Nghiên cứu tìm hiểu về các đặc tính kỹ thuật, cấu trúc và các tổ chứ của bảng mạch chính (mainboard) trên máy tính

Trường Đại Học Công Nghiệp hà Nội
Khoa Công nghệ thông tin
Bài tập lớn môn học
Kiến trúc máy tính
Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu các đặc tính kỹ thuật, cấu trúc và tổ
chức của bảng mạch chính (mainboard) trên máy tính.
Nhóm thực hiện: Nhóm 19 – Lớp: KTPM2- K6 gồm các thành viên:
1. Phạm Ngọc Tú ( MSV: 0641360120)
2. Hoàng Duy Tùng ( MSV: 0641360141)
3. Đỗ Văn Vang ( MSV: 0641360188)
4. Phạm Văn Vinh ( MSV: 0641360181)
5. Phương Hoàng Vũ ( MSV: 0641360127)
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Tuấn Tú
1
Phần I: Mở đầu
Thuật ngữ bảng mạch chính (bo mạch chủ) thường dùng nhiều nhất trong nghành công
nghiệp máy tính nói chung như một từ dành riêng mặc dù có rất nhiều thiết bị cũng có thể
có bảng mạch chính. Báo cáo này nói đến bảng mạch chính trong các máy tính nói chung
mà chú trọng nhiều hơn là máy tính cá nhân (Personal Computer- PC).

Bảng mạch chính của máy tính trong tiếng anh là Motherboard hoặc là Mainboard vả
thường được nhiều người gọi là Mobo hoặc Main.
Hình 1: Mainboard Gigabyte X58- UD5P
I.Nhiệm vụ chung: tìm hiểu, nghiên cứu về cấu trúc và tổ chức của bảng mạch
chính ( Mainboard).
II. Bố cục chung của báo cáo:
1. Lịch sử ra đời của bảng mạch chính
2. các thiết bị thường có trên bảng mạch chính
Chipset
BIOS
các cổng kết nối trên Mainboard

kết nối với Mainboard
Thiết bị khác liên quan.
3. Cấu trúc bảng mạch chính
cấu trúc sử dụng CPU của hãng intel
Cấu trúc sử dụng CPU của hãng AMD
4. Cấu tạo bảng mạch in của bảng mạch chính
5. Tản nhiệt trên bảng mạch chính
6. Thiết kế riêng của các nhà sản xuất phần cứng
7. Các chuẩn thông dụng đến năm 2009
Chuẩn ATX
Chuẩn BTX
8. Các chuẩn kích thước của bảng mạch chính
các chuẩn cổ điển trước đây
các chuẩn hiện tại
các kích thước vô chuẩn
9.Bí quyết lựa chọn mainboard
10.Phụ lục: các bus thường gặp trên mainboard
2
Phn II: Ni dung
I. Lch s ra i ca bng mch chớnh:
Trc khi vi x lý ra i, mỏy tớnh thụng thng c xõy dng trong mt cỏi hp
ln v kt ni vi cỏc thnh phn ca Backplane gm nhng khe cm c kt ni
vi dõy, ú l mt kiu thit k rt c vi nhng dõy ni riờng bit kt ni cỏc thit
b vi chõn ca chỳng nhng bo mch in sm tr thnh mt tiờu chun. Cỏc b x lý
trung tõm (Central Processing Unit-CPU), b nh v cỏc thit b ngoi vi ó c
lp vo bng mch in bng cỏch cm vo Backplane.
Trong cui nhng nm 80 v u nhng nm 90, vic thit k nh trờn ó tr nờn
kinh t khi m s lng cỏc thit b ngoi vi nhiu chc nng ngy cng nhiu. Vo
thi kỡ ny thit k ca bng mch chớnh ó bao gm cỏc chip vo ra ( super I/O chips
ICs) cú kh nng h tr cỏc thit b ngoi vi cú tc thp nh bn phớm, chut,

a mm, cỏc cng ni tip, song song. Cui nhng nm 90 rt nhiu bng mch chớnh
ca mỏy tớnh cỏ nhõn ó c h tr y các tính năng nh âm thanh, hình ảnh, lu
trữ, mạng và nhiều chức năng khác mà không cần bất kỳ các Card mở rộng khác. Bên
cạnh đó những hệ thống dành cho game 3D và đồ họa máy tính chuyên nghiệp thì vẫn
phải cần những Card xử lý chuyên biệt để nâng cao hiệu năng của toàn hệ thống
Những nhà sản xuất bảng mạch chính tiên phong là Micronics, Mylex, AMI,
DTK, Hauppauge, Orchid Technology, Elitegroup, DFI và một số nhà sản xuất từ
Đài Loan.
Những hãng máy tính lớn nh Apple và IBM đã xuất bản các tài liệu hớng dẫn kỹ
thuật cho các máy Apple II và IBM-PC để cho ngời sử dụng có thể đơn giản khi thay
thế bảng mạch chính của họ. Nhiều bảng mạch chính mới sẽ cung cấp thêm các tính
năng mới, thêm hiệu xuất và tơng thích với các thiết bị cũ nên đã đợc sử dụng để nâng
cấp các thiết bị ban đầu của nhà sản xuất.
Thuật ngữ Mainboard đợc sử dụng để chỉ các bảng mạch nguyên bản cha đợc bổ
sung hoặc mở rộng các khả năng. Hiện nay bản mạch chính đã xuất hiện ở khắp các hệ
thông nh: hệ thống nhúng, hệ thống kiểm tra, hệ thống kiểm soát, hệ thống điều khiển
và ở phần lớn các thiết bị điện tử. Một bảng mạch chính mà đặc biệt là bảng mạch in
với khả năng tăng giảm hiệu suất và tăng cờng tính năng của hệ thống bằng các bảng
mạch con (daughterboards).
II. Các thiết bị thờng có trên bảng mạch chính:
Trong các thiết bị điện tử bảng mạch chính là một bảng mạch đóng vai trò trung
gian giao tiếp giữa các thiết bị với nhau. Một cách tổng quát, nó là mạch điện chính của
một hệ thống hay thiết bị điện tử. Có rất nhiều các thiết bị gắn trên bảng mạch chính theo
cách trực tiếp có mặt trên nó thông qua các kết nối cắm hoặc các dây dẫn liên kết , phần
này trình bày sơ lợc về các thiết bị đó.
2.1. Chipset:
Chipset là một nhóm các mạch tích hơp ( các Chip) đợc thiết kế để đi và làm việc
cùng nhau nh một sản phẩm đơn. Trong máy tinh, Chipset thờng dùng để nói đến các
Chip đặc biệt trên bản mạch chính hoặc trên các Card mở rộng. Khi nói đến các máy tính
cá nhân (PC) dựa trên hệ thống Intel Pentium, từ Chipset thờng đợc dùng để nói đến 2

bo mạch chính: Chip cầu bắc và Chip cầu nam. Nhà sản xuất Chip thờng không phụ
thuộc vào nhà sản xuất bản mạch chính. Ví dụ các nhà sản xuất Chipset cho PC có
Nvidia, ATI, VIA Technologies, SiS và Intel
Trong các máy gia đình, các máy trò chơi từ thập niên 1980 và thập niên 1990, từ
Chipset đợc sử dụng để chỉ các Chip xử lý âm thanh và hình ảnh
3
Các hệ thống máy tính đợc sản xuất trớc thập niên 1980 thờng đợc dùng chung một
loại Chipset, mặc dù những máy này có nhiều đặc tính khác nhau. Ví dụ, Chipset NCR
53C9x, một Chipset giá thấp sử dụng giao diện SCSI cho cacs thiết bị lu trữ, có thể thấy
trong các máy Unix ( nh MIPS Magnum), Các thiết bị nhúng và các máy tính cá nhân.
Hình 2: Chip cầu bắc Intel P45 và Chip cầu nam ICH10
2.1.1. Chip cầu bắc: Northbridge
Chip cầu bắc, hay còn đợc gọi là Memory controller hub ( MCH) hoặc Integrated
Memory Controller (IMC) trên hệ thống của Intel (AMD, VIA, SiS và một số hãng
khác thờng sử dụng là Northbridge) là một trong 2 chip trong một chipset trong bảng
mạch chính của PC thông thờng thì chipset luôn tách thành thành chip cầu bắc và chip
cầu nam mặc dù đôi khi chúng đợc kết hợp lại làm một.
2.1.1.1.Tổng quan:
Chip cầu bắc đảm nhiệm việc liên lạc giữa các thiết bị: CPU, RAM, AGP
(Accelerated Graphics Port) hoặc PCI express ( Peripheral Component Interconect)
và chip cầu nam. Một vài loại còn chứa chơng trình điều khiển đồ họa tích hợp hay còn
gọi là Graphics and Memory controller Hub ( GMCH) vì các CPU và RAM khác
nhau yêu cầu các tín hiệu khác nhau nên một chip cầu bắc chỉ làm việc với 1 hoặc 2 CPU
và nói chung chỉ với 1 hoặc 2 loại RAM. Có một loại chipset hỗ trợ 2 loại RAM ( những
loại này thờng đợc sử dụng khi có sự thay đổi về chuẩn) . Ví dụ chip cầu bắc AMD 780G
hỗ trợ các loại CPU AMD Sempron, Athlon 64 FX, Athlon 64 X2, Athlon 64 và Phenom
với DDR2 SDRAM hoặc Chipset Intel P45 chỉ chạy với CPU Core 2 Quad và Core 2
Duo với DDR2 SDRAM hoặc DDR3 SDRAM.
2.1.1.2. Tầm quan trọng:
4

Chip cầu bắc trên một bảng mạch chính là một yếu tố rất quan trọng quyết dịnh số
lợng, tốc độ và loại CPU cũng nh dung lợng, tốc độ và loại RAM có thể đợc sử dụng.
Các yếu tố khác nh điện áp và số các kết nối dùng đợc có vai trò nhất định gần nh tất cả
các chipset ở cấp độ ngời dùng thông thờng chỉ hỗ trợ một số ít dòng CPU và lợng RAM
tối đa phụ thuộc vào CPU và thiết kế của bảng mạch chính. Các máy Pentium thờng có
giới hạn bộ nhớ là 128MB trong khi các máy Pentium IV hỗ trợ tối đa là 4GB RAM, kể
từ Pentium Pro đã hỗ trợ địa chỉ bộ nhớ lớn hơn 32 Bit, thờng là 36 Bit do đó có thể dịnh
vị 64 GB bộ nhớ. Tuy nhiên các bảng mạch chính chỉ hỗ trợ một lợng RAM ít hơn vì phụ
thuộc vào các yếu tố khác nh: hệ điều hành, giá thành RAM, giá thành của bảng mạch
chính.
Mỗi chip cầu bắc chỉ làm việc với 1 hoặc 2 chip cầu nam do vậy nó đặt ra những
hạn chế kỹ thuật với chip cầu nam và ảnh hởng đến một số đặc tính của hệ thống.
Chip cầu bắc đóng vai trò quyết dịnh trong việc một máy tính có thể đợc kích xung
tới mức nào .
2.1.1.3. Sự phát triển gần đây :
Bộ điều khiển nhớ (Memory Controller) điều khiển việc giao tiếp giữa CPU và
RAM đợc đa vào trong các bộ xử lý AMD 64 để giảm độ trễ khi dữ liệu đợc chuyển từ
CPU đến RAM mà thông qua chip cầu bắc. Intel bắt đầu đa bộ điều khiển bộ nhớ vào
trong các CPU Core i7 nhờ đó xóa bỏ FSB ( Front Side Bus) và đem đến hiệu năng cao
hơn.
Chip đơn Nvidia nForce cho hệ thống AMD 64 kết hợp tất cả các thuộc tính của
một chip cầu bắc thông thờng với một cổng tăng tốc đồ họa (Accelerated Graphics
Port AGP ) và nối trực tiếp tới CPU. Trên các bo mạch Force 4 chúng đợc xem nh là
MCP ( Media Communications Prosessor- bộ xử lý giao tiếp đa phơng tiện).
Trong tơng lai, một giải pháp cho System On Chip ( SOC) / Single Chip sẽ luôn
phổ thông hơn do đòi hỏi giảm thiểu các thành phần khi lắp ráp. Tuy nhiên các Chip lớn
có thể làm giảm tính đa dụng và tăng độ phức tạp cũng nh tăng số chân của Chip. Điều
dự đoán này tại thời điểm hiện tại không quan trọng lắm vì gần đây có nhiều loại Bus tốc
độ cao ( PCI express, SATA, USB) có thể lập trình nguyên bản hoặc cao hơn điều này
giống nh đem việc thực hiện chuẩn kết nối thông qua một bus chuẩn ( có thể là PCIe)

loại bus có thể đợc kết hợp thành một điều khiển siêu vào- ra ( Super I/O).
2.1.2. Chip cầu nam: Southbridge
Chip cầu nam hay còn gọi là I/O Controller Hub (ICH) hoặc Platform
Controller Hub (PCH) trên hệ thống Intel ( AMD, VIA, SiS và một số hãng khác thờng
gọi là Southbridge) là một chip đảm nhiệm những công việc có tốc đọ chậm của bảng
mạch chính trong chipset. Khác với chip cầu bắc, chip cầu nam không đợc kết nối trực
tiếp với CPU. Đúng hơn là Chip cầu bắc kết nối chip cầu nam với CPU
2.1.2.1. Tổng quan:
Bởi vì Chip cầu nam đợc đặt xa CPU hơn nên nó đợc giao trách nhiệm liên lạc với
những thiết bị có tốc độ chậm hơn trên một máy tính điển hình. Một Chip cầu nam
điển hình có thể làm việc với một vài Chip cầu bắc khác. Mỗi cặp Chip cầu nam/ bắc
phải có thiết kế phù hợp thì mới làm việc đợc với nhau . Theo truyền thống, giao tiếp
chung giữa Chip cầu bắc và Chip cầu nam đơn giản là Bus PCI vì thế mà nó tạo nên
một hiệu ứng cổ chai ( Bottle neck), phần lớn các Chipset hiện thời sử dụng các giao
tiếp chung ( thờng là những thiết kế độc quyền ) có hiệu năng cao hơn
2.1.2.2. Chức năng :
5
* Bus PCI: các Bus hỗ trợ giao tiếp PCI bao gồm các đặc điểm kỹ thuật giao tiếp
truyền thống của các giao tiếp PCI nhng cũng có thể bao gồm hỗ trợ cho các giao tiếp
PCI-X (Peripheral Component Interconect eXtended) và PCI Express.
* Bus ISA ( Industry Standard Architecture hoặc LPC-Low Pin Count): ISA
rất hiếm khi đợc sử dụng bởi vì tốc độ của nó chậm. Các LPC cung cấp dữ liệu và kiểm
soát đờng dẫn đến các Super I/O :( thông thờng là các tín hiệu đến bàn phím, chuột,
cổng song song, cổng nối tiếp, cổng hồng ngoại và bộ diều khiển đĩa mềm) và FWH
( Firmware Hub) cung cấp quyền truy cập vào bộ lu trữ của BIOS FLASH.
* Bus SPI ( Serial Peripheral Interface): Các BUS SPI nối tiếp chủ yếu đợc sử
dụng cho việc truy cập bộ lu trữ FLASH của Firmware .
* SMBus ( System Management Bus): đợc sử dụng để giao tiếp với các thiết bị
khác( ví dụ nh hệ thống đo nhiệt độ, hoặc bộ điều khiển quạt) .
* DMA Controller ( Direct Memory Access ): DMA cho phép các điều khiển

LPC, ISA hoặc các thiết bị trực tiếp truy cập vào bộ nhớ mà không cần thông qua CPU.
* Interrupt Controller ( gián đoạn điều khiển): việc gián đoạn cung cấp một cơ
chế diều khiển kèm theo cho các thiết bị để đợc sự chú ý của CPU.
* IDE - Integrated Drive Electronics: ( SATA- Serial Advanced Technology
Attachment hoặc PAPA- Parallel Advanced Technology Attachment ): Một chuẩn
giao diện của đĩa cứng dùng cho các máy tính 80286/80386/80486 và Pentium có hiệu
suất cao và giá rẻ. Chuẩn IDE đa hầu hết các mạch điều khiển điện tử vào trong cơ cấu
của ổ đĩa cứng. Do đó giao diện IDE có thể lắp ngay trên bản mạch chính của máy tính
không cần có Card điều khiển hoặc khe mở rộng bên ngoài.
* Real Time Clock: Cung cấp thời gian môt cách liên tục.
* Power Management ( APM- Advanced Power Management và ACPI-
Advanced Configuration and Power Interface): Quản lý điện năng của máy tính
một cỏch hiệu quả.
* Nonvolatile Bios Memory : hệ thống CMOS (complementary Metal- oxide
Semiconductor ): hệ thống Pin CMOS để xung năng cấp năng lợng cho BIOS để lu dữ
liệu khi mất điện.
* Baseboard management controller (BMC):quản lý kiểm soát Baseboard.
* Chip cầu nam có thể bao gồm cả Ethernet, RAID ( Redundant Array of
Inexpensive Disks), USB ( Universal Serial Bus), Audio Codec, Firewire. ĐôI khi
Chip cầu nam có thể bao gồm hỗ trợ cho cả bàn phím, chuột cổng nối tiếp, nhng thông
thờng các thiết bị trên đợc điều khiển thông qua các thiết bị đợc gọi là Super I/O.
2.2. BIOS: (Basic Input/Output System)
Là hệ thống nhập xuất cơ bản, nằm bên trong máy tính cá nhân, trên bảng mạch
chính. BIOS đợc xem nh là chơng trình đợc chạy đầu tiên khi máy tính khởi động. Chức
năng chính của BIOS là chuẩn bị cho máy tính để các chơng trình phần mềm đợc lu trữ
trên các thiết bị lu trữ ( đĩa cứng, đĩa mềm, đĩa CD) có thể đợc nạp thực thi và điều khiển
máy tính. Quá trình này gọi là khởi động
Thuật ngữ này xuất hiện lần đầu trong hệ điều hành CP/M, là phần CP/M đợc tải
lên trong suốt quá trình khởi động, tơng tác trực tiếp với phần cứng ( các máy CP/M th-
ờng có duy nhất một trình khởi động trên ROM). Các phiên bản nổi tiếng của DOS có

một tập tin gọi là IBMBIO.COM hay là IO.SYS có chức năng giống nh BIOS CP/M
Tuy nhiên thuật ngữ BIOS ngày nay chỉ một chơng trình phần mềm khác đợc lu trữ
trong cấc Chip có sẵn trên bản mạch chính nh : PROM, EPROM và nó nắm giữ các chức
6
năng chuẩn bị cho máy đồng thời tìm ra ổ nhớ cũng nh liên lạc và giao sự điều hành máy
cho hệ điều hành
2.3. Các cổng kết nối trên Mainboard:
2.3.1. Bên trong Mainboard:
2.3.1.1. Giao tiếp với CPU:
Công dụng: giúp bộ vi xử lý gắn kết với các thành phần trên bảng mạch
chính.
Nhận dạng: Giao tiếp với CPU có 2 dạng khe cắm (slot) và chân cắm
( socket).
+ Dạng khe cắm là một rãnh dài nằm ở khu vực giữa mainboard dùng
cho CPU Pentium II, Pentium III đời cũ. Hiện nay hầu nh ngời ta không sử
dụng dạng khe cắm.
+ Dạnh chân cắm (socket) là một khối hình vuông nhiều chân. Hiện nay đang
sử dụng socket 478, 775, 1366, 754, 939, AM2 tơng ứng với một số CPU.

Hình 3: Socket 478 Hình 4: Socket 775 Hình 5:Socket 1366

Hinh 6: Socket 754 Hình 7:Socket 939 Hình 8:Socket AM2
2.3.1.2. AGP slot:
Khe cắm Card màn hình AGP viết tắt từ Array Graphic.
Công dụng: dùng để cắm Card đồ họa.
Nhận dạng: là khe cắm màu nâu hoặc màu đen nằm giữa socket và khe
PCI màu trắng sữa trên .
7
Hình 9: Khe cắm AGP
2.3.1.3. RAM slot:

Công dụng: dùng để cắm RAM và Main
Nhận dạng: khe cắm RAM luôn có 2 cần gạt ở đầu.
Hình 10: Các khe cắm RAM
2.3.1.4. PCI slot:
PCI- Peripheral Component Interconnect khe cắm mở rộng.
Công dụng: dùng để cắm các loại card nh card màn hình, card âm
thanh
Nhận dạng: khe màu trắng sữa nằm ở phía rìa Mainboard.
8
Hình 11:Các khe cắm PCI
2.3.1.5. PCI- Express Slot:
Công dụng : Dùng để cắm Card màn hình
Hinh 12: Các khe PCI-Express
2.3.1.6. ISA slot:
Khe cắm mở rộng ISA viết tắt Industry Standard Architecture.
Công dụng: dùng để cắm các loại card mở rộng nh card mạng, card âm
thanh
Nhận dạng: khe màu đen dài hơn PCI nằm ở rìa Mainboard (nếu có).
9
Hình 13: Khe ISA
2.3.1.7. IDE header:
Viết tắt của Intergrated Drive Electronics là đầu cắm 40 chân, có đỉnh
trên mainboard để cắm các loại ổ cứng, CD.
Mỗi mainboard thờng có 2 cổng IDE trên mainboard:
IDE1: Chân cắm chính, để cắm dây nối với ổ cứng chính.
IDE2: Chân cắm phụ, để cắm dây cáp nối với ổ cứng thứ 2 hoặc ổ CD,
DVD
Hình 14: Khe IDE Và FDD
2.3.1.8. SATA header:
Viết tắt của Serial Advanced Technology Attachment là đầu cắm 7

chân, dùng để cắm các loại ổ cứng, ổ quang.
10
Hinh 15: SATA header
2.3.1.9. FDD header:
Là chân dây cắm ổ đĩa mềm trên mainboard. Đầu cắm FDD thờng nằm
gần IDE trên Mainboard.
Đầu cắm FDD thờng nằm gần IDE trên Mainboard và có tiết diện nhỏ
hơn IDE.
2.3.1.10. ROM BIOS:
Là bộ nhớ sơ cấp của máy tính. ROM chứa hệ thống lệnh nhập xuất cơ
bản ( BIOS Basic Input/ Outut System) để kiểm tra phần cứng, nạp hệ điều
hành nên cũng gọi là ROM BIOS.
2.3.1.11. PIN CMOS:
Là Viên Pin 3v nuôi những thiết lập riêng của ngời dùng nh ngày giờ hệ
thống, mật khẩu bảo vệ.
2.3.1.12. Jumper:
Jumper là một miếng Plastic nhỏ trong có chất dẫn điện dùng để cắm
vào những mạch hở tạo thành mạch kín trên Mainboard để thực hiện một
nhiệm vụ nào đó nh lu mật khẩu CMOS.
Jumper là một thành phần không thể thiếu để thiết lập ổ chính, ổ phụ khi
bạn gắn 2 ổ cứng, 2 ổ CD, hoặc ở cứng và ổ CD trên một dãy dây cáp.
2.3.1.13. Power connector:
Các loai đầu cắm nguồn trên Mainboard:
Đầu lớn nhất để cắm dây cáp nguồn lớn nhất từ bộ.
Đối với Mainboard dành cho Pentium IV trở lên có một đầu cáp nối
nguồn vuông 4 dây cắm vào Main.
11
Hình 16: Power Connector
2.3.1.14. Fan connector:
Là chân cắm 3 đỉnh ký hiệu FAN nằm ở khu vực giữa Mainboard để

cung cấp nguồn cho quạt tản nhiệt của CPU.
Trong trờng hợp Case của bạn có gắn quạt tản nhiệ, nếu không tìm thấy
một chân cắm quạt nào d trên Mainboard thì lấy nguồn trực tiếp từ các đầu
dây của bộ nguồn.
2.3.1.15. Dây nối với Case:
Mặt trớc thùng máy thông thờng chúng ta có các thiết bị sau :
Nút Power : dùng để khởi động máy.
Nút Reset : để khởi dộng lại máy trong trờng hợp cần thiết.
Đèn nguồn: màu xanh báo máy đang hoạt động.
Đèn ổ cứng : màu đỏ báo ổ cứng đang truy xuất dữ liệu.
Các thiết bị này đợc nối với mainboard thông qua các dây điện nhỏ đi
kèm Main.
Trên Mainboard sẽ có những chân cắm với các ký hiệu để giúp bạn gắn
đúng dây cho từng thiết bị.
2.3.2. Bên ngoài Mainboard:
2.3.2.1. P/S 2 Port:
Công dụng: cổng gắn chuột và bàn phím.
Nhận dạng: 2 cổng tròn sát nhau. Màu xanh đậm để cắm dây bàn phím,
màu xanh nhạt để cắm chuột.
2.3.2.2. USB Port:
Cổng vạn năng- USB ( Universal Serial Bus)
12
Công dụng: dùng để cắm các thiết bị ngoại vi nh máy in, máy quét,
webcam, cổng USB đang thay thế vai trò của các cổng COM, LPT.
Nhận dạng: cổng USB dẹp và thờng có ít nhất 2 cổng gần nhau và ký
hiệu mỏ neo đi kèm.
2.3.2.3. LPT Port:
Cổng song song, cổng cái, cổng máy in LPT( Line Printer Terminal).
Công dụng: thờng dành riêng cho cắm máy in. Tuy nhiên đối với những
máy in thế hệ mới hầu hết cắm vào cổng USB thay bì cổng COM hay cổng

LPT.
Nhận dạng: là cổng dài nhất trên Mainboard.
2.3.2.4. COM Port:
Cổng tuần tự COM viết tắt từ Communications.
Công dụng: cắm các loại thiết bị ngoại vi nh máy in, máy quét nhng hiện
nay rất ít các thiết bị dùng cổng COM.
Nhận dạng: là cổng có chân cắm nhô ra, thờng có 2 cổng COM trên mỗi
Mainboard và ký hiệu COM1, COM2.
Hình 17: Các cổng cắm thông dụng trên Mainboard
2.4. Các thiết bị kết nối với bảng mạch chính:
2.4.1. Nguồn máy tính ( Power Supply Unit- PSU):
Là một thiết bị cung cấp điện năng cho bảng mạch chính và các thiết bị khác Đáp
ứng năng lợng cho tất cả các thiết bị phần cứng trong máy tính hoạt động.
13
Vai trò của nguồn máy tính: là một bộ phận rất quan trọng đối với một hệ thống
máy tính, tuy nhiên phần lớn ngời sử dụng lại rất ít quan tâm đến. Sự ổn định của một
máy tính ngoài các thiết bị chính nh (bảng mạch chính, CPU, RAM, ổ cứng) phụ thuộc
hoàn toàn vào nguồn máy tính bởi vì nó cung cấp năng lợng cho các thiết bị này hoạt
động.
Một bộ nguồn có chất lợng kém không cung cấp đủ công suất hoặc không ổn định
có thể gây nên sự mất ổn định cho toàn hệ thống( cung cấp điện quá thấp cho các thiết
bị, có nhiều nhiễu cao tần gây sai lệch các tín hiệu trong hệ thống), h hỏng hoặc làm
giảm tuổi thọ cho các thiết bị (nếu cung cấp điện áp đầu ra cao hơn điện áp định mức).
Điều khiển nguồn máy tính: đa số các nguồn máy tính chất lợng từ loại thấp đến
loại cao cấp hiện nay đều là các nguồn tự động làm việc mà không cần sự càn thiệp bởi
phần mềm hay con ngời ( ngoại trừ công tắc bật/ tắt, công tắc gạt đặt mức điện áp, cơ
chế mở của bản mạch chính ). Tuy nhiên có một số loại nguồn đặc biệt có thể cho phép
ngời dùng can thiệp vào quá trình làm việc, thiết lập các thông số điện áp đầu ra thông
qua phần mềm điều khiển. Các nguồn này cho phép tinh chỉnh chế độ làm việc, theo dõi
công suất.

Hình 18: Bộ nguồn tiêu chuẩn
2.4.2. CPU ( Central Processing Unit) :
CPU có thể đợc xem nh não bộ, một trong những phần tử cốt lõi nhất của máy tính.
Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chơng trình và dữ liệu. CPU có nhiều kiều dáng
khác nhau, ở hình thức đơn giản nhất CPU là một con chip với vài chục chân. Phức tạp
hơn, CPU đợc ráp sẵn trong các bộ mạch với hàng trăm con chip khác. CPU là một mạch
xử lý dữ liệu theo chơng trình đợc thiết lập trớc. Nó là một mạch tích hợp phức tạp bao
gồm hàng triệu Transitor trên một bảng mạch nhỏ. Bộ xử lý trung tâm bao gồm bộ điều
khiển và bộ số học Logic.
Bộ điều khiển : CU ( Control Unit ) là các vi xử lý có nhiệm vụ thông dịch các
lệnh của chơng trình và điều khiển hoạt động xử lý, đợc điều tiết chính xác bởi xung
nhịp đồng hồ hệ thống. Mạch xung nhịp đồng hồ hệ thống dựng để đồng bộ các thao tác
xử lý trong v ngoi CPU theo các khoảng thời gian không đổi .Khoảng thời gian chờ
giữa hai xung gọi l chu kỳ xung nhịp tốc độ đồng hồ tính bằng triệu đơn vị mỗi
giây-Mhz. Thanh ghi l phn tử nhớ tạm trong bộ vi xử lý dùng lu dữ liệu v địa chỉ nhớ
trong máy khi đang thực hiện tác vụ.
14
Bộ số học logic: ALU ( Arithmetic Logic Unit) Có choc năng thực hiện
các lệnh của đơn vị điều khiển v xử lý tín hiu. Theo tên gọi, đơn vị ny
dùng để thực hiện các phép tính số học (+,-,*,/) hay các phép tính logic (so
sánh lớn hơn, nhỏ hơn ).
Hình 19: bộ vi xử lý Intel Core i7 965
2.4.3. RAM ( Random Access Memory):
L một loại bộ nhớ chính của máy tính. RAM đợc gọi là bộ nhớ truy cập
ngẫu nhiên vì nó có đặc tính: thời gian thực hiện thao tác đọc ghi đối với mỗi
ô nhớ là nh nhau, cho dù đang ở bất kỳ vị trí no trong bộ nhớ. Mỗi ô nhớ của
RAM đều có một địa chỉ. Thông thờng, mỗi ô nhớ l một byte (8 bit); tuy
nhiên hệ thống lại có thể đọc ra hay ghi vo nhiu byte (2, 4, 8 byte).
RAM khác bit với các thiết bị bộ nhớ tuần tự (sequential memory
device) chẳng hạn nh các băng từ, đĩa; m các loại thiết bị ny bắt buộc

máy tính phải di chuyển cơ học một cách tuần tự để truy cập dữ liệu.
Bởi vì các chip RAM có thể đọc hay ghi dữ liệu nên thuật ngữ RAM
cũng đợc hiểu nh là một bộ nhớ đọc-ghi, trái ngợc với bộ nhớ chỉ đọc ROM
(read-only memory).
RAM thông thờng đợc sử dụng cho bộ nhớ chính (main memory) trong
máy tính để lu trữ các thông tin thay đổi, v các thông tin đợc sử dụng hin
hnh. Cũng có những thiết bị sử dụng một vài loại RAM nh là một thiết bị lu
trữ thứ cấp (secondary storage). Thông tin lu trên RAM chỉ l tạm thời,
chúngsẽ mất đi khi mất nguồn điện cung cấp.
15
Hình 20: Một Thanh RAM
2.4.4. Bo mạch đồ họa:
Bo mạch đồ họa (graphics adapter), card mn hình (graphics card),
thiết bị đồ họa , card mn hình, đều là tên gọi chung của thiết bị chịu trách
nhiệm xử lý các thông tin về hình ảnh trong máy tính. Bo mạch đồ họa th-
ờng đợc kết nối với mn hình máy tính giúp ngời sử dụng máy tính có thểgiao
tiếp với máy tính. Mọi máy tính cá nhân, máy tính xách tay đều phải có bo
mạch đồ họa.
Hình 21: Một card đồ họa hiện nay
2.4.5. Bo mạch âm thanh:
Bo mạch âm thanh (sound card) trong máy tính l một bo mạch mở
rộng các chức năng về âm thanh (v một số chức năng khác về giải trí, kết
nối ) trên máy tính, thông qua các phần mềm nó cho phép ghi lại âm
thanh( đầu vo) hoặc trích xuất âm thanh (đầu ra) thông qua các thiết bị
chuyên dụng khác.
16
Hình 22: Card âm thanh Creative X-Fi Extreme
2.4.6. ổ cứng (HDD):
ổ đĩa cứng, hay còn gọi là đĩa cứng ( Hard Disk Drive, vit tt: HDD) l
thiết bị dùng để lu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn phủ vật liệu từ

tính. ổ đĩa cứng là loại "khụng thay đổi " (non-volatile), có nghĩa là chúng
không bị mất dữ liệu khi ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng. ổ đĩa cứng là
một thiết bị rất quan trng trong h thng bởi chúng cha d liu thnh qu
ca mt qúa trính lm vic ca nhng ngi s dng máy tính. Nhng s h
hng ca cỏc thit b khác trong h thng máy tính có th sa cha hoc thay
th c, nhng d liu b mt do yu t h hng phn cng ca a cng
thng rt khó ly li c.
a cng l mt khi duy nht, các a cng c lp ráp c nh trong
ngay t khi sn xut nên không th thay th c các "a cng" nh vi
cách hiu nh i vi a mm hoc a quang.
Hình 23 : ổ đĩa cứng Western Digital Caviar Black
2.4.7. ổ đĩa quang (ODD):
ổ đĩa quang ( Optical Disk Drive,viết tắt ODD) là thiết bị dùng để đọc
các đĩa quang (CD,DVD) các đĩa này dùng để lu trữ dữ liệu, chúng không bị
mất dữ liệu khi ngừng cung cấp điện năng cho chúng.
2.4.8. Màn hình máy tính (Monitor):
17
Mn hình máy tính l thiết bị điện tử gắn liền với máy tính với mục đích
chính l hiển thị v giao tiếp giữa ngời sử dụng máy tính.
Đối với các máy tính cá nhân (PC), mn hình máy tính l một bộ phận
tách rời. Đối với máy tính xách tay mn hình là một bộ phận gắn chung
không thể tách rời. Đặc biệt : mn hình có thể dùng chung (hoặc không sử
dụng ) đối với một số hệ máy chủ.
2.4.9. Bàn phím máy tính (Keyboard):
Trong máy tính, mt bn phím l một thiết bị ngoại vi đợc mô hình một
phần theo bn phím máy đánh chữ.
Về hình dáng, bn phím l sự sắp đặt các nút, hay phím. Một bn phím
thông thờng có các ký tự đợc khắc hoc in trên phím; với đa số bàn phím,
mỗi làn nhấn một phím tơng ứng với một ký hiệu đợc tạo ra. Tuy nhiên, để
tạo ra một số ký tự cần phải nhấn và giữ vi phím cùng lúc hoặc liên tục; các

phím khác không tạo ra bất kỳ ký kiệu nào, thay vo đó tác động đến hnh vi
của máy tính hoặc của chính bn phím.
Hình 24: bàn phím Logitech G15
2.4.10. Chuột máy tính (Mouse) :
Chuột máy tính l một thiết bị ngoại vi của máy tính dùng để điều khiển
v lm việc với máy tính.
Để sử dung chuột máy tính nhất thiết phải sử dụng mn hình máy tính
để quan sát v thao tác di chuyển của chuột trên mn hình.
18
H×nh 25: Chuét m¸y tÝnh
2.4.11. Bo m¹ch m¹ng ( Card m¹ng):
Card m¹ng (network card), hay card giao tiếp mạng (Network
Interface Card), là một bản mạch cung cấp khả năng truyền thông mạng
cho một m¸y tÝnh. Nã còng được gọi là bộ thÝch nghi LAN (LAN adapter),
được cắm trong một khe (slot) của bản mạch chÝnh và cung cấp một giao
tiếp kết nối đến m«i trường mạng. Chủng loại cạc mạng phải phï hợp với
m«i trường truyền và giao thức được sử dụng trªn mạng cục bộ.
Cạc mạng là thiết bị chịu tr¸ch nhiệm:
* Chuyển đổi c¸c tÝn hiệu m¸y tÝnh ra c¸c tÝn hiệu trªn phương tiện truyền
dẫn và ngược lại.
* Gửi/nhận và kiểm so¸t luồng dữ liệu được truyền.
2.5. C¸c thiÕt bÞ kh¸c liªn quan:
2.5.1. Vá m¸y tÝnh (Case):
Vỏ m¸y tÝnh là một thiết bị dùng gắn kết và bảo vệ c¸c thiết bị phần
cứng trong m¸y tÝnh. Vỏ m¸y tÝnh cã nhiều thể loại kh¸c nhau, c¸c thiết kế
riªng biệt của vỏ m¸y tÝnh đã tạo ra c¸c sự kh¸c biệt của c¸c h·ng m¸y tÝnh
kh¸c nhau và c¸c model kh¸c nhau trong cïng một h·ng.
Khi b¸n, Vỏ m¸y tÝnh thường được gắn sẵn nguồn m¸y tÝnh.
19
Hình 26: Vỏ máy tính

III. Cấu trúc bảng mạch chính :
3.1. Cấu trúc sử dụng CPU của hãng Intel :
Cấu trúc bo mạch chủ sơ lợc đợc giải nghĩa nh sau:
CPU kết nối với Chipset cầu bắc (North Bridge), tại đây chipset cầu bắc
giao tiếp với RAM v bo mạch đồ họa. Nói chung, cấu trúc máy tính cá nhân
dùng bộ xử lý Intel đến thời điểm năm 2007 CPU sử dụng RAM thông qua
chipset cầu bắc. Chipset cầu bắc đợc nối với chipset cầu nam thông qua bus
nội bộ. Do tính chất lm vic "nặng nhọc " của chipset cầu bắc nên chúng
thờng tỏa nhiều nhiệt, bo mạch chủ thờng có các tản nhiệt cho chúng bằng
các hình thức khác nhau.
Chipset cầu nam nối với các bộ phận còn lại, bao gồm các thiết bị có
tính năng nhập xuất (I/O) của máy tính bao gồm : các khe mở rộng bằng bus
PCI, ổ cứng , ổ quang , USB, Ethernet
20
Hình 27 : Cấu trúc bảng mạch chính sử dụng CPU của hãng Intel
3.2. Cấu trúc sử dụng CPU của hãng AMD :
Về cơ bản , cấu trúc bo mạch chủ sử dụng CPU của hãng AMD giống
nh cấu trúc của bo mạch chủ sử dụng CPU của hãng Intel. AMD cũng nh
nhiều hãng khác đều cha đa ra định hớng riêng của mình m phải theo cấu
trúc của Intel bởi sự phát triển của máy tính cá nhân ngay từ thời iểm sơ
khai đó phát triển theo cấu trúc nn tảng của của hãng IBM - Intel. Phần ny
chỉ nêu ra những sự khác biệt nhỏ trong cấu trúc bo mạch chủ sử dụng CPU
của AMD so với bo mạch chủ sử dụng CPU của hãng Intel: về một số cấu
trúc bo mạch chủ cho bộ xử lý AMD có th cho phép CPU giao tip trực tiếp
với RAM m điều ny cải thiện đáng kể sự " thắt cổ chai" thờng thấy ở cấu
trúc bo mạch chủ sử dụng CPU của hãng Intel.
21
Hình 28 : Cấu trúc bảng mạch chính sử dụng CPU của hãng AMD
4. Cấu trúc bảng mạch in của bảng mạch chính:
Bảng mạch in bảng mạch chính có cấu tạo khác biệt một chút so với các

bảng mạch in của các thiết bị điện tử thờng thấy khác. Đa số các bảng mạch
in ở các mạch iện đơn giản đều có cấu tạo hai mặt (mặt trớc v mặt sau) để
chứa các đờng dẫn trên nó. Do có rất nhiều các đờng dẫn hoạt ộ ng với tần số
khác nhau nên (theo quy tắc chung) bảng mạch phải đợc thiết kế với các đờng
dẫn không gây nhiễu sang nhau, đây l một iểm khác biệt khiến việc thiết
kế bảng mạch của bảng mạch chính khác với các bo mạch thông thờng.
bản mạch chính, do chứa nhiều linh kiện vi các đờng dẫn lớn nên
chúng đợc thiết kế từ 3 ế n 5 lớp (thậm chí nhiều hơn): Ngoi hai lớp mặt tr-
ớc v mặt sau thì ở giữa của bảng mạch cũng có các đờng dẫn.
Ngoi tác dụng để cắm v dán các linh kiện trên bề mặt nó, bảng mạch
chính cũng đợc thiết kế để truyền một phần nhiệt từ các thiết b tỏa nhiệt trên
nó và truyền nhiệt ra một diện tích rộng để lm mát bằng không khí.
5. Tản nhiệt trên bảng mạch chính :
22
Do có nhiều linh kiện có thể phát nhiệt tại trực tiếp hoặc đợc cắm, gắn
trên bảng mạch chính nên vấn đề tản nhiệt rất đợc coi trọng trong thiết kế.
Phơng thức tản nhiệt thờng thấy trên bảng mạch chính bao gồm :
Sử dụng các tấm, phiến tản nhiệt bằng nhôm hoặc đồng độc lâp với cách
truyền nhiệt tự nhiên ra môi trờng xung quanh hoặc tận dụng luồng gió từ
quạt CPU thổi ra.
Sử dụng quạt tạo sự tản nhiệt cỡng bức, tuy nhiên cách dùng quạt hiện
nay dần ít đợc dùng bởi sự rủi ro có thể xảy đến khi bảng mạch chính đợc sử
dụng vài năm và quạt có thể bị h hỏng dẫn đến các thiết bị đợc tản nhiệt bằng
quạt này sẽ h hỏng.
Sử dụng công nghệ ống truyền nhiệt để liên kết các cụm chi tiết cần tản
nhiệt với nhau. Các cụm đợc gắn với nhau thờng là : Chipset cầu bắc- Chipset
cầu nam- Transitor điều tiết điện năng cho CPU và bảng mạch chính.
Cho phép sự tản nhiệt bằng nớc với các hệ thống tản nhiệt nớc gắn ngoài
bằng các thiệt kế các đầu cắm ống nớc chờ sẵn.
Các thiết bị cần đợc tản nhiệt trên bảng mạch chính:

Chipset cầu bắc là thiết bị mà bất kỳ bảng mạch chính nào cũng phải tản
nhiệt cho nó bởi sự phát nhiệt lớn tỏa ra vì chúng là cầu nối quan trọng của hệ
thống và làm việc liên tục. Nhiều bảng mạch chính tích hợp sắn bo mạch đồ
họa trong Chipset cầu bắc khiến chúng càng tỏa nhiều nhiệt hơn.
Chipset cầu nam mới đợc coi trọng sự tản nhiệt trong thời gian gần đây
( trớc đây chúng thờng đợc để trần mà không đợc gắn bất kỳ một tấm tản
nhiệt nào ) bởi các tính năng và thiết kế mở rộng có thể làm nó hoạt động
mạnh hơn và tỏa nhiều nhiệt hơn.
Các Transitor thờng cho phần điều chế nguồn của bảng mạch chính và
CPU: nhiều bảng mạch chính thiết kế mặt ốp lng của các Transitor này xuống
trực tiếp bản mạch để tản nhiệu ra bảng mạch, một số các bảng mạch chính
thiết kế các tấm phiến tản nhiệt riêng, số ít các bảng mạch chính cao cấp thiết
kế ống truyền nhiệt liên kết với các thiết bị tản nhiệt khác.
6. Thiết kế riêng của từng nhà sản xuất phần cứng:
Các nhà sản xuất phần cứng luôn tạo ra các sự thay đổi trong thiết kế cấu
trúc của bảng mạch chính nên mỗi hãng khác nhau sẽ tạo ra một sự thay đổi
nào đó so với kiến trúc thông thờng để thu hút sự chú ý của khách hàng.
Chính điều đó đã thúc đẩy công nghệ phát triển, tạo ra sự phát triển không
ngừng. Sự thay đổi thiết kế có thể kể đến:
Tăng số khe cắm PCI- Express X16 lên 3- 4 khe để có thể hoạt động với
đồng thời 2-4 bo mạch đồ họa hỗ trợ công nghệ Crossfire hoặc SLI.
Tạo ra những phơng thức tản nhiệt hiệu quả .
Cho phép ép xung hệ thống.
Thay đổi các linh kiện truyền thốn bằng các linh kiện tốt hơn, bền hơn
và chịu đựng đợc nhiệt độ vao hơn: ví dụ việc sử dụng các tụ rắn thay cho các
tụ hóa thông thờng.
7. Các chuẩn bảng mạch chính thông dụng đến năm 2009:
7.1. Chuẩn ATX:
23
ATX l chuẩn bảng mạch chính thông dụng nhất hiện nay, chúng đợc

phát triển có chọn lọc trên nền các chuẩn cũ ( Baby- AT và LPX ) với sự thay
đổi của thiết kế và liên quan nhiều đến việc thay đổi đầu nối nguồn với nguồn
máy tính , tính năng quản lý điện năng thông minh và sự thay đổi nút khởi
động một phiên làm việc . Một thay đổi khác là sự tập hợp các cổng kết nối
vào/ ra về phía sau của hệ thống máy tính cá nhân ( bao gồm các khe cắm mở
rộng ở phía dới và cụm cổng vào/ra ở phía trên (I/O connector panel) đối với
vỏ máy tính kiểu đứng.
Hình 29: Đầu nối nguồn 24 chân theo chuẩn ATX
Hình12 : ảnh một bảng mạch chính theo chuẩn ATX. Đặc điểm: bố trí
tản nhiệt bằng ống tản nhiệt cầu nam- cầu bắc- Transitor, Có 3 khe PCI
Express x16 cho các bo mạch đồ họa hoạt động ở chế độ Crossfire
7.2. Chuẩn BTX:
BTX là một chuẩn mới xuất hiện và thờng chỉ dùng cho các hệ thống
máy tính cá nhân cao cấp, điểm đặc biệt của bản mạch chính theo chuẩn này
là sự sắp xếp lại vị trí của các thiết bị trên bảng mạch chính nhằm tạo ra sự lu
thông không khí tối u trong thung máy. CPU đợc chuyển gần ra phía trớc của
thùng máy cộng với quạt tản nhiệt CPU thiết kế kiểu thổi ngang ( song song
với bảng mạch chính) sẽ lấy gió từ phía mặt trớc của vỏ máy ( đợc thiết kế bắt
buộc các lới thoáng). Cách thiết kế này cải tiến so với chuẩn ATX bởi CPU
theo chuẩn ATX có thể sử dụng luồng gió luẩn quẩn nếu không đợc thiết kế
thông thoáng và định hớng giá hợp lý hoặc sử dụng vỏ máy tính theo chuẩn
38 . Luồng gió đầu vào sau khi làm mát CPU có thể tiếp tục làm mát bo
24
mạch đồ họa, một phần thoát ra phía sau theo quạt thông gió của vỏ máy tính
phía sau, một phần qua RAM để thoát ra ngoài thông qua nguồn máy tính.
Kết nối nguồn của chuẩn BTX không có nhiều khác biệt so với của chuẩn
ATX 24- chân.
BTX hiện nay cha thành thông dụng với đa số ngời dùng do đó các hãng sản
xuất phần cứng cũng cha cho ra đời nhiều loại bảng mạch chính theo chuẩn
này.

Hình 30 : hệ thống theo chuẩn BTX
8. Các chuẩn kích thớc của bảng mạch chính:
Kích thớc của các bảng mạch chính thờng đợc chuẩn hoá để đảm bảo tơng
thích với các vỏ máy tính.
Có các loại kích thớc sau:
8.1. Các chuẩn cổ điển trớc đây:
*Baby AT: 216mm X 254-330mm.
* Full-size AT: 305 mm X 279330 mm.
*LPX: 229 mm X 279330 mm.
*WTX: 355.6 mm X 425.4 mm.
*ITX: 215 mm X 191 mm.
25