Cấu trúc và hoạt động của máy tính cá nhân Biên tập bởi: Vien CNTT DHQG Hanoi

Bản ghi

1 Cấu trúc và hoạt động của máy tính cá nhân Biên tập bởi: Vien CNTT DHQG Hanoi

2 Cấu trúc và hoạt động của máy tính cá nhân Biên tập bởi: Vien CNTT DHQG Hanoi Các tác giả: Vien CNTT DHQG Hanoi Phiên bản trực tuyến:

3 MỤC LỤC 1. Các thành phần của máy tính 2. Quá trình hoạt động của máy tính 3. Một số lỗi phần cứng ở máy tính cá nhân Tham gia đóng góp 1/13

4 Các thành phần của máy tính Các thành phần của máy tính Dựa vào quá trình xử lý thông tin, máy tính chia thành: Thiết bị đầu vào, bộ xử lý, thiết bị đầu ra và thiết bị lưu trữ. Thiết bị đầu vào Các thiết bị đầu vào cơ bản của máy tính là bàn phím và con chuột. ngoài ra còn các thiết bị khác như máy quét ảnh (scanner), webcam.. Bộ xử lý trung tâm (CPU) Bộ xử lý trung tâm bao gồm các thành phần tham gia vào quá trình xử lý thông tin như bộ vi xử lý (processor), các bộ điều khiển bộ nhớ (memory controller), điều khiển vào ra (I/O controller) Thiết bị đầu ra Thiết bị ra cơ bản của máy tính là màn hình. Ngoài ra còn có máy in, loa, Thiết bị lưu trữ Thiết bị lưu trữ chia thành bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài. Bộ nhớ trong gồm ROM (readonly memory) và RAM (bộ nhớ chỉ đọc ngẫu nhiên). Bộ nhớ ngoài bao gồm ổ cứng, ổ mềm, ổ quang (CD, DVD), ổ quang từ (MO), tape.. 2/13

5 Dựa vào các bộ phận cấu thành, máy tính được chia thành phần cứng và phần mềm Phần cứng Phần cứng là các linh kiện để lắp ráp thành máy tính, do các nhà cung cấp phần cứng sản xuất theo các chuẩn, các tiêu chuẩn đã đặt ra. Phần mềm Phần mềm là các chương trình chạy trên máy tính, được nạp vào máy tính trong quá trình khởi động. Phần mềm bao gồm hệ điều hành, các chương trình ứng dụng, driver và các tiện ích. Các linh kiện cơ bản cấu thành máy tính cá nhân Vỏ máy tính (case) Vỏ máy tính bao gồm bộ nguồn, khung để lắp các linh kiện của máy tính và các khay để lắp ổ cứng, ổ CD, ổ mềm. Vỏ máy tính còn có công tắc nguồn, công tắc reset, và các đèn led hiển thị. Các bộ nguồn máy tính ngày nay thường là loại ATX. Mainboard Mainboard là bộ phận quan trọng nhất trong máy tính quyết định sự ổn định và hiệu năng của hệ thống máy tính. Trên mainboard có các khe cắm cho bộ xử lý, bộ nhớ RAM và các khe mở rộng PCI, AGP, ISA. Trên mainboard có chipset là các chip xử lý đặc biệt tích hợp rất nhiều chức năng quan trọng của máy tính như bộ điều khiển bộ nhớ, bộ điều khiển các cổng vào ra, bộ điều khiển giao tiếp với ổ cứng Một số chipset còn tích hợp cả các chức năng như bộ điều khiển đồ họa, bộ xử lý âm thanh, bộ điều hợp mạng.v.v. Bộ xử lý 3/13

6 Bộ xử lý (processor) có chức năng thực hiện các phép tính toán. Các máy tính cá nhân thông dụng thường sử dụng bộ xử lý của Intel hay AMD. Các bộ xử lý ngày nay có tốc độ xử lý cao từ 2-3 GHz. Tập lệnh phong phú hơn đặc biệt là tập lệnh cho xử lý đồ họa 3 chiều. Bộ nhớ trong (RAM) RAM là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, dùng để lưu các chương trình đang chạy và dữ liệu của chúng. Trước đây RAM thường có dạng một hàng chân (SIMM, 72 chân), ngày nay thường có dạng hai hàng chân (DIMM, 168 chân). Phổ biến nhất hiện nay là loại DDR SDRAM hoạt động ở tốc độ MHz. Video card Video card hay bộ điều khiển đồ họa là thiết bị điều khiển hoạt động hiển thị trên màn hình của máy tính. Các bộ điều khiển đồ họa ngày trước thường ở dạng card mở rộng cắm trên khe cắm PCI. Ngày nay các bộ điều khiển đồ họa thường cắm trên khe cắm tốc độ cao AGP. Để giảm chi phí sản xuất máy tính, các bộ điều khiển đồ họa còn được tích hợp vào hệ thống chipset trên mainboard. Sound card Sound card hay bộ điều khiển âm thanh là thiết bị điều khiển máy tính phát ra âm thanh multemedia. Các bộ điều khiển âm thanh thường ở dạng card mở rộng cắm vào khe cắm ISA hoặc PCI. Để giảm chi phí sản xuất máy tính, các bộ điều khiển âm thanh thường được tích hợp sẵn trên mainboard. Ổ cứng (HDD) 4/13

7 Ổ cứng là thiết bị cực kỳ quan trọng trong máy tính cá nhân. Ổ cứng lưu trữ hệ điều hành, các chương trình ứng dụng và dữ liệu của người sử dụng máy. Khi bộ nhớ vật lý (RAM) hết dung lượng, hệ điều hành còn sử dụng tệp tin tráo đổi trên ổ cứng như một bộ nhớ ảo. Vì vậy ổ cứng có vai trò quyết định rất lớn đến tốc độ, sự ổn định và an toàn dữ liệu cho người sử dụng. Các ổ cứng ngày nay thường có dung lượng lưu trữ rất cao. Thường là các loại 20GB, 30GB, 40 GB, 80GB. Các ổ cứng cho máy tính cá nhân cũng có tốc độ quay cao, thường là 5400 rpm hay 7200 rpm. Thông thường các ổ cứng giao tiếp với mainboard bằng giao diện EIDE ATA /100 hay ATA /133. Ổ mềm (FDD) Ổ mềm là thiết bị lưu trữ dung lượng thấp. ổ mềm thuận tiện cho việc di chuyển các tài liệu kích thước nhỏ như các văn bản. Hiện nay do giá thành ổ CD, ổ ghi CD và đĩa CD ngày càng giảm nên vai trò của ổ mềm càng được ít sử dụng. Tuy nhiên, các tài liệu và nhiều chương trình cài đặt vẫn được ghi trên đĩa mềm nên ổ mềm vẫn là thành phần phải có trên máy tính cá nhân. Các ổ mềm sử dụng hiện nay sử dụng cho máy tính cá nhân sử dụng loại đĩa 3,5 inch, dung lượng 1,44MB. Ổ CDROM CDROM là thiết bị lưu trữ ngoài được sử dụng phổ biến nhất hiện nay vì có dung lượng lưu trữ cao với giá thành thấp. CDROM thuận tiện cho việc di chuyển, sao lưu dữ liệu cung như chương trình. Do giá cả của ổ ghi CD, ổ đọc CD và đĩa CD đã giảm rất nhiều nên ổ CDROM được trang bị trên hầu hết máy tính cá nhân hiện nay. 5/13

8 Ổ CDROM thông thường có tốc độ từ 40X 56X. sử dụng đĩa CD có kích thước 5 inch, dung lượng từ 640 MB 800 MB. ổ CDROM kết nối với mainboard bằng giao diện EIDE. Màn hình Màn hình LCD Màn hình CRT Màn hình là thiết bị ra cơ bản nhất của máy tính cá nhân. Màn tính thường có hai dạng là màn hình ống tia âm cực (CRT) và màn hình phẳng tinh thể lỏng (LCD) với kích thước màn hình Ngày nay màn hình LCD được sử dụng nhiều để tiết kiệm không gian trên bàn làm việc và tiết kiệm năng lượng. Tuy vậy màn hình CRT vẫn được sử dụng rộng rãi vì giá cả dễ chấp nhận của nó. Máy in 6/13

9 Máy in laser Máy in kim Máy in phun Máy in là thiết bị đầu ra quan trọng của máy tính. Máy in có 3 loại cơ bản là: máy in laser, máy in phun và máy in kim. Trong môi trường mạng máy tính trong các cơ quan, văn phòng, máy in thường được chia sẻ cho nhiều người dùng để tiết kiệm chi phí. Máy in laser: Máy in laser được dùng phổ biến nhất trong văn phòng vì tốc độ in nhanh, chất lượng in đẹp và giá thành bản in thấp. Tuy nhiên máy in laser có giá cả cao nên trong môi trường mạng thường được chia sẻ cho nhiều người sử dụng. Máy in phun: Máy in phun có giá cả thấp nhất nhưng có giá thành bản in cao và tốc độ in chậm nên ít được sử dụng. Máy in phun thường được sử dụng cho việc in bản in màu hay in các bản in có kích thước lớn. Máy in kim: So với máy in laser và may in phun, giá cả của máy in kim thuộc loại trung bình, giá thành bản in thấp nhất. Máy in kim có tốc độ in chậm, tiếng ồn khi in lớn. Máy in kim thường dùng để in các bản in trên giấy mỏng và in nhiều liên mà các loại máy in laser và in phun không thể sử dụng được. 7/13

10 Quá trình hoạt động của máy tính Quá trình hoạt động của máy tính Giai đoạn khởi động Giai đoạn này bắt đầu khi người sử dụng máy bật công tắc nguồn. Đầu tiên, máy tính sẽ chạy một chương trình được nạp sẵn trong bộ nhớ ROM gọi là POST (Power on self test). Chương trình này tiến hành kiểm tra các phần cứng của máy tính. Nếu các linh kiện phần cứng bị thiếu hoặc bị lỗi, chương trình này điều khiển mainboard phát ra tín hiệu cảnh báo bằng các tiếng bip. Khi chương trình này chạy, thông tin về các phần cứng bộ xử lý, RAM, Video card được hiển thị trên màn hình. Tiếp theo, một chương trình gọi là BIOS được nạp vào bộ nhớ. Các thông số của chương trình này được ghi trong một chip nhớ gọi là CMOS. Để lưu thông tin trên CMOS trong thời gian máy tính tắt, CMOS phải được cấp nguồn bằng một viên pin nhỏ. Các thông số này được thiết lập bằng cách chạy chương trình setup. Chương trình setup có thể được gọi khi người dùng bấm một phím đặc biệt đã được quy ước trong quá trình POST, thông thường là phím F2 hoặc phím Delete. Tiếp theo BIOS sẽ điều khiển việc đọc hệ điều hành vào bộ nhớ. BIOS sẽ tìm hệ điều hành trên các thiết bị ổ mềm, ổ CD, ổ cứng và trên ROM của card điều hợp mạng (NIC). Thứ tự của việc tìm kiếm hệ điều hành có thể được thiết lập trong chương trình Setup. BIOS tìm kiếm hệ điều hành trên các thiết bằng cách đọc các thông tin ở những địa chỉ đã quy ước như track 0 của đĩa mềm, rãnh ngoài cùng của CDROM, boot sector của ổ cứng. Một số hệ điều hành có thê chạy trên đĩa mềm hoặc CD như MSDOS. Các chương trình diagnotics, chương trình cài đặt các hệ điều hành như Microsoft Windows, Linux cũng được ghi trên đĩa CD hay đĩa mềm dưới dạng hệ điều hành. Các hệ điều hành kích thước lớn như Microsoft Windows, Linux phải được cài đặt sẵn vào ổ cứng. Để đọc hệ điều hành từ ổ cứng, đầu tiên BIOS sẽ đọc sector đầu tiên của ổ cứng, gọi là partition sector. Trên sector này ghi thông tin của việc chia ổ cứng thành các phân khu (partition) và phân khu nào là phân khu khởi động (active partition). Tiếp theo, BIOS sẽ nạp boot sector là sector đầu tiên của phân khu khởi động vào bộ nhớ và trả quyền điều khiển cho chương trình ghi trên boot sector. Boot sector tùy theo hệ điều hành được cài đặt sẽ có dạng thức khác nhau nhưng đều có chức năng chung là điều khiển việc đọc các tệp của hệ điều hành vào bộ nhớ và lựa chọn hệ điều hành nếu ổ cứng được cài nhiều hệ điều hành. 8/13

11 Chương trình boot sector sẽ điều khiển việc nạp các tệp của hệ điều hành, các chương trình điều khiển thiết bị (drivers), khởi tạo các dịch vụ. Đến đây quá trình khởi động củamáy tính kết thúc trả lại quyền điều khiển cho hệ điều hành. Giai đoạn xử lý thông tin Giai đoạn này người sử dụng thông qua hệ điều hành để điều khiển máy tính. Máy tính sẽ xử lý thông tin mà người dùng nhập vào từ bàn phím, con chuột và đưa kết quả ra thiết bị ra như màn hình, máy in. các thao tác của người dùng có thể là tắt, mở, sử dụng các chương trình ứng dụng, dùng các tiện ích để can thiệp vào cấu hình máy tính.v.v. Giai đoạn tắt máy Bắt đầu khi người dùng ra lệnh shutdown. Trong quá trình này hệ điều hành sẽ thực hiện việc đóng tất cả các ứng dụng, các tệp tin đang mở, ghi lại các thông số của hệ điều hành, các ứng dụng và ra lệnh cho mainboard điều khiển việc tắt nguồn. 9/13

12 Một số lỗi phần cứng ở máy tính cá nhân Một số lỗi phần cứng ở máy tính cá nhân Lỗi bộ nhớ Khi có lỗi bộ nhớ mainboard sẽ cảnh báo bằng các tiếng kêu bip. Khi đó kiểm tra lại các chân cắm RAM xem có bị hoen ố rỉ sét gây mất tiếp xúc hay không, thay thanh RAM mới nếu cháy hỏng. Lỗi bộ nguồn Bộ nguồn thường cháy hỏng nếu nguồn điện cấp không ổn định. Nếu ở những nơi điện lưới cấp không ổn định nên cung cấp ổn áp và UPS cho máy tính. Khi bộ nguồn hỏng máy tính hoàn toàn không hoạt động, các quạt không quay, các đèn led không sáng. Để kiểm tra bộ nguồn, có thể rút đầu dây cấp chob mainboard ra và ngắn mạch dây màu xanh dương với một dây màu đen. Nếu quạt nguồn chạy bình thường thì nguồn không hỏng. nếu có hiện tượng cháy chập thì phải thay bộ nguồn mới. Lỗi bộ xử lý Khi bộ xử lý hỏng, máy tính không có bất kỳ hoạt động xử lý nào nên thông thường không điều khiển được mainboard phát ra tín hiệu cảnh báo. Khi đó bộ nguồn cấp vẫn chạy, các quạt vẫn quay, đèn led vẫn sáng nhưng không hiển thị gì trên màn hình. Sau khi kiểm tra chắc chắn các linh kiểm khác như RAM, nguồn và video card không hỏng, nên thay thế bọ xử lý từ máy khác để kiểm tra xem nguyên nhân xuất phát từ bộ xử lý hay từ mainboard. Lỗi mainboard Mainboard tích hợp nhiều thiết bị nên rất dễ xảy ra lỗi và rất khó xác định lỗi vì hiện tượng trùng với lõi của các linh kiện khác. Khi xảy ra các hiện tượng máy tính không gì hiển thị trên màn hình thì đầu tiên nên kiểm tra các linh kiện dễ tháo lắp và dễ kiểm tra là RAM, nguồn và video card trước để loại trừ nguyên nhân. Nếu các linh kiện này không hỏng mới kiểm tra đến mainboard và bộ xử lý. Lỗi ổ cứng, ổ mềm, ổ CDROM Các linh kiện này đều là các thiết bị cơ điện, có cả linh kiện điện tử và cơ khí nên rất dễ gây hỏng hóc. Đối với lỗi máy tính không nhận ra các thiết bị trên thì đầu tiên nên kiểm tra các cáp điện, cáp tín hiệu kết nối đến thiết bị, kiểm tra các jumper master/slave 10/13

13 trên CD, ổ cứng xem có bị xung đột không, kiểm tra các thông số cấu hình trong chương trình setup. Đối với các lỗi không đọc được đĩa mềm, đĩa CDROM thì đầu tiên nên dùng các đĩa lau đầu từ ổ mềm, đĩa lau đầu đọc ổ CDROM để làm sạch bụi trên đầu đọc. Đối với ổ cứng khi gặp trường hợp có lỗi đọc ghi, ổ cứng phát ra tiếng kêu thì nên sao lưu dữ liệu và thay ổ cứng mới. 11/13

14 Tham gia đóng góp Tài liệu: Cấu trúc và hoạt động của máy tính cá nhân Biên tập bởi: Vien CNTT DHQG Hanoi URL: Giấy phép: Module: Các thành phần của máy tính Các tác giả: Vien CNTT DHQG Hanoi URL: Giấy phép: Module: Quá trình hoạt động của máy tính Các tác giả: Vien CNTT DHQG Hanoi URL: Giấy phép: Module: Một số lỗi phần cứng ở máy tính cá nhân Các tác giả: Vien CNTT DHQG Hanoi URL: Giấy phép: 12/13

15 Chương trình Thư viện Học liệu Mở Việt Nam Chương trình Thư viện Học liệu Mở Việt Nam (Vietnam Open Educational Resources VOER) được hỗ trợ bởi Quỹ Việt Nam. Mục tiêu của chương trình là xây dựng kho Tài nguyên giáo dục Mở miễn phí của người Việt và cho người Việt, có nội dung phong phú. Các nội dung đểu tuân thủ Giấy phép Creative Commons Attribution (CC-by) 4.0 do đó các nội dung đều có thể được sử dụng, tái sử dụng và truy nhập miễn phí trước hết trong trong môi trường giảng dạy, học tập và nghiên cứu sau đó cho toàn xã hội. Với sự hỗ trợ của Quỹ Việt Nam, Thư viện Học liệu Mở Việt Nam (VOER) đã trở thành một cổng thông tin chính cho các sinh viên và giảng viên trong và ngoài Việt Nam. Mỗi ngày có hàng chục nghìn lượt truy cập VOER ( để nghiên cứu, học tập và tải tài liệu giảng dạy về. Với hàng chục nghìn module kiến thức từ hàng nghìn tác giả khác nhau đóng góp, Thư Viện Học liệu Mở Việt Nam là một kho tàng tài liệu khổng lồ, nội dung phong phú phục vụ cho tất cả các nhu cầu học tập, nghiên cứu của độc giả. Nguồn tài liệu mở phong phú có trên VOER có được là do sự chia sẻ tự nguyện của các tác giả trong và ngoài nước. Quá trình chia sẻ tài liệu trên VOER trở lên dễ dàng như đếm 1, 2, 3 nhờ vào sức mạnh của nền tảng Hanoi Spring. Hanoi Spring là một nền tảng công nghệ tiên tiến được thiết kế cho phép công chúng dễ dàng chia sẻ tài liệu giảng dạy, học tập cũng như chủ động phát triển chương trình giảng dạy dựa trên khái niệm về học liệu mở (OCW) và tài nguyên giáo dục mở (OER). Khái niệm chia sẻ tri thức có tính cách mạng đã được khởi xướng và phát triển tiên phong bởi Đại học MIT và Đại học Rice Hoa Kỳ trong vòng một thập kỷ qua. Kể từ đó, phong trào Tài nguyên Giáo dục Mở đã phát triển nhanh chóng, được UNESCO hỗ trợ và được chấp nhận như một chương trình chính thức ở nhiều nước trên thế giới. 13/13