Bài giảng môn cấu trúc máy tính

Chia sẻ: UT TIEN PRO | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:105

Thêm vào BST

Báo xấu

236
lượt xem 100
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Kiểu bo nμy hiện nay còn dùng nhiều có cấu hình hỗ trợ cho CPU 486 vμ sau đó từ Pentium 75 trở lên đến Pentium 200 .Phần lớn chúng giống nhau , chỉ thay đổi chút ít vμ đều có sẵn phần điều khiển EIDE vμ I/O. Bo mạch nμy hỗ trợ cho Pentium Pro 150 180 vμ 200 , còn Pentium II thì đã chuyển qua kiểu ATX • Kiểu ATX : Kiểu nμy hiện nay đã trở thμnh tiêu chuẩn cấu trúc cho bo mạch . Cấu trúc của nó đ−ợc thiết kế với xu h−ớng đơn...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn cấu trúc máy tính

Bài giảng cấu trúc máy tính
Môc Lôc PhÇn 1 Chøc n¨ng nhiÖm vô ,cÊu t¹o c¸c bé phËn m¸y tÝnh . Trang 1-C¸c bé phËn cña hÖ thèng m¸y tÝnh 2-Mainboard 3-Bé vi xö lý 4-Bé nhí m¸y tÝnh 5-§Üa mÒm vµ æ ®Üa mÒm 6-æ cøng 7-æ ®Üa quang 8-Chuét 9-Bµn phÝm 10-C¸c lo¹i bus më réng vµ card phèi ghÐp 11-Mµn h×nh vµ bé nguån m¸y tÝnh PhÇn 2: RAM-CMOS vµ cÊu h×nh hÖ thèng 1-Kh¸i niÖm 2-Sö dông ch−¬ng tr×nh SETUP 3-CÊt gi÷ phôc håi CMOS 4/ DÊu ®Üa cøng-Chèng x©m nhËp tr¸i phÐp-MËt khÈu b¶o vÖ CMOS PhÇn 3 : Söa ch÷a c¸c h− háng cña hÖ thèng m¸y tÝnh 1.C¸c dông cô tèi thiÓu dïng trong söa ch÷a 2.Söa ch÷a h− háng cña chuét 3.S÷a ch÷a æ ®Üa mÒm , ®Üa mÒm , sö dông ch−¬ng tr×nh ndd 4.Vi rut m¸y tÝnh -C¸ch phßng vµ chèng .Sö dông 1 sè ch−¬ng tr×nh quÐt vi rut th«ng dông . C¸ch t¹o ®Üa “ B¶o bèi “. 5.C¸c b−íc thùc hiÖn ®Ó ®−a 1 æ ®Üa cøng vµo ho¹t ®éng : - Format cÊp thÊp ®Üa cøng (Low format) - Ph©n chia 1 æ ®Üa cøng thµnh c¸c æ ®Üa logic (fdisk ) - Format cÊp cao ®Üa cøng (high format) 6-T×m nguyªn nh©n kh«ng s¸ng mµn h×nh , kiÓm tra bé nguån. PhÇn 4 Cµi ®Æt ch−¬ng tr×nh 1-C¸c ch−¬ng tr×nh SCANDISK,DEFRAGMENTER 2-Cµi ®Æt WINDOWS 98 2
3-Cµi ®Æt MSOFFICE PhÇn 5 Tæng thµnh vµ n©ng cÊp m¸y tÝnh 1-Lùa chän c¸c bé phËn ®Ó tæng thµnh l¾p r¸p 1 m¸y PC: Mainboard,RAM,card mµn h×nh,card sound,I/O,æ cøng ,CD- ROM 2-N©ng cÊp : Thay Mainboard,RAM,card mµn h×nh,card sound,I/O, æ cøng ,CD-ROM PhÇn 6 Phô lôc : -1 sè th«ng sè cña Mainboard vµ Card - Ch−¬ng tr×nh l−u Master boot - Ch−¬ng tr×nh L−u CMOS PhÇn 1 Chøc n¨ng nhiÖm vô ,cÊu t¹o c¸c bé phËn m¸y tÝnh . C¸c bé phËn cña hÖ thèng m¸y tÝnh S¬ ®å cÊu thµnh vÒ chøc n¨ng: Mét hÖ thèng m¸y PC th−êng cã c¸c thµnh phÇn cÊu thµnh : - Mµn h×nh - Bµn phÝm - Chuét 3
- Hép CPU: + B¶ng m¹ch chÝnh (Mainboard) + §Üa cøng (Hard Disk) + æ ®Üa mÒm + æ CD ROM Sau ®©y ta sÏ ®I s©u vµo ho¹t ®éng cña tõng phÇn mainboard Mainboard chøa c¸c linh kiÖn chÝnh vµ c¸c ®−êng d©y dÉn kÕt nèi chóng l¹i t¹o nªn m¸y tÝnh PC. µPC M I/O Ra Vµo A-bus D-bus C-bus Tõ s¬ ®å tæng qu¸t cña hÖ vi xö lý mµ m¸y tÝnh PC lµ 1 tr−êng hîp tiªu biÓu,so s¸nh víi 1 Mainboard cô thÓ ta thÊy trªn Mainboard cã g¾n: -µPC Microprossecor - Bé nhí : ROM,RAM,Cache,PAL - C¸c khe c¾m ®Ó c¾m c¸c b¶ng m¹ch vµo ra (I/O).Víi c¸c Mainboard ®êi míi c¸c card nµy ®−îc lµm liÒn trªn b¶ng m¹ch chÝnh (onboard). - C¸c vi xö lý bæ trî :8087,8259,8037,8250... -C¸c chuyÓn m¹ch hÖ thèng. C¸c ®−êng m¹ch in trªn Mainboard lµm d©y dÉn cã thÓ 2,3,4 líp . Cã 2 kiÓu Mainboard : • KiÓu AT: Nh÷ng kiÓu cò cã kÝch th−íc 12” x 13” hay 30cm x 32,5 cm . VÒ sau gi¶m xuèng cßn 8,5” x 11” hay 21,5cm x 28cm t−¬ng ®−¬ng khæ giÊy A4 gäi lµ bo m¹ch Baby/AT 4
KiÓu bo nµy hiÖn nay cßn dïng nhiÒu cã cÊu h×nh hç trî cho CPU 486 vµ sau ®ã tõ Pentium 75 trë lªn ®Õn Pentium 200 .PhÇn lín chóng gièng nhau , chØ thay ®æi chót Ýt vµ ®Òu cã s½n phÇn ®iÒu khiÓn EIDE vµ I/O. Bo m¹ch nµy hç trî cho Pentium Pro 150 180 vµ 200 , cßn Pentium II th× ®· chuyÓn qua kiÓu ATX • KiÓu ATX : KiÓu nµy hiÖn nay ®· trë thµnh tiªu chuÈn cÊu tróc cho bo m¹ch . CÊu tróc cña nã ®−îc thiÕt kÕ víi xu h−íng ®¬n gi¶n vµ tiÖn lîi ®Ó cho ng−êi dïng cã thÓ sö dông thiÕt bÞ hay phô tïng cña c¸c h·ng s¶n xuÊt kh¸c nhau.H×nh d¸ng bo m¹ch nµy kh¸c vµ xoay ngang 900 so víi h−íng kiÓu bo PC/AT vµ cã nh÷ng c¶i tiÕn tiÖn lîi nh− sau: * CPU tuy ®· cã bé phËn to¶ nhiÖt(heat - sink) nh−ng l¹i n»m ngay d−íi qu¹t cña bé nguån lîi dông qu¹t cña bé nguån ®Ó lµm m¸t cho CPU * R·nh PCI vµ ISA n»m thÊp xuèng d−íi vµ xa CPU ®Ó dÔ g¾n card giao tiÕp nhÊt lµ nh÷ng lo¹i cã chiÒu dµi bÊt th−êng nh− sound card , card video, card TV, card gi¶i m· h×nh vµ ©m thanh cho DVD,... mµ kh«ng bÞ v−íng m¾c * Chøc n¨ng kiÓm so¸t giao tiÕp cã s½n (built-in inteface): - Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn æ ®Üa mÒm ( ë bo nµo còng cã). - Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn EIDE - Chøc n¨ng ®iÒu khiÓn SCSI. Nh÷ng bo m¹ch cã s½n chøc n¨ng SCSI th−êng lµ SCSI3 - NÕu cã s½n tÝnh n¨ng ©m thanh trªn bo m¹ch ta thÊy cã thªm : +mét ®Çu nèi d−¬ng (connector) 4 hay 3 ch©n (pin) ®Ó nhËn ©m thanh tõ CD + Mét cæng ra loa (speaker out) + Mét cæng ra (output) cho thiÕt bÞ ©m thanh ngo¹i vi + Mét cæng vµo cho micro - Mét cæng vµo chØ dïng ®−îc cho chuét PS/2 - Mét cæng vµo cho bµn phÝm PS/2 - Hai cæng ra USB (Universal Serial Bus= Cæng nèi tiÕp ®a n¨ng).Lo¹i cæng nµy trong t−¬ng lai sÏ thay thÕ c¸c cæng nèi tiÕp ,song song,bµn phÝm,chuét vµ nh÷ng thiÕt bÞ míi kh¸c . - Mét cæng ra song song dïng cho m¸y in vµ c¸c thiÕt bÞ kh¸c 5
- Hai cæng ra nèi tiÕp COM1 vµ COM 2 Trªn thùc tÕ cßn tån t¹i nh÷ng lo¹i nh÷ng lo¹i bo m¹ch kh«ng chuÈn cña c¸c h·ng s¶n xuÊt m¸y nh¸i . Bé vi xö lý NÕu bé nguån lµ tr¸i tim cña m¸y vi tÝnh th× bé vi xö lý chÝnh lµ khèi ãc cña nã . Bé vi xö lý ®−îc ph¸t triÓn trªn c«ng nghÖ chÕ t¹o c¸c m¹ch vi ®iÖn tö cã ®é tÝch hîp rÊt lín VLSI (Very Large Scale Integration ) víi c¸c phÇn tö c¬ b¶n lµ c¸c tranzixtor tr−êng MOS cã ®é tiªu hao c«ng suÊt rÊt nhá . Trong hä 80x86 :(8086,80186,80286,80386,80486,Pentium,Pentium I,II,III...)chóng thùc hiÖn tÊt c¶ c¸c ho¹t ®éng xö lý logic vµ sè häc. Nãi chung bé vi xö lý ®äc sè liÖu tõ bé nhí, xö lý nã theo c¸ch ®−îc x¸c ®Þnh bëi lÖnh , cuèi cïng cÊt kÕt qu¶ vµo bé nhí. 1/CÊu tróc 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) : Hµng ®îi nhËn tr−íc BIU(Bus Interface Unit): §¬n vÞ ghÐp nèi Bus IU (Instruction Unit ) : §¬n vÞ lÖnh EU (Excution Unit) : §¬n vÞ thùc hiÖn lÖnh .EU gåm cã: ALU(Arithmetical Logical Unit) : Bé tÝnh sè häc CU(Control Unit) : Bé ®iÒu khiÓn Registers : C¸c thanh ghi EU duy tr× tr¹ng th¸i CPU ,KiÓm so¸t c¸c thanh ghi ®a n¨ng vµ to¸n h¹ng lÖnh.C¸c thanh ghi vµ ®−êng truyÒn d÷ liÖu trong EU dµi 16 bit ( Víi c¸c lo¹i míi cã thÓ lµ 32 hoÆc 64 bit). BIU thùc hiÖn tÊt c¶ c¸c t¸c vô vÒ Bus cho EU ; Nã thiÕt lËp kh©u nèi víi thÕ giíi bªn ngoµi lµ c¸c bus sè liÖu , ®Þa chØ vµ ®iÒu khiÓn . D÷ liÖu ®−îc truyÒn gi÷a CPU vµ bé nhí hoÆc thiÕt bÞ I/O khi cã yªu cÇu tõ EU . ViÖc truyÒn nµy kh«ng trùc tiÕp mµ qua 1 vïng nhí RAM cã dung l−îng nhá ë BIU gäi lµ PQ(Prefetch Queue):Hµng ®îi nhËn tr−íc. sau ®ã ®−îc truyÒn vµo IU . TiÕp ®ã IU sÏ ®iÒu khiÓn EU ®Ó cho lÖnh ®ã ®−îc thùc hiÖn bëi ALU. Mét chu kú lÖnh cña CPU cã thÓ ®−îc coi ®¬n gi¶n gåm 2 thêi kho¶ng : LÊy lÖnh tõ bé nhí vµ thùc hiÖn lÖnh .PQ cã thÓ cã tõ 4 ®Õn 6 byte. Trong khi EU ®ang thùc hiÖn lÖnh tr−íc th× BIU ®· t×m vµ lÊy lÖnh sau vµo CPU tõ bé nhí vµ l−u tr÷ lÖnh ®ã ë PQ råi .Hai khèi thùc hiÖn lÖnh vµ ghÐp nèi bus BIU cã thÓ lµm viÖc ®éc lËp víi nhau vµ trong hÇu hÕt c¸c tr−êng hîp cã sù trïng lÆp gi÷a thêi gian thùc hiÖn lÖnh tr−íc vµ lÊy lÖnh sau. Nh− vËy thêi gian lÊy lÖnh cã thÓ coi nh− b»ng 0 v× EU chØ thùc hiÖn lÖnh ®· cã s½n trong PQ do BIU lÊy vµo. §iÒu nµy ®· lµm t¨ng tèc ®é xö lý chung cña m¸y tÝnh. 2/C¸c thanh ghi cña hä 80x86: Thanh ghi thùc ra lµ 1 bé nhí ®−îc cÊy ngay trong CPU .V× tèc ®é truy cËp c¸c thanh ghi nhanh h¬n lµ víi bé nhí chÝnh RAM nªn nã ®−îc dïng ®Ó l−u tr÷ c¸c d÷ liÖu t¹m thêi cho c¸c qu¸ tr×nh tÝnh to¸n,xö lý cña CPU Bé nhí ®−îc chia thµnh c¸c vïng (®o¹n ) kh¸c nhau : 7
- Vïng chøa m· ch−¬ng tr×nh (Code segment) - Vïng chøa d÷ liÖu vµ kÕt qu¶ trung gian cña ch−¬ng tr×nh (Data segment) - Vïng ng¨n xÕp (stack) ®Ó qu¶n lý c¸c th«ng sè cña bé vi xö lý khi gäi ch−¬ng tr×nh con hoÆc trë vÒ tõ ch−¬ng tr×nh con.(Stack segment) - Vïng d÷ liÖu phô (Extra segment) C¸c thanh ghi ®o¹n 16 bit chØ ra ®Þa chØ ®Çu (segment) cña 4 ®o¹n trong bé nhí. Néi dung c¸c thanh ghi ®o¹n x¸c ®Þnh ®Þa chØ cña « nhí n»m ë ®Çu ®o¹n(®Þa chØ c¬ së) . §Þa chØ cña c¸c « nhí kh¸c n»m trong ®o¹n tÝnh ®−îc b»ng c¸ch céng thªm vµo ®Þa chØ c¬ së 1 gi¸ trÞ gäi lµ ®Þa chØ lÖch (ofset) C¸c thanh ghi cña hä 80x86 nh− sau: Thanh ghi con trá lÖnh IP C¸c thanh ghi d÷ liÖu: AX,BX,CX,DX C¸c thanh ghi con trá,chØ sè: SP,BP,SI,DI C¸c thanh ghi ®o¹n :CS,DS,SS,ES Thanh ghi cê Sè l−îng c¸c thanh ghi vµ ®é lín cña chóng trong c¸c bé CPU hiÖn ®¹I ngµy cµng ®−îc t¨ng lªn còng lµ 1 yÕu tè lµm cho c¸c bé vi xö lý nµy ho¹t ®éng nhanh h¬n. Dung l−îng c¸c thanh ghi trong 1 sè vi xö lý hiÖn ®¹I: Tõ m¸y 386 c¸c thanh ghi ®a n¨ng vµ thanh ghi cê cã ®é lín gÊp ®«I (32 bit) C¸c thanh ghi ®o¹n (6 thanh ghi) ®é lín vÉn lµ 16 bit 3/ Bé nhí Èn trong vi xö lý : C¬ chÕ bé nhí Èn ®· lµm cho c¸c CPU ho¹t ®éng nhanh h¬n ,hiÖu qu¶ h¬n ,chÝnh v× vËy c¸c CPU hiÖn ®¹I ngµy nay ®Òu cã bé nhí Èn (Cache).Dung l−îng cña bé nhí Èn còng ngµy cµng lín h¬n. Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña bé nhí Èn nh− thÕ nµo xin xem tiÕp môc 6 cña phÇn tiÕp sau . 4/ Mét sè c¶i tiÕn míi nhÊt trong kü thuËt vi xö lý cña 1 sè h·ng s¶n xuÊt: 8
TÝnh ®Õn thêi ®iÓm nµy (8/1999) kü thuËt vi xö lý ®· cã thªm 1 sè thµnh tùu sau: • H¹ thÊp ®iÖn ¸p nu«i chip vi xö lý: C¸c bé vØ xö lý Pentium Pro vµ Power PC thÕ hÖ hiÖn nay ®Òu dïng c«ng nghÖ CMOS(C«ng nghÖ ®¬n cùc sö dông c¸c cÆp MOSFET kªnh n vµ kªnh p ë chÕ ®é t¶i tÝch cùc) víi kÝch th−íc ®Æc tr−ng 0,35 micron (xÊp xØ kÝch th−íc cña mçi tranzixtor vµ c¸c ®−êng dÉn kim lo¹i nèi chóng). C¸c phiªn b¶n sau cña chóng sÏ rót xuèng kÝch th−íc 0.25 micron. Khi gi¶m nhá kÝch th−íc th× c«ng suÊt ®iÖn tiªu thô( nhiÖt l−îng to¶ ra ) trªn mçi ®¬n vÞ diÖn tÝch t¨ng lªn theo quy luËt b×nh ph−¬ng . May m¾n thay 1 ®Æc tÝnh kh¸c cña c«ng nghÖ CMOS ®· cøu nguy cho vÊn ®Ò nµy :®iÖn ¸p vµ c«ng suÊt tiªu thô cña tranzistor còng quan hÖ víi nhau theo quy luËt b×nh ph−¬ng .§iÒu nµy cã nghÜa lµ sù gi¶m nhá ®iÖn ¸p cung cÊp sÏ bï l¹i viÖc t¨ng c«ng suÊt tiªu thô . H¹ ®iÖn ¸p ho¹t ®éng tõ 5V xuèng 2V sÏ tiÕt kiÖm c«ng suÊt 6 lÇn (25/4) ;h¹ xuèng 1V sÏ gi¶m nhá sù tiªu hao c«ng suÊt 25 lÇn(25/1). §ã chÝnh lµ lý do t¹i sao c¸c nhµ thiÕt kÕ chip h¹ thÊp ®iÖn ¸p nu«i tõ 5V xuèng 3,3V råi 2,8V vµ 2,5V thËm chÝ 1,8V ®èi víi c¸c chÝp ë thÕ hÖ kÕ tiÕp • VÊn ®Ò “thay ®ång b»ng nh«m “ : Cïng thêi gian(9/1997) khi mµ Intel c«ng bè bé nhí tÕ bµo ®a ¸p (Chóng ta sÏ kh¶o s¸t chóng ë phÇn sau “Bé nhí m¸y tÝnh”) th× IBM ®· c«ng bè quy tr×nh chÕ t¹o míi dïng ®ång ®Ó t¹o ra chip CPU . Hä ®· gi¶i quyÕt ®−îc c¸c bÕ t¾c trong viÖc m¹ kim lo¹i ®ång cho qu¸ tr×nh CMOS 7S míi cña hä .Tr−íc ®©y c¸c chip th−êng ®−îc dïng nh«m lµm c¸c mèi dÉn .Nh−ng khi thu nhá kÝch th−íc d−íi 0,35micron ®iÖn trë cña nh«m g©y c¶n trë tèc ®é - sù chuyÓn m¹ch tøc thêi kh«ng thÓ thùc hiÖn trªn ®−êng tèc ®é thÊp . §ång cã ®iÖn trë thÊp h¬n , râ rµng lµ vËy ; nh−ng ®ång th−êng g©y nhiÔm bÈn silic vµ v× thÕ sÏ lµm háng c¸c tranzistor cña chip . IBM gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nhiÔm bÈn b»ng c¸ch t¸ch biÖt m¹ch ®ång víi silic sau ®ã bäc m¹ch ®ång l¹i . Qu¸ tr×nh thùc hiÖn tÝch hîp 6 líp ®ång kÝch th−íc 0,2 micron ®Ó g¾n vµo silic . 9
So s¸nh kÝch th−íc gi÷a c¸c ®−êng dÉn trong c¸c lo¹i chip sö dông ®ång vµ nh«m 386 : 1,5micron PentiumII : 0,35micron IBM copper : 0,18micron (dïng nh«m) (dïng nh«m) (dïng ®ång) Mét sè sè liÖu Vi x ö BÒ Kh«ng bus ®Þa Bus sè Tçng sè lý réng gian chØ liÖu ®ång hå thanh ®Þa cùc ®¹I ghi chØ 8086 16 bit 20 bit 16 bit 1 MB 10MHz 80286 16 bit 24 bit 16 bit 16MB 16MHz 80386D 32 bit 32 bit 32 bit 4 GB 40MHz X 80486S 32 bit 32 bit 32 bit 4 GB 25MHz X Pentium 32 bit 32 bit 64 bit 4 GB 400MH z Pentium 800MH “Merce z d” Trªn thÞ tr−êng m¸y tÝnh ViÖt Nam hiÖn nay sö dông nhiÒu lo¹i chip cña c¸c h·ng kh¸c nhau : Intel , AMD , Centaur (Winchip),Cyrix. Gi¸ thµnh cña c¸c chip AMD , Centaur,Cyrix th−êng rÎ h¬n Intel 20% - 30% víi tÝnh n¨ng c¬ b¶n kh«ng thua kÐm g× v× vËy chóng cã mÆt rÊt nhiÒu trong c¸c m¸y trong thùc tÕ víi tû lÖ % t−¬ng ®−¬ng Intel ; mÆc dï tæng thÓ trªn toµn thÕ giíi Intel chiÕm thÞ phÇn trªn 80%. 10
Bé nhí m¸y tÝnh 1/Kh¸i niÖm ho¹t ®éng cña m¸y tÝnh vµ vai trß cña bé nhí trong ho¹t ®éng ®ã : Nh×n vµo 1 c¸ch cô thÓ ta thÊy c«ng viÖc cña m¸y tÝnh cã nhiÒu lo¹i : - D¹ng ®¬n gi¶n hay gÆp :so¹n th¶o,trß ch¬i,lµm viÖc víi m«i tr−êng NC... Khi ta vµo 1 m«i tr−êng so¹n th¶o,ch¬i 1 trß ch¬i,hay lµm viÖc víi NC ...®ã chÝnh lµ khi m¸y tÝnh ®ang thùc hiÖn c¸c ch−¬ng tr×nh . - Tæng qu¸t c«ng viÖc cña m¸y tÝnh lµ g× ? §ã lµ 1 c«ng viÖc lÆp ®I lÆp l¹i : + NhËn lÖnh + Gi¶i m· lÖnh + Thùc hiÖn lÖnh Qu¸ tr×nh lÆp nµy cø tiÕn hµnh liªn tôc cho ®Õn khi cã 1 lÖnh míi ( tøc cã 1 t¸c ®éng míi cña con ng−êi vµo qu¸ tr×nh). - C¸c lÖnh n»m ë ®©u ? Ch−¬ng tr×nh m¸y tÝnh lµ 1 tËp hîp c¸c lÖnh theo 1 tr×nh tù nhÊt ®Þnh do con ng−êi nghÜ ra. VÝ dô: +” Céng 2 víi 4 “ +” HiÓn thÞ kÕt qu¶ ra mµn h×nh “ +” VÏ 1 tµu vò trô trªn bÇu trêi sao “... C¸c ch−¬ng tr×nh ®−îc chia lµm 2 lo¹i : + Ch−¬ng tr×nh hÖ thèng : C¸c ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn cña hÖ ®iÒu hµnh ,ch−¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ ngo¹i vi chuÈn... 11
+ Ch−¬ng tr×nh øng dông : C¸c ch−¬ng tr×nh nµy th−êng ®−îc l−u tr÷ trong bé nhí ngoµi . Khi ch¹y míi ®−a vµo bé nhí trong (RAM) VÝ dô : Ta ch¹y ch−¬ng tr×nh Tuvi.exe tøc lµ : Khi nhËn lÖnh Tuvi.exe ↵ Vi xö lý sÏ : - §äc vµo bé nhí ch−¬ng tr×nh Tuvi.exe - §äc c¸c dßng lÖnh cña Tuvi.exe - Gi¶i m· c¸c lÖnh nµy - Thùc hiÖn c¸c lÖnh Nh− vËy : Ch−¬ng tr×nh vµ d÷ liÖu ®−îc n¹p vµo bé nhí tr−íc khi thùc hiÖn . - Bé nhí do c¸c IC nhí t¹o thµnh .Mçi IC cã 1 dung l−îng nhí nhÊt ®Þnh. - Tæng dung l−îng nhí cña c¸c IC nhí lµ dung l−îng bé nhí. - NÕu dung l−îng bé nhí nhá,ch−¬ng tr×nh øng dông lín sÏ kh«ng ch¹y ®−îc VÝ dô : Windows 3.11 cÇn tèi thiÓu 4 MB bé nhí Windows 98 cÇn tèi thiÓu 16MB bé nhí 2/ Kh¶ n¨ng qu¶n lý bé nhí cña 1 bé vi xö lý : Phô thuéc vµo sè ch©n ®Þa chØ cña vi xö lý ( sè bÝt ®Þa chØ ) 8086 cã 20 bit ®Þa chØ → cã kh¶ n¨ng ph©n biÖt 220 « nhí = 1MB 8386 cã 32 bit ®Þa chØ → cã kh¶ n¨ng ph©n biÖt 232 « nhí = 4GB 8486 cã 32 bit ®Þa chØ → cã kh¶ n¨ng ph©n biÖt 232 « nhí = 4GB Pentium cã 32 bit ®Þa chØ → cã kh¶ n¨ng ph©n biÖt 232 « nhí = 4GB Pentium Pro150 cã 36 bit ®Þa chØ → cã kh¶ n¨ng ph©n biÖt 236 « nhí = 64GB Pentium Pro 200 cã 36 bit ®Þa chØ → cã kh¶ n¨ng ph©n biÖt 236 « nhí =64GB 12
MÆc dï cã thÓ c¾m thªm nhiÒu vi m¹ch nhí vµo m¸y, nh−ng trong thùc tÕ ng−êi ta còng chØ th−êng dïng ®Õn 128 MB nhí trë vÒ trong c¸c øng dông th«ng th−êng. 3/C¸c ®Æc tr−ng kü thuËt c¬ b¶n cña bé nhí b¸n dÉn: -Dung l−îng - Tèc ®é ho¹t ®éng (truy nhËp) - §é tin cËy sö dông - Gi¸ thµnh , kÝch th−íc. 4/ Bé nhí RAM (Random Access Memory) : - Bé nhí RAM gièng nh− 1 caÝ b¶ng mµ ng−êi ta cã thÓ viÕt vµo vµ sau ®ã l¹i cã thÓ xo¸ ®I ®Ó viÕt c¸c th«ng tin míi - Hai lo¹i RAM + RAM tÜnh : Dïng phÇn tö triger lµm phÇn tö nhí Tèc ®é truy nhËp nhanh.Gi¸ thµnh ®¾t + RAM ®éng: Dïng tô ®iÖn lµm phÇn tö nhí Tèc ®é truy nhËp kh«ng nhanh Lu«n ph¶i “lµm t−¬i” th«ng tin Gi¸ thµnh rÎ - Trong m¸y tÝnh c¸c IC nhí RAM th−êng ®−îc ghÐp thµnh c¸c khèi nhí 1MB,4MB,8MB,16MB... ®Ó c¾m vµo m¸y cho tiÖn lîi. - Hai lo¹i modun nhí RAM: • SIMM (Single Inline Memory Modules ): M«dul nhí 1 hµng ch©n Cã lo¹i 30 ch©n : Dïng cho c¸c lo¹i m¸y cò nh− m¸y 386 Cã lo¹i 72 ch©n : Dïng cho c¸c lo¹i m¸y cò nh− m¸y 486,Pentium H×nh d¸ng bªn ngoµi vµ s¬ ®å m¹ch ®iÖn , tªn c¸c ch©n cña 1 khèi SIMM nh− sau: 13
page 282 14
• DIMM (Dual Inline Memory Modules ): M«dul nhí 2 hµng ch©n. Dïng cho c¸c lo¹i m¸y 486,Pentium,c¸c lo¹i ®êi míi hiÖn nay... - Ký hiÖu cña 1 IC nhí : WWW XX YYYY ZZ M· s¶n phÈm KiÓu bé nhí Dung l−îng Tèc ®é truy nhËp EPROM : 27 Kil«bit nan« gi©y SRAM : 62,7C DRAM : 41,51 VÝ dô : 7C1024 - 15 lµ SRAM ,128KB , tèc ®é truy nhËp 15 nan« gi©y Ta thÊy 1 IC nhí cã dung l−îng 128KB vËy muèn cã 512KB ph¶i cÇn 4 IC ghÐp víi nhau muèn cã 1MB ph¶i cÇn 8 IC ghÐp víi nhau... C¸c lo¹i RAM míi ®−îc sö dông trong thêi gian gÇn ®©y: HiÖn nay trong c¸c lý lÞch kü thuËt m¸y , trong c¸c bµi kh¶o cøu chuyªn ngµnh m¸y tÝnh ... th−êng cã nh¾c ®Õn 1 sè c¸c danh tõ vÒ RAM . §©y lµ c¸c vÊn ®Ò míi cÇn cËp nhËt: - VRAM (Video Random Access Memory): Bé nhhí truy nhËp ngÉu nhiªn video vµ cïng hä víi nã :WRAM (Windows RAM)cho ®é réng d¶i h¬n . Thuéc lo¹i bé nhí 2 cæng (Dual - ported memory) .§©y lµ bé nhí RAM cã 15
cæng tr−íc ,cæng sau . D÷ liÖu cã thÓ ®I vµo cöa tr−íc råi ®I ra trùc tiÕp cöa sau nªn cã tèc ®é cao h¬n . - EDOVRAM : Lµ d¹ng tèc ®é nhanh cña VRAM - EDODRAM : Lµ d¹ng tèc ®é nhanh cña DRAM - SDRAM (Synchronous DRAW = DRAW ®ång bé ): DRAW lµ 1 lo¹i RAM gia tèc cho Windows : - SGRAM ( Synchronous Graphics RAM = RAM ®å ho¹ ®ång bé ) - EDRAM (Enhanced DRAW = DRAW c¶i tiÕn ) - RAMDAC : §©y lµ lo¹i chuyÓn ®æi Digital - Analog dïng RAM Trong t−¬ng lai ; còng nh− víi c¸c chip vi xö lý danh s¸ch nµy sÏ cßn kÐo dµi n÷a... 5/ Bé nhí ROM: (Read Only Memory) -Lµ bé nhí vÉn gi÷ ®−îc th«ng tin sau khi c¾t ®iÖn nu«i vi m¹ch -Dung l−îng cña IC nhí lo¹i nµy th−êng nhá. Ch−¬ng tr×nh ®−îc n¹p vµo trong ROM b»ng thiÕt bÞ chuyªn dïng.Mét thiÕt bÞ n¹p,xo¸ ROM møc trung b×nh cã gi¸ kho¶ng h¬n 500$ . Mét vi m¹ch ROM tr¾ng(Lo¹i EPROM: ghi ®−îc nhiÒu lÇn) dung l−îng 512KB cã gi¸ kho¶ng 3$. - Bé nhí PROM (Programable Read Only Memory): Ghi ®−îc 1 lÇn. - Bé nhí EPROM(Erasable Programable ROM) : Ghi ®−îc nhiÒu lÇn. - Bé nhí Flash ROM : Lµ lo¹i ROM cã thÓ thay ®æi ®−îc néi dung trùc tiÕp tõ m¸y tÝnh mµ kh«ng cÇn cã thiÕt bÞ ghi ®Æc biÖt nµo vµ còng kh«ng cÇn xo¸ b»ng tia cùc tÝm HÇu hÕt c¸c mainboard ®êi míi ®Òu dïng Flash ROM ®Ó chøa BIOS,nhê ®ã gióp ng−êi dïng cËp nhËt version míi ®−îc dÔ dµng.Tuú theo h·ng nµo s¶n xuÊt , Flash ROM dïng 1 trong 2 møc ®iÖn ¸p lµm viÖc lµ +5V hay +12V . Ta chØ cÇn cã phÇn mÒm ghi Flash ROM (Cña h·ng t¹o ra BIOS nh− Award ,AMI ...)råi dïng nã 16
®Ó cËp nhËt ROM BIOS. Ch−¬ng tr×nh nµy chØ ®−îc sö dông khi thËt cÇn thiÕt. -Ký hiÖu cña vi m¹ch : 27xxx ; 3 sè sau chØ dung l−îng cña ROM (KB) 2708(1KB x 8) : 8KB 27256(32K x 8) ;256KB 27512(64K x 8): 512KB - KÝch th−íc vËt lý cña c¸c vi m¹ch ROM ®Òu b»ng nhau. 6/ Bé nhí tÕ bµo ®a ¸p : Tõ th¸ng 9 n¨m 1997 Intel ®· c«ng bè bé nhí StrataFlash ®©y lµ lo¹i bé nhí ®Æc biÖt d¹ng tÕ bµo ®a ¸p (multilevel-cell) cã kh¶ n¨ng l−u gi÷ néi dung ngay c¶ khi t¾t thiÕt bÞ . Thay v× ph¶i x¸c ®Þnh 1 hay 2 møc ®iÖn ¸p kh¶ dÜ cho tÕ bµo nhí StrataFlash sÏ g¸n 1 trong 4 møc ®iÖn ¸p . C¸c tÕ bµo StrataFlash sÏ cã 4 møc ®iÖn ¸p : 2 cho tr¹ng th¸i më vµ 2 cho tr¹ng th¸i t¾t . Nhê vËy mçi tÕ bµo cã thÓ l−u d÷ liÖu gÊp 2 lÇn lo¹i chip nhí flash th«ng th−êng ( Lo¹i ROM cã thÓ ghi xo¸ b»ng m¸y tÝnh kh«ng cÇn thiÕt bÞ ®Æc biÖt) . Lo¹i nµy ®−îc sö dông réng r·i trong c¸c m¸y ¶nh sè, m¸y tÝnh cÇm tay ,®iÖn tho¹i di ®éng ,c¸c m¸y tr¶ lêi tù ®éng . Tuy nhiªn hiÖn nay tuæi thä cña lo¹i nµy cßn t−¬ng ®èi thÊp : Sè chu kú xo¸ lµ 10.000 lÇn so víi 100.000 lÇn cña c¸c lo¹i chip Flash th«ng th−êng . Víi 1 m¸y ¶nh sè 10.000 chu kú xo¸ ®ñ ®Ó chôp 240.000 p« h×nh trªn m¸y ¶nh (T−¬ng ®−¬ng kho¶ng 6500 cuén phim th«ng th−êng ) . T−¬ng lai cña lo¹i bé nhí nµy rÊt s¸ng sña . 7/ Bé nhí Èn trong vi xö lý : a-Bé nhí Èn: SRAM DRAM B¨ng,®Üa tõ CPU Cache Bé nhí Bé nhí chÝnh ngoµi Registers 17
Khi CPU lµm viÖc víi 1 ®èi t−îng ,th«ng tin (d÷ liÖu,lÖnh) cña ®èi t−îng vµ c¸c th«ng tin l©n cËn sÏ ®−îc ®−a vµo Cache .Khi CPU xö lý nã sÏ t×m th«ng tin ë Cache . NÕu kh«ng cã nã sÏ t×m ë bé nhí chÝnh ,khi copy th«ng tin vµo Cache nã sÏ copy lu«n c¶ c¸c th«ng tin l©n cËn vµo Cache . NÕu th«ng tin kh«ng cã ë bé nhí chÝnh th× nã sÏ t×m ë bé nhí phô vµ khi copy nã còng sÏ copy lu«n c¶ c¸c th«ng tin l©n cËn vµo bé nhí chÝnh ®Ó dù phßng cho c¸c lÇn tiÕp theo cña CPU . Ta cã thÓ so s¸nh c¬ chÕ nµy víi m« h×nh m−în s¸ch tõ th− viÖn nh− sau: Tñ s¸ch(BN chÝnh) Th− viÖn CPU Cache1 (Bé nhí ngoµi) Cache2 Ng−êi ®äc (CPU) sÏ nhanh chãng t×m ®−îc c¸c quyÓn s¸ch cÇn thiÕt liªn quan ®Õn vÊn ®Ò anh ta ®ang quan t©m v× khi m−în s¸ch tõ th− viÖn vÒ ®−a vµo tñ anh ®· m−în 1sè c¸c quyÓn cã néi dung liªn quan ®Õn nhau . Vµ khi lÊy tõ tñ ra ®Ó lªn bµn tr−íc mÆt còng theo nguyªn t¾c ®ã (TÊt nhiªn sè s¸ch b©y giê Ýt h¬n,viÖc t×m kiÕm cµng nhanh h¬n) . b-Bé nhí Èn ®−îc ®−a vµo trong vi xö lý : DRAM B¨ng,®Üa tõ CPU Cache Bé nhí Bé nhí chÝnh ngoµi Registers c-Bé nhí Èn ®−îc chia lµm 2 (Cache1 vµ Cach2 ): DRAM B¨ng,®Üa tõ 18
Cache1 Cache2 Bé nhí Bé nhí chÝnh ngoµi CPU Registers d- Dung l−îng bé nhí Èn trong 1 sè vi xö lý hiÖn ®¹I: C¬ chÕ bé nhí Èn gióp ®· lµm cho c¸c CPU ho¹t ®éng nhanh h¬n ,hiÖu qu¶ h¬n ,chÝnh v× vËy c¸c CPU hiÖn ®¹I ngµy nay ®Òu cã bé nhí Èn (Cache).Dung l−îng cña bé nhí Èn còng ngµy cµng lín h¬n : 80486DX 8KB 80486SX 8KB 80486DX2 8KB 80486DX4 16KB Pentium 100 16KB Pentium 200 512KB Pentium II (L2) 512KB Pentium Pro(L2) 512KB (Tuú chän 256 hoÆc 512) Pentium MMX(L2) 512KB (Tuú chän 256 hoÆc 512) Pentium Celeron(L2) 512KB (§−îc bæ xung vµo 4/1998) Pentium IIXeon(L2) 1MB §Üa mÒm vµ æ ®Üa mÒm 19
1/Kh¸i niÖm: - Maý tÝnh lµm viÖc dùa trªn sù ho¹t ®éng cña c¸c ch−¬ng tr×nh chøa trong bé nhí. - Ng−êi ta chia bé nhí lµm 2 lo¹i : +Bé nhí trong + Bé nhí ngoµi §Üa mÒm lµ 1 d¹ng bé nhí ngoµi. - §iÓm l¹i sù ph¸t triÓn cña bé nhí ngoµi: B¾t ®Çu lµ c¸c lo¹i b¨ng ®ôc lç,b×a ®ôc lç → xuyÕn tõ → æ ®Üa mÒm → æ ®Üa cøng → æ zip → æ CD ROM → DVD ROM → DVD RW. - §Üa mÒm d· ®Õn ngµy tËn sè ? ViÖc nghiªn cøu ®Üa mÒm cã cßn ý nghÜa n÷a kh«ng ? ViÖc sö dông ®Üa mÒm ngµy nay ®· h¹n chÕ .Tuy vËy ng−êi ta vÉn ch−a bá h¼n ®Üa mÒm v× dïng nã ®Ó l−u tr÷ ,vËn chuyÓn c¸c l−îng th«ng tin nhá vÉn tiÖn lîi,gi¸ thµnh rÎ. ViÖc nghiªn cøu ho¹t ®éng cña ®Üa mÒm vµ æ ®Üa mÒm vÉn rÊt cã ý nghÜa ®Ó t¹o tiÒn ®Ò cho viÖc tiÕp thu kiÕn thøc vÒ ho¹t ®éng cña c¸c lo¹i ®Üa kh¸c. Xin trÝch dÉn ®o¹n v¨n sau tõ t¹p chÝ US-PCWold : “ Nh÷ng b¸o c¸o vÒ sù lôi tµn cña ®Üa mÒm ®· c−êng ®iÖu qu¸ møc.Hµng n¨m ,khi c¸c nhµ s¶n xuÊt cho ra ®êi nh÷ng ph−¬ng tiÖn l−u tr÷ míi víi dung l−îng lín , ng−êi ta l¹i viÕt hµng lo¹t bµi c¸o phã . Nh−ng råi chiÕc ®Üa mÒm 3,5 inch ®¸ng kÝnh vÉn cø tån t¹i ,gièng nh− 1 con mÌo giµ l¾m m−u nhiÒu mÑo sèng dai h¬n ng−êi ta t−ëng ...” 2/ Nguyªn lý ghi_®äc tõ: - Gåm 2 thµn phÇn chÝnh : + §Çu tõ: Lµ 1 lâi ferit h×nh xuyÕn ,cã khe tõ.Trªn lâi cã quÊn cuén d©y ®iÖn tõ. C¸c ®Çu ra cña cuén d©y nèi vµo m¹ch thu_ph¸t th«ng tin 20