Hiểu thế nào về sdram và ddram
Chia sẻ bởi Đặng Anh Tuấn |
Ngày 29/04/2019 |
59
Chia sẻ tài liệu: hiểu thế nào về sdram và ddram thuộc Tin học 9
Nội dung tài liệu:
1
Chương 1: Tổng quan về hệ thống máy tính cá nhân
Chương 2: Rom Bios và Ram Cmos
Chương 3: Bộ nguồn
Chương 4: Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên-Ram
Chương 5: Bộ vi xử lý
Chương 6: Bảng mạch chính
Chương 7: Ổ đĩa
Chương 8: Quản lý và lưu trữ thông tin trên đĩa từ
2
CHUONG 1. T?NG QUAN V? HT MY TNH
I. Cỏc thnh ph?n co b?n c?a h? th?ng mỏy tớnh cỏ nhõn
1. M?t s? b? ph?n chớnh bờn trong h?p mỏy
1.1 B? ngu?n
1.2 B? nh? trong
1.3 B? x? lý trung tõm
1.4 B?ng m?ch chớnh
1.5 Cỏc b?ng m?ch m? r?ng
1.6 Cỏc ? dia
2. Cỏc thi?t b? ngo?i vi co b?n
1.1 Mn hỡnh
1.2 Bn phớm
1.3 Con chu?t
1.4 Mỏy in
II. M?t s? di?u c?n luu ý khi l?p d?t h? th?ng mỏy tớnh
1. Mụi tru?ng l?p d?t h? mỏy tớnh
2. Du?ng di?n cung c?p cho h? mỏy tớnh
3
Chương II
Bộ nguồn bên trong máy Tính
4
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
Sơ đồ khối của bộ nguồn nuôi tuyến tính
*Ưu điểm và nhược điểm của bộ nguồn nuôi tuyến tính
5
2.2. Bộ nguồn chuyển mạch
CHƯƠNG III BỘ NGUỒN
*Ưu điểm và nhược điểm của bộ nguồn nuôi chuyển mạch
6
3. Các loại bộ nguồn nuôi
- AT, ATX
- Bộ nguồn ATX có giắc cắm vào bảng mạch chính có 20 chân (For PIII,PIV), 24 chân (for PIV).
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.
7
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
8
CHƯƠNG III BỘ NGUỒN
9
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.
10
6. Một số điều cần lưu ý và một số sự cố thông thường
*Lợi ích của một bộ nguồn tốt
CHƯƠNG III BỘ NGUỒN
11
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
12
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
13
Bi t?p cu?i chuong
3.1. Trỡnh by v? ch?c nang v t?m quan tr?ng c?a b? ngu?n nuụi.
3.2. V? so d? kh?i v trỡnh by nguyờn lý ho?t d?ng c?a b? ngu?n nuụi tuy?n tớnh.
3.3. V? so d? kh?i v trỡnh by nguyờn lý ho?t d?ng c?a b? ngu?n nuụi chuy?n m?ch.
3.4. So sỏnh cỏc b? ngu?n nuụi tuy?n tớnh v chuy?n m?ch.
3.5. Nờu cỏc lo?i b? ngu?n ph? bi?n hi?n nay, trỡnh by cỏc d?c trung k? thu?t co b?n c?a b? ngu?n ATX.
3.6. Khi l?p d?t thờm cỏc thi?t b? vo h? th?ng mỏy tớnh thỡ cú ph?i thay b? ngu?n khụng?
CHƯƠNG III BỘ NGUỒN
14
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.
15
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
3. Kiểm tra màn hình
4. Kiểm tra bộ nhớ
5. Khởi động các thiết bị ngoại vi chuẩn được nối với máy tính:
1.1. POST
POST (Power On Self Test - tự kiểm tra khi bật máy) Chương trình POST chuẩn gồm các bước sau:
CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS
16
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
17
1.2. BIOS SETUP
1.3. BOOTSTRAP
Bootstrap lµ thñ tôc ®äc ®Üa ®Ó t×m vµ thùc hiÖn sector khëi ®éng chÝnh - sector (1, 0, 0) trªn ®Üa hÖ thèng.
1.4. BIOS
BIOS trên bảng mạch chính thường bao gồm các trình điều khiển các thành phần cơ bản của hệ thống như: bàn phím, ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng, các cổng,...
2. Một số lưu ý về ROM BIOS
CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS
18
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
19
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
20
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
21
5. Chạy chương trình BIOS SETUP
Vào chương trình BIOS SETUP
ấn Del: máy ĐNA
ấn F1: máy IBM
ấn F2: máy ACER, DEL
ấn F10: máy COMPAQ-HP
CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS
22
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...
23
2. CC LO?I CHP RAM
2.1 DRAM (Dynamic Random Access Memory)
- B? nh? truy c?p ng?u nhiờn d?ng du?c c?u t?o t? nh?ng ph?n t? nh? co b?n l nh?ng t? di?n.
CHƯƠNG V BỘ NHỚ
- Bi?u hi?n tr?ng thỏi l vi?c tớch tr? cỏc di?n tớch.
- Thu?ng xuyờn lm tuoi (n?p di?n tớch) vỡ v?y g?i l RAM d?ng. Khi lm tuoi RAM b? di?u khi?n b? nh? (n?m trong c?u b?c) ng?ng vi?c d?c/ghi b? nh? d? ti?n hnh lm tuoi.
DRAM cú c?u trỳc don gi?n( ch? c?n 1 transistor, 1 t? di?n d? luu tr? 1 bớt thụng tin) nờn -> ki?n trỳc nh? g?n, dung lu?ng l?n, giỏ thnh r? nhung t?c d? truy c?p ch?m.
24
2.2 SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) B? nh? truy c?p ng?u nhiờn d?ng d?ng b?) l d?ng m?i c?a DRAM.
- D?ng b? v?i t?c d? t?c d? lừi c?a CPU. Hai trang b? nh? cựng m? m?t lỳc, nờn trong khi m?t m?u d? li?u dang chuy?n t?i CPU thỡ m?t m?u khỏc du?c truy tỡm, di?u dú lm gi?m th?i gian truy c?p.
CHƯƠNG V BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN
25
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
26
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
27
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
28
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.
- Về cơ bản, DDR SDRAM được cải tiến từ bộ nhớ SDRAM và có tốc độ gấp đôi SDRAM.
- Tuy nhiên, DDR SDRAM không tăng gấp đôi tốc độ đồng hồ mà áp dụng kỹ thuật truyền hai lần trong một chu kỳ đồng hồ ở thời điểm tại sườn lên và sườn xuống của xung nhịp đồng hồ.
CHƯƠNG V BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN
29
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).
30
2.5. Bộ nhớ Cache
- Khi các hệ thống PC có tốc độ 16 MHz, DRAM có thể có tốc độ tương đương tốc độ của bảng mạch chính và CPU nên không cần bộ nhớ cache. Nhưng khi tốc độ CPU vượt xa tốc độ DRAM, thì nhu cầu bộ nhớ cache là cần thiết.
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.
31
System bus
Ram
32
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.
33
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)
34
4. Một số vấn đề khác về bộ nhớ
4.1. Khối bộ nhớ
Các chip nhớ được tổ chức thành các khối trên bảng mạch chính hay mô đun nhớ. Các khối thường có liên quan đến độ rộng bus dữ liệu của CPU.
35
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).
36
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).
37
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.
38
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.
39
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...
40
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.
41
Chương IV
BỘ VI XỬ LÝ
Bộ vi xử lý (Thường gọi là đơn vị xử lý trung tâm - Central Processing Unit viết tắt là CPU), được coi là bộ não của máy tính, nó thực hiện hầu hết các chức năng xử lý, tính toán của máy tính.
42
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,...
43
1.1. Tốc độ của CPU
a) Tốc độ đồng hồ của CPU
CPU là thiết bị xử lý số, tốc độ xử lý được đánh giá theo tần số xung nhịp đồng hồ.
Tốc độ của CPU: Hz, KHz,MHz, GHz.
Chu kỳ là thành phần thời gian nhỏ nhất của CPU. Tuy nhiên, số chu kỳ để thực hiện một lệnh là khác nhau đối với từng loại CPU.
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.
44
b) T?c d? CPU v t?c d? b?ng m?ch chớnh
Cỏc b? x? lớ khỏc nhau cú h? s? nhõn xung nh?p khỏc nhau d?i v?i t?c d? c?a b?ng m?ch chớnh (hay cũn g?i l t?c d? c?a Bus h? th?ng)
Cỏc b?ng m?ch chớnh hi?n nay thu?ng cú cỏc t?c d? khỏc nhau, CPU cú th? ch?y ? nhi?u t?n s? khỏc nhau tu? thu?c t?c d? c?a b?ng m?ch chớnh.
45
Mối liên quan giữa tốc độ CPU và tốc độ bảng mạch chính
46
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.
47
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.
48
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).
49
2. Một số vấn đề liên quan tới công nghệ của bộ vi xử lý
2.1. Công nghệ MMX (MultiMedia eXtension - mở rộng đa phương tiện).
- Công nghệ MMX tích hợp các khả năng SIMD và bổ sung thêm 57 lệnh mới hỗ trợ cho việc xử lí dữ liệu hình ảnh, âm thanh, đồ hoạ,... - Có dung lượng Cache L1 lớn gấp đôi các chip pentium thường vì vậy nó cải thiện sự hoạt động của các phần mềm dù là đa phương tiện hay không.
50
2.2. Công nghệ SSE /SSE2
a) Công nghệ SSE
Mở rộng công nghệ MMX được gọi là công nghệ SSE (Streaming SIMD Extension). SSE gồm 70 lệnh mới phục vụ cho việc xử lí đồ hoạ, âm thanh, 3D, trình diễn DVD, các ứng dụng nhận dạng tiếng nói, SSE có các ưu điểm nổi bật sau:
1. Độ phân giải cao, chất lượng hình ảnh cao và có xử lí.
2. Chất lượng âm thanh cao, mã hoá /giải mã MPEG2 đồng thời.
3. Giảm chiếm dụng CPU trong nhận dạng tiếng nói, độ chính xác cao.
51
a) Công nghệ SSE2
SSE2 mở rộng công nghệ MMX và SSE bằng cách tăng thêm 144 lệnh mới.
SSE2 cũng làm tăng tốc độ rất nhiều trong các ứng dụng: bao gồm ứng dụng trong video, âm thanh, hình ảnh, xử lí ảnh, tạo mật mã, tài chính, kĩ thuật và khoa học,...
52
2.3. Công nghệ siêu phân luồng
Bộ vi xử lý pentium IV tốc độ 3.06 GHz hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng (Hyper - Threading Technology).
Công nghệ này cho phép các chương trình phần mềm được thực hiện trên 2 bộ vi xử lý ảo (trong một bộ vi xử lý vật lý) và làm việc một cách hiệu quả hơn. Công nghệ mới này cho phép bộ vi xử lý thực thi đồng thời hai luồng các chỉ lệnh trong cùng một thời điểm.
53
2.4. Công nghệ siêu đường ống
Công nghệ siêu đường ống (Hyper - Pipelined Technology) của vi kiến trúc Intel NetBurst tăng gấp đôi độ sâu của đường ống so với vi kiến trúc dùng trong các bộ vi xử lý Intel Pentium III.
Một trong những đường ống mấu chốt, đường ống dự đoán nhánh / khôi phục được bổ sung lên tới 20 cấp trong vi kiến trúc Intel NetBurst, so với 10 cấp trong vi kiến trúc của bộ xử lý trước đó. Công nghệ này tăng một cách hiệu quả sự hoạt động, tần xuất và tính thích nghi của bộ vi xử lý.
54
2.5. Công nghệ đóng gói CPU
a) Đóng gói kiểu PGA
PGA (Pin Grid Array), là sự bố trí các chân theo một lưới hình vuông.
b) Đóng gói kiểu SPGA
SPGA (Staggered Pin Grid Array), là sự bố trí các chân theo hình chữ chi.
c) Đóng gói kiểu SECC
SECC (Single Edge Contact Cartridge - hộp tiếp xúc cạnh đơn). Các CPU Pentium II/III thường đóng gói theo kiểu này. Bộ xử lí và các chip RAM Cache L2 được lắp trên một bảng mạch nhỏ được bọc kín trong một hộp kim loại và chất dẻo.
55
3. Bộ đồng xử lí toán học
Bộ đồng xử lí toán học còn được gọi là bộ xử lý dấu phẩy động.
Các bộ đồng xử lí toán học có thể thực hiện các thao tác tính toán cao cấp như: chia, khai căn, loga, lượng giác, ... nhanh gấp 10 đến 100 lần bộ xử lí chính tương ứng thực hiện. Bộ đồng xử lí thực hiện các phép toán trên các số thực dấu chấm động và trong khi tính toán có sự dịch chuyển của dấu phẩy. Đơn vị xử lí trong CPU chỉ thực hiện các phép tính cộng, trừ, nhân với số nguyên.
56
57
5. Các chế độ của bộ vi xử lý
Các CPU 32 bit từ 386 trở lại đây có 3 chế độ vận hành khác nhau:
- Chế độ thực (Phần mềm 16 bit).
- Chế độ bảo vệ (Phần mềm 32 bit).
- Chế độ thực ảo (Phần mềm 16 bit trong môi trường 32 bit).
58
5.1. Chế độ thực
IBM PC 8088/8086 có các thanh ghi trong 16 bit, và có 20 đường địa chỉ. Vì vậy, phần mềm PC gốc được tạo ra là các phần mềm 16 bit (cả phần mềm hệ điều hành và phần mềm ứng dụng), nó sử dụng các chỉ thị 16 bit và truy cập bộ nhớ RAM phạm vi 1 MB. Ví dụ: DOS và các phần mềm chạy trên DOS, chạy ở chế độ 16 bit và giới hạn trong kiến trúc bộ nhớ 1 MB được gọi là "chế độ thực". Đây là chế độ đơn nhiệm, tại một thời điểm chỉ có một chương trình được chạy. Không có trình bảo vệ để ngăn một chương trình viết đè lên chương trình khác trong bộ nhớ.
5.2. Chế độ bảo vệ (32 bit)
Các bộ xử lí 386 về sau có các thanh ghi 32 bit, vì vậy nó có thể chạy với các tập chỉ thị 32 bit. Các hệ điều hành và các phần mềm ứng dụng 32 bit được chạy trong chế độ này, đây là chế độ bảo vệ, chống ghi đè lên chương trình khác trong bộ nhớ.
59
5.3. Chế độ thực ảo
Đây là chế độ ảo của chế độ 16 bit thực bên trong chế độ bảo vệ 32 bit. Trong môi trường Windows 95/98/2000 khi ta tạm thoát về DOS và chạy các chương trình for DOS tức là ta đang ở chế độ thực ảo. Bởi vì chế độ bảo vệ là đa nhiệm nên chúng ta có thể chạy đồng thời nhiều chương trình for DOS mà không bị lỗi. Ta cũng lưu ý rằng, chế độ thực ảo chỉ truy cập được 1 MB bộ nhớ RAM. Khi chúng ta chạy một chương trình for DOS trong môi trường Windows 95/98 thì hệ điều hành sẽ tạo ra một máy DOS ảo và chương trình sẽ được thực hiện trong đó.
60
6. Các thế hệ CPU
6.1. Thế hệ 1 - 8086/8088
Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản của CPU thế hệ 1:
1. Độ rộng thanh ghi: 16 bits.
2. Độ rộng Bus dữ liệu: 8086: 16 bits; 8088: 8 bits.
3. Độ rộng Bus địa chỉ: 20 bits (không gian địa chỉ nhớ 1MB).
4. Bộ đồng xử lý 8087 là một chip riêng biệt.
61
6.2. Thế hệ 2 - 80286
CPU 80286 được Intel giới thiệu 1981 và được lắp trong các máy PC/AT (Advanced Technology) của IBM và các máy tương thích IBM PC.
80286 có các đặc trưng kỹ thuật chủ yếu sau:
1. Độ rộng thanh ghi: 16 bits.
2. Độ rộng Bus dữ liệu: 16 bits.
3. Độ rộng Bus địa chỉ: 24 bits (không gian địa chỉ nhớ 16 MB).
4. Bộ đồng xử lý 80287 là một chip riêng biệt.
62
6.3. Thế hệ 3 - 80386
Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản chung
Bộ xử lý 80386 là bộ xử lí 32 bit được giới thiệu 1985 và được đưa vào trong các máy tính cuối 1986. Bộ xử lý thế hệ ba có một số đặc trưng kỹ thuật chung sau đây:
1. Tốc độ từ 16 MHz đến 40 MHz.
2. Bộ đồng xử lý 80387 là một chip riêng biệt, là chip đồng xử lí toán học có hiệu năng cao được thiết kế đặc biệt để làm việc với CPU 386. Có 2 loại bộ đồng xử lý đó là: 80387 DX làm việc với 80386 DX, và 80387 SX làm việc với 80386 SX và 386 SL.
3. Bộ xử lý 80386 hỗ trợ cả hai chế độ làm việc: thực / bảo vệ, và nó có thể chuyển từ chế độ này sang chế độ kia mà không cần khởi động lại máy. Ngoài ra 80386 còn hỗ trợ chế độ thực ảo cho phép chạy chế độ thực trong môi trường chế độ bảo vệ.
63
6.4. Thế hệ 4 - 80486
a) Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản chung
Họ vi xử lý 80486 có các đặc trưng chung sau đây:
1. Độ rộng thanh ghi: 32 bits.
2. Độ rộng Bus dữ liệu: 32 bits.
3. Độ rộng Bus địa chỉ: 32 bits (không gian địa chỉ nhớ 4GB).
4. Giảm thời gian thi hành lệnh: có thể thực hiện một lệnh chỉ trong 2 chu kỳ.
5. Tích hợp CacheL1 trong chip.
6. Bộ đồng xử lí toán học tích hợp trong chip (trừ 80486 SX): làm tăng tốc độ xử lí của chip đồng xử lí lên 3 lần so với bộ đồng xử lý độc lập nằm ở ngoài.
7. Chế độ truyền từng khối bộ nhớ: chế độ truyền theo khối có thể được mô tả như sau: với mỗi một khối dữ liệu 16 bytes, lần di chuyển 4 bytes đầu tiên của khối cần 2 chu kỳ đồng hồ, nhưng mỗi bốn bytes tiếp theo của khối chỉ cần một chu kỳ đồng hồ. Như vậy, 16 bytes dữ liệu kề nhau được truyền chỉ với 5 chu kỳ thay vì 8 chu kỳ.
64
6.5. Thế hệ 5 - Pentium
Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản chung
Bộ xử lý thế hệ 5 của Intel được công bố ngày 19/10/199
1. Kích thước thanh ghi: 32 bit.
2. Bus địa chỉ: 32 bit.
3. Bus dữ liệu: 64 bit.
4. Đồng xử lí: tích hợp trong chip.
5. Quản lý điện năng: có
Sự khác biệt cơ bản so với thế hệ bốn là Pentium có hai đường dẫn lệnh cho phép thực hiện 2 lệnh đồng thời, công nghệ này gọi là công nghệ siêu hướng, với công nghệ này, Pentium có thể thực hiện được 2 lệnh trong một chu kỳ xung nhip. Hai đường dẫn lệnh có tên là u và v, đường u là đường sơ cấp có khả năng thực thi tất cả các lệnh số nguyên và dấu phẩy động. Đường v là đường thứ cấp chỉ thực hiện các lệnh trên các số nguyên đơn giản và một số lệnh dấu phẩy động.
65
6.6. Thế hệ 6
1. Kích thước thanh ghi: 32 bit.
2. Độ rộng Bus địa chỉ: 36 bit (không gian địa chỉ nhớ 64 GB).
3. Độ rộng Bus dữ liệu: 64 bit.
4. Bộ đồng xử lí: Tích hợp trong chip.
5. Quản lý điện năng: có.
6. Tích hợp công nghệ DE: công nghệ DE (Dynamic Execution - thực hiện động) bao gồm:
+ Dự đoán đa nhánh
+ Phân tích luồng dữ liệu
+ Thực hiện suy đoán
DE thực chất là loại bỏ sự ràng buộc vào thứ tự tuần tự các lệnh, giảm sự chờ đợi dữ liệu từ bộ nhớ.
7. Kiến trúc DIB: kiến trúc DIB (Dual Independent Bus - Bus độc lập đôi) tức là CPU có 2 Bus dữ liệu, một cho cache L2 và một cho bảng mạch chính làm tăng tốc độ cahe L2.
66
6.7. Bộ vi xử lý thế hệ 7
Bộ vi xử lý thế hệ 7 của Intel có tên là Itanium. Phiên bản mới nhất hiện nay là Itanium 2 tốc độ 1.5 GHz với 6 MB cache L3 tích hợp, được kiến trúc độc nhất vô nhị đáp ứng sự đòi hỏi khắt khe của các ứng dụng kinh doanh và công nghệ.
67
Chương VI
Bảng mạch chính
Liên kết tất cả các thành phần khác nhau của toàn bộ hệ thống máy tính với nhau.
Bảng mạch chính có các thuật ngữ tiếng Anh sau: Mainboard, Motherboard, System board.
68
1. Một số loại bảng mạch chính thường gặp
Có nhiều thông số định dạng chung cho bảng mạch chính, nó cho biết kích cỡ của bảng mạch chính và từ đó xác định loại hộp máy nào tương thích với nó.
Loại cũ: Baby-AT
Full-size AT
LPX
Loại mới: ATX (Advanced Technology eXtension)
69
Đặc trưng kỹ thuật cơ bản của ATX
1. Bảng kết nối I/O với các thiết bị ngoại vi hai tầng.
2. Chỉ có một bộ nối kết nguồn nội bộ theo kiểu khoá đơn.
Bảng mạch chính ATX không cần một bộ ổn áp gắn sẵn trên nó, mà chính bộ ổn áp này thường là nguyên nhân của nhiều sự hỏng hóc.
70
3. Cã sù bè trÝ l¹i vÞ trÝ cña CPU vµ bé nhí trªn bÒ mÆt b¶ng m¹ch chÝnh, nhê ®ã t¹o ra ®é th«ng tho¸ng cho b¶ng m¹ch vµ kh«ng cßn g©y víng vÝu khi l¾p ®Æt c¸c Card më réng. ATX cho phÐp n©ng cÊp CPU, bé nhí mét c¸ch dÔ dµng vµ kh«ng cÇn ph¶i th¸o bÊt kú mét Card më réng nµo. CPU vµ bé nhí ®îc bè trÝ c¹nh bé nguån, phÝa tríc n¬i l¾p ®Æt qu¹t lµm m¸t, chÝnh v× vËy tËn dông nguån giã ®Ó lµm m¸t chóng.
4. Cã sù bè trÝ l¹i c¸c bé nèi kÕt I/O néi bé, nh c¸c bé nèi kÕt c¸c æ ®Üa, ®îc ®Þnh vÞ gÇn víi hèc ®Æt æ ®Üa, nhê ®ã rót ng¾n ®é dµi c¸p, gi¶m gi¸ thµnh vµ dÔ dµng trong viÖc l¾p ®Æt.
5. Chi phÝ s¶n xuÊt thÊp, tiÕt kiÖm ®îc c¸c c¸p nèi tõ b¶ng m¹ch chÝnh tíi c¸c cæng kÕt nèi ngo¹i vi, gi¶m qu¹t dµnh riªng cho CPU, gi¶m bé æn ¸p, rót ng¾n c¸p kÕt nèi æ ®Üa vµ b¶ng m¹ch chÝnh,...
71
2. Các thành phần của bảng mạch chính
Các bảng mạch chính hiện nay thường có các bộ phận sau:
1. Socket/Slot của CPU.
2. Chipset.
3. Chip Super I/O.
4. ROM BIOS.
5. Các khe cắm SIMM / DIMM / RIMM, các khe cắm ISA / PCI / AGP và bus.
6. Bộ ổn áp cho CPU.
7. Các cổng kết nối khác.
72
2.1. Chipset
Chipset: Lµ mét chip ®¬n tÝch hîp toµn bé c¸c chøc n¨ng cña c¸c chip c¬ b¶n trªn b¶ng m¹ch chÝnh nh: bé t¹o xung nhÞp, bé ®iÒu khiÓn bus, bé ®iÒu khiÓn thêi gian hÖ thèng, bé §/K ng¾t, ...
73
Số hiệu Dòng CPU
420 xx Thế hệ 4
430xx Thế hệ 5
440xx Pentium pro/Pentium II/III
450xx Máy tính Server với Pentium pro/Pentium Xeon
845xx/850xx Pentium IV
Các chipset của Intel được thiết kế với cấu trúc 2 lớp, có sự liên kết chặt chẽ với nhau là North Bridge và South Bridge
74
+North Bridge (cÇu nèi b¾c): ®©y lµ mét chip n»m ë phÝa trªn, nèi kÕt c¸c thµnh phÇn: CPU Bus, memory bus, cache L2 bus, PCI bus. Nã lµ thµnh phÇn chÝnh cña chipset ho¹t ®éng víi tèc ®é b»ng tèc ®é bus hÖ thèng. Nã liªn kÕt gi÷a CPU víi nh÷ng thµnh phÇn cßn l¹i cña b¶ng m¹ch chÝnh. Ngoµi ra, North Bridge cßn chøa c¸c bé ®iÒu khiÓn cache vµ ®iÒu khiÓn bé nhí chÝnh.
+ South Bridge (cÇu nèi nam): lµ cÇu nèi n»m ë phÝa díi, kÕt nèi gi÷a PCI bus vµ ISA bus, nã ho¹t ®éng víi tèc ®é thÊp h¬n North Bridge. Ngoµi ra, nã cßn chøa c¸c giao diÖn ®iÒu khiÓn æ ®Üa IDE, giao diÖn USB, CMOS RAM, PCI bus vµ ISA bus.
75
76
Các chipset của Pentium IV
77
78
2.2. Chip Super I/O
Đây là chip lớn thứ ba trên bảng mạch chính, chip này gồm tối thiểu các thành phần sau:
1. Bộ điều khiển đĩa mềm.
2. Bộ điều khiển cổng nối tiếp.
3. Bộ điều khiển cổng song song.
Ngoài các thành phần trên, chip Super I/O của một số bảng mạch chính còn có một số thành phần khác như bộ điều khiển chuột, bàn phím,...
79
2.3. Các loại BUS và các Card mở rộng
2.3.1. Bus và sự phân cấp Bus
Bus là các đường liên kết ghép nối các bộ phận của máy tính, thông tin có thể truyền từ bộ phận này tới bộ phận khác thông qua Bus.
Trong hầu hết các PC các Bus được phân thành 3 cấp hoặc 4 cấp. Tất cả các thiết bị trong hệ thống đều được nối vào một Bus nào đó.
80
2.3.2. Các loại Bus
a) CPU Bus hay System Bus
CPU Bus là đường truyền tín hiệu giữa CPU và North Bridge.
Trong một số hệ thống, nó còn là đường truyền tín hiệu giữa CPU và Cache L2. .
Tốc độ của CPU Bus bằng tốc độ bảng mạch chính, độ rộng tuỳ thuộc thế hệ máy.
CPU Bus có tốc độ nhanh hơn bất cứ Bus nào trong hệ thống.
81
b) Memory Bus
Memory Bus dùng để truyền thông tin giữa CPU và bộ nhớ chính thông qua cầu nối North Bridge.
Tốc độ của nó do Chipset điều khiển tuỳ thuộc vào loại RAM cài đặt trong hệ thống.
82
c) AGP Bus
AGP Bus (Accelerated Graphics Port - Cổng đồ hoạ tăng tốc) được Intel thiết kế dành riêng cho các tác vụ hình ảnh và đồ hoạ,
AGP Bus chỉ có một khe cắm AGP dành riêng cho Card màn hình. Phiên bản đầu 1.0 của AGP Bus ra đời tháng 7/1996, có tốc độ xung nhịp cơ sở 66 MHz, chế độ 1x hoặc 2x.
Do AGP Bus độc lập với PCI Bus nên việc sử dụng Card màn hình AGP sẽ giải phóng PCI Bus cho các thiết bị I/O khác.
83
d) PCI Bus
PCI Bus (Pripheral Component Interconnect - nối kết thành phần ngoại vi) được coi như một "siêu xa lộ thông tin" khi mới ra đời.
PCI Bus được nối với CPU Bus và Memory Bus thông qua North Bridge và nối trực tiếp vào các khe cắm PCI dành cho các Card mở rộng PCI. PCI Bus có một số đặc trưng kỹ thuật sau:
Có khả năng hoạt động tối đa đồng thời với 3 thiết bị ngoại vi được cắm trực tiếp vào nó
Chuẩn PCI được thiết kế để truyền đồng thời 32 / 64 bit, tốc độ truyền có thể lên tới 264 MB/giây.
Các PCI Card được cấu hình tự động (PNP - Plug and Play - cắm và chạy). Mỗi Card mở rộng được cắm vào khe cắm PCI đều có thông tin ngay trên nó, và có thể được CPU đọc và sử dụng trong cài đặt.
84
e, USB (Universal Serial Bus): Là một chuẩn Bus dùng cho các thiết bị ngoại vi do tổ hợp các hãng Compaq, Intel, DEC, Microsoft, IBM hợp tác đưa ra. Mục tiêu của USB là cho phép người dùng cắm các bộ phận vào máy tính mà không cần tắt hệ thống, không cần tháo vỏ máy, không cần lắp thêm card mở rộng, không cần cài đặt chương trình.
2.3.3. Các Card mở rộng
Các máy tính được thiết kế sao cho việc bổ sung các thiết bị được đơn giản. Để đáp ứng điều đó, trên bảng mạch chính, có các khe cắm (Slot) hình chữ nhật hẹp, dài. Bên trong các khe này là các mối nối kết với các bus.
85
AGP Cổng đồ họa tăng tốc
1x: Xung nhịp 66 Mhz tốc độ tối đa 266 Mb/s điện thế 3,3v
2x: Xung nhịp 133 Mhz tốc độ tối đa 533 Mb/s điện thế 3,3v
4x: Xung nhịp 266 Mhz tốc độ tối đa 1066 Mb/s điện thế 1,5v
8x: Xung nhịp 533 Mhz tốc độ tối đa 2133 Mb/s điện thế 0,8v
PCI express còn gọi là công nghệ I/O thế hệ thứ 3 là 1 cổng kết nối tuần tự 2 chiều
-Tốc độ truyền dữ liệu lên tới 200Mb/s cho mỗi hướng
-PCIe 16x có thể đạt tới 6,4Gb/s cho cả 2 hướng
-Mỗi PCIe gồm 2 làn truyền dữ liệu lên xuống. Mỗi làn có thể truyền 2,5 gigabit/s
86
4. Sự cố thông thường và cách xử lý
Khi có sự cố mà chúng ta nghi ngờ có liên quan tới bảng mạch chính, cách xử lý thực tế nhất là tiến hành cô lập để tìm ra nguyên nhân gây ra sự cố. Chúng ta có thể tiến hành theo các bước sau:
1. Kiểm tra nguồn cung cấp điện: giắc đã được cắm vào mạng điện chưa? các đầu cắm có bị lỏng không?
2. Kiểm tra toàn bộ các dây cáp kết nối máy tính với các thiết bị ngoại vi (lỗi này thường xuất hiện trong khi Post).
3. Kiểm tra xem các bảng mạch mở rộng có bị lỗi tiếp xúc không? Đây là lỗi rất hay gặp, đặc biệt là với các bảng mạch chính không phải của Intel.
87
Bài tập cuối chương
6.1. Các loại bảng mạch chính đã được dùng cho các máy tính cá nhân từ thế hệ thứ nhất đến nay.
6.2. Vai trò của bảng mạch chính đối với một hệ thống máy tính. Khi muốn nâng cấp một máy tính thì có nhất thiết phải thay thế bảng mạch chính không? Tại sao?
6.3. Trình bày những đặc trưng kỹ thuật nổi bật của bảng mạch chính ATX. Sự khác biệt cơ bản nhất giữa bảng mạch chính ATX và AT.
6.4. Các thành phần của bảng mạch chính, trình bày thuật ngữ Chipset. Tổng quan về sự phát triển của chipset trong lịch sử phát triển của máy tính điện tử.
6.5. Trình bày về North Bridge và South Bridge, vai trò của chúng trong bảng mạch chính.
6.6. Trình bày về kiến trúc chipset của Intel từ 810 trở đi.
6.7. Kiến trúc và chức năng của chip Super I/O. Tại loại chip này trong bảng mạch chính dùng các chipset từ 810 trở đi lại không còn tồn tại nữa?
6.8. Trình bày sơ đồ kiến trúc và nguyên lý hoạt động của sự phân cấp bus trong hệ thống Pentum II.
6.9. Các loại Bus, kiến trúc và đặc trưng kỹ thuật cơ bản của mỗi loại.
6.10. Vai trò của các khe cắm Card mở rộng trên bảng mạch chính. Bạn có dự đoán gì về sự phát triển của chúng trong tương lai?
6.11. Các bước lắp đặt / tháo gỡ một bảng mạch chính.
6.12. Khi máy tính gặp sự cố có nghi ngờ liên quan tới bảng mạch chính thì chúng ta cần phải xử lý như thế nào?
88
CHƯƠNG VII. Ổ ĐĨA
Ổ đĩa là một thành phần rất quan trọng của máy tính, trừ một số loại máy tính trong mạng có thể không cần ổ đĩa còn tất cả các máy tính đều không thể hoạt động nếu không có ổ đĩa. Ổ đĩa ngoài nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu và chương trình còn trợ giúp không gian nhớ cho bộ nhớ trong một khi bộ nhớ trong không đủ chứa các dữ liệu trung gian khi hoạt động. Chương này cung cấp những hiểu biết về nguyên lý hoạt động, cấu trúc của ổ đĩa. Qua các kiến thức đó cung cấp những kĩ năng quản lý và bảo trì ổ đĩa.
89
1. Bộ nhớ phụ (Storage)
Thời kỳ đầu, bộ nhớ phụ là các băng đục lỗ được sử dụng để lưu trữ các chương trình và số liệu, nó có nhược điểm là chỉ thu nhận thông tin 1 lần sau đó không thay đổi được nữa, tốc độ chậm, dung lượng thấp.
Băng từ ra đời sau, có ưu điểm hơn là: có thể đọc/ghi nhiều lần, dung lượng lớn hơn. Tuy nhiên tốc độ còn chậm và tổ chức truy cập trực tiếp rất khó khăn.
Đĩa từ được đưa vào sử dụng lần đầu tiên trong các thiết bị tính toán của hãng IBM, vào đầu những năm 70, ngày nay đĩa từ đã trở thành một trong các thiết bị ngoại vi chuẩn của các máy micro và mini. Đĩa từ có ưu điểm: dung lượng lớn, tốc độ cao, thời gian thâm nhập tương đối ngắn, tổ chức đọc/ghi tín hiệu mềm dẻo, giá rẻ, gọn nhẹ, dễ bảo quản, dễ sử dụng.
Đĩa quang hay còn gọi là đĩa laser (Compact Disk), có ưu điểm: dung lượng lớn, độ tin cậy cao, đĩa quang chỉ thua kém đĩa cứng về tốc độ truy nhập.
90
2. Nguyên lý đọc/ghi từ tính.
Trên vật liệu dẻo như polime hay vật liệu cứng như gốm hoặc nhôm người ta phủ một lớp mỏng chất có chứa sắt từ, lớp này có khả năng thẩm từ và duy trì từ tính sau khi tác động lên chúng một từ trường mang nội dung thông tin.
Tính thẩm từ là tính chất có th
Chương 1: Tổng quan về hệ thống máy tính cá nhân
Chương 2: Rom Bios và Ram Cmos
Chương 3: Bộ nguồn
Chương 4: Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên-Ram
Chương 5: Bộ vi xử lý
Chương 6: Bảng mạch chính
Chương 7: Ổ đĩa
Chương 8: Quản lý và lưu trữ thông tin trên đĩa từ
2
CHUONG 1. T?NG QUAN V? HT MY TNH
I. Cỏc thnh ph?n co b?n c?a h? th?ng mỏy tớnh cỏ nhõn
1. M?t s? b? ph?n chớnh bờn trong h?p mỏy
1.1 B? ngu?n
1.2 B? nh? trong
1.3 B? x? lý trung tõm
1.4 B?ng m?ch chớnh
1.5 Cỏc b?ng m?ch m? r?ng
1.6 Cỏc ? dia
2. Cỏc thi?t b? ngo?i vi co b?n
1.1 Mn hỡnh
1.2 Bn phớm
1.3 Con chu?t
1.4 Mỏy in
II. M?t s? di?u c?n luu ý khi l?p d?t h? th?ng mỏy tớnh
1. Mụi tru?ng l?p d?t h? mỏy tớnh
2. Du?ng di?n cung c?p cho h? mỏy tớnh
3
Chương II
Bộ nguồn bên trong máy Tính
4
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
Sơ đồ khối của bộ nguồn nuôi tuyến tính
*Ưu điểm và nhược điểm của bộ nguồn nuôi tuyến tính
5
2.2. Bộ nguồn chuyển mạch
CHƯƠNG III BỘ NGUỒN
*Ưu điểm và nhược điểm của bộ nguồn nuôi chuyển mạch
6
3. Các loại bộ nguồn nuôi
- AT, ATX
- Bộ nguồn ATX có giắc cắm vào bảng mạch chính có 20 chân (For PIII,PIV), 24 chân (for PIV).
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.
7
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
8
CHƯƠNG III BỘ NGUỒN
9
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.
10
6. Một số điều cần lưu ý và một số sự cố thông thường
*Lợi ích của một bộ nguồn tốt
CHƯƠNG III BỘ NGUỒN
11
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
12
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
13
Bi t?p cu?i chuong
3.1. Trỡnh by v? ch?c nang v t?m quan tr?ng c?a b? ngu?n nuụi.
3.2. V? so d? kh?i v trỡnh by nguyờn lý ho?t d?ng c?a b? ngu?n nuụi tuy?n tớnh.
3.3. V? so d? kh?i v trỡnh by nguyờn lý ho?t d?ng c?a b? ngu?n nuụi chuy?n m?ch.
3.4. So sỏnh cỏc b? ngu?n nuụi tuy?n tớnh v chuy?n m?ch.
3.5. Nờu cỏc lo?i b? ngu?n ph? bi?n hi?n nay, trỡnh by cỏc d?c trung k? thu?t co b?n c?a b? ngu?n ATX.
3.6. Khi l?p d?t thờm cỏc thi?t b? vo h? th?ng mỏy tớnh thỡ cú ph?i thay b? ngu?n khụng?
CHƯƠNG III BỘ NGUỒN
14
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.
15
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
3. Kiểm tra màn hình
4. Kiểm tra bộ nhớ
5. Khởi động các thiết bị ngoại vi chuẩn được nối với máy tính:
1.1. POST
POST (Power On Self Test - tự kiểm tra khi bật máy) Chương trình POST chuẩn gồm các bước sau:
CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS
16
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
17
1.2. BIOS SETUP
1.3. BOOTSTRAP
Bootstrap lµ thñ tôc ®äc ®Üa ®Ó t×m vµ thùc hiÖn sector khëi ®éng chÝnh - sector (1, 0, 0) trªn ®Üa hÖ thèng.
1.4. BIOS
BIOS trên bảng mạch chính thường bao gồm các trình điều khiển các thành phần cơ bản của hệ thống như: bàn phím, ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng, các cổng,...
2. Một số lưu ý về ROM BIOS
CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS
18
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
19
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
20
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
21
5. Chạy chương trình BIOS SETUP
Vào chương trình BIOS SETUP
ấn Del: máy ĐNA
ấn F1: máy IBM
ấn F2: máy ACER, DEL
ấn F10: máy COMPAQ-HP
CHƯƠNG II ROM BIOS VÀ RAM CMOS
22
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...
23
2. CC LO?I CHP RAM
2.1 DRAM (Dynamic Random Access Memory)
- B? nh? truy c?p ng?u nhiờn d?ng du?c c?u t?o t? nh?ng ph?n t? nh? co b?n l nh?ng t? di?n.
CHƯƠNG V BỘ NHỚ
- Bi?u hi?n tr?ng thỏi l vi?c tớch tr? cỏc di?n tớch.
- Thu?ng xuyờn lm tuoi (n?p di?n tớch) vỡ v?y g?i l RAM d?ng. Khi lm tuoi RAM b? di?u khi?n b? nh? (n?m trong c?u b?c) ng?ng vi?c d?c/ghi b? nh? d? ti?n hnh lm tuoi.
DRAM cú c?u trỳc don gi?n( ch? c?n 1 transistor, 1 t? di?n d? luu tr? 1 bớt thụng tin) nờn -> ki?n trỳc nh? g?n, dung lu?ng l?n, giỏ thnh r? nhung t?c d? truy c?p ch?m.
24
2.2 SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) B? nh? truy c?p ng?u nhiờn d?ng d?ng b?) l d?ng m?i c?a DRAM.
- D?ng b? v?i t?c d? t?c d? lừi c?a CPU. Hai trang b? nh? cựng m? m?t lỳc, nờn trong khi m?t m?u d? li?u dang chuy?n t?i CPU thỡ m?t m?u khỏc du?c truy tỡm, di?u dú lm gi?m th?i gian truy c?p.
CHƯƠNG V BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN
25
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
26
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
27
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
28
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.
- Về cơ bản, DDR SDRAM được cải tiến từ bộ nhớ SDRAM và có tốc độ gấp đôi SDRAM.
- Tuy nhiên, DDR SDRAM không tăng gấp đôi tốc độ đồng hồ mà áp dụng kỹ thuật truyền hai lần trong một chu kỳ đồng hồ ở thời điểm tại sườn lên và sườn xuống của xung nhịp đồng hồ.
CHƯƠNG V BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN
29
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).
30
2.5. Bộ nhớ Cache
- Khi các hệ thống PC có tốc độ 16 MHz, DRAM có thể có tốc độ tương đương tốc độ của bảng mạch chính và CPU nên không cần bộ nhớ cache. Nhưng khi tốc độ CPU vượt xa tốc độ DRAM, thì nhu cầu bộ nhớ cache là cần thiết.
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.
31
System bus
Ram
32
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.
33
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)
34
4. Một số vấn đề khác về bộ nhớ
4.1. Khối bộ nhớ
Các chip nhớ được tổ chức thành các khối trên bảng mạch chính hay mô đun nhớ. Các khối thường có liên quan đến độ rộng bus dữ liệu của CPU.
35
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).
36
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).
37
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.
38
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.
39
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...
40
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.
41
Chương IV
BỘ VI XỬ LÝ
Bộ vi xử lý (Thường gọi là đơn vị xử lý trung tâm - Central Processing Unit viết tắt là CPU), được coi là bộ não của máy tính, nó thực hiện hầu hết các chức năng xử lý, tính toán của máy tính.
42
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,...
43
1.1. Tốc độ của CPU
a) Tốc độ đồng hồ của CPU
CPU là thiết bị xử lý số, tốc độ xử lý được đánh giá theo tần số xung nhịp đồng hồ.
Tốc độ của CPU: Hz, KHz,MHz, GHz.
Chu kỳ là thành phần thời gian nhỏ nhất của CPU. Tuy nhiên, số chu kỳ để thực hiện một lệnh là khác nhau đối với từng loại CPU.
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.
44
b) T?c d? CPU v t?c d? b?ng m?ch chớnh
Cỏc b? x? lớ khỏc nhau cú h? s? nhõn xung nh?p khỏc nhau d?i v?i t?c d? c?a b?ng m?ch chớnh (hay cũn g?i l t?c d? c?a Bus h? th?ng)
Cỏc b?ng m?ch chớnh hi?n nay thu?ng cú cỏc t?c d? khỏc nhau, CPU cú th? ch?y ? nhi?u t?n s? khỏc nhau tu? thu?c t?c d? c?a b?ng m?ch chớnh.
45
Mối liên quan giữa tốc độ CPU và tốc độ bảng mạch chính
46
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.
47
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.
48
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).
49
2. Một số vấn đề liên quan tới công nghệ của bộ vi xử lý
2.1. Công nghệ MMX (MultiMedia eXtension - mở rộng đa phương tiện).
- Công nghệ MMX tích hợp các khả năng SIMD và bổ sung thêm 57 lệnh mới hỗ trợ cho việc xử lí dữ liệu hình ảnh, âm thanh, đồ hoạ,... - Có dung lượng Cache L1 lớn gấp đôi các chip pentium thường vì vậy nó cải thiện sự hoạt động của các phần mềm dù là đa phương tiện hay không.
50
2.2. Công nghệ SSE /SSE2
a) Công nghệ SSE
Mở rộng công nghệ MMX được gọi là công nghệ SSE (Streaming SIMD Extension). SSE gồm 70 lệnh mới phục vụ cho việc xử lí đồ hoạ, âm thanh, 3D, trình diễn DVD, các ứng dụng nhận dạng tiếng nói, SSE có các ưu điểm nổi bật sau:
1. Độ phân giải cao, chất lượng hình ảnh cao và có xử lí.
2. Chất lượng âm thanh cao, mã hoá /giải mã MPEG2 đồng thời.
3. Giảm chiếm dụng CPU trong nhận dạng tiếng nói, độ chính xác cao.
51
a) Công nghệ SSE2
SSE2 mở rộng công nghệ MMX và SSE bằng cách tăng thêm 144 lệnh mới.
SSE2 cũng làm tăng tốc độ rất nhiều trong các ứng dụng: bao gồm ứng dụng trong video, âm thanh, hình ảnh, xử lí ảnh, tạo mật mã, tài chính, kĩ thuật và khoa học,...
52
2.3. Công nghệ siêu phân luồng
Bộ vi xử lý pentium IV tốc độ 3.06 GHz hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng (Hyper - Threading Technology).
Công nghệ này cho phép các chương trình phần mềm được thực hiện trên 2 bộ vi xử lý ảo (trong một bộ vi xử lý vật lý) và làm việc một cách hiệu quả hơn. Công nghệ mới này cho phép bộ vi xử lý thực thi đồng thời hai luồng các chỉ lệnh trong cùng một thời điểm.
53
2.4. Công nghệ siêu đường ống
Công nghệ siêu đường ống (Hyper - Pipelined Technology) của vi kiến trúc Intel NetBurst tăng gấp đôi độ sâu của đường ống so với vi kiến trúc dùng trong các bộ vi xử lý Intel Pentium III.
Một trong những đường ống mấu chốt, đường ống dự đoán nhánh / khôi phục được bổ sung lên tới 20 cấp trong vi kiến trúc Intel NetBurst, so với 10 cấp trong vi kiến trúc của bộ xử lý trước đó. Công nghệ này tăng một cách hiệu quả sự hoạt động, tần xuất và tính thích nghi của bộ vi xử lý.
54
2.5. Công nghệ đóng gói CPU
a) Đóng gói kiểu PGA
PGA (Pin Grid Array), là sự bố trí các chân theo một lưới hình vuông.
b) Đóng gói kiểu SPGA
SPGA (Staggered Pin Grid Array), là sự bố trí các chân theo hình chữ chi.
c) Đóng gói kiểu SECC
SECC (Single Edge Contact Cartridge - hộp tiếp xúc cạnh đơn). Các CPU Pentium II/III thường đóng gói theo kiểu này. Bộ xử lí và các chip RAM Cache L2 được lắp trên một bảng mạch nhỏ được bọc kín trong một hộp kim loại và chất dẻo.
55
3. Bộ đồng xử lí toán học
Bộ đồng xử lí toán học còn được gọi là bộ xử lý dấu phẩy động.
Các bộ đồng xử lí toán học có thể thực hiện các thao tác tính toán cao cấp như: chia, khai căn, loga, lượng giác, ... nhanh gấp 10 đến 100 lần bộ xử lí chính tương ứng thực hiện. Bộ đồng xử lí thực hiện các phép toán trên các số thực dấu chấm động và trong khi tính toán có sự dịch chuyển của dấu phẩy. Đơn vị xử lí trong CPU chỉ thực hiện các phép tính cộng, trừ, nhân với số nguyên.
56
57
5. Các chế độ của bộ vi xử lý
Các CPU 32 bit từ 386 trở lại đây có 3 chế độ vận hành khác nhau:
- Chế độ thực (Phần mềm 16 bit).
- Chế độ bảo vệ (Phần mềm 32 bit).
- Chế độ thực ảo (Phần mềm 16 bit trong môi trường 32 bit).
58
5.1. Chế độ thực
IBM PC 8088/8086 có các thanh ghi trong 16 bit, và có 20 đường địa chỉ. Vì vậy, phần mềm PC gốc được tạo ra là các phần mềm 16 bit (cả phần mềm hệ điều hành và phần mềm ứng dụng), nó sử dụng các chỉ thị 16 bit và truy cập bộ nhớ RAM phạm vi 1 MB. Ví dụ: DOS và các phần mềm chạy trên DOS, chạy ở chế độ 16 bit và giới hạn trong kiến trúc bộ nhớ 1 MB được gọi là "chế độ thực". Đây là chế độ đơn nhiệm, tại một thời điểm chỉ có một chương trình được chạy. Không có trình bảo vệ để ngăn một chương trình viết đè lên chương trình khác trong bộ nhớ.
5.2. Chế độ bảo vệ (32 bit)
Các bộ xử lí 386 về sau có các thanh ghi 32 bit, vì vậy nó có thể chạy với các tập chỉ thị 32 bit. Các hệ điều hành và các phần mềm ứng dụng 32 bit được chạy trong chế độ này, đây là chế độ bảo vệ, chống ghi đè lên chương trình khác trong bộ nhớ.
59
5.3. Chế độ thực ảo
Đây là chế độ ảo của chế độ 16 bit thực bên trong chế độ bảo vệ 32 bit. Trong môi trường Windows 95/98/2000 khi ta tạm thoát về DOS và chạy các chương trình for DOS tức là ta đang ở chế độ thực ảo. Bởi vì chế độ bảo vệ là đa nhiệm nên chúng ta có thể chạy đồng thời nhiều chương trình for DOS mà không bị lỗi. Ta cũng lưu ý rằng, chế độ thực ảo chỉ truy cập được 1 MB bộ nhớ RAM. Khi chúng ta chạy một chương trình for DOS trong môi trường Windows 95/98 thì hệ điều hành sẽ tạo ra một máy DOS ảo và chương trình sẽ được thực hiện trong đó.
60
6. Các thế hệ CPU
6.1. Thế hệ 1 - 8086/8088
Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản của CPU thế hệ 1:
1. Độ rộng thanh ghi: 16 bits.
2. Độ rộng Bus dữ liệu: 8086: 16 bits; 8088: 8 bits.
3. Độ rộng Bus địa chỉ: 20 bits (không gian địa chỉ nhớ 1MB).
4. Bộ đồng xử lý 8087 là một chip riêng biệt.
61
6.2. Thế hệ 2 - 80286
CPU 80286 được Intel giới thiệu 1981 và được lắp trong các máy PC/AT (Advanced Technology) của IBM và các máy tương thích IBM PC.
80286 có các đặc trưng kỹ thuật chủ yếu sau:
1. Độ rộng thanh ghi: 16 bits.
2. Độ rộng Bus dữ liệu: 16 bits.
3. Độ rộng Bus địa chỉ: 24 bits (không gian địa chỉ nhớ 16 MB).
4. Bộ đồng xử lý 80287 là một chip riêng biệt.
62
6.3. Thế hệ 3 - 80386
Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản chung
Bộ xử lý 80386 là bộ xử lí 32 bit được giới thiệu 1985 và được đưa vào trong các máy tính cuối 1986. Bộ xử lý thế hệ ba có một số đặc trưng kỹ thuật chung sau đây:
1. Tốc độ từ 16 MHz đến 40 MHz.
2. Bộ đồng xử lý 80387 là một chip riêng biệt, là chip đồng xử lí toán học có hiệu năng cao được thiết kế đặc biệt để làm việc với CPU 386. Có 2 loại bộ đồng xử lý đó là: 80387 DX làm việc với 80386 DX, và 80387 SX làm việc với 80386 SX và 386 SL.
3. Bộ xử lý 80386 hỗ trợ cả hai chế độ làm việc: thực / bảo vệ, và nó có thể chuyển từ chế độ này sang chế độ kia mà không cần khởi động lại máy. Ngoài ra 80386 còn hỗ trợ chế độ thực ảo cho phép chạy chế độ thực trong môi trường chế độ bảo vệ.
63
6.4. Thế hệ 4 - 80486
a) Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản chung
Họ vi xử lý 80486 có các đặc trưng chung sau đây:
1. Độ rộng thanh ghi: 32 bits.
2. Độ rộng Bus dữ liệu: 32 bits.
3. Độ rộng Bus địa chỉ: 32 bits (không gian địa chỉ nhớ 4GB).
4. Giảm thời gian thi hành lệnh: có thể thực hiện một lệnh chỉ trong 2 chu kỳ.
5. Tích hợp CacheL1 trong chip.
6. Bộ đồng xử lí toán học tích hợp trong chip (trừ 80486 SX): làm tăng tốc độ xử lí của chip đồng xử lí lên 3 lần so với bộ đồng xử lý độc lập nằm ở ngoài.
7. Chế độ truyền từng khối bộ nhớ: chế độ truyền theo khối có thể được mô tả như sau: với mỗi một khối dữ liệu 16 bytes, lần di chuyển 4 bytes đầu tiên của khối cần 2 chu kỳ đồng hồ, nhưng mỗi bốn bytes tiếp theo của khối chỉ cần một chu kỳ đồng hồ. Như vậy, 16 bytes dữ liệu kề nhau được truyền chỉ với 5 chu kỳ thay vì 8 chu kỳ.
64
6.5. Thế hệ 5 - Pentium
Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản chung
Bộ xử lý thế hệ 5 của Intel được công bố ngày 19/10/199
1. Kích thước thanh ghi: 32 bit.
2. Bus địa chỉ: 32 bit.
3. Bus dữ liệu: 64 bit.
4. Đồng xử lí: tích hợp trong chip.
5. Quản lý điện năng: có
Sự khác biệt cơ bản so với thế hệ bốn là Pentium có hai đường dẫn lệnh cho phép thực hiện 2 lệnh đồng thời, công nghệ này gọi là công nghệ siêu hướng, với công nghệ này, Pentium có thể thực hiện được 2 lệnh trong một chu kỳ xung nhip. Hai đường dẫn lệnh có tên là u và v, đường u là đường sơ cấp có khả năng thực thi tất cả các lệnh số nguyên và dấu phẩy động. Đường v là đường thứ cấp chỉ thực hiện các lệnh trên các số nguyên đơn giản và một số lệnh dấu phẩy động.
65
6.6. Thế hệ 6
1. Kích thước thanh ghi: 32 bit.
2. Độ rộng Bus địa chỉ: 36 bit (không gian địa chỉ nhớ 64 GB).
3. Độ rộng Bus dữ liệu: 64 bit.
4. Bộ đồng xử lí: Tích hợp trong chip.
5. Quản lý điện năng: có.
6. Tích hợp công nghệ DE: công nghệ DE (Dynamic Execution - thực hiện động) bao gồm:
+ Dự đoán đa nhánh
+ Phân tích luồng dữ liệu
+ Thực hiện suy đoán
DE thực chất là loại bỏ sự ràng buộc vào thứ tự tuần tự các lệnh, giảm sự chờ đợi dữ liệu từ bộ nhớ.
7. Kiến trúc DIB: kiến trúc DIB (Dual Independent Bus - Bus độc lập đôi) tức là CPU có 2 Bus dữ liệu, một cho cache L2 và một cho bảng mạch chính làm tăng tốc độ cahe L2.
66
6.7. Bộ vi xử lý thế hệ 7
Bộ vi xử lý thế hệ 7 của Intel có tên là Itanium. Phiên bản mới nhất hiện nay là Itanium 2 tốc độ 1.5 GHz với 6 MB cache L3 tích hợp, được kiến trúc độc nhất vô nhị đáp ứng sự đòi hỏi khắt khe của các ứng dụng kinh doanh và công nghệ.
67
Chương VI
Bảng mạch chính
Liên kết tất cả các thành phần khác nhau của toàn bộ hệ thống máy tính với nhau.
Bảng mạch chính có các thuật ngữ tiếng Anh sau: Mainboard, Motherboard, System board.
68
1. Một số loại bảng mạch chính thường gặp
Có nhiều thông số định dạng chung cho bảng mạch chính, nó cho biết kích cỡ của bảng mạch chính và từ đó xác định loại hộp máy nào tương thích với nó.
Loại cũ: Baby-AT
Full-size AT
LPX
Loại mới: ATX (Advanced Technology eXtension)
69
Đặc trưng kỹ thuật cơ bản của ATX
1. Bảng kết nối I/O với các thiết bị ngoại vi hai tầng.
2. Chỉ có một bộ nối kết nguồn nội bộ theo kiểu khoá đơn.
Bảng mạch chính ATX không cần một bộ ổn áp gắn sẵn trên nó, mà chính bộ ổn áp này thường là nguyên nhân của nhiều sự hỏng hóc.
70
3. Cã sù bè trÝ l¹i vÞ trÝ cña CPU vµ bé nhí trªn bÒ mÆt b¶ng m¹ch chÝnh, nhê ®ã t¹o ra ®é th«ng tho¸ng cho b¶ng m¹ch vµ kh«ng cßn g©y víng vÝu khi l¾p ®Æt c¸c Card më réng. ATX cho phÐp n©ng cÊp CPU, bé nhí mét c¸ch dÔ dµng vµ kh«ng cÇn ph¶i th¸o bÊt kú mét Card më réng nµo. CPU vµ bé nhí ®îc bè trÝ c¹nh bé nguån, phÝa tríc n¬i l¾p ®Æt qu¹t lµm m¸t, chÝnh v× vËy tËn dông nguån giã ®Ó lµm m¸t chóng.
4. Cã sù bè trÝ l¹i c¸c bé nèi kÕt I/O néi bé, nh c¸c bé nèi kÕt c¸c æ ®Üa, ®îc ®Þnh vÞ gÇn víi hèc ®Æt æ ®Üa, nhê ®ã rót ng¾n ®é dµi c¸p, gi¶m gi¸ thµnh vµ dÔ dµng trong viÖc l¾p ®Æt.
5. Chi phÝ s¶n xuÊt thÊp, tiÕt kiÖm ®îc c¸c c¸p nèi tõ b¶ng m¹ch chÝnh tíi c¸c cæng kÕt nèi ngo¹i vi, gi¶m qu¹t dµnh riªng cho CPU, gi¶m bé æn ¸p, rót ng¾n c¸p kÕt nèi æ ®Üa vµ b¶ng m¹ch chÝnh,...
71
2. Các thành phần của bảng mạch chính
Các bảng mạch chính hiện nay thường có các bộ phận sau:
1. Socket/Slot của CPU.
2. Chipset.
3. Chip Super I/O.
4. ROM BIOS.
5. Các khe cắm SIMM / DIMM / RIMM, các khe cắm ISA / PCI / AGP và bus.
6. Bộ ổn áp cho CPU.
7. Các cổng kết nối khác.
72
2.1. Chipset
Chipset: Lµ mét chip ®¬n tÝch hîp toµn bé c¸c chøc n¨ng cña c¸c chip c¬ b¶n trªn b¶ng m¹ch chÝnh nh: bé t¹o xung nhÞp, bé ®iÒu khiÓn bus, bé ®iÒu khiÓn thêi gian hÖ thèng, bé §/K ng¾t, ...
73
Số hiệu Dòng CPU
420 xx Thế hệ 4
430xx Thế hệ 5
440xx Pentium pro/Pentium II/III
450xx Máy tính Server với Pentium pro/Pentium Xeon
845xx/850xx Pentium IV
Các chipset của Intel được thiết kế với cấu trúc 2 lớp, có sự liên kết chặt chẽ với nhau là North Bridge và South Bridge
74
+North Bridge (cÇu nèi b¾c): ®©y lµ mét chip n»m ë phÝa trªn, nèi kÕt c¸c thµnh phÇn: CPU Bus, memory bus, cache L2 bus, PCI bus. Nã lµ thµnh phÇn chÝnh cña chipset ho¹t ®éng víi tèc ®é b»ng tèc ®é bus hÖ thèng. Nã liªn kÕt gi÷a CPU víi nh÷ng thµnh phÇn cßn l¹i cña b¶ng m¹ch chÝnh. Ngoµi ra, North Bridge cßn chøa c¸c bé ®iÒu khiÓn cache vµ ®iÒu khiÓn bé nhí chÝnh.
+ South Bridge (cÇu nèi nam): lµ cÇu nèi n»m ë phÝa díi, kÕt nèi gi÷a PCI bus vµ ISA bus, nã ho¹t ®éng víi tèc ®é thÊp h¬n North Bridge. Ngoµi ra, nã cßn chøa c¸c giao diÖn ®iÒu khiÓn æ ®Üa IDE, giao diÖn USB, CMOS RAM, PCI bus vµ ISA bus.
75
76
Các chipset của Pentium IV
77
78
2.2. Chip Super I/O
Đây là chip lớn thứ ba trên bảng mạch chính, chip này gồm tối thiểu các thành phần sau:
1. Bộ điều khiển đĩa mềm.
2. Bộ điều khiển cổng nối tiếp.
3. Bộ điều khiển cổng song song.
Ngoài các thành phần trên, chip Super I/O của một số bảng mạch chính còn có một số thành phần khác như bộ điều khiển chuột, bàn phím,...
79
2.3. Các loại BUS và các Card mở rộng
2.3.1. Bus và sự phân cấp Bus
Bus là các đường liên kết ghép nối các bộ phận của máy tính, thông tin có thể truyền từ bộ phận này tới bộ phận khác thông qua Bus.
Trong hầu hết các PC các Bus được phân thành 3 cấp hoặc 4 cấp. Tất cả các thiết bị trong hệ thống đều được nối vào một Bus nào đó.
80
2.3.2. Các loại Bus
a) CPU Bus hay System Bus
CPU Bus là đường truyền tín hiệu giữa CPU và North Bridge.
Trong một số hệ thống, nó còn là đường truyền tín hiệu giữa CPU và Cache L2. .
Tốc độ của CPU Bus bằng tốc độ bảng mạch chính, độ rộng tuỳ thuộc thế hệ máy.
CPU Bus có tốc độ nhanh hơn bất cứ Bus nào trong hệ thống.
81
b) Memory Bus
Memory Bus dùng để truyền thông tin giữa CPU và bộ nhớ chính thông qua cầu nối North Bridge.
Tốc độ của nó do Chipset điều khiển tuỳ thuộc vào loại RAM cài đặt trong hệ thống.
82
c) AGP Bus
AGP Bus (Accelerated Graphics Port - Cổng đồ hoạ tăng tốc) được Intel thiết kế dành riêng cho các tác vụ hình ảnh và đồ hoạ,
AGP Bus chỉ có một khe cắm AGP dành riêng cho Card màn hình. Phiên bản đầu 1.0 của AGP Bus ra đời tháng 7/1996, có tốc độ xung nhịp cơ sở 66 MHz, chế độ 1x hoặc 2x.
Do AGP Bus độc lập với PCI Bus nên việc sử dụng Card màn hình AGP sẽ giải phóng PCI Bus cho các thiết bị I/O khác.
83
d) PCI Bus
PCI Bus (Pripheral Component Interconnect - nối kết thành phần ngoại vi) được coi như một "siêu xa lộ thông tin" khi mới ra đời.
PCI Bus được nối với CPU Bus và Memory Bus thông qua North Bridge và nối trực tiếp vào các khe cắm PCI dành cho các Card mở rộng PCI. PCI Bus có một số đặc trưng kỹ thuật sau:
Có khả năng hoạt động tối đa đồng thời với 3 thiết bị ngoại vi được cắm trực tiếp vào nó
Chuẩn PCI được thiết kế để truyền đồng thời 32 / 64 bit, tốc độ truyền có thể lên tới 264 MB/giây.
Các PCI Card được cấu hình tự động (PNP - Plug and Play - cắm và chạy). Mỗi Card mở rộng được cắm vào khe cắm PCI đều có thông tin ngay trên nó, và có thể được CPU đọc và sử dụng trong cài đặt.
84
e, USB (Universal Serial Bus): Là một chuẩn Bus dùng cho các thiết bị ngoại vi do tổ hợp các hãng Compaq, Intel, DEC, Microsoft, IBM hợp tác đưa ra. Mục tiêu của USB là cho phép người dùng cắm các bộ phận vào máy tính mà không cần tắt hệ thống, không cần tháo vỏ máy, không cần lắp thêm card mở rộng, không cần cài đặt chương trình.
2.3.3. Các Card mở rộng
Các máy tính được thiết kế sao cho việc bổ sung các thiết bị được đơn giản. Để đáp ứng điều đó, trên bảng mạch chính, có các khe cắm (Slot) hình chữ nhật hẹp, dài. Bên trong các khe này là các mối nối kết với các bus.
85
AGP Cổng đồ họa tăng tốc
1x: Xung nhịp 66 Mhz tốc độ tối đa 266 Mb/s điện thế 3,3v
2x: Xung nhịp 133 Mhz tốc độ tối đa 533 Mb/s điện thế 3,3v
4x: Xung nhịp 266 Mhz tốc độ tối đa 1066 Mb/s điện thế 1,5v
8x: Xung nhịp 533 Mhz tốc độ tối đa 2133 Mb/s điện thế 0,8v
PCI express còn gọi là công nghệ I/O thế hệ thứ 3 là 1 cổng kết nối tuần tự 2 chiều
-Tốc độ truyền dữ liệu lên tới 200Mb/s cho mỗi hướng
-PCIe 16x có thể đạt tới 6,4Gb/s cho cả 2 hướng
-Mỗi PCIe gồm 2 làn truyền dữ liệu lên xuống. Mỗi làn có thể truyền 2,5 gigabit/s
86
4. Sự cố thông thường và cách xử lý
Khi có sự cố mà chúng ta nghi ngờ có liên quan tới bảng mạch chính, cách xử lý thực tế nhất là tiến hành cô lập để tìm ra nguyên nhân gây ra sự cố. Chúng ta có thể tiến hành theo các bước sau:
1. Kiểm tra nguồn cung cấp điện: giắc đã được cắm vào mạng điện chưa? các đầu cắm có bị lỏng không?
2. Kiểm tra toàn bộ các dây cáp kết nối máy tính với các thiết bị ngoại vi (lỗi này thường xuất hiện trong khi Post).
3. Kiểm tra xem các bảng mạch mở rộng có bị lỗi tiếp xúc không? Đây là lỗi rất hay gặp, đặc biệt là với các bảng mạch chính không phải của Intel.
87
Bài tập cuối chương
6.1. Các loại bảng mạch chính đã được dùng cho các máy tính cá nhân từ thế hệ thứ nhất đến nay.
6.2. Vai trò của bảng mạch chính đối với một hệ thống máy tính. Khi muốn nâng cấp một máy tính thì có nhất thiết phải thay thế bảng mạch chính không? Tại sao?
6.3. Trình bày những đặc trưng kỹ thuật nổi bật của bảng mạch chính ATX. Sự khác biệt cơ bản nhất giữa bảng mạch chính ATX và AT.
6.4. Các thành phần của bảng mạch chính, trình bày thuật ngữ Chipset. Tổng quan về sự phát triển của chipset trong lịch sử phát triển của máy tính điện tử.
6.5. Trình bày về North Bridge và South Bridge, vai trò của chúng trong bảng mạch chính.
6.6. Trình bày về kiến trúc chipset của Intel từ 810 trở đi.
6.7. Kiến trúc và chức năng của chip Super I/O. Tại loại chip này trong bảng mạch chính dùng các chipset từ 810 trở đi lại không còn tồn tại nữa?
6.8. Trình bày sơ đồ kiến trúc và nguyên lý hoạt động của sự phân cấp bus trong hệ thống Pentum II.
6.9. Các loại Bus, kiến trúc và đặc trưng kỹ thuật cơ bản của mỗi loại.
6.10. Vai trò của các khe cắm Card mở rộng trên bảng mạch chính. Bạn có dự đoán gì về sự phát triển của chúng trong tương lai?
6.11. Các bước lắp đặt / tháo gỡ một bảng mạch chính.
6.12. Khi máy tính gặp sự cố có nghi ngờ liên quan tới bảng mạch chính thì chúng ta cần phải xử lý như thế nào?
88
CHƯƠNG VII. Ổ ĐĨA
Ổ đĩa là một thành phần rất quan trọng của máy tính, trừ một số loại máy tính trong mạng có thể không cần ổ đĩa còn tất cả các máy tính đều không thể hoạt động nếu không có ổ đĩa. Ổ đĩa ngoài nhiệm vụ lưu trữ dữ liệu và chương trình còn trợ giúp không gian nhớ cho bộ nhớ trong một khi bộ nhớ trong không đủ chứa các dữ liệu trung gian khi hoạt động. Chương này cung cấp những hiểu biết về nguyên lý hoạt động, cấu trúc của ổ đĩa. Qua các kiến thức đó cung cấp những kĩ năng quản lý và bảo trì ổ đĩa.
89
1. Bộ nhớ phụ (Storage)
Thời kỳ đầu, bộ nhớ phụ là các băng đục lỗ được sử dụng để lưu trữ các chương trình và số liệu, nó có nhược điểm là chỉ thu nhận thông tin 1 lần sau đó không thay đổi được nữa, tốc độ chậm, dung lượng thấp.
Băng từ ra đời sau, có ưu điểm hơn là: có thể đọc/ghi nhiều lần, dung lượng lớn hơn. Tuy nhiên tốc độ còn chậm và tổ chức truy cập trực tiếp rất khó khăn.
Đĩa từ được đưa vào sử dụng lần đầu tiên trong các thiết bị tính toán của hãng IBM, vào đầu những năm 70, ngày nay đĩa từ đã trở thành một trong các thiết bị ngoại vi chuẩn của các máy micro và mini. Đĩa từ có ưu điểm: dung lượng lớn, tốc độ cao, thời gian thâm nhập tương đối ngắn, tổ chức đọc/ghi tín hiệu mềm dẻo, giá rẻ, gọn nhẹ, dễ bảo quản, dễ sử dụng.
Đĩa quang hay còn gọi là đĩa laser (Compact Disk), có ưu điểm: dung lượng lớn, độ tin cậy cao, đĩa quang chỉ thua kém đĩa cứng về tốc độ truy nhập.
90
2. Nguyên lý đọc/ghi từ tính.
Trên vật liệu dẻo như polime hay vật liệu cứng như gốm hoặc nhôm người ta phủ một lớp mỏng chất có chứa sắt từ, lớp này có khả năng thẩm từ và duy trì từ tính sau khi tác động lên chúng một từ trường mang nội dung thông tin.
Tính thẩm từ là tính chất có th
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Đặng Anh Tuấn
Dung lượng: |
Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)