Bài giảng cấu trúc máy tính pot

Bài giảng cấu trúc máy tính












Mục Lục

Phần 1 Chức năng nhiệm vụ ,cấu tạo các bộ phận máy tính .
Trang
1-Các bộ phận của hệ thống máy tính
2-Mainboard
3-Bộ vi xử lý
4-Bộ nhớ máy tính
5-Đĩa mềm và ổ đĩa mềm
6-ổ cứng
7-ổ đĩa quang
8-Chuột

9-Bàn phím
10-Các loại bus mở rộng và card phối ghép
11-Màn hình và bộ nguồn máy tính
Phần 2: RAM-CMOS và cấu hình hệ thống
1-Khái niệm
2-Sử dụng chơng trình SETUP
3-Cất giữ phục hồi CMOS
4/ Dấu đĩa cứng-Chống xâm nhập trái phép-Mật khẩu bảo vệ
CMOS
Phần 3 : Sửa chữa các h hỏng của hệ thống máy tính
1.Các dụng cụ tối thiểu dùng trong sửa chữa
2.Sửa chữa h hỏng của chuột
3.Sữa chữa ổ đĩa mềm , đĩa mềm , sử dụng chơng trình ndd
4.Vi rut máy tính -Cách phòng và chống .Sử dụng 1 số
chơng trình quét vi rut thông dụng . Cách tạo đĩa Bảo bối .
5.Các bớc thực hiện để đa 1 ổ đĩa cứng vào hoạt động :
- Format cấp thấp đĩa cứng (Low format)
- Phân chia 1 ổ đĩa cứng thành các ổ đĩa logic (fdisk )
- Format cấp cao đĩa cứng (high format)
6-Tìm nguyên nhân không sáng màn hình , kiểm tra bộ nguồn.
Phần 4 Cài đặt chơng trình
1-Các chơng trình SCANDISK,DEFRAGMENTER
2-Cài đặt WINDOWS 98
2
3-Cài đặt MSOFFICE
Phần 5 Tổng thành và nâng cấp máy tính
1-Lựa chọn các bộ phận để tổng thành lắp ráp 1 máy PC:
Mainboard,RAM,card màn hình,card sound,I/O,ổ cứng ,CD-
ROM
2-Nâng cấp : Thay Mainboard,RAM,card màn hình,card

sound,I/O,
ổ cứng ,CD-ROM
Phần 6 Phụ lục : -1 số thông số của Mainboard và Card
- Chơng trình lu Master boot
- Chơng trình Lu CMOS




Phần 1 Chức năng nhiệm vụ ,cấu tạo
các bộ phận máy tính .
Các bộ phận của hệ thống máy tính

Sơ đồ cấu thành về chức năng:




Một hệ thống máy PC thờng có các thành phần cấu thành :
- Màn hình
- Bàn phím
- Chuột
3
- Hộp CPU:
+ Bảng mạch chính (Mainboard)
+ Đĩa cứng (Hard Disk)
+ ổ đĩa mềm
+ ổ CD ROM
Sau đây ta sẽ đI sâu vào hoạt động của từng phần

mainboard
Mainboard chứa các linh kiện chính và các đờng dây dẫn kết
nối chúng lại tạo nên máy tính PC.



àPC M I/O Ra

Vào
A-bus
D-bus
C-bus
Từ sơ đồ tổng quát của hệ vi xử lý mà máy tính PC là 1
trờng hợp tiêu biểu,so
sánh với 1 Mainboard cụ thể ta thấy trên Mainboard có gắn:
-àPC Microprossecor
- Bộ nhớ : ROM,RAM,Cache,PAL
- Các khe cắm để cắm các bảng mạch vào ra (I/O).Với các
Mainboard đời mới
các card này đợc làm liền trên bảng mạch chính (onboard).
- Các vi xử lý bổ trợ :8087,8259,8037,8250
-Các chuyển mạch hệ thống.
Các đờng mạch in trên Mainboard làm dây dẫn có thể 2,3,4 lớp .
Có 2 kiểu Mainboard :
Kiểu AT:
Những kiểu cũ có kích thớc 12 x 13 hay 30cm x 32,5 cm . Về
sau giảm xuống còn 8,5 x 11 hay 21,5cm x 28cm tơng đơng
khổ giấy A4 gọi là bo mạch Baby/AT
4
Kiểu bo này hiện nay còn dùng nhiều có cấu hình hỗ trợ cho CPU

486 và sau đó từ Pentium 75 trở lên đến Pentium 200 .Phần lớn
chúng giống nhau , chỉ thay đổi chút ít và đều có sẵn phần điều
khiển EIDE và I/O. Bo mạch này hỗ trợ cho Pentium Pro 150 180 và
200 , còn Pentium II thì đã chuyển qua kiểu ATX
Kiểu ATX :
Kiểu này hiện nay đã trở thành tiêu chuẩn cấu trúc cho bo mạch .
Cấu trúc của nó đợc thiết kế với xu hớng đơn giản và tiện lợi để
cho ngời dùng có thể sử dụng thiết bị hay phụ tùng của các hãng
sản xuất khác nhau.Hình dáng bo mạch này khác và xoay ngang 90
0

so với hớng kiểu bo PC/AT và có những cải tiến tiện lợi nh sau:
* CPU tuy đã có bộ phận toả nhiệt(heat - sink) nhng lại nằm
ngay dới quạt của bộ nguồn lợi dụng quạt của bộ nguồn để
làm mát cho CPU
* Rãnh PCI và ISA nằm thấp xuống dới và xa CPU để dễ gắn
card giao tiếp nhất là những loại có chiều dài bất thờng nh
sound card , card video, card TV, card giải mã hình và âm
thanh cho DVD, mà không bị vớng mắc
* Chức năng kiểm soát giao tiếp có sẵn (built-in inteface):
- Chức năng điều khiển ổ đĩa mềm ( ở bo nào cũng có).
- Chức năng điều khiển EIDE
- Chức năng điều khiển SCSI. Những bo mạch có sẵn chức năng
SCSI thờng là SCSI3
- Nếu có sẵn tính năng âm thanh trên bo mạch ta thấy có thêm
:
+một đầu nối dơng (connector) 4 hay 3 chân (pin) để
nhận âm thanh từ CD
+ Một cổng ra loa (speaker out)
+ Một cổng ra (output) cho thiết bị âm thanh ngoại vi

+ Một cổng vào cho micro
- Một cổng vào chỉ dùng đợc cho chuột PS/2
- Một cổng vào cho bàn phím PS/2
- Hai cổng ra USB (Universal Serial Bus= Cổng nối tiếp đa
năng).Loại cổng này trong tơng lai sẽ thay thế các cổng nối
tiếp ,song song,bàn phím,chuột và những thiết bị mới khác .
- Một cổng ra song song dùng cho máy in và các thiết bị khác
5
- Hai cổng ra nối tiếp COM1 và COM 2
Trên thực tế còn tồn tại những loại những loại bo mạch không
chuẩn của các hãng sản xuất máy nhái .




Bộ vi xử lý

Nếu bộ nguồn là trái tim của máy vi tính thì bộ vi xử lý chính là khối
óc của nó . Bộ vi xử lý đợc phát triển trên công nghệ chế tạo các
mạch vi điện tử có độ tích hợp rất lớn VLSI (Very Large Scale
Integration ) với các phần tử cơ bản là các tranzixtor trờng MOS có
độ tiêu hao công suất rất nhỏ .
Trong họ 80x86
:(8086,80186,80286,80386,80486,Pentium,Pentium I,II,III )chúng
thực hiện tất cả các hoạt động xử lý logic và số học. Nói chung bộ vi
xử lý đọc số liệu từ bộ nhớ, xử lý nó theo cách đợc xác định bởi
lệnh , cuối cùng cất kết quả vào bộ nhớ.
1/Cấu trúc chung:

Address

Addressing Bus Interface
Unit (AU) Unit(BIU) Data
Prefetch-Queue


Excution Unit(EU)

ALU Instruction
Unit(IU)
Registers Control Unit (CU)


6

PQ(Prefetch Queue) : Hàng đợi nhận trớc
BIU(Bus Interface Unit): Đơn vị ghép nối Bus
IU (Instruction Unit ) : Đơn vị lệnh
EU (Excution Unit) : Đơn vị thực hiện lệnh .EU gồm có:
ALU(Arithmetical Logical Unit) : Bộ tính số học
CU(Control Unit) : Bộ điều khiển
Registers : Các thanh ghi

EU duy trì trạng thái CPU ,Kiểm soát các thanh ghi đa năng và toán
hạng lệnh.Các thanh ghi và đờng truyền dữ liệu trong EU dài 16 bit
( Với các loại mới có thể là 32 hoặc 64 bit).
BIU thực hiện tất cả các tác vụ về Bus cho EU ; Nó thiết lập khâu nối
với thế giới bên ngoài là các bus số liệu , địa chỉ và điều khiển . Dữ
liệu đợc truyền giữa CPU và bộ nhớ hoặc thiết bị I/O khi có yêu
cầu từ EU . Việc truyền này không trực tiếp mà qua 1 vùng nhớ
RAM có dung lợng nhỏ ở BIU gọi là PQ(Prefetch Queue):Hàng

đợi nhận trớc. sau đó đợc truyền vào IU . Tiếp đó IU sẽ điều
khiển EU để cho lệnh đó đợc thực hiện bởi ALU.
Một chu kỳ lệnh của CPU có thể đợc coi đơn giản gồm 2 thời
khoảng : Lấy lệnh từ bộ nhớ và thực hiện lệnh .PQ có thể có từ 4 đến
6 byte. Trong khi EU đang thực hiện lệnh trớc thì BIU đã tìm và lấy
lệnh sau vào CPU từ bộ nhớ và lu trữ lệnh đó ở PQ rồi .Hai khối
thực hiện lệnh và ghép nối bus BIU có thể làm việc độc lập với nhau
và trong hầu hết các trờng hợp có sự trùng lặp giữa thời gian thực
hiện lệnh trớc và lấy lệnh sau. Nh vậy thời gian lấy lệnh có thể coi
nh bằng 0 vì EU chỉ thực hiện lệnh đã có sẵn trong PQ do BIU lấy
vào. Điều này đã làm tăng tốc độ xử lý chung của máy tính.

2/Các thanh ghi của họ 80x86:
Thanh ghi thực ra là 1 bộ nhớ đợc cấy ngay trong CPU .Vì tốc độ
truy cập các
thanh ghi nhanh hơn là với bộ nhớ chính RAM nên nó đợc dùng để
lu trữ các
dữ liệu tạm thời cho các quá trình tính toán,xử lý của CPU
Bộ nhớ đợc chia thành các vùng (đoạn ) khác nhau :
7
- Vùng chứa mã chơng trình (Code segment)
- Vùng chứa dữ liệu và kết quả trung gian của chơng trình
(Data segment)
- Vùng ngăn xếp (stack) để quản lý các thông số của bộ vi xử lý
khi gọi chơng trình con hoặc trở về từ chơng trình con.(Stack
segment)
- Vùng dữ liệu phụ (Extra segment)
Các thanh ghi đoạn 16 bit chỉ ra địa chỉ đầu (segment) của 4 đoạn
trong bộ nhớ. Nội dung các thanh ghi đoạn xác định địa chỉ của ô
nhớ nằm ở đầu đoạn(địa chỉ cơ sở) .

Địa chỉ của các ô nhớ khác nằm trong đoạn tính đợc bằng cách
cộng thêm vào địa chỉ cơ sở 1 giá trị gọi là địa chỉ lệch (ofset)
Các thanh ghi của họ 80x86 nh sau:
Thanh ghi con trỏ lệnh IP
Các thanh ghi dữ liệu: AX,BX,CX,DX
Các thanh ghi con trỏ,chỉ số: SP,BP,SI,DI
Các thanh ghi đoạn :CS,DS,SS,ES
Thanh ghi cờ
Số lợng các thanh ghi và độ lớn của chúng trong các bộ CPU
hiện đạI ngày càng
đợc tăng lên cũng là 1 yếu tố làm cho các bộ vi xử lý này hoạt
động nhanh hơn.
Dung lợng các thanh ghi trong 1 số vi xử lý hiện đạI:
Từ máy 386 các thanh ghi đa năng và thanh ghi cờ có độ lớn gấp
đôI (32 bit)
Các thanh ghi đoạn (6 thanh ghi) độ lớn vẫn là 16 bit
3/ Bộ nhớ ẩn trong vi xử lý :
Cơ chế bộ nhớ ẩn đã làm cho các CPU hoạt động nhanh hơn
,hiệu quả
hơn ,chính vì vậy các CPU hiện đạI ngày nay đều có bộ nhớ ẩn
(Cache).Dung lợng của bộ nhớ ẩn cũng ngày càng lớn hơn. Nguyên
tắc hoạt động của bộ nhớ ẩn nh thế nào xin xem tiếp mục 6 của
phần tiếp sau .
4/ Một số cải tiến mới nhất trong kỹ thuật vi xử lý của 1 số hãng
sản xuất:
8
Tính đến thời điểm này (8/1999) kỹ thuật vi xử lý đã có thêm 1 số
thành tựu sau:
Hạ thấp điện áp nuôi chip vi xử lý:
Các bộ vỉ xử lý Pentium Pro và Power PC thế hệ hiện nay đều

dùng công nghệ CMOS(Công nghệ đơn cực sử dụng các cặp
MOSFET kênh n và kênh p ở chế độ tải tích cực) với kích thớc đặc
trng 0,35 micron (xấp xỉ kích thớc của mỗi tranzixtor và các
đờng dẫn kim loại nối chúng). Các phiên bản sau của chúng sẽ rút
xuống kích thớc 0.25 micron.
Khi giảm nhỏ kích thớc thì công suất điện tiêu thụ( nhiệt lợng
toả ra ) trên mỗi đơn vị diện tích tăng lên theo quy luật bình phơng .
May mắn thay 1 đặc tính khác của công nghệ CMOS đã cứu nguy
cho vấn đề này :điện áp và công suất tiêu thụ của tranzistor cũng
quan hệ với nhau theo quy luật bình phơng .Điều này có nghĩa là sự
giảm nhỏ điện áp cung cấp sẽ bù lại việc tăng công suất tiêu thụ . Hạ
điện áp hoạt động từ 5V xuống 2V sẽ tiết kiệm công suất 6 lần
(25/4) ;hạ xuống 1V sẽ giảm nhỏ sự tiêu hao công suất 25 lần(25/1).
Đó chính là lý do tại sao các nhà thiết kế chip hạ thấp điện áp
nuôi từ 5V xuống 3,3V rồi 2,8V và 2,5V thậm chí 1,8V đối với các
chíp ở thế hệ kế tiếp
Vấn đề thay đồng bằng nhôm :
Cùng thời gian(9/1997) khi mà Intel công bố bộ nhớ tế bào đa áp
(Chúng ta sẽ khảo sát chúng ở phần sau Bộ nhớ máy tính) thì IBM
đã công bố quy trình chế tạo mới dùng đồng để tạo ra chip CPU . Họ
đã giải quyết đợc các bế tắc trong việc mạ kim loại đồng cho quá
trình CMOS 7S mới của họ .Trớc đây các chip thờng đợc dùng
nhôm làm các mối dẫn .Nhng khi thu nhỏ kích thớc dới
0,35micron điện trở của nhôm gây cản trở tốc độ - sự chuyển mạch
tức thời không thể thực hiện trên đờng tốc độ thấp . Đồng có điện
trở thấp hơn , rõ ràng là vậy ; nhng đồng thờng gây nhiễm bẩn
silic và vì thế sẽ làm hỏng các tranzistor của chip . IBM giải quyết
vấn đề nhiễm bẩn bằng cách tách biệt mạch đồng với silic sau đó
bọc mạch đồng lại . Quá trình thực hiện tích hợp 6 lớp đồng kích
thớc 0,2 micron để gắn vào silic .

9
So sánh kích thớc giữa các đờng dẫn trong các loại chip sử
dụng đồng và nhôm




386 : 1,5micron PentiumII : 0,35micron IBM copper :
0,18micron
(dùng nhôm) (dùng nhôm) (dùng
đồng)

Một số số liệu

Vi xử
lý
Bề
rộng
thanh
ghi
bus địa
chỉ
Bus số
liệu
Khôn
g

gian
địa
chỉ

Tỗng số
đồng hồ
cực đạI
8086 16 bit 20 bit 16 bit 1 MB 10MHz
80286 16 bit 24 bit 16 bit 16MB 16MHz
80386D
X
32 bit 32 bit 32 bit 4 GB 40MHz
80486S
X
32 bit 32 bit 32 bit 4 GB 25MHz
Pentium 32 bit 32 bit 64 bit 4 GB 400MH
z
Pentium
Merce
d
800MH
z

Trên thị trờng máy tính Việt Nam hiện nay sử dụng nhiều loại
chip của các hãng khác nhau : Intel , AMD , Centaur
(Winchip),Cyrix. Giá thành của các chip AMD , Centaur,Cyrix
thờng rẻ hơn Intel 20% - 30% với tính năng cơ bản không thua kém
gì vì vậy chúng có mặt rất nhiều trong các máy trong thực tế với tỷ lệ
% tơng đơng Intel ; mặc dù tổng thể trên toàn thế giới Intel chiếm
thị phần trên 80%.
10

Bộ nhớ máy tính

1/Khái niệm hoạt động của máy tính và vai trò của bộ nhớ trong
hoạt động đó :
Nhìn vào 1 cách cụ thể ta thấy công việc của máy tính có nhiều loại
:
- Dạng đơn giản hay gặp :soạn thảo,trò chơi,làm việc với môi
trờng NC
Khi ta vào 1 môi trờng soạn thảo,chơi 1 trò chơi,hay làm việc
với NC đó chính là
khi máy tính đang thực hiện các chơng trình .
- Tổng quát công việc của máy tính là gì ?
Đó là 1 công việc lặp đI lặp lại :
+ Nhận lệnh
+ Giải mã lệnh
+ Thực hiện lệnh
Quá trình lặp này cứ tiến hành liên tục cho đến khi có 1 lệnh
mới ( tức có 1 tác
động mới của con ngời vào quá trình).
- Các lệnh nằm ở đâu ?
Chơng trình máy tính là 1 tập hợp các lệnh theo 1 trình tự nhất
định do con
ngời nghĩ ra.
Ví dụ: + Cộng 2 với 4
+ Hiển thị kết quả ra màn hình
+ Vẽ 1 tàu vũ trụ trên bầu trời sao
Các chơng trình đợc chia làm 2 loại :
+ Chơng trình hệ thống : Các chơng trình điều
khiển của hệ điều
hành ,chơng trình điều khiển thiết bị ngoại vi

chuẩn
11
+ Chơng trình ứng dụng : Các chơng trình này
thờng đợc lu
trữ trong bộ nhớ ngoài . Khi chạy mới đa vào
bộ nhớ trong (RAM)
Ví dụ : Ta chạy chơng trình Tuvi.exe tức là :
Khi nhận lệnh Tuvi.exe
Vi xử lý sẽ :
- Đọc vào bộ nhớ chơng trình Tuvi.exe
- Đọc các dòng lệnh của Tuvi.exe
- Giải mã các lệnh này
- Thực hiện các lệnh
Nh vậy : Chơng trình và dữ liệu đợc nạp vào bộ nhớ
trớc khi thực hiện .
- Bộ nhớ do các IC nhớ tạo thành .Mỗi IC có 1 dung lợng nhớ
nhất định.
- Tổng dung lợng nhớ của các IC nhớ là dung lợng bộ nhớ.
- Nếu dung lợng bộ nhớ nhỏ,chơng trình ứng dụng lớn sẽ
không chạy đợc
Ví dụ : Windows 3.11 cần tối thiểu 4 MB bộ nhớ
Windows 98 cần tối thiểu 16MB bộ nhớ
2/ Khả năng quản lý bộ nhớ của 1 bộ vi xử lý :
Phụ thuộc vào số chân địa chỉ của vi xử lý ( số bít địa chỉ )
8086 có 20 bit địa chỉ có khả năng phân biệt 2
20
ô nhớ =
1MB
8386 có 32 bit địa chỉ có khả năng phân biệt 2
32

ô nhớ =
4GB
8486 có 32 bit địa chỉ có khả năng phân biệt 2
32
ô nhớ =
4GB
Pentium có 32 bit địa chỉ có khả năng phân biệt 2
32
ô nhớ
= 4GB
Pentium Pro150 có 36 bit địa chỉ có khả năng phân biệt 2
36
ô
nhớ = 64GB
Pentium Pro 200 có 36 bit địa chỉ có khả năng phân biệt 2
36

ô nhớ =64GB
12
Mặc dù có thể cắm thêm nhiều vi mạch nhớ vào máy, nhng
trong thực tế ngời ta cũng chỉ thờng dùng đến 128 MB nhớ trở
về trong các ứng dụng thông thờng.
3/Các đặc trng kỹ thuật cơ bản của bộ nhớ bán dẫn:
-Dung lợng
- Tốc độ hoạt động (truy nhập)
- Độ tin cậy sử dụng
- Giá thành , kích thớc.

4/ Bộ nhớ RAM (Random Access Memory) :
- Bộ nhớ RAM giống nh 1 caí bảng mà ngời ta có thể viết vào và

sau đó lại có
thể xoá đI để viết các thông tin mới
- Hai loại RAM
+ RAM tĩnh :
Dùng phần tử triger làm phần tử nhớ
Tốc độ truy nhập nhanh.Giá thành đắt
+ RAM động:
Dùng tụ điện làm phần tử nhớ
Tốc độ truy nhập không nhanh
Luôn phải làm tơi thông tin
Giá thành rẻ
- Trong máy tính các IC nhớ RAM thờng đợc ghép thành các khối
nhớ 1MB,4MB,8MB,16MB để cắm vào máy cho tiện lợi.
- Hai loại modun nhớ RAM:
SIMM (Single Inline Memory Modules ): Môdul nhớ 1 hàng
chân
Có loại 30 chân : Dùng cho các loại máy cũ nh máy 386
Có loại 72 chân : Dùng cho các loại máy cũ nh máy
486,Pentium
Hình dáng bên ngoài và sơ đồ mạch điện , tên các chân của 1 khối
SIMM nh sau:




13

page 282

14



DIMM (Dual Inline Memory Modules ): Môdul nhớ 2 hàng
chân.
Dùng cho các loại máy 486,Pentium,các loại đời mới hiện
nay

- Ký hiệu của 1 IC nhớ :
WWW XX YYYY ZZ



Mã sản phẩm Kiểu bộ nhớ Dung lợng Tốc độ
truy nhập
EPROM : 27 Kilôbit nanô giây
SRAM : 62,7C
DRAM : 41,51
Ví dụ : 7C1024 - 15
là SRAM ,128KB , tốc độ truy nhập 15 nanô giây
Ta thấy 1 IC nhớ có dung lợng 128KB vậy
muốn có 512KB phải cần 4 IC ghép với nhau
muốn có 1MB phải cần 8 IC ghép với nhau
Các loại RAM mới đợc sử dụng trong thời gian gần đây:
Hiện nay trong các lý lịch kỹ thuật máy , trong các bài khảo cứu
chuyên ngành
máy tính thờng có nhắc đến 1 số các danh từ về RAM . Đây là

các vấn đề mới
cần cập nhật:
- VRAM (Video Random Access Memory): Bộ nhhớ truy nhập
ngẫu nhiên video
và cùng họ với nó :WRAM (Windows RAM)cho độ rộng dải
hơn .
Thuộc loại bộ nhớ 2 cổng (Dual - ported memory) .Đây là bộ
nhớ RAM có
15
cổng trớc ,cổng sau . Dữ liệu có thể đI vào cửa trớc rồi đI ra
trực tiếp cửa sau
nên có tốc độ cao hơn .
- EDOVRAM : Là dạng tốc độ nhanh của VRAM
- EDODRAM : Là dạng tốc độ nhanh của DRAM
- SDRAM (Synchronous DRAW = DRAW đồng bộ ): DRAW là
1 loại RAM gia
tốc cho Windows :
- SGRAM ( Synchronous Graphics RAM = RAM đồ hoạ đồng bộ
)
- EDRAM (Enhanced DRAW = DRAW cải tiến )
- RAMDAC : Đây là loại chuyển đổi Digital - Analog dùng
RAM
Trong tơng lai ; cũng nh với các chip vi xử lý danh sách này sẽ
còn kéo dài nữa
5/ Bộ nhớ ROM: (Read Only Memory)
-Là bộ nhớ vẫn giữ đợc thông tin sau khi cắt điện nuôi vi mạch
-Dung lợng của IC nhớ loại này thờng nhỏ. Chơng trình đợc nạp
vào trong ROM bằng thiết bị chuyên dùng.Một thiết bị nạp,xoá
ROM mức trung bình có giá khoảng hơn 500$ . Một vi mạch ROM
trắng(Loại EPROM: ghi đợc nhiều lần) dung lợng 512KB có giá

khoảng 3$.
- Bộ nhớ PROM (Programable Read Only Memory): Ghi đợc 1 lần.
- Bộ nhớ EPROM(Erasable Programable ROM) : Ghi đợc nhiều
lần.
- Bộ nhớ Flash ROM : Là loại ROM có thể thay đổi đợc nội dung
trực tiếp từ máy
tính mà không cần có thiết bị ghi đặc biệt nào và cũng không cần
xoá bằng tia cực
tím
Hầu hết các mainboard đời mới đều dùng Flash ROM để chứa
BIOS,nhờ đó giúp ngời dùng cập nhật version mới đợc dễ
dàng.Tuỳ theo hãng nào sản xuất , Flash ROM dùng 1 trong 2 mức
điện áp làm việc là +5V hay +12V . Ta chỉ cần có phần mềm ghi
Flash ROM (Của hãng tạo ra BIOS nh Award ,AMI )rồi dùng nó
16
để cập nhật ROM BIOS. Chơng trình này chỉ đợc sử dụng khi thật
cần thiết.
-Ký hiệu của vi mạch : 27xxx ; 3 số sau chỉ dung lợng của ROM
(KB)
2708(1KB x 8) : 8KB
27256(32K x 8) ;256KB
27512(64K x 8): 512KB
- Kích thớc vật lý của các vi mạch ROM đều bằng nhau.
6/ Bộ nhớ tế bào đa áp :
Từ tháng 9 năm 1997 Intel đã công bố bộ nhớ StrataFlash đây là
loại bộ nhớ đặc biệt dạng tế bào đa áp (multilevel-cell) có khả năng
lu giữ nội dung ngay cả khi tắt thiết bị . Thay vì phải xác định 1
hay 2 mức điện áp khả dĩ cho tế bào nhớ StrataFlash sẽ gán 1 trong 4
mức điện áp . Các tế bào StrataFlash sẽ có 4 mức điện áp : 2 cho
trạng thái mở và 2 cho trạng thái tắt . Nhờ vậy mỗi tế bào có thể lu

dữ liệu gấp 2 lần loại chip nhớ flash thông thờng ( Loại ROM có
thể ghi xoá bằng máy tính không cần thiết bị đặc biệt) . Loại này
đợc sử dụng rộng rãi trong các máy ảnh số, máy tính cầm tay ,điện
thoại di động ,các máy trả lời tự động . Tuy nhiên hiện nay tuổi thọ
của loại này còn tơng đối thấp : Số chu kỳ xoá là 10.000 lần so với
100.000 lần của các loại chip Flash thông thờng . Với 1 máy ảnh số
10.000 chu kỳ xoá đủ để chụp 240.000 pô hình trên máy ảnh (Tơng
đơng khoảng 6500 cuộn phim thông thờng ) . Tơng lai của loại
bộ nhớ này rất sáng sủa .

7/ Bộ nhớ ẩn trong vi xử lý :
a-Bộ nhớ ẩn:


SRAM DRAM Băng,đĩa từ

CPU Cache Bộ nhớ Bộ nhớ
chính ngoài

Registers

17

Khi CPU làm việc với 1 đối tợng ,thông tin (dữ liệu,lệnh) của
đối tợng và các thông tin lân cận sẽ đợc đa vào Cache .Khi CPU
xử lý nó sẽ tìm thông tin ở Cache . Nếu không có nó sẽ tìm ở bộ nhớ
chính ,khi copy thông tin vào Cache nó sẽ copy luôn cả các thông tin
lân cận vào Cache . Nếu thông tin không có ở bộ nhớ chính thì nó sẽ
tìm ở bộ nhớ phụ và khi copy nó cũng sẽ copy luôn cả các thông tin
lân cận vào bộ nhớ chính để dự phòng cho các lần tiếp theo của

CPU .
Ta có thể so sánh cơ chế này với mô hình mợn sách từ th viện
nh sau:

Tủ sách(BN chính)
Th viện
CPU Cache1 (Bộ nhớ ngoài)


Cache2

Ngời đọc (CPU) sẽ nhanh chóng tìm đợc các quyển sách cần
thiết liên quan đến vấn đề anh ta đang quan tâm vì khi mợn sách từ
th viện về đa vào tủ anh đã mợn 1số các quyển có nội dung liên
quan đến nhau . Và khi lấy từ tủ ra để lên bàn trớc mặt cũng theo
nguyên tắc đó (Tất nhiên số sách bây giờ ít hơn,việc tìm kiếm càng
nhanh hơn) .
b-Bộ nhớ ẩn đợc đa vào trong vi xử lý :
DRAM Băng,đĩa từ

CPU Cache Bộ nhớ Bộ nhớ
chính ngoài

Registers


c-Bộ nhớ ẩn đợc chia làm 2 (Cache1 và Cach2 ):
DRAM Băng,đĩa từ
18

Cache1 Cache2 Bộ nhớ Bộ nhớ
chính ngoài
CPU
Registers


d- Dung lợng bộ nhớ ẩn trong 1 số vi xử lý hiện đạI:
Cơ chế bộ nhớ ẩn giúp đã làm cho các CPU hoạt động nhanh
hơn ,hiệu quả
hơn ,chính vì vậy các CPU hiện đạI ngày nay đều có bộ nhớ ẩn
(Cache).Dung
lợng của bộ nhớ ẩn cũng ngày càng lớn hơn :

80486DX 8KB
80486SX 8KB
80486DX2 8KB
80486DX4 16KB
Pentium 100 16KB
Pentium 200 512KB
Pentium II (L2) 512KB
Pentium Pro(L2) 512KB (Tuỳ chọn 256 hoặc 512)
Pentium MMX(L2) 512KB (Tuỳ chọn 256 hoặc 512)
Pentium Celeron(L2) 512KB (Đợc bổ xung vào 4/1998)
Pentium IIXeon(L2) 1MB

Đĩa mềm và ổ đĩa mềm
19

1/Khái niệm:
- Maý tính làm việc dựa trên sự hoạt động của các chơng trình
chứa trong bộ nhớ.
- Ngời ta chia bộ nhớ làm 2 loại :
+Bộ nhớ trong
+ Bộ nhớ ngoài
Đĩa mềm là 1 dạng bộ nhớ ngoài.
- Điểm lại sự phát triển của bộ nhớ ngoài:
Bắt đầu là các loại băng đục lỗ,bìa đục lỗ xuyến từ ổ đĩa
mềm ổ đĩa cứng ổ zip ổ CD ROM DVD ROM DVD
RW.
- Đĩa mềm dã đến ngày tận số ? Việc nghiên cứu đĩa mềm có còn ý
nghĩa nữa không ?
Việc sử dụng đĩa mềm ngày nay đã hạn chế .Tuy vậy ngời ta vẫn
cha bỏ hẳn đĩa mềm vì dùng nó để lu trữ ,vận chuyển các lợng
thông tin nhỏ vẫn tiện lợi,giá thành rẻ.
Việc nghiên cứu hoạt động của đĩa mềm và ổ đĩa mềm vẫn rất có
ý nghĩa để tạo tiền đề cho việc tiếp thu kiến thức về hoạt động của
các loại đĩa khác.
Xin trích dẫn đoạn văn sau từ tạp chí US-PCWold :
Những báo cáo về sự lụi tàn của đĩa mềm đã
cờng điệu quá mức.Hàng năm ,khi các nhà sản
xuất cho ra đời những phơng tiện lu trữ mới
với dung lợng lớn , ngời ta lại viết hàng
loạt bài cáo phó . Nhng rồi chiếc đĩa mềm

3,5 inch đáng kính vẫn cứ tồn tại ,giống nh
1 con mèo già lắm mu nhiều mẹo sống dai hơn
ngời ta tởng
2/ Nguyên lý ghi_đọc từ:
- Gồm 2 thàn phần chính :
+ Đầu từ: Là 1 lõi ferit hình xuyến ,có khe từ.Trên lõi có quấn
cuộn dây điện từ. Các đầu ra của cuộn dây nối vào mạch
thu_phát thông tin

20




Hình vẽ






+ Đĩa từ : Là đĩa nhựa dẻo ,trên bề mặt có phủ 1 lớp bột từ có
đặc tính lu giữ từ




Hình vẽ

- Hoạt động :
* Ghi : Thông tin cần ghi vào đĩa ở dạng 0-1 đợc biến đổi thành tín
hiệu điện
(Ví dụ theo chuẩn TTL : 0 : 0 +0,8 Volt
1 : +2,8 +5Volt)
Các tín hiệu điện 0-1 này chạy trên cuộn dây đầu từ sẽ tạo ra từ
trờng tỉ lệ với 0-1
Trong khi đĩa từ quay và ở các vị trí khác nhau của đĩa sẽ đợc lu
giữ các phần đĩa nhiễm từ tỉ lệ với 0-1 khác nhau.
*Đọc: Ngợc với quá trình ghi
21
3/Cấu tạo của đĩa từ 1.44MB:
- Là đĩa bằng nhựa dẻo ,ở giữa gắn 1 đĩa nhỏ hơn bằng sắt có khoét
lỗ để trục motơ
kéo đĩa chuyển động (quay).
- Kích thớc đĩa : 3
1/2

- Đĩa đợc đặt trong 1 hộp nhựa vuông mỏng.
a- Tổ chức vật lý :
Một đĩa mềm đợc chia thành các đơn vị vật lý:
- Rãnh từ (Track): Là các vùng đờng tròn đồng tâm mà dữ liệu
đợc ghi trên đó.
Với đĩa 1.44MB có 80 Track từ ngoài vào trong

- Cung từ (Sector):Mỗi Track đợc chia làm nhiều cung từ (Sector).
Số Sector/ 1 Track tuỳ theo cách định dạng đĩa (format).
Cùng 1 đĩa 3
1/2
nếu format 1,44 MB có 18 Sector
nếu format 1,66 MB có 20 Sector
nếu format 2,88 MB có 36 Sector
b- Tổ chức thông tin :
- Khaí niệm về tệp thông tin(File):
File là 1 tập hợp dữ liệu có liên quan với nhau và có cùng kiểu đợc
nhóm lại với nhau tạo thành 1 dãy đợc chứa trong thiết bị nhớ
ngoài.

Tủ phiếu = 1 đĩa
A B Các ngăn kéo A,B,C= các file

C


A


Các file có độ lớn khác nhau
đựng số bìa khác nhau ; tữc cần
nhiều it secto khác nhau

22
- Trong đĩa mềm ngời ta lu trữ thông tin dới dạng gắn với các
đặc tính hình tròn

- Tổ chức lu giữ thông tin :
+ Boot Sector : Chiếm 1 sector
+ 2 bảng FAT: Chiếm 2x9=18 sector
+ Bảng th mục : Chiếm 14 sector
+ Còn lại là vùng dữ liệu
/* Có thể dùng chơng trình DISKEDIT.EXE để xem Boot
Sector,bảng FAT, Bảng th mục*/
Boot Sector : Nằm ở Sector vật lý 1 , mặt 0, Track 0
Trên Boot Sector có 1 chơng trình khởi động .Nếu đĩa mềm là đĩa
khởi động thì khi khởi động ,chơng trình này sẽ nạp các chơng
trình hệ điều hành vào bộ nhớ. Trên Sector này còn có bảng thông số
đĩa.
Bảng FAT (File Allocation Table)
Là 1 bảng danh sách móc nối mà DOS sử dụng để theo dõi sát
các vị trí vật lý của dữ liệu trên đĩa và để sắp đặt các chỗ còn trống
để lu giữ các file mới.
DOS cấp phát cho file các trang ,FAT lu giữ bản đồ các trang.Nếu
đĩa bị hỏng FAT thì không truy nhập đợc thông tin nữa; mặc dù
chúng vẫn tồn tại trên đĩa.
Bảng th mục :
Chiếm 14 Sector .Bảng này lu trữ danh sách các file đang lu trên
đĩa
- Cách ghi thông tin trên đĩa : DOS ghi hết rãnh của mặt này rồi mới
tiếp tục rãnh của mặt kia.

- DOS đọc 1 file nh thế nào ?
23
Để xem FAT đợc tổ chức ra sao chúng ta hãy lấy 1 ví dụ về việc
DOS sử dụng
FAT để đọc 1 file nh thế nào.
1- DOS nhận số hiệu cluster đầu tiên từ th mục ,giả sử đó là 2
.
2- DOS đọc cluster từ đĩa và chứa nó trong 1 vùng nhớ gọi là
vùng chuyển dữ liệu (Data Trannsfer Area -DTA),chơng trình
thực hiện việc đọc sẽ nhận dữ liệu từ DTA khi cần
3- Vì điểm nhập thứ 2 chứa giá trị 4 , cluster tiếp theo của file
có số hiệu là 4. Nếu chơng trình cần thêm dữ liệu DOS sẽ đọc
cluster vào DTA
4- Điểm nhập 4 trong FAT chứa giá trị FFFh , giá trị này chỉ
ra rằng đó là cluster cuối cùng trong file. Tóm lại quá trình lấy
số hiệu cluster trong FAT là liên tục đọc dữ liệu vào DTA cho
đến khi điểm nhập trong FAT chứa giá trị FFFh.
Điểm nhập 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9


FDF FFF 004 005 FFF 006 007 008 FFF 000

Trong hình ta cũng thấy có 1 file chiếm các cluster 3,5,6,7 và 8
- DOS lu trữ các file nh thế nào ?
Để lu trữ các file DOS thực hiện các công việc sau đây:
1-DOS xác định 1 điểm nhập cha sử dụng trong th mục và
lu vào đó tên file,thuộc tính file ,ngày giờ tạo lập.
2-DOS tìm trong bảng FAT điểm nhập đầu tiên đánh dấu 1
cluster cha sử dụng ( giá trị 000 có nghĩa là cluster cha sử
dụng ) và chứa số hiệu cluster đầu tiên của tập tin lấy trong

th mục vào đó .Chúng ta giả sử nó tìm thấy giá trị 000 ở điểm
nhập 9.
3- Nếu dữ liệu chứa vừa trong 1 cluster .DOS chứa nó trong
cluster 9 và đặt giá trị FFF vào điểm nhập thứ 9 của FAT .
Nếu vẫn còn dữ liệu DOS tiếp tục tìm cluster cha đợc sử
dụng tiếp theo trong FAT .Ví dụ nó tìm thấy điểm nhập Ah ,nó
24
sẽ lu dữ liệu vào cluster Ah và đặt giá trị 00A vào điểm nhập
9 của FAT.Quá trình tìm các cluster cha đợc sử dụng trong
FAT chứa dữ liệu vào đó ,cho điểm nhập của FAT trỏ tới
cluster tiếp theo sẽ tiếp tục cho đến khi dữ liệu đợc lu trữ
hết .Điểm nhập cuối cùng của file trong FAT sẽ chứa giá trị
FFFh
4/Cấu tạo ổ đĩa từ 1,44 MB:

Hình vẽ








Khi CPU đọc/viết các số liệu ,đĩa đợc quay bởi 1 motơ điều
khiển tốc độ 300vg/phút .Đĩa dùng cả 2 mặt nên có 2 đầu từ
đọc/viết . Hai đầu từ đợc gắn ở đầu cần truy xuất (access arm)
.Chuyển động quay của 1 motơ bớc (Steeping Motor) sẽ biến thành
chuyển động tịnh tiến theo phơng bán kính của cần truy xuất qua 1
cơ cấu trục vít xoắn .Do trên đầu từ có cuộn dây cảm ứng nên :

- Khi đọc : Sự biến đổi từ thông qua khe từ của các phần tử thông tin
lu trữ trên đĩa đợc biến thành điện thế cảm ứng trong cuộn dây
trên đầu từ . ở 2 đầu ra cuộn dây tín hiệu số liệu (Data Signal) đợc
tạo ra .
- Khi viết : Cuộn dây sẽ phát ra từ trờng qua khe từ để từ hoá các
bột từ trên mặt đĩa tạo thành các trạng thái tơng ứng với các mức số
liệu 0-1 cần lu trữ.
- ổ đĩa đợc nối với bộ điều khiển qua dây cáp 34 dây . Với các máy
đời mới bộ điều khiển đĩa mềm đợc làm liền vào bảng mạch chính
(Onboard)
25