Giáo án phần cứng máy tính

Phần cứng máy tính

BÀI 1: CẤU TRÚC MÁY TÍNH
------------I. Các khái niệm cơ bản
1. Phần cứng (Hardware)
Phần cứng là các thiết bị vật lý của máy tính.
2. Phần mềm (Software)
Là các chương trình được thiết kế chứa các mã lệnh giúp phần cứng làm
việc phục vụ nhu cầu người sử dụng. Phần mềm được lưu trữ trong các thiết bị
lưu trữ.
Phần mềm chia làm 2 loại:
Phần mềm hệ thống (System Softwares): bao gồm các hệ điều hành điều
khiển, quản lý phần cứng và phần mềm ứng dụng; các trình điều khiển trình thiết
bị (driver).
Phần mềm ứng dụng (Application Softwares): là các phần mềm chạy trên
nền các hệ điều hành để giúp người sử dụng thao tác với máy tính.
3. Các loại máy tính thông dụng:
3.1. Mainframe
Là những máy tính có cấu hình phần cứng lớn, tốc độ xử lý cao được dùng
trong các công việc đòi hỏi tính toán lớn như làm máy chủ phục vụ mạng Internet,
máy chủ để tính toán phục vụ dự báo thời tiết, vũ trụ.....
3.2. PC - Persional Computer
Máy vi tính cá nhân, tên gọi khác máy tính để bàn (Desktop). Đây là loại
máy tính thông dụng nhất hiện nay.
3.3. Laptop, DeskNote, Notebook
Là những máy tính xách tay, kê đùi.
3.4. PDA - Persional Digital Assistant
Thiết bị hỗ trợ kỹ thuật số cá nhân. Tên gọi khác: máy tính cầm tay, máy
tính bỏ túi (Pocket PC).
Ngày nay có rất nhiều điện thoại di động có tính năng của một PDA.
1

GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

II. Cấu trúc máy tính
THIẾT BỊ XỬ LÝ
THIẾT BỊ NHẬP ⇔

⇔ THIẾT BỊ XUẤT
THIẾT BỊ LƯU TRỮ

1. Thiết bị nhập (Input Devices)
Là những thiết bị nhập dữ liệu vào máy tính như bàn phím, chuột, máy quét,
máy scan...
2. Thiết bị xử lý (Processing Devies)
Là những thiết bị xử lý dữ liệu bao gồm bộ vi xử lý, bo mạch chủ.
3. Thiết bị lưu trữ (Stogare Devices)
Là những thiết bị lưu trữ dữ liệu bao gồm bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài.
Bộ nhớ trong bao gồm bộ nhớ chì đọc ROM, bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên
RAM.
Bộ nhớ ngoài bao gồm ổ cứng, đĩa mềm, đĩa CD, DVD, ổ cứng USB, thẻ
nhớ và các thiết bị lưu trữ khác.
4. Thiết bị xuất (Output Devices)
Là những thiết bị hiển thị và xuất dữ liệu từ máy tính. Thiết bị xuất bao gồm
màn hình, đèn chiếu, máy in...

2
GV: Đặng Vượt

Phần cứng máy tính

Bài 2: Hộp máy và bộ nguồn
------------1. Hộp máy
Vỏ máy tính (computer case) là một thiết bị dùng
gắn kết và bảo vệ các thiết bị phần cứng trong máy tính.
Vỏ máy tính có nhiều thể loại khác nhau, các thiết
kế riêng biệt của vỏ máy tính đã tạo ra các sự khác biệt
của các hãng máy tính khác nhau và các model khác
nhau trong cùng một hãng.
1.1. Chức năng
Thùng máy là giá đỡ để gắn các bộ phận khác của máy và bảo vệ các thiết bị
khỏi bị tác động bởi môi trường.
1.2. Phân loại
Vỏ máy tính cá nhân (PC) thường được chia thành các loại thông dụng như sau:
•

Full-tower: Loại đứng, đặt trên bàn hoặc trên mặt đất có kích cỡ lớn.

•

Mid hoặc mini-tower: Loại vỏ máy đứng kích cỡ trung bình hoặc thấp.

•

Desktop: Loại vỏ nằm, đặt trên mặt bàn, có thể đặt màn hình lên trên vỏ.

•

Low-profile: Loại thanh, mỏng, nhỏ gọn. Loại này thường được thiết kế cho

các máy tính cá nhân nguyên chiếc.
1.3. Cách chọn mua
Vỏ máy tính cần đáp ứng các yêu cầu tối thiểu sau:
- Đủ cứng vững để đảm bảo chịu lực va đập (ở mức độ thấp) từ mọi hướng.
- Có các vị trí để gắn các thiết bị trong máy tính.
- Có khả năng thông gió tốt.
- Có khả năng tiếp nhận nhiệt từ các thiết bị và tản nhiệt ra môi trường theo các
hình thức khác nhau.
- Có khả năng hạn chế sự thâm nhập của côn trùng và bụi vào trong máy tính.
- Hạn chế tiếng ồn lọt ra ngoài.
- Có gắn sẵn các thiết bị tối thiểu.
3
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

2. Bộ nguồn
Nguồn

máy

tính (tiếng

Anh: Power Supply Unit hay PSU) là
một

thiết

bị

cung

cấp điện

năng cho bo mạch chủ, ổ cứng và các
thiết

bị

khác...,

đáp

ứng năng

lượng cho tất cả các thiết bị phần
cứng của máy tính hoạt động.

2.1 Chức năng
Là thiết bị chuyển điện xoay chiều thành điện 1 chiều để cung cấp cho các
bộ phận phần cứng với nhiều hiệu điện thế khác nhau.
2.2. Các đầu ra của nguồn
Các kết nối đầu ra của nguồn máy tính bao gồm:
Đầu cắm vào bo mạch chủ (motherboard connector): là đầu cắm có 20 hoặc 24
chân - Tuỳ thể loại bo mạch chủ sử dụng. Phiên bản khác của đầu cắm này là 20+4
chân: Phù hợp cho cả bo mạch dùng 20 và 24 chân.
Đầu cắm cấp nguồn cho bộ xử lý trung tâm (CPU) (+12V power connector) có

hai loại: Loại bốn chân và loại tám chân (thông dụng là bốn chân, các nguồn mới
thiết kế cho các bo mạch chủ đời mới sử dụng loại tám chân.
Đầu cắm cho ổ cứng, ổ quang (giao tiếp ATA) (peripheral connector): Gồm
bốn chân.
Đầu cắm cho ổ đĩa mềm: Gồm bốn chân.
Đầu cắm cho ổ cứng, ổ quang giao tiếp SATA: Gồm bốn dây.
Đầu cắm cho các cạc đồ hoạ cao cấp: Gồm sáu chân.
2.3 Cách chọn mua
Nếu như đáp ứng được các yếu tố sau:
Sự ổn định của điện áp đầu ra: không sai lệch quá -5 đến + 5% so với điện áp
định danh khi mà nguồn hoạt động đến công suất thiết kế.
4
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

Điện áp đầu ra là bằng phẳng, không nhiễu.
Hiệu suất làm việc cao, đạt trên 80% (Công suất đầu ra/đầu vào đạt >80%)
Nguồn không gây ra từ trường, điện trường, nhiễu sang các bộ phận khác xung
quanh nó và phải chịu đựng được từ trường, điện trường, nhiễu từ các vật khác
xung quanh tác động đến nó.
Khi hoạt động toả ít nhiệt, gây rung, ồn nhỏ.
Các dây nối đầu ra đa dạng, nhiều chuẩn chân cắm, được bọc dây gọn gàng và
chống nhiễu.
Đảm bảo hoạt động ổn định với công suất thiết kế trong một thời gian hoạt
động dài.
Dải điện áp đầu vào càng rộng càng tốt, đa số các nguồn chất lượng cao có dải
điện áp đầu vào từ 90 đến 260V, tần số 50/60 Hz.

5
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

Bài 3: Bo mạch chủ
------------1. Chức năng

Là bản mạch chính liên kết tất cả các linh kiện và thiết bị ngoại vi thành một
bộ máy vi tính thống nhất.
Điều khiển tốc độ và đường đi của luồng dữ liệu giữa các thiết bị trên.
Điều khiển điện áp cung cấp cho các linh kiện gắn chết hoặc cắm rời trên
Mainboard.
2. Các thành phần trên bo mạch chủ
2.1. Chipset cầu bắc (North Bridge ) và Chipset cầu nam ( Sourth Bridge )
Kết nối các thành phần trên Mainboard và các thiết bị ngoại vi lại với nhau.
Điều khiển tốc độ Bus cho phù hợp giữa các thiết bị.
Thí dụ: CPU có tốc độ Bus là 400MHz nhưng Ram có tốc độ Bus là
266MHz để hai thành phần này có thể giao tiếp với nhau thì chúng phải thông qua
Chipset để thay đổi tốc độ Bus.

Chipset North Bridge
6
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

2.2. Đế cắm CPU

=> Ta có thể căn cứ vào các đế cắm CPU để phân biệt chủng loại Mainboard
Khe cắm CPU kiểu Slot - Cho các máy Pentium 2:
Khe cắm này chỉ có ở các máu Pentium 2, CPU không gắn trực tiếp vào
Mainboard mà gắn vào một vỉ mạch sau đó vỉ mạch đó được gắn xuống Mainboard
thông qua khe Slot như hình dưới đây:

Mainboard của máy Pentium 2
Đế cắm CPU kiểu Socket 370 - Cho các máy Pentium 3:
Đây là đế cắm trong các máy Pentium 3, đế cắm này có 370 chân.

Đế cắm CPU - Socket370 trong các máy Pentium 3
Đế cắm CPU - Socket 423 - Cho các máy Pentium 4:
Đây là kiểu đế cắm CPU trong các máy Pentium 4 đời đầu giành cho CPU
có 423 chân.

Đế cắm CPU - Socket 423 trong các máy Pentium 4 đời đầu
7
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

Đế cắm CPU - Socket 478 - Cho các máy Pentium 4:
Đây là đế cắm CPU trong các máy Pentium 4 đời trung, chíp loại này có 478 chân.

Đế cắm CPU - Socket 478 trong các máy Pentium 4 đời trung
Đế cắm CPU - Socket 775 - Cho các máy Pentium 4:
Đây là đế cắm CPU trong các máy Pentium 4 đời mới.

Đế cắm CPU - Socket 775 trong các máy Pentium 4 đời mới

Đế cắm CPU - Socket 939:
Đây là đế cắm CPU trong các máy sử dụng chip AMD mới nhất gần đây.

Đế cắm CPU - Socket 939 trong các máy đời mới dùng chíp AM
8
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

2.3. Khe cắm bộ nhớ RAM
Khe cắm SDRam - Cho máy Pentium 2 và Pentium 3:
SDRam (Synchronous Dynamic Ram) => Ram động có khả năng đồng bộ,
tức Ram này có khả năng theo kịp tốc độ của hệ thống. SDRam có tốc độ Bus từ
66MHz đến 133MHz

Khe cắm SDRam trong máy Pentium 2 và Pentium 3
Khe cắm DDRam - Cho máy Pentium 4:
DDRam (Double Data Rate Synchronous Dynamic Ram) => Chính là SDRam có
tốc độ dữ liệu nhân 2. DDRam có tốc độ Bus từ 200MHz đến 533MHz

2.4. Khe cắm mở rộng
1. ISA
ISA ( Industry Standar Architecture => Kiến trúc tiêu chuẩn công nghệ )
đây là khe cắm cho các Card mở rộng theo tiêu chuẩn cũ, hiện nay khe cắm này chỉ
còn tồn tại trên các máy Pentium 2 và Pentium 3, trên các máy Pentium 4 khe này
không còn xuất hiện.

2. PCI
PCI ( Peripheral Component Interconnect => Liên kết

thiết bị ngoại vi ) Đây là khe cắm mở rộng thông dụng nhất có
Bus là 33MHz, cho tới hiện nay các khe cắm này vẫn được sử
dụng rộng rãi trong các máy Pentium 4.

9
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

3. AGP
AGP ( Accelerated Graphic Port ) Cổng tăng tốc đồ hoạ, đây là cổng giành riêng
cho Card Video có hỗ trợ đồ hoạ, tốc độ Bus thấp nhất của khe này đạt 66MHz
<=> 1X, 1X = 66 MHZ ( Cho máy Pentium 2 & Pentium 3 )
2X = 66 MHz x 2 = 133 MHz ( Cho máy Pentium 3 )
4X = 66 MHz x 4 = 266 MHz ( Cho máy Pentium 4 )
8X = 66 MHz x 8 = 533 MHz ( Cho máy Pentium 4 )
16X = 66 MHz x 16 = 1066 MHz ( Cho máy Pentium 4 )

2.5. Các thành phần khác
1. Bộ nhớ Cache:
Là bộ nhớ đệm nằm giữa bộ nhớ RAM và CPU nhằm rút ngắn thời gian lấy
dữ liệu trong lúc CPU xử lý, có hai loại Cache là Cache L1 và Cache L2. Với các
máy Pentium 2 Cache L1 nằm trong CPU còn Cache L2 nằm ngoài CPU. Từ các
máy Pentium 3 và 4 Cache L1 và L2 đều được tích hợp trong CPU. Không như bộ
nhớ RAM, bộ nhớ Cache được làm từ RAM tĩnh có tốc độ nhanh và giá thành đắt.
2. ROM BIOS
(Read Only Memory Basic Input/Output System => Bộ nhớ chỉ đọc, lưu trữ
các chương trình vào ra cơ sở) => Đây là bộ nhớ chỉ đọc được các nhà sản xuất.
Mainboard nạp sẵn các chương trình phục vụ các công việc:

*Khởi động máy tính và kiểm tra bộ nhớ Ram, kiểm tra Card Video, bộ điều
khiển ổ đĩa, bàn phím...
*Tìm hệ điều hành và nạp chương trình khởi động hệ điều hành.
*Cung cấp chương trình cài đặt cấu hình máy ( CMOS Setup ).
Khi bạn vào chương trình CMOS Setup, phiên bản Default của cấu hình máy
được khởi động từ BIOS, sau khi bạn thay đổi các thông số và Save lại thì các
thông số mới được lưu vào RAM CMOS và được nuôi bằng nguồn Pin 3V, RAM
CMOS là một bộ nhớ nhỏ được tích hợp trong Sourth Bridge.
10
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

3. Các cổng giao tiếp

* Đầu cắm nguồn

4. Jumper và Switch
Trong các Mainboard Pentium 2 và Pentium 3 có rất nhiều Jumper và
Switch, đó là các công tắc giúp cho ta thiết lập các thông số như:
+ Thiết lập tốc độ Bus cho CPU
+ Thiết lập số nhân tốc độ của CPU
+ Clear ( Xoá ) chương trình trong CMOS...

Các Jumper ở trên Mainboard
11
GV: Đặng Vượt

Phần cứng máy tính

Một bảng hướng dẫn thiết lập Jumper trên Mainboard
Lưu ý: Các Jumper chỉ còn xuất hiện trên các máy Pentium 2 và Pentium 3,
trong các Mainboard Pentium 4 rất ít xuất hiện các Jumper hay Switch là vì máy
Pentium 4 các tiến trình này đã được tự động hoá.
3. Nguyên lý hoạt động
Mainboard có 2 IC quan trọng là Chipset cầu bắc và Chipset cầu nam, chúng
có nhiệm vụ là cầu nối giữa các thành phần cắm vào Mainboard như nối giữa CPU
với RAM, giữa RAM với các khe mở rộng PCI v v...
Giữa các thiết bị này thông thường có tốc độ truyền qua lại rất khác nhau
còn gọi là tốc độ Bus.
Thí dụ trên một Mainboard Pentium 4, tốc độ dữ liệu ra vào CPU là
533MHz nhưng tốc độ ra vào bộ nhớ RAM chỉ có 266MHz và tốc độ ra vào Card
Sound gắn trên khe PCI lại chỉ có 66MHz.
Giả sử ta nghe một bản nhạc MP3, đầu tiên dữ liệu của bản nhạc được nạp từ
ổ cứng lên bộ nhớ RAM sau đó dữ liệu được xử lý trên CPU rồi lại tạm thời đưa
kết quả xuống bộ nhớ RAM trước khi đua qua Card Sound ra ngoài, toàn bộ hành
trình của dữ liệu di chuyển như sau:
+ Dữ liệu đọc trên ổ cứng truyền qua cổng IDE với vận tốc 33MHz đi qua Chipset
cầu nam đổi vận tốc thành 133MHz đi qua Chipset cầu bắc vào bộ nhớ RAM với
vận tốc 266MHz, dữ liệu từ Ram được nạp lên CPU ban đầu đi vào Chipset bắc
với tốc độ 266MHz sau đó đi từ Chipset bắc lên CPU với tốc độ 533MHz, kết qủa
xử lý được nạp trở lại RAM theo hướng ngược lại, sau đó dữ liệu được gửi tới
Card Sound qua Bus 266MHz của RAM, qua tiếp Bus 133MHz giữa hai Chipset
12
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

và qua Bus 66MHz của khe PCI => Như vậy ta thấy rằng 4 thiết bị có tốc độ
truyền rất khác nhau là:
+ CPU có Bus (tốc độ truyền qua chân) là 533MHz
+ RAM có Bus là 266MHz
+ Card Sound có Bus là 66MHz
+ Ổ cứng có Bus là 33MHz
đã làm việc được với nhau thông qua hệ thống Chipset điều khiển tốc độ Bus.
4. Ý nghĩa các thông số trên bo mạch chủ và CPU
4.1. CPU
(Ví dụ mẫu: P4 2.8Ghz (511)/Socket 775/ Bus 533/ 1024K/ Prescott CPU1. CPU)
P4 viết tắc của từ Pentium 4, tức là tên của loại vi xử lý (VXL). Đây là loại
vi xử lý của hãng Intel. 2.8 Ghz, chỉ tốc độ xung đồng hồ của vi xử lý. Con số này
là một trong những thước đo sức mạnh của vi xử lý, tuy vậy nó không phải là tất
cả. Đôi lúc chỉ là một con số nhằm so sánh tương
đối sức mạnh của VXL. Con số 511 phía sau con số
thể hiện chất lượng và vị thế của con VXL trong
toàn bộ các sản phẩm thuộc cùng dòng. Con số này
là một quy ước của hãng Intel. Số càng cao chứng tỏ
VXL càng tốt.
Socket 775, chỉ loại khe cắm của CPU. Đây là đặc tính để xét sự tương hợp
giữa vi xử lý và mainboard (Bo mạch chủ - BMC). Bo mạch chủ phải hổ trợ loại
socket này thì vi xử lý mới có thể hoạt động được.
Bus 533, chỉ tốc độ "lõi" của đường giao tiếp giữa VXL và BMC. Một vi xử
lý được đánh giá nhanh hay chậm tuỳ thuộc khá lớn vào giá trị này. Vi xử lý chạy
được bus 533 thì đương nhiên hơn hẳn so với vi xử lý chỉ chạy được bus 400 Mhz.
1024K, chỉ bộ nhớ đệm của vi xử lý. Đây là vùng chứa thông tin trước khi
đưa vào cho vi xử lý trung tâm (CPU) thao tác. Thường thì tốc độ xử lý của CPU
sẽ rất nhanh so với việc cung cấp thông tin cho nó xử lý, cho nên, không gian bộ
nhớ đệm (cache) càng lớn càng tốt vì CPU sẽ lấy dữ liệu trực tiếp từ vùng này. Một

13
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

số Vi xử lý còn làm bộ nhớ đệm nhiều cấp. Số 1024 mà bạn thấy đó chính là dung
lượng bộ nhớ đệm cấp 2, 1024 KB = 1 MB.
Prescott chính là tên một dòng vi xử lý của Intel. Dòng vi xử lý này có khả
năng xử lý video siêu việt nhất trong các dòng vi xử lý cùng công nghệ của Intel. Tuy
nhiên, đây là dòng CPU tương đối nóng, tốc độ xung đồng hồ tối đa đạt 3.8 Ghz.
4.2. Mainboard
(Ví dụ mẫu: ASUS Intel 915GV P5GL-MX, Socket 775/ s/p 3.8Ghz/ Bus
800/ Sound& Vga, Lan onboard/PCI Express 16X/ Dual 4DDR400/ 3 PCI/ 4
SATA/ 8 USB 2.0.):
Mainboard là một bản mạch đóng vai trò là trung gian giao tiếp giữa CPU và
các thiết bị khác của máy tính.
ASUS Intel 915GV P5GL-MX, đơn giản, đây chỉ là tên của loại bo mạch
chủ của hãng Asus.
s/p 3.8 GHz đó chính là tốc độ xung đồng hồ tối đa của CPU mà bo mạch
chủ hỗ trợ. Như đã nói ở trên, loại mainboard này hỗ trợ VXL Prescott nên tốc độ
xung nhịp tối đa mà nó hỗ trợ là 3.8 Ghz.
PCI Express 16X là tên của loại khe cắm card màn hình mà bo mạch chủ.
Khe PCI Express là loại khe cắm mới nhất, hỗ trợ tốc độ giao tiếp dữ liệu nhanh
nhất hiện nay giữa bo mạch chủ và Card màn hình. Con số 16X thể hiện một cách
tương đối băng thông giao tiếp qua khe cắm, so với AGP 8X, 4X mà bạn có thể
thấy trên một số bo mạch chủ cũ. Tuy băng thông giao tiếp trên lý thuyết là gấp X
lần, thế nhưng tốc độ hoạt động thực tế không phải như vậy mà còn phụ thuộc vào
rất nhiều yếu tố khác như lượng RAM trên card, loại GPU (VXL trung tâm của
card màn hình).

Bus 800: chỉ tần số hoạt động tối đa của đường giao tiếp dữ liệu của CPU
mà bo mạch chủ hỗ trợ. Thường thì bus tốc độ cao sẽ hỗ trợ luôn các VXL chạy ở
bus thấp hơn.
Sound& Vga, Lan onboard: bo mạch chủ này đã được tích hợp sẵn card
âm thanh, card màn hình và card mạng phục vụ cho việc kết nối giữa các máy tính
với nhau.
14
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

Dual 4DDR400: trên bo mạch chủ này có 4 khe cắm Bộ nhớ (RAM), hỗ trợ
tốc độ giao tiếp 400 Mhz. Dựa vào thông số này, bạn có thể lựa chọn loại bộ nhớ
(RAM) với tốc độ thích hợp để nâng cao tính đồng bộ và hiệu suất của máy tính.
Chữ Dual là viết tắc của Dual Chanel, tức là bo mạch chủ hổ trợ chế độ chạy 2
thanh RAM song song. Với công nghệ này, có thể nâng cao hiệu suất và tốc độ
chuyển dữ liệu của RAM.
3PCI, 4SATA, 8 USB 2.0: trên bo mạch chủ có 3 khe cắm PCI dành để lắp
thêm các thiết bị giao tiếp với máy tính như card âm thanh, modem gắn trong
v.v…. 4SATA là 4 khe cắm SATA, một loại chuẩn giao tiếp dành cho đĩa cứng.
SATA thì nhanh hơn và ổn định hơn so với chuẩn IDE. Nếu bạn thấy bo mạch chủ
có ghi dòng là ATA66, ATA100, ATA133 thì đó chính là dấu hiệu nhận biết bo
mạch chủ có hổ trợ chuẩn đĩa cứng IDE. 8 cổng cắm USB 2.0 được hổ trợ trên bo
mạch chủ. USB 2.0 thì nhanh hơn USB 1.1. USB 2.0 thì tương thích luôn với các
thiết bị chỉ có USB 1.1.

15
GV: Đặng Vượt

Phần cứng máy tính

Bài 4: Bộ nhớ máy tính
------------1. Ổ cứng
1.1. Chức năng
Ổ cứng là một thiết bị lưu trữ có dung lượng lớn dùng
để lưu trữ toàn bộ phần mềm của máy tính bao gồm:
+ Các hệ điều hành.
+ Các chương trình ứng dụng.
+ Các File văn bản v v...
1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
1.2.1. Cấu tạo
Ổ đĩa cứng có cấu tạo gồm nhiều thành phần. Nhưng có những thành phần
chính như sau: Đĩa từ, trục quay, đầu đọc/ghi, cần di chuyển đầu đọc/ghi.
- Đĩa từ
Đĩa từ (platter): Đĩa thường cấu tạo bằng nhôm hoặc thuỷ tinh, trên bề mặt
được phủ một lớp vật liệu từ tính là nơi chứa dữ liệu.
- Trục quay
Trục quay là trục để gắn các đĩa từ lên nó, chúng được nối trực tiếp với động
cơ quay đĩa cứng. Trục quay có nhiệm vụ truyền chuyển động quay từ động cơ đến
các đĩa từ.
- Đầu đọc/ghi
Đầu đọc đơn giản được cấu tạo gồm lõi ferit (trước đây là
lõi sắt) và cuộn dây (giống như nam châm điện). Đầu đọc trong
đĩa cứng có công dụng đọc dữ liệu dưới dạng từ hoá trên bề mặt
đĩa từ hoặc từ hoá lên các mặt đĩa khi ghi dữ liệu.
- Cần di chuyển đầu đọc/ghi
Cần di chuyển đầu đọc/ghi là các thiết bị mà đầu đọc/ghi gắn vào nó. Cần có
nhiệm vụ di chuyển theo phương song song với các đĩa từ ở một khoảng cách nhất

định, dịch chuyển và định vị chính xác đầu đọc tại các vị trí từ mép đĩa đến vùng
phía trong của đĩa (phía trục quay).
16
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

1.2.2. Nguyên tắc hoạt động
a) Giao tiếp với máy tính
Toàn bộ cơ chế đọc/ghi dữ liệu chỉ được thực hiện khi máy tính (hoặc các
thiết bị sử dụng ổ đĩa cứng) có yêu cầu truy xuất dữ liệu hoặc cần ghi dữ liệu vào ổ
đĩa cứng. Việc thực hiện giao tiếp với máy tính do bo mạch của ổ đĩa cứng đảm
nhiệm.
Như vậy cơ chế đọc và ghi dữ liệu ở ổ đĩa cứng không đơn thuần thực hiện từ
theo tuần tự mà chúng có thể truy cập và ghi dữ liệu ngẫu nhiên tại bất kỳ điểm nào
trên bề mặt đĩa từ, đó là đặc điểm khác biệt nổi bật của ổ đĩa cứng so với các hình
thức lưu trữ truy cập tuần tự (như băng từ).
Thông qua giao tiếp với máy tính, khi giải quyết một tác vụ, CPU sẽ đòi hỏi
dữ liệu (nó sẽ hỏi tuần tự các bộ nhớ khác trước khi đến đĩa cứng mà thứ tự thường
là cache L1-> cache L2 ->RAM) và đĩa cứng cần truy cập đến các dữ liệu chứa trên
nó. Không đơn thuần như vậy CPU có thể đòi hỏi nhiều hơn một tập tin dữ liệu tại
một thời điểm, khi đó sẽ xảy ra các trường hợp:
1. Ổ đĩa cứng chỉ đáp ứng một yêu cầu truy cập dữ liệu trong một thời điểm, các
yêu cầu được đáp ứng tuần tự.
2. Ổ đĩa cứng đồng thời đáp ứng các yêu cầu cung cấp dữ liệu theo phương thức
riêng của nó.
Trước đây đa số các ổ đĩa cứng đều thực hiện theo phương thức 1, có nghĩa là
chúng chỉ truy cập từng tập tin cho CPU. Ngày nay các ổ đĩa cứng đã được tích hợp
các bộ nhớ đệm (cache) cùng các công nghệ riêng của chúng (TCQ, NCQ) giúp tối

ưu cho hành động truy cập dữ liệu trên bề mặt đĩa nên ổ đĩa cứng sẽ thực hiện theo
phương thức thứ 2 nhằm tăng tốc độ chung cho toàn hệ thống.
b) Đọc và ghi dữ liệu trên bề mặt đĩa
Sự hoạt động của đĩa cứng cần thực hiện đồng thời hai chuyển động: Chuyển
động quay của các đĩa và chuyển động của các đầu đọc. Sự quay của các đĩa từ được
thực hiện nhờ các động cơ gắn cùng trục (với tốc độ rất lớn: từ 3600 rpm cho đến
15.000 rpm) chúng thường được quay ổn định tại một tốc độ nhất định theo mỗi loại
ổ đĩa cứng.
17
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

Khi đĩa cứng quay đều, cần di chuyển đầu đọc sẽ di chuyển đến các vị trí trên
các bề mặt chứa phủ vật liệu từ theo phương bán kính của đĩa. Chuyển động này kết
hợp với chuyển động quay của đĩa có thể làm đầu đọc/ghi tới bất kỳ vị trí nào trên bề
mặt đĩa. Tại các vị trí cần đọc ghi, đầu đọc/ghi có các bộ cảm biến với điện trường
để đọc dữ liệu (và tương ứng: phát ra một điện trường để xoay hướng các hạt từ khi
ghi dữ liệu). Dữ liệu được ghi/đọc đồng thời trên mọi đĩa. Việc thực hiện phân bổ dữ
liệu trên các đĩa được thực hiện nhờ các mạch điều khiển trên bo mạch của ổ đĩa
cứng.
2. RAM
RAM (viết tắt từ Random Access Memory trong tiếng Anh) hay bộ nhớ truy
cập ngẫu nhiên là một loại bộ nhớ chính của máy tính.
2.1. Chức năng
Bộ nhớ này lưu các chương trình phục vụ
trực tiếp cho quá trình xử lý của CPU, bộ nhớ
RAM chỉ lưu trữ dữ liệu tạm thời và dữ liệu sẽ bị
xoá khi mất điện.

2.2. Phân loại
- RAM tĩnh
RAM tĩnh được chế tạo theo công nghệ
ECL (dùng trong CMOS và BiCMOS). Mỗi bit
nhớ gồm có các cổng logic với 6 transistor MOS. SRAM là bộ nhớ nhanh, việc đọc
không làm hủy nội dung của ô nhớ và thời gian thâm nhập bằng chu kỳ của bộ
nhớ.nhưng sram là một nơi lưu.
- RAM động
RAM động dùng kỹ thuật MOS. Mỗi bit nhớ gồm một transistor và một tụ
điện. Việc ghi nhớ dữ liệu dựa vào việc duy trì điện tích nạp vào tụ điện và như
vậy việc đọc một bit nhớ làm nội dung bit này bị hủy. Do vậy sau mỗi lần đọc một
ô nhớ, bộ phận điều khiển bộ nhớ phải viết lại nội dung ô nhớ đó. Chu kỳ bộ nhớ
cũng theo đó mà ít nhất là gấp đôi thời gian thâm nhập ô nhớ.
18
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

Việc lưu giữ thông tin trong bit nhớ chỉ là tạm thời vì tụ điện sẽ phóng hết
điện tích đã nạp và như vậy phải làm tươi bộ nhớ sau khoảng thời gian 2µs. Việc
làm tươi được thực hiện với tất cả các ô nhớ trong bộ nhớ. Công việc này được
thực hiện tự động bởi một vi mạch bộ nhớ.
Bộ nhớ DRAM chậm nhưng rẻ tiền hơn SRAM.
Các loại RAM
* SDRAM (Viết tắt từ Synchronous Dynamic RAM) được gọi là DRAM đồng bộ.
SDRAM gồm 3 phân loại: SDR, DDR, DDR2 va DDR3.
* SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM), thường được giới chuyên môn gọi
tắt là "SDR". Có 168 chân. Được dùng trong các máy vi tính cũ, bus speed chạy
cùng vận tốc với clock speed của memory chip, nay đã lỗi thời.

* DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), thường được giới chuyên môn gọi
tắt là "DDR". Có 184 chân. DDR SDRAM là cải tiến của bộ nhớ SDR với tốc độ
truyền tải gấp đôi SDR nhờ vào việc truyền tải hai lần trong một chu kỳ bộ nhớ. Đã
được thay thế bởi DDR2.
* DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM), Thường được giới chuyên môn
gọi tắt là "DDR2". Là thế hệ thứ hai của DDR với 240 chân, lợi thế lớn nhất của nó
so với DDR là có bus speed cao gấp đôi clock speed.
* RDRAM (Viết tắt từ Rambus Dynamic RAM), thường được giới chuyên môn
gọi tắt là "Rambus". Đây là một loại DRAM được thiết kế kỹ thuật hoàn toàn mới
so với kỹ thuật SDRAM. RDRAM hoạt động đồng bộ theo một hệ thống lặp và
truyền dữ liệu theo một hướng. Một kênh bộ nhớ RDRAM có thể hỗ trợ đến 32
chip DRAM. Mỗi chip được ghép nối tuần tự trên một module gọi là RIMM
(Rambus Inline Memory Module) nhưng việc truyền dữ liệu được thực hiện giữa
các mạch điều khiển và từng chip riêng biệt chứ không truyền giữa các chip với
nhau. Bus bộ nhớ RDRAM là đường dẫn liên tục đi qua các chip và module trên
bus, mỗi module có các chân vào và ra trên các đầu đối diện. Do đó, nếu các khe
cắm không chứa RIMM sẽ phải gắn một module liên tục để đảm bảo đường truyền
được nối liền. Tốc độ Rambus đạt từ 400-800MHz. Rambus tuy không nhanh hơn
SDRAM là bao nhưng lại đắt hơn rất nhiều nên có rất ít người dùng. RDRAM phải
19
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

cắm thành cặp và ở những khe trống phải cắm những thanh RAM giả (còn gọi là
C-RIMM) cho đủ.
* DDR III SDRAM (Double Data Rate III Synchronous Dynamic RAM): có tốc
độ bus 800/1066/1333/1600 Mhz, số bit dữ liệu là 64, điện thế là 1.5v, tổng số pin
là 240.

2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
a) Cấu tạo
RAM được kết hợp bởi nhiều chip nhớ. Chip nhớ là mạch tích hợp (IC)
được làm từ hàng triệu bóng bán dẫn (transistor) và tụ điện. Một bóng bán dẫn và
một tụ điện kết hợp nhau tạo thành tế bào nhớ (Cell).
Tụ điện thường xuyên mất điện nên mạch điều khiển chip nhớ cần nạp lại
điện trong một khoảng thời gian nhất định, khi mất nguồn thì thông tin trên chip sẽ
bị mất.
Trong quá trình hoạt động của máy tính, mọi chỉ thị và các chương trình
phần mềm đều được nạp trực tiếp vào RAM và chờ CPU xử lý.
b) Nguyên tắc hoạt động
Khi thông tin nhập vào máy sẽ được chứa trong RAM, sau đó CPU sẽ lấy dữ
liệu từ RAM để xử lý. Nếu dữ liệu quá nhiều mà dung lượng Ram chứa không đủ,
Ram sẽ chờ cho CPU lấy dữ liệu để trống chỗ chứa, từ chỗ trống này RAM lại
dùng để chứa các dữ liệu mới, rồi tiếp theo CPU lại lấy dữ liệu, RAM lại nhập
thêm dữ liệu mới và cứ thế tiếp diễn. RAM không lưu lại dữ liệu khi không còn
nguồn điện (tắt máy).

20
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

Bài 5: Màn hình-bàn phím-chuột
------------1. Màn hình
1.1. Chức năng
Màn hình cung cấp sự liên kết giữa người sử dụng và
máy tính. Tạo ra một môi trường giao tiếp giữa người sử dụng
và máy tính.

Hệ thống hiển thị màn hình của một PC gồm có 2 bộ phận
chính như sau:
- Monitor.
- Video adapter(card Video hay card đồ họa, VGA card).
1.2. Phân loại
- Theo sự điều chỉnh
Loại chỉnh tương tự (Chỉnh các thông số kỹ thuật của màn hình dạng núm xoay).
Loại chỉnh số (dạng nút nhấn) là loại phổ biến ngày nay.
Theo kích thước: Được đo bằng đơn vị inches theo đường chéo. Hiến có các loại
màn hình 14, 15, …Những người dùng thiết kế đồ họa chuyên nghiệp thì nên chọn
các loại màn hình kích thước lớn 17, 21.
- Theo màu sắc
Gồm các loại màn hình MonoColor (đơn sắc: đen trắng). Các màn hình màu theo
các chuẩn phổ biến hiện nay: VGA(Video Graphics Array) có độ phân giải 640 x
480, SVGA(Supper VGA) có độ phân giải 800 x 600, XGA có độ phân giải 1024 x
768 và nhiều loại có độ phân giải lớn hơn.
- Theo công nghệ
Màn hình ống phóng tia cực âm: CRT (cathode ray
tube)
Màn hình tinh thể lỏng LCD (Liquid crystal display).
Màn hình Plasma.
Màn hình cảm biến.
- Theo bề mặt màn hình
Màn hình cong và màn hình phẳng.
21
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

1.3. Giới thiệu màn hình LCD
a) Đặc điểm
Tinh thể lỏng LCD( Liquyd Crystal Display) là chất lỏng hữu cơ mà phần tử
của nó có khả năng phân cực ánh sáng dẫn đến thay đổi cường độ sáng.
Trường tĩnh điện được dùng để điều khiển hướng phân tử LCD. Màn LCD
dựa trên hiệu ứng trường xoắn.
b) Phân loại
Màn LCD được chia thành 2 loại:
- Màn LCD ma trận thụ động ( DSTN LCD)
Đáp ứng tín hiệu khá chậm ( 300 ms) không đáp ứng với ứng dụng hiển thị
hình ảnh chuyển động nhanh. Ngoài ra dòng điện chạy trong lưới điện cực các
hàng lân cận bị ảnh hưởng làm xuất hiện vệt mờ quang hình chuyển động nhanh.
Vì vậy chúng không được ưu chuộng.
- Màn hình LCD ma trận chủ động (TFT LCD)
Đáp ứng tín hiệu nhanh ( 25 ms), lưới điện cực điều khiển được thay thế
bằng ma trận Tranzitor. Mỗi điểm ảnh được điều khiển bằng một Tranzitor, khắc
phục được những việt mờ khi hình ảnh chuyển động.
c) Các bộ phận của màn hình
- Bộ xử lý hình ảnh.
- Bộ nhớ RAM video.
- IC điều khiển màn hình.
- Thiết bị điều khiển bộ tương phản.
2. Bàn phím
2.1. Chức năng
Bàn phím là thiết bị nhập thông tin vào cho máy tính xử lý, thông tin từ bàn
phím là các ký tự, số và các lện điều khiển.
2.2. Phân loại
Theo chuẩn kết nối bàn phím được chia thành 4 loại:
- Bàn phím kết nối cổng COM.
- Bàn phím kết nối cổng PS/2.

- Bàn phím kết nối cổng USB.
- Bàn phím kết nối không dây.
22
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Sơ đồ mạch điện của bàn phím
Mỗi phím bấm trên bàn phím tương ứng với một công tắc đấu chập giữa một
chân hàng A và chân cột B, như vậy mỗi phím có một địa chỉ hàng và cột duy nhất,
người ta lập trình cho các phím này để tạo ra các mã nhị phân 11 bít gửi về máy
tính khi phím được nhấn.
Trong dữ liệu 11 bit gửi về có 8 bít mang thông tin nhị phân(gọi là mã quét
bàn phím ) và 3 bit mang thông tin điều khiển 8 bít mang thông tin nhị phân đó
được quy ước theo tiêu chuẩn quốc tế để thống nhất cho các nhà sản xuất bàn
phím.
Bảng sau là thí dụ khi ta nhấn một số phím, bàn phím sẽ gữi mã quét ở dạng
nhị phân về máy tính như sau:
Tên phím

Mã quét nhị phân Mã ASCII tương ứng

A

0001 1110

0100 0001

S

0001 1111

0101 0011

D

0010 0000

0100 0100

F

0010 0001

0100 0110

G

0010 0010

0100 0111

H

0010 0011

0100 1000

Mã quét bàn phím được nạp vào bộ nhớ đệm trên RAM sau đó hệ điều hành
sẽ dịch các mã nhị phân thành ký tự theo bảng mã ASCII

23
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

Khi bấm phím A => bàn phím gửi mã nhị phân cho bộ nhớ đệm sau đó hệ
điều hành sẽ đối sang mã ASC II và hiểv thị ký tự trên màn hình.
3. Chuột
3.1. Chức năng
Chuột là một thiết bị nhập, chuột là thiết bị trỏ
trên màn hình.
Chuột xuất hiện trong màn hình Windows với
giao diện đồ hoa, Các trình điều khiển chuột thường
được tích hợp trong các hệ điều hành.
3.2. Phân loại
Theo cấu tạo chuột gồm 2 loại:
- Chuột cơ (chuột bi).
- Chuột quang.
Theo chuẩn kết nối chuột gồm 4 loại:
- Chuột kết nối cổng COM.
- Chuột kết nối cổng PS/2.
- Chuột kết nối cổng USB.
- Chuột không dây.
3.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bên trong chuột bi có một viên bi cao su tỳ vào hai trục bằng nhựa được đặt

vuông góc với nhau, khi ta di chuột thì viên bi quay => làm cho hai trục xoay theo,
hai trục nhựa được gắn với bánh răng nhựa có đục lỗ, mỗi bánh răng được đặt lồng
vào trong một cảm biến bao gồm một Diode phát quang và một đèn thu quang.

Bộ cảm biến trong chuột bi
24
GV: Đặng Vượt


Phần cứng máy tính

Diode phát quang phát ra ánh sáng hồng ngoại chiếu qua bánh răng nhựa
đục lỗ chiếu vào đèn thu quang, khi bánh răng xoay thì ánh sáng chiếu vào đèn thu
quang bị ngắt quãng, đèn thu quang đổi ánh sáng này thành tín hiệu điện đưa về IC
giải mã => tạo thành tín hiệu điều khiển cho con trỏ dịch chuyển trên màn hình.

Bộ cảm biến đổi chuyển động cơ học của viên bi thành tín hiệu điện
Trong chuột bi có hai bộ cảm biến, một bộ điều khiển cho chuột dịch chuyển
theo phương ngang, một bộ điều khiển dịch chuyển theo phương dọc màn hình.

Hai bộ cảm biến đưa tín hiệu về IC giải mã,
giải mã thành tín hiệu nhị phân đưa về máy tính
Bên cạnh các bộ cảm biến là các công tắc để nhấn phím chuột trái hay phím chuột phải.

25
GV: Đặng Vượt