Quan ly he thong may tinh

QUẢN LÍ HỆ THỐNG MÁY TÍNH
Số tiết: 45 tiết
Giảng viên: Trần Thị Hà
Email: [email protected]
Điện thoại: 0985.306844
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MÁY TÍNH CÁ NHÂN
I. Một số mốc lịch sử quan trọng về sự phát triển của máy tính
Abacus là dụng cụ tính toán ra đời sớm nhất cách đây 2000 năm ở Trung quốc.
Năm 1642 Pascal đã chế tạo ra chiếc máy tính cơ học đầu tiên thực hiện được phép cộng, phép trừ…
Năm 1822 Babbage một giáo sư toán học thuộc trường đại học Cambridge của Anh, đã công bố công trình “Máy tính sai phân”
Năm 1946 máy tính ENIAC ra đời có 18000 bóng đèn điện tử, chiếm diện tích 167m2 và tiêu thụ điện 140KW/h
Thứ 4 ngày 12/08/1981 hãng máy tính IBM cho công bố chiếc máy tính cá nhân IBM PC đầu tiên.
6/1978 bộ xử lí 8086
6/1979 bộ xử lí 8088
2/1982 bộ xử lí 80186/80286
11/1985 bộ xử lí 80386
4/1989 bộ xử lí 80486
3/1993 pentium ra đời
11/1995 pentium pro – dòng p6
5/1997 pentium II
1998 ra đời dòng Celeron cho PC thường và Xeon cho máy chủ và trạm làm việc.
2/1999 pentium III
12/2000 pentium IV
II. Các thành phần cơ bản của hệ thống máy tính cá nhân
1.Một số bộ phận chính bên trong hộp máy.
a.Bộ nguồn.
Bộ nguồn là một trong những thành phần quan trọng của hệ thống máy tính.
Chức năng:
+Cung cấp năng lượng.
+Chuyển dòng điện xoay chiều 220/110V từ ổ cắm điện thành các dòng điện 1 chiều với hiệu điện thế thích hợp cho các bộ phận máy tính.
b.Bộ nhớ trong.
Bao gồm các vi mạch nằm trên bảng mạch chính và trên các thanh Ram được cắm vào các khe cắm trên bảng mạch chính. Bộ nhớ trong có chức năng lưu giữ các chương trình và dữ liệu.
c. Bộ xử lí trung tâm (CPU/ bộ xử lí/ bộ vi xử lí). CPU là bộ não của máy tính, là vi mạch lớn nhất và cũng là đắt nhất trên bảng mạch chính. CPU có nhiệm vụ xử lí, tính toán và điều khiển mọi hoạt động của hệ thống máy tính.
d.Bảng mạch chính.
Bảng mạch chính (Main board) hay bảng mạch mẹ (Mether board) hay bảng mạch hệ thống (System board) là nơi liên kết tất cả các vi mạch, các thành phần của hệ thống máy tính với nhau.
e.Các bảng mạch mở rộng.
Cho phép người dùng mua thêm các phụ kiện để mở rộng chức năng của máy tính.
Ví dụ: Video card, Sound card, …

f.Các ổ đĩa
Bao gồm: ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, ổ đĩa CD, …Lưu trữ chương trình và dữ liệu.
2.Các thiết bị ngoại vi cơ bản.
a.Màn hình.
Màn hình (Monitor) là một thiết bị ra.
Có 2 loại màn hình:
+Màn hình ống tia âm cực (CRT) thông dụng, giá rẻ, hiển thị thông tin màu sắc phong phú.
+Màn hình tinh thể lỏng (LCD) siêu phẳng, mỏng, gọn nhẹ, tiêu thụ ít năng lượng, giá thành cao.
b.Bàn phím
Bàn phím(Keyboard) là thiết bị vào. Người dùng đưa trực tiếp thông tin vào máy.
c.Chuột
Chuột(Mouse) thiết bị vào có hình dáng giống như con chuột.
Chuột cơ: có viên bi phía dưới.
Chuột quang: có ánh đèn phía dưới.
d.Máy in
Là thiết bị ra in ra các thông tin trên giấy. Máy in kim, máy in laser đen trắng hoặc màu, máy in phun mực.
3.Một số điều cần lưu ý khi lắp đặt hệ thống máy tính
a.Môi trường lắp đặt hệ máy tính.
Thông thoáng ít bụi.
Không đặt máy nơi sinh nhiệt như lò sưởi, bếp điện,…
Không đặt máy nơi có độ ẩm cao.
b.Đường điện cung cấp cho hệ thống máy.
Điện áp phải ổn định không quá cao, quá thấp. Chúng ta nên sử dụng ổn áp hoặc UPS để ổn định dòng điện cho hệ thống máy.
CHƯƠNG 2:
ROM BIOS VÀ RAM CMOS
I. ROM BIOS
1.Các chức năng chính của ROM BIOS (Read Only Memory – Basic Input Output System (Bộ nhớ chỉ đọc vào ra cơ bản).
Tất cả các bảng mạch chính hiện đại đều có một chip ROM đặc biệt chứa một bộ các chương trình, bao gồm bốn chức năng sau: POST, BIOS SETUP, BOOTSTRAP và BIOS.
a.POST (Power On Self Test – tự kiểm tra khi bật máy)
Các bước chính của một POST chuẩn:
1/Xóa bộ nhớ: bộ nhớ RAM và các bộ nhớ Cache sẽ bị xóa.
2/Khởi động Bus: CPU gửi tín hiệu thông qua bus hệ thống đến các bộ phận của hệ thồng máy tính, để báo rằng máy đang vận hành.
3/Kiểm tra màn hình: POST kiểm tra bộ nhớ trên Card màn hình
4/Kiểm tra bộ nhớ
5/Khởi động các thiết bị ngoại vi chuẩn được nối với máy vi tính
+Bàn phím, máy in, ổ đĩa.
6/Tạo các vector ngắt.
7/Kiểm tra xem có ROM mở rộng không.
8/Gọi chương trình tải Bootstrap.
b.BIOS SETUP
Sẽ được kích hoạt nhờ nhẫn một phím hay tổ hợp phím đặc biệt trong quá trình Post. Sau khi được kích hoạt, chương trình cho phép chúng ta cấu hình các thiết bị có mặt trong hệ máy tính.
c.Bootstrap
Là thủ tục đọc đĩa để tìm và thực hiện sector khởi động chính – sector (1, 0, 0) trên đĩa hệ thống.
d.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, …
Một số card mở rộng thường có trong ROM BIOS trên nó như: video card, card điều khiển SCSI, card mạng, …

2.Một số lưu ý về ROM BIOS
1/Vì BIOS là phần mã chính được lưu trữ trong loại ROM này nên người ta thường gọi nó là ROM BIOS.
2/Trong các máy cũ, ROM BIOS trên bảng mạch chính có thể 5, 6 chíp nhưng hầu hết các PC ngày nay chỉ có duy nhất một chíp.
3/BIOS Plug and Play: đây là một công nghệ được thiết kế nhằm giúp người sử dụng có thể dễ dàng mở rộng chức năng của hệ thống máy tính. Một hệ máy tính bao gồm ba thành phần chính sau đây:
-BIOS Plug and Play.
-Extended System Configuration Data (ESCD)
-Hệ điều hành Plug and Play.
3.Các nhà sản xuất ROM BIOS
-AMI (American Megstrends Inc).
-Award Software.
-Phoenix Software.
*Gần đây hãng Phoenix đã kí hợp đồng cung cấp ROM BIOS cho hãng Intel, vì vậy các bảng mạch chính của Intel (chiếm 80% thị trường bảng mạch chính của PC hiện nay) dùng ROM BIOS của Phoenix. Ngoài ra, một số công ti đang phát triển ROM BIOS cho riêng họ như: Compaq, AT&T, …
II.RAM CMOS
1.Cơ bản về RAM CMOS
Các thông tin về cấu hình hệ thống được ghi ở trong ROM là cố định, không thay đổi. Nhưng việc kết nỗi với các thiết bị phần cứng của mỗi hệ thống máy tính là khác nhau về số lượng và chủng loại, cho nên các nhà sản xuất không thể kết nỗi cứng trong ROM được.
Để giải quyết vấn đề này, các máy tính trước đây sử dụng các công tắc điều khiển để chọn các bộ phận có trong hệ máy tính. Ngày nay, người ta có một phương pháp tốt hơn là bổ sung một vi mạch có tên là RAM CMOS (Random Access Memory Complementary Metal Oxide Semiconductor) để lưu giữ các thông tin cấu hình của hệ thống máy tính.
2.Một số trục trặc thường gặp về RAM CMOS
Nếu ta nhận được thông báo chạy setup mỗi khi bật máy, có thể pin nuôi RAM CMOS đã bị hết hoặc hỏng. Vì vậy, các thông tin cấu hình ghi trong nó đã bị mất. Khi đó, ta phải kiểm tra để xác định nguyên nhân và khắc phục.
Khi máy ở trong quá trình POST, nếu chương trình POST phát hiện thấy một số thông số phần cứng trong hệ thống không khớp với các thông tin được lưu giữ trong RAM CMOS thì nó sẽ nhắc ta chạy chương trình setup để khai báo lại cho đúng.
3.Chạy chương trình BIOS SETUP
a.Vào chương trình BIOS SETUP
Việc vào chương trình BIOS SETUP tùy thuộc vào BIOS mang nhãn hiệu nào.
-Sản phẩm AMI ấn phím Delete
-Sản phẩm phoenix ấn phím F2
-Sản phẩm Award ấn phím Delete hay Ctrl + Alt + Esc
b.Một ví dụ truy cập Award BIOS SETUP
SGK trang 38

4.Nâng cấp ROM BIOS
Các máy PC được sản xuất từ năm 1996 trở lại đây. Trên bảng mạch chính đều có 1 chip flash ROM để chứa BIOS Flash ROM cho phép người dùng có thể tải chương trình Update ROM BIOS của nhà sản xuất bảng mạch chính từ trên trang Web của họ để cập nhật những phiên bản mới nhất của BIOS
Ví dụ: Nâng cấp ROM BIOS của nhà sản xuất bảng mạch chính ASUS.
1. gõ vào ô địa chỉ:
http://www.wimsbios.com/index.htm?/HTML1/asus
2. Chọn:
ftp://ftp.auscom.de/pub/ASUSCOM/BIOS/BIOS_FLASH_UTILS/
3. Chọn: aflash221.zip (phiên bản mới nhất khi biên soạn giáo trình này).
4. Chọn: Save this file to disk, chọn: OK
5. Chọn thư mục, tên file để lưu file tải về. Chọn Save.
6. Giải nén file tải về theo các bước sau:
+ Chọn: Start Winzip Winzip 8.1, chọn I Agree.
+ Chọn: Open trong cửa sổ Winzip.
+ Chọn: Tên file vừa tải xuống trong cửa sổ Open Archive để giải nén.
+ Chọn Extract trong cửa sổ Winzip.
+ Chọn thư mục để chứa các file sau khi giải nén.
7. Copy các file vừa được giải nén sang đĩa mềm khởi động A.
8. Khởi động máy tính từ ổ đĩa A.
9. Gõ tên file: aflash (có kèm theo đường dẫn).
10. Chọn [1] để tiến hành lưu BIOS hiện tại vào 1 file để phòng việc Update không thành công phải sử dụng lại.
11. Chọn [2] để tiến hành Update BIOS.
CHƯƠNG 3:
BỘ NGUỒN BÊN TRONG MÁY TÍNH
Trong hệ thống máy tính, bộ nguồn đóng vai trò rất quan trọng, vì nó làm nhiệm vụ chuyển đổi và cung cấp năng lượng cho hầu hết các thành phần khác trong hệ thống.
1. Chức năng của bộ nguồn.
Chức năng cơ bản của bộ nguồn là biến đổi dòng điện xoay chiều lấy từ ổ cắm thành các dòng điện một chiều cung cấp cho các bộ phận của máy tính. Thông thường các thành phần điện tử và các mạch trong hệ thống máy tính sử dụng nguồn +3,3V và +5V. Các mô tơ (ổ đĩa, quạt) sử dụng nguồn +12V.
2. Nguyên lí hoạt động
a. Bộ nguồn nuôi tuyến tính.
Trong các máy tính cũ thường sử dụng bộ nguồn nuôi tuyến tính. Nó dùng một biến áp hạ thế to và nặng nề để hạ áp từ điện áp lưới dòng điện xoay chiều (AC – Alternating Current) xuống điện áp AC thấp cho các mạch chỉnh lưu và lọc. Sau khi được chỉnh lưu và lọc, qua mạch điều chỉnh, nó được đưa xuống bus điện áp dòng điện một chiều (DC – Direct Current) chưa ổn áp (raw DC – DC thô). Việc ổn định sẽ được thực hiện tiếp theo tại một ổn áp trên bảng mạch chính.
* Ưu và nhược điểm của bộ nguồn nuôi tuyến tính.
Bộ nguồn nuôi tuyến tính có cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa. Tuy nhiên, nó có nhược điểm là phát ra nhiều nhiệt, cồng kềnh, đặc tuyến một chiều chưa tốt, …
b. Bộ nguồn nuôi chuyển mạch.
Trong bộ nguồn nuôi chuyển mạch, điện áp AC lưới được chỉnh lưu và lọc ngay thành điện áp cao DC. Sau đó, nó được đóng/ngắt với tốc độ 20 – 40 KHz tạo ra một điện áp AC và đưa vào cuộn sơ cấp của máy hạ thế điện áp.
Máy hạ thế
Chỉnh lưu
và lọc
Máy điều
chỉnh
DC thổ
VAC
Điện áp ở cuộn thứ cấp lại được chỉnh lưu và lọc rồi đưa đến lối ra của nguồn nuôi. Một thành phần của điện áp ra được đưa ngược trở lại bộ điều biến độ rộng xung để điều khiển đóng ngắt kiểm soát điện áp cung cấp cho cuộn sơ cấp. Nếu điện áp một chiều ở đầu ra tăng, thì thời gian đóng mạch ngắt lại (Xung hẹp lại) làm cho năng lượng qua máy biến áp giảm đi và điện áp một chiều ở đầu ra cũng giảm đi. Khi điện áp đầu ra giảm thì quá trình diễn ra ngược lại. Bộ nguồn trong hầu hết các máy tính thế hệ sau đều là loại ổn áp chuyển mạch (switching regulator)
*Ưu nhược điểm của bộ nguồn nuôi chuyển mạch.
+ Ưu điểm:
Kích thước nhỏ, nhẹ nhưng hiệu suất cao.
Thay vì phải vứt bỏ phần điện áp dư thừa dưới dạng nhiệt, nó chỉ đóng mạch phần công suất cần thiết cho lỗi ra mà thôi. Điều đó có tác dụng như một ổn áp.
Với tần số cao, bộ lọc sẽ giảm thiểu rất nhiều về điện dung và do đó đặc tuyến một chiều sẽ tốt lên rất nhiều.
+ Nhược điểm:
- Cấu tạo phức tạp, khó tìm chỗ hỏng hóc và sửa chữa.
3. Các loại bộ nguồn nuôi
Có 7 loại bộ nguồn nuôi chính có thể được gọi là chuẩn công nghệ, đó là:
PC/XT style, AT/Desk style, AT/Tower style, Baby-AT style, LPX style, SFX style.
*Trong các máy PC thế hệ mới thì bộ nguồn LPX là chuẩn cho hầu hết các hệ thống cho tới khi loại ATX ra đời, cho tới nay thì ATX cùng với SFX đang chiếm lĩnh trên thị trường.
Chỉnh lưu
Và lọc
Chỉnh lưu
Và lọc
20-40 kHz

Chỉnh mạch
Hạ áp
Điều biến
Độ rộng xung
AC
Cần lưu ý là kiểu bộ nguồn thường đi với kiểu bảng mạch chính ngoài ra nó còn thường đi với Case (hộp máy). Vì vậy, khi mua một bộ nguồn riêng, bạn phải đảm bảo chắc chắn là nó sẽ nằm gọn được trong hộp máy mà bạn hiện có.
* Bộ nguồn nuôi ATX
Bộ nguồn nuôi ATX là một trong những loại mới và phổ biến nhất hiện nay được lắp đặt trong các hệ thống máy tính PC. ATX được Intel đưa ra vào năm 1995, nó thường được đi kèm với bảng mạch chính ATX. Bộ nguồn nuôi ATX có một số đặc trưng kĩ thuật chính sau đây:
1.Một trong những cải tiến của ATX là kết hợp quạt của bộ nguồn làm mát các bộ phận phát nhiệt gắn trên bảng mạch chính như CPU, bộ nhớ, … làm giảm bớt quạt CPU, giảm tiếng ồn và tiêu thụ điện.
2. Giữ cho hệ thống sạch hơn vì quạt thổi ngược so với kiểu cũ.
3. Bộ nguồn ATX chỉ có một giắc cắm vào bảng mạch chính có 20 chân được đánh dấu làm cho khó có thể cắm nhầm như các giắc cũ.
4. Bộ nguồn ATX còn có thêm tín hiệu Power_On (PS_On) và 5V_Standby (5VSB) còn thường được gọi là Soft Power.
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.
Việc xác định nguồn nuôi là một yếu tố rất quan trọng khi xây dựng một hệ máy mới hoặc nâng cấp một hệ máy cũ.
Để xác định công suất cho bộ nguồn nuôi, chúng ta phải cộng công xuất tiêu thụ của bảng mạch chính, Card màn hình, ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng, …và thường phải cộng thêm 25% đến 50% để đảm bảo an toàn cho hệ thống.
5. Điện áp ra và các đầu nối của bộ nguồn
a. Đối với bộ nguồn nuôi AT
Trong bộ nguồn nuôi AT có một quạt làm mát thổi về phía sau máy dùng điện áp +12V, bộ nguồn tạo ra 4 điện áp một chiều: ±12V, ±5V.
b. Đối với bộ nguồn nuôi ATX
Bộ nguồn nuôi ATX có đầu ra cung cấp điện cho bảng mạch chính là một giắc có 20 dây.
Bộ nguồn ATX phải kiểm tra và thử nghiệm bên trong trước khi cho phép hệ thống khởi động.
Một số máy có bảng mạch chính ATX, microATX, NLX có tính năng PS_On
có thể được sử dụng để tắt bộ nguồn gọi là tắt mềm. Tính năng này thực sự có ích khi ta sử dụng hệ điều hành Windows, khi ta chọn Shutdown Computer, Windows sẽ tự động tắt máy tính.
6. Công tắc nguồn
Hầu hết các bộ nguồn ngày nay đều có một công tắc nguồn từ xa ở mặt trước của thùng máy (thường có chữ Power). Công tắc từ xa nối với bộ nguồn thông qua cáp nối 4 đường dây. Các đầu mút của dây cáp này lắp vào bộ nối dạng vấu của công tắc. Màu của 4 dây được mã hóa như sau:
+ Các dây màu nâu và xanh là dây nguồn và trung tính nối từ ổ cắm tới công tắc. Các dây này luôn có điện khi giắc nguồn được cắm vào ổ cắm trên tường.
+Các dây màu đen và trắng, mang dòng điện từ công tắc tới bộ nguồn, các dây này chỉ có điện khi nguồn được cắm và công tắc được bật.
Chỉ cần các dây xanh, nâu nằm trên cùng một tập đầu cắm, còn các dây đen, trắng nằm trên tập đầu kia thì bộ nguồn sẽ làm việc đúng. Nếu cắm sai, sẽ gây đoản mạch dẫn đến nổ cầu chì ổ cắm và có thể làm hư hỏng các thiết bị của máy tính.
7. Một số điều cần lưu ý và một số sự cố thông thường.
a. Lợi ích của một bộ nguồn tốt.
Một hệ thống có một bộ nguồn công suất lớn và chất lượng cao sẽ bảo vệ hệ thống của bạn và sẽ không bị ảnh hưởng khi có một tình trạng sau xảy ra:
+ Mất điện bất thường
+ Nguồn yếu.
+ Một xung điện cao lên đến 2500V đặt trực tiếp vào vòng xoay chiều (ví dụ như sét)
b. 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 nhiệt độ thay đổi đột ngột khiến linh kiện nở ra/ co lại, sau một thời gian sẽ gây nguy hiểm cho nhiều bộ phận cuả máy tính, chẳng hạn:
1. Làm cho các con chíp được cắm vào đế cắm có thể tách dần ra, hơi ẩm có thể lọt vào gây ôxi hóa dẫn đến lỗi tiếp xúc.
2. Các đường dây và công tắc có thể bị gẫy, các bảng mạch điện tử có thể bị rạn nứt, bởi vì các linh kiện điện tử được gắn với nhau có sự khác biệt về hệ số co dãn nên có thể dẫn đến hở các mối hàn.
3. Các phần tiếp xúc ở các giắc cắm có thể bị lỏng dần và gây lỗi,…Ngoài ra sự thay đổi về nhiệt còn gây ảnh hưởng tới cả ổ đĩa cứng.
c. Một số chú ý
+ Các đầu nối P8, P9 của bộ phận nguồn AT tuyết đối không được cắm ngược, mặc dù các đầu nối đều có chốt đánh dấu nhưng các chốt có thể bị gãy và chúng ta vì thế mà có thể cắm ngược. Điều đó có thể gây hỏng bảng mạch chính và các card mở rộng khác khi bật máy.
+ Lưu ý công tắt chuyển điện áp 110V/220V, nhất là các máy từ Mỹ về sao cho phù hợp với điện lưới.
+ Loa trong máy tính được nối với bảng mạch chính bằng một đầu nối nhỏ 4 chân, cực tính của các chân này không cần quan tâm, loa sẽ làm việc tốt với bất cứ chiều nào.

d. Sự cố về bộ phận nguồn và cách xử lí.
+ Một lỗi bất kì khi khởi động hệ thống.
+ Tự khởi động lại hay treo máy khi đang hoạt động
+ Quạt ổ đĩa cứng hay quạt nguồn không quay.
+ Máy quá nóng.
TÓM TẮT CHƯƠNG
Qua tìm hiểu về bộ nguồn của máy tính, chúng ta thấy mặc dù giá thành của bộ nguồn là không đáng kể so với giá thành của toàn hể thống máy tính, nhưng vai trò của nó rất quan trọng. Ngày nay người ta ít khi sửa chữa bộ nguồn (trừ trường hợp hỏng nhẹ) vì chi phí sửa và mua mới không
khác nhau bao nhiêu. Hơn nữa, do tầm quan trọng của bộ nguồn với thiết bị khác của toàn bộ hệ thống máy tính cho nên người ta luôn chọn giải pháp có một bộ nguồn mới bảo đảm an toàn cho toàn bộ hệ thống máy tính.
CHƯƠNG 4:
BỘ NHỚ TRUY CẬP NGẪU NHIÊN
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (Random Access Memory _ RAM), là loại bộ nhớ quan trọng trong các loại bộ nhớ của máy tính. Nó là một nhân tố có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất hoạt động của máy tính.
I. Tổng quan về bộ nhớ, bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên.
1. Tổng quan về bộ nhớ.
Bộ nhớ của máy tính trong thực tế không tập trung ở một nơi mà nằm rải rác ở nhiều nơi trên máy tính. Bộ nhớ có nhiều loại, mỗi loại thực hiện các chức năng đặc thù của chúng. Chẳng hạn, các thanh ghi trong bộ vi
xử lí làm nhiệm vụ thực hiện các thao tác số học và logic được gọi là bộ nhớ thao tác. Tiếp theo là bộ nhớ bán dẫn, bao gồm hai loại: một loại làm nhiệm vụ lưu trữ tạm thời chương trình và dữ liệu được gọi là RAM; một loại khác làm nhiệm vụ lưu trữ lâu dài các chương trình và dữ liệu được gọi là ROM. Cuối cùng là bộ nhớ làm nhiệm vụ lưu trữ lâu dài một số lượng lớn các chương trình và dữ liệu, đó là các loại đĩa khác nhau của máy tính.
2. Khái niệm bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên.
Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên là không gian làm nhiệm vụ của bộ vi xử lí. RAM là nơi cất giữ tạm thời các chương trình và dữ liệu trong khi máy hoạt động vì dữ liệu chỉ tồn tại trong thời gian máy làm việc và không bị khởi động lại, khi khởi động lại hay tắt máy, dữ liệu trong RAM sẽ bị mất.
II. Các loại RAM
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, biểu hiện trạng thái bằng việc tích trữ các điện tích, vì các tụ điện thường xuyên bị giảm điện tích trong thời gian rất ngắn nên để ngăn ngừa dữ liệu đã lưu trữ trong DRAM bị thay đổi, cứ vài mini giây (ms) chúng phải được làm tươi một lần (nạp điện tích) vì vậy gọi là “RAM động”
Các DRAM có cấu trúc đơn giản (chỉ cần một transistor và một tụ điện để lưu trữ một bít thông tin) nên mật độ của nó rất dày, cho phép kiến trúc nhỏ gọn, đạt dung lượng lớn, giá thành rẻ, nhưng tốc độ truy cập chậm.
Hiện có một số loại DRAM thông dụng sau:
FPM DRAM, EDO RAM, BEDO RAM.
2. SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory – Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên động đồng bộ) là dạng mới của DRAM, được lắp đặt trong các hệ thống bus đồng bộ, đây là một bước nhảy vọt về công nghệ chế tạo RAM. SDRAM có thể đạt tốc độ bus 100 MHz hoặc cao hơn. Mặt khác, nó còn đồng bộ với tốc độ đồng hồ chủ của máy tính (tốc độ lõi của CPU). Hai trạng thái bộ nhớ có thể được mở cùng một lúc, nên trong khi một mẫu dữ liệu đang trên đường tới CPU thì mẫu khác được truy tìm, điều đó làm
giảm thời gian truy cập. Để dùng SDRAM thì bảng mạch chính phải hỗ trợ loại bộ nhớ này, nói chung các bảng mạch chính ra đời từ năm 1997 trở lại đây đều hỗ trợ SDRAM. Hiện nay SDRAM đã đạt tới tốc độ 133 MHz, trong tương lai nó có thể đạt tới tốc độ 200MHz.
3. RDRAM (Rambus DRAM) là DRAM có thiết kế hoàn toàn mới do hãng Rambus thiết kế và bán bản quyền cho các hãng khác sản xuất RAM. RDRAM được cài đặt trên các máy tính được sản xuất từ năm 1999 trở lại đây.Thiết kế này được sự cổ vũ của Intel và được các bảng mạch chính sản xuất từ năm 1999 về sau hỗ trợ.
RDRAM có một số đặc trưng kĩ thuật cơ bản sau đây:
+RDRAM là một thiết bị kênh hẹp
+RIMM
+Trạng thái chờ ít
+Bus điều khiển và bus địa chỉ
+RDRAM là bộ nhớ tiêu thụ điện ít
Tóm lại: RDRAM là bộ nhớ có hiệu năng cao, giá cả phải chăng, tiêu thụ điện năng thấp, kích thước nhỏ. Hiện nay, RDRAM đang ngày càng có khuynh hướng trở thành bộ nhớ chuẩn trong các PC và ngày càng được ưa chuộng trên thị trường thế giới.
4. 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. Các bộ xử lí AMD Athlon đều được thiết kế để làm việc cùng với DDR SDRAM với các tốc độ dữ liệu 200MHz, 266MHz và 333MHz. Điều đó đã làm tăng thêm sức mạnh cho các hệ thống máy tính, đặc biệt là các hệ thống dựa trên bộ xử lí AMD.
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 kĩ thuật truyền hai lần trong một chu kì đồng hồ ở thời điểm tại sườn lên và sườn xuống của xung nhịp đồng hồ. Đây là bộ nhớ cạnh tranh với RDRAM về mặt giá cả và là bộ nhớ thay thế RDRAM trong các máy tính giá thành hạ không dùng bộ xử lí của Intel.
5. 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 của 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.
6. Bộ nhớ Cache
Khi các hệ thống PC có tốc độ 16MHz, 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
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. Các loại cache đều được tạo nên từ SRAM.
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 tốc độ bằng tốc độ bus hệ thống.
3. RAM vật lí, DIP, SIMM và DIMM
a. RAM vật lí
Các CPU 8086/8088 có 20 đường địa chỉ quản lí được 220 byte =1024KB = 1MB. CPU 286 và 386 có 24 đường địa chỉ có thể quản lí được 224 byte = 16 MB. CPU 386 DX , 486, pentium, pentium MMX, pentium Pro có 32 đường địa chỉ có thể quản lí được 232 byte = 4 GB.CPU pentium II/III/IV có 36 đường địa chỉ có thể quản lí được 64GB.
Tuy nhiên hầu hết các bảng mạch chính hiện nay có từ 2 – 4 khe cắm DIMM cho phép cắm tối đa tới 4 khối nhớ. Sở dĩ có giới hạn như vậy là do chipset hiện nay chỉ có thể điều khiển một kênh bộ nhớ với tổng số 3 đến 4 khối.
b. DIP (Dual Inline Package – vỏ hai hàng chân)
Nhược điểm: mỗi khi làm việc, do tỏa nhiệt, các chip bong dần khỏi đế cắm, dần dần dẫn đến lỗi bộ nhớ do tiếp xúc.
c. SIMM (Single Inline Memory Module – Môđun nhớ một hàng chân)
SIMM có hai loại:
+Loại 30 chân (8 bit dữ liệu) dung lượng 1MB – 16 MB.
+Loại 72 chân (32 bit dữ liệu) dung lượng 1MB – 32MB.
Ngày nay, với các hệ máy có bus dữ liệu 64 bit thì phải cài đặt 8 SIMM 30 chân hay 2 SIMM 72 chân.
d. DIMM (Dual Inline Memory Module – Môđun nhớ hai hàng chân)
DIMM có 168 chân, dung lượng từ 8MB đến hàng trăm MB, có đường dữ liệu rộng đến 64 bit. DIMM là loại phổ biến nhất trong các hệ thống Pentium MMX, pentium Pro, Pentium II/III/IV.
e. Tốc độ của 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. Đơn vị tính bằng MHz.
Ví dụ: RAM 128 MHz, RAM 512 MHz, …
f. Các vấn đề tiếp xúc của các thanh RAM.
Các SIMM/DIMM/RIMM đều có tiếp xúc mạ vàng / thiếc, để đảm bảo độ tin cậy ta nên cắm các môđun nhớ mạ vàng/thiếc vào các khe cắm mạ vàng thiếc, trong đó loại mạ vàng có độ tin cậy cao hơn. Nếu ta cài đặt các môđun RAM có màu chân khác màu khe cắm thì các lỗi bộ nhớ có thể xuất hiện sau 6 tháng đến một năm.
h. 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). Nếu mắc lỗi cứng thì ta phải thay thế, còn lỗi mềm là lỗi không thường xuyên và có thể không xuất hiện lại, cách xử lí là khởi động lại máy.
Các lỗi mềm có thể do các nguyên nhân thuộc về người dùng như sau:
1. Các tia trong vũ trụ.
2. Nguồn cung cấp điện không ổn định.
3. Kiểu hay tốc độ không phù hợp với hệ thống.
4. Nhiễu tần số radio do để quá gần.
5. Do tĩnh điện.
6. Do các thiết lập không thích hợp trong BIOS hay do ép tốc độ CPU.
k.Bổ sung RAM
Việc bổ sung RAM vào hệ thống là một trong những biện pháp bỏ ra chi phí ít mà nhiều khi mang lại hiệu quả lớn, đặc biệt là khi chạy các hệ điều hành Windows 98/2000/NT/XP. Có hai cách sau để tăng thêm dung lượng bộ nhớ, tăng dần theo chi phí:
1.Thêm RAM tại các khe cắm còn trống trên bảng mạch chính.
2.Thay môđun có dung lượng lớn hơn.

Tóm tắt chương:
Bộ nhớ RAM của máy tính là một bộ phận không thể thiếu và có vai trò quan trọng đối với sự hoạt động hiệu quả của máy tính. Nắm vững tĩnh năng kĩ thuật của bộ nhớ RAM giúp cho chúng ta cài đặt một cách hợp lí để tạo ra một máy tính có năng lực hoạt động tốt nhất. Bộ nhớ RAM cũng là một thành phần đắt tiền và rất dễ bị hư hỏng, gây lỗi nếu chúng ta không biết cách bảo quản và sử dụng đúng cách.
Nắm chắc nội dung của chương này giúp cho những người làm công việc bảo trì hệ thống máy tính bước đầu làm chủ được một trong những thành phần quan trọng của máy tính.

CHƯƠNG 5:
BỘ VI XỬ LÍ
Bộ vi xử lí (hay còn gọi là đơn vị xử lí 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 lí, tính toán của máy tính. Bộ vi xử lí cũng là một bộ phận đắt đỏ nhất của hệ thống.
1. Các đặc trương kĩ thuật cơ bản của bộ vi xử lí.
a. Tốc độ của CPU
a.1 Tốc độ đồng hồ của CPU
CPU là thiết bị xử lí số, tốc độ xử lí được đánh giá theo tần số xung nhịp đồng hồ. Do vậy, tốc độ của CPU được tính theo đơn vị Hz (Hertz). Bội của Hz là KHz (KiloHertz), MHz (MegaHertz), GHz (GigaHertz). Chu kì là thành phần thời gian nhỏ nhất của CPU. Tuy nhiên, số chu kì để thực hiện một lệnh là khác nhau đối với từng loại CPU.
a2. Tốc độ CPU và tốc độ bảng mạch chính
Các bộ xử lí khác nhau 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), hệ số này có thể được cài đặt thông qua một jumper trên bảng mạch chính hay thông qua thiết đặt CMOS. Hầu hết các máy tính hiện thời đều sử dụng các mạch điện tử điều chỉnh tần số để điều khiển tốc độ bảng mạch chính và tốc độ CPU.

Các bảng mạch chính hiện nay thường có các tốc độ khác nhau, CPU có thể chạy ở nhiều tần số khác nhau tùy thuộc tốc độ của bảng mạch chính.
b. Bus dữ liệu
Độ rộng của bus dữ liệu xác định số bit dữ liệu có thể đồng thời vào/ra CPU. Bus dữ liệu của CPU được kết nối với bus dữ liệu trên bảng mạch chínhcó chức năng nhận hay gửi dữ liệu thông qua các chân dữ liệu. Độ rộng của bus dữ liệu đồng thời cũng qui định kích thước khối bộ nhớ.
c. 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 thời điểm. Với thanh ghi 32 bit thì CPU có thể thực hiện các lệnh 32 bit và xử lí các chuỗi 32 bit mà các CPU có thanh ghi 16 bit không thể. Các CPU 32 bit có thể chạy trên các hệ điều hành 32 bit và các phần mềm 32 bit có thể chạy được.
Một số CPU có, độ rộng thanh ghi trong lớn gấp 2 lần độ rộng bus dữ liệu. Như vậy , khi xử lí dữ liệu bên trong CPU có thể đồng thời 32 bit, nhưng khi liên lạc với thế giới bên ngoại thì chỉ đồng thời 16 bit.
d. Bus địa chỉ
Độ rộng của bus địa chỉ xác định dung lượng RAM tối đa mà CPU có thể địa chỉ hóa được.
e. Bộ nhớ cache tích hợp trong CPU
2. Một số vấn đề liên quan tới công nghệ của bộ vi xử lí
a. Cộng nghệ MMX (Multi Media eXtension – mở rộng đa phương tiện) bắt đầu được giới thiệu trong các CPU pentium thế hệ MMX. Công nghệ MMX tích hợp các khả năng SIMD và bổ sung thêm 57 lệnh mới hỗ trợ cho việc dữ liệu hình ảnh, âm thanh, đồ họa, …
b. Công nghệ SSE/ SSE2
b.1 Công nghệ SSE
Bộ xử lí Pentium III được giới thiệu vào tháng 2 năm 1999, mở rộng cong nghệ MMX được gọi là công nghệ SSE (Streaming SIMD Extension).

SSE gồm 70 lệnh mới phục vụ cho việc xử lí đồ họa, 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 hóa/ giải mã MPEG2 đồng thời.
3. Giảm chiếm dụng CPU trong nhận dạng tiếng nói, độ chính xác cao.
b.2 Công nghệ SSE2
SSE2 mở rộng công nghệ MMX và SSE bằng cách tăng thêm 144 lệnh mới.
c. Công nghệ đóng gói CPU
c.1 Đóng gói kiểu PGA (Pin Grid Array – mảng khung lưới chân), là sự bó trí các chân theo một lưới hình vuông. Đây là kiểu đóng gói chip được sử dụng phổ biến cho các chip từ 286 cho đến các chip 486.
c.2 Đóng gói kiểu SPGA (Staggered Pin Grid Array – mảng khung dưới chân so le), là sự bố trí các chân theo hình chữ chi. Hầu hết các CPU Pentium đóng gói theo kiểu này nhằm tăng số chân chip trên cùng một diện tích.
c.3 Đóng gói kiểu SECC (Single Edge Contact Cartridge – hộp tiếp xúc cạnh đơn) là kiểu mà các CPU Pentium II/III thường được đóng gói theo.
3. Các chế độ của bộ vi xử lí.
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).
4. Các thế hệ CPU
a. Thế hệ 1 – 8086/8088
Các đặc trưng kĩ thuật cơ bản của CPU thế hệ 1:
1. Độ rộng thanh ghi: 16 bit.
2. Độ rộng bus dữ liệu: 8086:16 bit; 8088:8 bit
3. Độ rộng bus địa chỉ: 20 bit (Không gian địa chỉ nhớ 1MB)
4. Bộ đồng xử lí 8087 là một chip riêng biệt
8086 ra đời vào tháng 6 năm 1978.
8088 ra đời vào tháng 6 năm 1979.
b. Thế hệ 2 – 80286
CPU 80286 được Intel giới thiệu năm 1981 và được lắp trong các máy PC/AT của IBM và các máy tương thích IBM PC.
80286 có các đặc trưng kĩ thuật chủ yếu sau:
1. Độ rộng thanh ghi: 16 bit.
2. Độ rộng bus dữ liệu: 16 bit.
3. Độ rộng bus địa chỉ: 24 bit (Không gian địa chỉ nhớ 16 MB)
4. Bộ đồng xử lí 80287 là một chip riêng biệt.
c. Thế hệ 3 – 80386
+ Các đặc trưng kĩ thuật cơ bản chung
Bộ xử lí 80386 là bộ xử lí 32 bit được giới thiệu năm 1985 và được đưa vào trong máy tính cuối năm 1986.
1. Tốc độ từ 16 MHz đến 40 MHz.
2. Bộ đồng xử lí 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.
3. Bộ xử lí 80386 hỗ trợ cả hai chế độ làm việc: Thực/ bảo vệ, và có thể chuyển từ chế độ này qua chế độ kia mà không cần khởi động lại máy.
+ Các thành viên của thế hệ 3
Họ 80386 có các thành viên sau: 386 SX/ SL/ DX
+ Vấn đề lỗi của bộ xử lí 80386
Các chip 80386 DX tốc độ 16 MHz thế hệ đầu xuất hiện lỗi khi chạy các phần mềm 32 bit khiến máy bị treo.
d. Thế hệ 4 – 80486
+ Các đặc trưng kĩ thuật cơ bản chung
1. Độ rộng thanh ghi: 32 bit.
2.Độ rộng bus dữ liệu: 32 bit.
3. Độ rộng bus địa chỉ: 32 bit (Không gian địa chỉ nhớ 4GB)
4. Giảm thời gian thi hành lệnh: có thể thực hiện một lệnh chỉ trong 2 chu kì.
5. Tích hợp cache L1 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 lí độc lập nằm ở ngoài.
7. Chế độ truyền theo từng khối bộ nhớ.
+Các thành viên của 80486
80486 DX/SL/SX/DX2/Overdrive/DX4
e. Thế hệ 5 – Pentium
+ Các đặc trưng kĩ thuật cơ bản chung
Bộ xử lí thế hệ 5 của Intel được công bố ngày 19/10/1992, có tên gọi Pentium.
1. Kích thước thanh ghi: 32 bit.
2. Bus dữ liệu: 64 bit.
3. Bus địa chỉ: 32 bit
4. Đồng xử lí: tích hơph trong chip.
5. Quản lí điện năng: có.
+ Các thế hệ của Pentium
Các chip Pentium được phân làm 3 thế hệ nhỏ là: Pentium thế hệ 1, pentium thế hệ 2 và pentium MMX.
* Pentium thế hệ 1
Ngày giới thiệu 22/03/1992
Tốc độ 60/ 66 MHz.
Hệ số nhân 1x
Cache L1 16 KB (8KB mã lệnh, 8KB dữ liệu)
Dạng đóng gói 273/PGA
Điện áp 5V
* Pentium thế hệ 2
Ngày giới thiệu 7/03/1994
Tốc độ 75/ 90/ 100/ 120/ 133/ 150/ 166/ 200/ 233/ 266 MHz.
Hệ số nhân 1,5x – 4x
Cache L1 16 KB (8KB mã lệnh, 8KB dữ liệu)
Dạng đóng gói 296 chân/PGA
Điện áp 3,3V/ 3,1V/ 2,9V
* Pentium MMX
Bộ xử lí Pentium MMX thế hệ 3 được công bố tháng 1 năm 1997. Đây chính là Pentium thế hệ 2 được tích hợp công nghệ MMX. Pentium MMX có cache L1 gấp đôi (32KB – 16KB mã lệnh, 16KB dữ liệu), ngoài ra Pentium MMX còn được tích hợp các khả năng SIMD và có thêm 57 lệnh mới dành cho xử lí vi deo, âm thanh đồ họa.
+ Một số lưu ý về Pentium
- Pentium có 64 bit bus dữ liệu, nên yêu cầu bộ nhớ chính phải được truy cập đồng thời 64 bit. Các SIMM có độ rộng tối đa 32 bit dữ liệu còn các DIMM có độ rộng 64 bit dữ liệu. Vì vậy, nếu lắp SIMM thì phải theo từng cặp hai môdun,còn nếu lắp DIMM thì có thể lắp lẻ từng thanh một.
- Pentium có khả năng truyền đồng thời 64 bit nhưng nó chỉ có thanh ghi 32 bit, nên khi xử lí các lệnh bên trong CPU nó được phân thành các lệnh 32 bit.
f. Thế hệ 6
* Các thông số kĩ thuật cơ bản chung
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 lí điện năng: có.
6. Tích hợp công nghệ DE.
7. Kiến trúc DIB
*Các thành viên của thế hệ 6
Pentium Pro/ Pentium II/ Pentium Celeron/ pentium III/ Pentium Xeon II/ III/ Pentium IV
h. Thế hệ 7
Bộ vi xử lí 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.
5.Nâng cấp bộ vi xử lí
Bắt đầu từ họ CPU 80486, Intel đã thiết kế khả năng nâng cấp bộ xử lí bằng cách đưa ra các chuẩn đế cắm có thể dùng cho nhiều loại bộ xử lí.
Khi nâng cấp các bộ xử lí cũ bằng bộ xử lí mới, chùng ta cần lưu ý một số vấn đề sau:
1. Cập nhật ROM BIOS cho phù hợp bộ xử lí mới.
2. Độ thông thoáng thích hợp cho làm mát CPU.
3. Chip cũ được lắp vào đế cắm / khe cắm chữ không phải là hàn cố định.
Tóm tắt chương:
Chương 5 đã cung cấp những kiến thức cơ bản và hệ thống về bộ vi xử lí trên phương diện thực hành. Nắm chắc nội dung của chương này sẽ bước đầu giúp cho những người sử dụng và những người làm công tác bảo trì hệ thống máy tính hiểu được vai trò của bộ vi xử lí, biết cách chọn lựa một bộ vi xử lí phù hợp cho một hệ thống máy tính để đạt hiệu quả cao nhất.
Phần cuối của chương cũng đã cung cấp cho bạn đọc những kiến thức cơ bản nhất về nâng cấp bộ vi xử lí, cách phát hiện và khắc phục những lỗi thông thường nhất có thể gây ra bởi bộ vi xử lí. Để thường xuyên cập nhật thông tin kĩ thu�