QUẢN LÝ HỆ THỐNG MÁY TÍNH DÀNH CHO GIÁO VIÊN

CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS - Các chức năng chính của ROM BIOS và RAM CMOS, - Cách thức truy cập và thay đổi cấu hình của hệ thống máy tính thông qua BIOS SETUP.. Tổng quan về bộ nhớ,

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HT MÁY TÍNH

I Các thành phần cơ bản của hệ thống máy tính cá nhân

1 Một số bộ phận chính bên trong hộp máy

II Một số điều cần lưu ý khi lắp đặt hệ thống máy tính

1 Môi trường lắp đặt hệ máy tính

2 Đường điện cung cấp cho hệ máy tính

Chương II

Bộ nguồn bên trong máy Tính

CHƯƠNG III BỘ NGUỒN

1 Chức năng của bộ nguồn

Cung cấp nguồn 1 chiều: 3,3v, 5v, 12v

2 Nguyên lí hoạt động

2.1 Bộ nguồn nuôi tuyến tính

A C

M¸y h¹ thÕ ChØnh l­

u vµ läc

M¹ch ®iÒu chØnh DC

Sơ đồ khối của bộ nguồn nuôi tuyến tính

* Ưu điểm và nhược điểm của bộ nguồn nuôi tuyến tính

CHƯƠNG III BỘ NGUỒN

*Ưu điểm và nhược điểm của bộ nguồn nuôi chuyển mạch

CHƯƠNG III BỘ NGUỒN

- Bộ nguồn ATX còn có thêm tín hiệu Power_On (PS_On)

và 5V_Standby (5VSB)

- Cung cấp nguồn +3,3V

4 Công suất của các bộ nguồn nuôi

Các bộ nguồn nuôi không giống nhau trong các máy vi tính khác nhau Trị số công suất của nguồn nuôi là tổng số công suất mà nó đưa ra được tính bằng watt

VD: Một ổ đĩa cứng khi khởi động đòi hỏi dòng 5A trên đường dây 12V

CHƯƠNG III BỘ NGUỒN

5 Điện áp ra và các đầu nối của bộ nguồn

5.1 Bộ nguồn nuôi AT

5.2 Bộ nguồn nuôi ATX

Bộ nguồn ATX phải kiểm tra và thử nghiệm bên trong trước khi cho phép hệ thống khởi động

CHƯƠNG III BỘ NGUỒN

Nếu tín hiệu PG không có, chip định thời sẽ điều khiển khởi động lại máy liên tiếp, ngăn chặn sự hoạt động của hệ thống Vì vậy, máy sẽ khởi động lại bất thường khi nguồn cung cấp điện yếu hay không ổn định

7 Vấn đề tắt nguồn

Việc tắt hệ thống một cách thường xuyên có thể gây nguy hại cho các thành phần bên trong hệ thống Khi bật/tắt làm cho nhiệt độ thay đổi đột ngột làm cho các linh kiện nở ra/co lại, sau một thời gian sẽ gây nguy hiểm cho nhiều bộ phận của máy tính

CHƯƠNG III BỘ NGUỒN

8 Sự cố về bộ nguồn và cách xử lý

Bộ nguồn là nơi hay xảy ra các sự cố của máy PC Sau

đây là một số lỗi có thể liên quan tới bộ nguồn:

1 Một lỗi bất kỳ khi khởi động hệ thống

2 Tự khởi động lại hay treo máy khi đang hoạt động

3 Quạt ổ đĩa cứng hay quạt nguồn không quay

4 Máy quá nóng

CHƯƠNG III BỘ NGUỒN

Bài tập cuối chương

3.1 Trình bày về chức năng và tầm quan trọng của bộ nguồn nuôi

3.2 Vẽ sơ đồ khối và trình bày nguyên lý hoạt động của bộ nguồn nuôi tuyến tính

3.3 Vẽ sơ đồ khối và trình bày nguyên lý hoạt động của bộ nguồn nuôi chuyển mạch

3.4 So sánh các bộ nguồn nuôi tuyến tính và chuyển mạch.3.5 Nêu các loại bộ nguồn phổ biến hiện nay, trình bày các đặc trưng kỹ thuật cơ bản của bộ nguồn ATX

3.6 Khi lắp đặt thêm các thiết bị vào hệ thống máy tính thì

có phải thay bộ nguồn không?

CHƯƠNG III BỘ NGUỒN

CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS

- Các chức năng chính của ROM BIOS và RAM CMOS,

- Cách thức truy cập và thay đổi cấu hình của hệ thống máy tính thông qua BIOS SETUP

I ROM BIOS

1 Các chức năng chính của ROM BIOS

ROM BIOS (Read Only Memory - Basic Input Output System) Tất cả các bảng mạch chính hiện đại đều có một chip ROM đặc biệt chứa một bộ các chương trình gồm 4 chức năng:

POST, BIOS SETUP, BOOTSTRAP và BIOS

1 Xoá bộ nhớ

2 Khởi động BUS: CPU gửi tín hiệu thông qua BUS hệ thống đến các bộ phận của hệ thống máy tính, để báo rằng máy đang vận hành

6 Tạo bảng các vector ngắt:

7 Kiểm tra xem có ROM mở rộng không:

8 Gọi chương trình tải Bootstrap:

CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS

2 Một số lưu ý về ROM BIOS

CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS

3 Các nhà sản xuất ROM BIOS

4 RAM CMOS

4.1 Cơ bản về RAM CMOS

Các thông tin về cấu hình hệ thống được ghi ở trong ROM là

cố định, không thể thay đổi

Bổ sung RAM CMOS (Random Access Memory Complementary Metal Oxide Semiconductor) để lưu giữ các thông tin cấu hình của hệ thống máy tính

Các thông tin cấu hình trong RAM CMOS có thể được thay đổi nhờ chương trình BIOS SETUP nằm trong ROM BIOS

Hai chip ROM BIOS và RAM CMOS là hoàn toàn khác nhau.

CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS

4.1 Cơ bản về RAM CMOS

Khi ta vào trình BIOS SETUP, thiết lập các thông

số cấu hình và sau đó ghi vào trong RAM CMOS

CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS

4.2 Một số trục trặc thường gặp về RAM CMOS

- Thông báo chạy SETUP mỗi khi bật máy:

- Xuất hiện màn hình Bios Setup mỗi khi bật máy

CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS

1.2 Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên: RAM( Random Access

Memory) Là không gian làm việc của bộ vi xử lý Bộ nhớ này có thể truy cập ngẫu nhiên, nhanh chóng tại bất kì một vị trí nào và thời gian truy cập là như nhau.

1 Tổng quan về bộ nhớ, bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên

1.1 Tổng quan về bộ nhớ

Bộ nhớ máy tính có nhiều loại:

- Các thanh ghi trong bộ vi xử lý làm n/v thực hiện các thao tác số học, logic

CHƯƠNG V BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN

- Bộ nhớ bán dẫn: Ram: Lưu trữ tạm thời các chương trình, dữ liệu Rom: Lưu trữ lâu dài

Như vậy nếu ta tăng dung lượng RAM cho máy tính thì ta có thể cùng một lúc làm việc với nhiều chương trình hơn, việc xử lý sẽ nhanh hơn

2 CÁC LOẠI CHÍP RAM

2.1 DRAM (Dynamic Random Access Memory)

- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động được cấu tạo từ những phần

tử nhớ cơ bản là những tụ điện.

CHƯƠNG V BỘ NHỚ

- Biểu hiện trạng thái là việc tích trữ các điện tích.

- Thường xuyên làm tươi (nạp điện tích) vì vậy gọi là RAM động Khi làm tươi RAM bộ điều khiển bộ nhớ (nằm trong cầu bắc) ngừng việc đọc/ghi bộ nhớ để tiến hành làm tươi.

DRAM có cấu trúc đơn giản( chỉ cần 1 transistor, 1 tụ điện để lưu trữ 1 bít thông tin) nên -> kiến trúc nhỏ gọn, dung lượng lớn, giá thành rẻ nhưng tốc độ truy cập chậm.

2.2 SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) Bộ nhớ

truy cập ngẫu nhiên động đồng bộ) là dạng mới của DRAM.

- Đồng bộ với tốc độ tốc độ lõi của CPU Hai trang bộ nhớ cùng

mở một lúc, nên trong khi một mẫu dữ liệu đang chuyển tới CPU thì một mẫu khác được truy tìm, điều đó làm giảm thời gian truy cập.

CHƯƠNG V BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN

2.3 SRAM

- SRAM (Static Random Access Memory - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh) được cấu thành từ các phần tử nhớ cơ bản là các flip - flop

- RAM tĩnh không cần phải làm tươi thường xuyên, nên có tốc

độ nhanh hơn DRAM nhiều lần và có thể theo kịp tốc độ CPU

- Kích thước SRAM cũng lớn hơn DRAM (kích thước lớn gấp

30 lần với cùng một dung lượng), giá thành cao hơn DRAM (gấp 30 lần) Chính vì vậy nên SRAM thường chỉ được dùng làm bộ nhớ cache.

CHƯƠNG V BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN

2.4 RDRAM (Rambus DRAM)

Là thiết bị kênh hẹp chỉ có thể truyền 16 bit dữ liệu kèm theo 2 bit chẵn lẻ đồng thời nhưng tốc độ nhanh hơn các loại DRAM rất nhiều Tốc độ có thể lên tới 800MHz

2.4.1 RIMM:

- Các chip RDRAM được cài đặt nối tiếp trên một thanh gọi là RIMM tuy nhiên việc truyền dữ liệu có thể được tiến hành giữa

bộ điều khiển và từng chip riêng biệt

- Bus bộ nhớ của RDRAM chỉ có tốc độ 400 MHz (vì áp dụng kỹ thuật truyền hai lần trong một chu kỳ).

CHƯƠNG V BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN

2.4.2 Trạng thái chờ ít: nhờ áp dụng kỹ thuật truyền hai

lần trong một chu kỳ đồng hồ=> làm giảm một nửa thời gian chờ => tốc độ của RDRAM tương đương với 800 MHz mặc dù tốc độ bus chỉ là 400 MHz

2.4.3 Bus điều khiển và bus địa chỉ:

Trong các hệ thống dùng Rambus các bus điều khiển và địa chỉ chạy song song với bus dữ liệu

Chúng được tách thành một bus điều khiển hàng và một bus điều khiển cột riêng biệt

=> Nâng cao tốc độ của bộ nhớ Các công nghệ truyền thống như là SDRAM đòi hỏi rằng các đường địa chỉ hàng và cột được truyền ở trên cùng một tập các đường địa chỉ, dẫn đến sự tranh chấp tài nguyên và hạn chế tốc

độ truy cập dữ liệu

CHƯƠNG V BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN

2.4 DDR SDRAM

- DDR SDRAM (Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động đồng bộ tốc độ dữ liệu kép), là một công nghệ DRAM tiên tiến, dải tần cao, mang lại nhiều ưu điểm và phù hợp với các máy tính cá nhân thương mại

CHƯƠNG V BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN

Đối với DDR thì có hai cách gọi theo tốc độ MHz hoặc theo băng thông Ví dụ, khi nói DDR333 tức là thanh RAM đó mặc định hoạt động ở tốc độ 333MHz nhưng cách gọi PC2700 thì lại nói về băng thông RAM, tức là khi chạy ở tốc độ 333MHz thì nó sẽ đạt băng thông là 2700MB/s (trên

lý thuyết)

a) Các loại cache

- Các loại cache đều được tạo nên từ SRAM

- Trong các máy từ 486 đến Pentium IV thường có 2 loại cache, cache L1 (Level 1) được tích hợp trong CPU và cache L2 (Level 2) thường được tích hợp trên bảng mạch chính

Trong các máy hiện đại từ thế hệ 5 trở về trước bộ điều khiển cache thường nằm trong North Bridge, trong các máy từ Pentium Pro trở lại đây bộ điều khiển cache nằm ngay trong CPU.

b) Vị trí và tốc độ của cache

- Trong các máy từ Pentium về trước, vì sử dụng các loại FPM DRAM và EDO RAM nên tốc độ của chúng thua kém nhiều so với tốc độ BUS hệ thống, vì vậy cache L2 được cài đặt trên bảng mạch chính và có tốc độ bằng tốc độ BUS hệ thống.

- Trong các máy từ Pentium Pro trở lại đây, SDRAM có tốc độ bằng tốc độ BUS hệ thống nên việc cài đặt cache L2 trên bảng mạch chính có tốc độ bằng tốc độ BUS hệ thống là

vô nghĩa Chính vì thế, trong các loại máy này cache L2 được nối trực tiếp với CPU và có tốc độ bằng CPU hoặc bằng 1/2 tốc độ CPU.

3 RAM vật lí, DIP, SIMM và DIMM

3.1 RAM vật lý

3.2 DIP (Dual Inline Package - vỏ hai hàng chân)

- Dùng trong các máy IBM XT, IBM AT thế hệ đầu tiên

3.3 SIMM (Single Inline Memory Module - Mô đun nhớ một hàng chân)

3.4 DIMM (Dual Inline Memory Module - Mô đun nhớ hai hàng chân)

4.2 Tốc độ RAM

- Tốc độ truy cập của RAM được tính là tổng thời gian xác định vị trí ô nhớ và thời gian truyền dữ liệu

- Trong các RAM cũ, tốc độ được đo bằng ns (1 ns =

1 phần tỷ giây), các RAM mới sau này tốc độ được đo bằng MHz (1 MHz = 1 triệu chu kỳ/giây)

4.3 Vấn đề tiếp xúc của các thanh RAM

4.4 Các loại RAM có kiểm tra lỗi

Các chip nhớ có thể bị lỗi, có 2 loại lỗi: lỗi cứng (hard fail) và lỗi mềm (soft error)

Có ba loại RAM liên quan đến sửa lỗi hay không sửa lỗi sau:

1 RAM không chẵn lẻ (Non Parity): Loại RAM này không có khả năng phát

hiện lỗi, người ta sản xuất chúng do nhu cầu giảm giá thành Tuy nhiên, việc chấp nhận một bộ nhớ kiểu này là mạo hiểm Một khi lỗi bộ nhớ xẩy ra thì chi phí cho việc khắc phục có thể gấp nhiều lần tài chính tiết kiệm do phần cứng

2 RAM Chẵn lẻ (Parity): Đây là loại RAM cứ 8 bit dữ liệu thì có thêm 1 bit

chẵn lẻ cho phép phát hiện lỗi và đưa ra thông báo lỗi Kiểm tra chẵn lẻ không sửa được lỗi, nhưng nó có 2 lợi ích chủ yếu sau:

1 Tránh được việc tính toán trên các dữ liệu sai.

2 Định vị rõ nguồn gây lỗi, giúp người dùng giải quyết vấn đề và tăng khả năng phục vụ của hệ thống.

3 RAM ECC (Error Correcting Code - mã sửa lỗi): RAM ECC cho phép

sửa chữa được các lỗi 1 bit, tức là hệ thống vẫn tiếp tục và không có dữ liệu sai (98% lỗi bộ nhớ là 1 bit) RAM ECC được lắp đặt trong các PC hiện nay hầu hết đều có kiểu SEC - DED (Single bit Error Correction - Double bit Error Detection: sửa lỗi 1 bit, phát hiện lỗi 2 bit) RAM ECC cần thêm 7 bit cho khối nhớ 32 bit và 8 bit cho khối nhớ 64 bit, như vậy các RAM 64 bit thì giá thành ECC/Parity là như nhau

5 Cài đặt và bổ sung bộ nhớ

6 Một số biện pháp thông thường kiểm tra bộ nhớ RAM

* Chương trình kiểm tra RAM tích hợp trong ROM BIOS

Các BIOS đều có phần mềm kiểm tra RAM khi POST Trong quá trình POST, RAM sẽ được kiểm tra và đếm dung lượng, dung lượng đó được đem so với dung lượng lưu trong BIOS của lần chạy trước, nếu khác nhau hệ thống sẽ thông báo lỗi

* Dùng phần mềm chuyên dụng như gold memory(trong đĩa Hiren Boots), Mem Test

* Khoanh vùng kiểm tra ram lỗi

TÓM TẮT CHƯƠNG

Bộ nhớ trong: Ram và Rom 1- Các loại chíp ram:

- DRAM (Dynamic Random Access Memory)

- SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory)

- RDRAM (Rambus DRAM)

- SRAM (Static Random Access Memory)

2- Ram vật lý

- SIMM (Single Inline Memory Module - Mô đun nhớ một hàng chân)

- DIMM (Dual Inline Memory Module - Mô đun nhớ hai hàng chân)

3- Bộ nhớ Cache: L1-L2 được chế tạo từ SRAM, được nối trực tiếp với CPU 4- Đơn vị đo tốc độ của Ram: MHz

5- Các loại RAM phổ biến:

- SDRAM : Bus: 100Mhz, 133Mhz

- DDR SDRAM: Bus: 266Mhz, 333Mhz, 400Mhz.

- DDR2: Bus: 533Mhz, 667Mhz

BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG

4.1 Hãy nêu các loại bộ nhớ và chức năng chính của mỗi loại.

4.2 Tại sao lại gọi là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM).

4.3 Giải thích các thuật ngữ DRAM, SRAM, SDRAM, RDRAM, DDR RDRAM.

4.4 Một số loại DRAM thông dụng, tính năng kỹ thuật của mỗi loại.

4.5 Nêu những đặc trưng kỹ thuật cơ bản của RDRAM, những ưu điểm nổi bật của nó so với SDRAM?

4.6 Nêu những đặc trưng kỹ thuật cơ bản của DDR SDRAM, những ưu điểm của nó so với SDRAM và RDRAM?

4.7 Phân biệt bộ nhớ Cache L1 và Cache L2 Nếu các bộ nhớ Cache bị hỏng thì máy tính có còn hoạt động không?

4.8 + Tại sao các máy tính thế hệ 80386 về trước lại không có bộ nhớ Cache?

+ Tại sao các máy tính từ thế hệ Pentium Pro trở lại đây, Cache L2 lại kết nối trực tiếp với CPU?

4.9 Phân biệt các modul RAM: DIP, DIMM, SIMM, RIMM.

4.10 Phân biệt các loại RAM: None Parity, Parity, ECC.

 1 Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản của bộ vi xử lý

 Để đánh giá hiệu năng của một bộ vi xử lý người ta thường căn cứ vào một

số đặc trưng kỹ thuật cơ bản đó là: tốc độ, độ rộng của thanh ghi trong, độ rộng bus dữ liệu, độ rộng bus địa chỉ, dung lượng bộ nhớ Cache,

Vì vậy để đánh giá tốc độ của một CPU ngoài tốc độ đồng hồ còn phải xem xét đến số chu kỳ thực hiện một lệnh của chúng

b) Tốc độ CPU và tốc độ bảng mạch chính

Các bộ xử lí khác nhau có hệ số nhân xung nhịp khác nhau đối với tốc độ của bảng mạch chính (hay còn gọi là tốc độ của Bus hệ thống)

Các bảng mạch chính hiện nay thường có các tốc độ khác nhau, CPU có thể chạy ở nhiều tần số khác nhau tuỳ thuộc tốc độ của bảng mạch chính

1.2 Bus dữ liệu

Độ rộng của Bus dữ liệu xác định số bit dữ liệu có thể

đồng thời vào/ra chip CPU

Bus dữ liệu của CPU được kết nối với Bus dữ liệu trên bảng mạch chính có chức năng nhận hay gửi dữ liệu thông qua các chân dữ liệu

1.3 Các thanh ghi trong

Kích thước thanh ghi trong chỉ ra độ dài tối đa các bit mà CPU có thể xử lí đồng thời tại một thơì điểm

 1.4 Bus địa chỉ

- Độ rộng của Bus địa chỉ xác định dung lượng RAM tối

đa mà CPU có thể địa chỉ hoá được

1.5 Bộ nhớ Cache tích hợp trong CPU

- Bộ nhớ Cache tích hợp trong CPU còn được gọi là

Cache L1 (Level 1)

- Là bộ nhớ tốc độ cao dùng để lưu trữ một số mã lệnh và dữ liệu cho công việc hiện thời được tích hợp ngay bên trong CPU được gọi là Cache L1

- Cache L1 thường chạy với tốc độ bằng tốc độ CPU,

vì vậy khi truy cập bộ nhớ cache L1, CPU không phải ở vào trạng thái chờ (wait state)