các tín hiệu 0, 1 Dữ liệu 0, 1biến thành các tín hiệu điện, ở mức 0 Vol tương ứngvới giá trị 0, và ở mức 5 Vol tương ứng với giá trị 1.

III.3.2 Bus địa chỉ: Giống như Bus dữ liệu cũng

là tổ hợp các dây dẫn dùng để đánh địa chỉ cho bộnhớ, nó cho phép các ô nhớ trên bộ nhớ xác lập địachỉ Nhiệm vụ của Bus địa chỉ là cho phép truyền cácđịa chỉ đến các thành phần khác như CPU giúp định vịcác ô nhớ cần được truy cập

Bus địa chỉ và Bus dữ liệu được thiêtú kế độclập với nhau trên bảng mạch mẹ

III.3.3 Bus điều khiển: Bus điều khiển dùng để

truyền và nhận các tín hiệu điều khiển từ CPU đếncác thành phần khác hay các thiết bị ngoại vi vàngược lại khi các thiết bị cần được truy cập sẽ gởitín hiệu Ready cho bộ vi xử lý

Trên các bảng mạch mẹ, Bus điều khiển ngàynay được thiết kế cùng chung với Bus dữ liệu

III 4 Các loại Bus mở rộng:

III.4.1 Bus mở rộng là gì: Ngày nay trên các

bảng mạch mẹ người ta đã tích hợp sẵn ( Builtin) cáccổng như I/0, cổng bàn phím, cổng Mouse, cổng giaotiếp IDE (đĩa cứng), đĩa mềm Card màn hình v.v tuynhiên việc mở rộng thêm các thiết bị trên một hệthống máy tính là điều xảy ra thường xuyên củangười sử dụng Chính điều này làm cho các nhà sảnxuất bảng mạch chính thường để giành các Bus nằmtrên Mainboard gọi là Bus mở rộng ( Extended Bus)

Bus mở rộng cho phép PC liên lạc được với cácthiết bị ngoại vi các thiết bị ngoại vi này được càiđặt qua các khe cắm mở rộng (Slot) trên bảng mạchmẹ

Các thông số chính trên Bus mở rộng là:

+ Tốc độ truyền dữ liệu tối đa giữa cácthiết bị với nhau, giữa các thiết bị với bộ nhớ chính + Số đường địa chỉ (có nghĩa là số lượng ônhớ có thể được truy cập bởi một thiết bị )

+ Số đường ngắt cứng

III.4.2 Các loại Bus mở rộng

a Bus ISA: Là loại Bus nằm trên bảng mạch

mẹ có màu đen, Bus này có tốc độ thấp, hoạt động

ở tần số 8,33Mhz, độ rộng của Bus dữ liệu 8 hoặc

16 bit

Cấu trúc ISA đầu tiên có 20 và sau này pháttriển thành 24 đường địa chỉ nên có thể quản lýđược 16Mb bộ nhớ cho một Card mở rộng được gắnvào

b Bus EISA và Bus MCA :

+ Bus EISA ( Extended ISA) đây là chuẩn mởrộng từ ISA, Bus này có 32 bit dữ liệu và 32 Bus địachỉ Với tốc độ truyền dữ liệu đạt 33Mb/s so với 8,33Mb/s của ISA

+ Bus MCA (Micro Chanel Architecture) với cấutrúc vi kênh do IBM đề nghị năm 1987 nhằm phục vụcho các hệ máy tính IBM với các sản phẩm PS/2 vàkhông tương thích với các máy tính PC Cấu trúc nàyđã cải tiến một số tính năng như Bus Mastering đượchổ trợ tốt tức là khả năng để cho Card điều hợpđược tiếp quản quyền điều khiển Bus từ bộ vi xửlý và truyền những dữ liệu đến và từ bộ nhớ chính

một cách độc lập với bộ xử lý

c Bus VESA ( Vesa Local Bus)

+ Chuẩn VESA được ra đời năm 1993 và nó trởthành một trong những thành phần chuẩn được thiếtkế trên các Mainboard máy tính với bộ vi xử lý là 486đến Pentium bằng cách kết nối trực tiếp CPU vớithiết bị ngoại vi với đường truyền dữ liệu rộng, tốcđộ cao Các hệ thống Bus VL và các phần hợp thànhđã chứng tỏ rằng chúng có tạo ra hiệu xuất vô cùnglớn, vượt xa loại ISA tương ứng với chi phí không đángkể

+ Bus VL là phần mở rộng của Local Bus củaCPU 486 Dữ liệu đi trực tiếp thông qua Bus CPU đếnBus VL Một vài loại bo mạch giao tiếp VL có trang bịvùng đệm nhằm giữ cho dữ liệu không bị mất trướckhi thiết bị có thể nhận được, bởi vì Bus VL chuyễndữ liệu với tốc độ từ 25 đến 40 Mhz, các bo mạch

VL phải điều khiển được các tốc độ xung khác nhau.Mỗi bo mạch VL thêm vào một đường tải cho Bus CPU,làm giảm tín hiệu của Bus và hạn chế VL dùng chỉcho hai hoặc ba thiết bị

d.Bus PCI ( Peripheral Componnent Interconnect )