Giáo trình Phần cứng máy tính (Nghề: Tin học văn phòng - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Thêm vào BST

Báo xấu

9
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Phần cứng máy tính (Nghề: Tin học văn phòng - Trình độ: Trung cấp)" được biên soạn nhằm giúp sinh viên trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các linh kiện máy tính; nắm được các bước lắp ráp máy tính.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Phần cứng máy tính (Nghề: Tin học văn phòng - Trình độ: Trung cấp) - Trường Cao đẳng nghề Cần Thơ

1 THVP-TC-MĐ16-PCMT TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
2 LỜI GIỚI THIỆU Trong thời đại công nghiệp và công nghệ thông tin, nhu cầu thông tin liên lạc ngày càng trở lên không thể thiếu đối với sinh hoạt của chúng ta. Nhu cầu sử dụng máy tính ngày càng tăng kèm theo đó là nhu cầu sửa chữa máy vi tính đang trở lên rất “nóng” hiện nay. Bên cạnh các nội dung học về lý thuyết và thực hành cả về phần cứng lẫn phần mềm máy tính, tôi biên soạn 1 bộ tài liệu để giúp các bạn có nhu cầu tham khảo trong quá trình học tập và làm việc. Trong nội dung của tài liệu dưới đây là cuốn giáo trình máy tính ứng dụng. Đây là cuốn giáo trình chi tiết giúp các bạn sinh viên mới học và các bạn đang học có thể sử dụng thành thạo các chức năng,cách sử dụng máy tính và các phần cứng hỗ trợ cho Máy tính-Máy Tính xách Tay nhằm phục vụ cho quá trình sửa chữa Máy tính- Máy Tính xách Tay. Trong quá trình biên soạn cuốn giáo trình này vì thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong các bạn đóng góp ý kiến để chúng tôi hoàn thiện hơn. Cần Thơ, ngày 01 tháng 05 năm 2018 Tham gia biên soạn Chủ biên: 1. Châu Mũi Khéo
3 MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ............................................................................................ 1 LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................................ 2 MỤC LỤC ....................................................................................................................... 3 Bài 1:CẤU TRÚC MÁY TÍNH ...................................................................................... 5 1.Các khái niệm cơ bản: ............................................................................................... 5 2.Các loại máy tính thông dụng ................................................................................... 5 3.Cấu trúc máy tính ..................................................................................................... 6 Bài 2: HỘP MÁY VÀ BỘ NGUỒN ............................................................................... 7 1. Hộp máy (Case)........................................................................................................ 7 2.Bộ Nguồn máy tính (Power): ................................................................................... 8 BÀI 3 : BO MẠCH CHỦ .............................................................................................. 12 1. Mainboard của máy tính có các chức năng sau đây :............................................ 12 2. Các thành phần trên bo mạch chủ .......................................................................... 12 3. Nguyên lý hoạt động của Mainboard ..................................................................... 15 4. Các mạch cơ bản trên bo mạch chủ (Mainboard) .................................................. 16 BÀI 4: BỘ NHỚ MÁY TÍNH ....................................................................................... 18 1. Ổ cứng HDD ( Hard Disk Drive ) ......................................................................... 18 2. Ram ........................................................................................................................ 20 BÀI 5: MÀN HÌNH – BÀN PHÍM – CHUỘT ............................................................. 23 1. Màn hình ................................................................................................................ 23 2. Bàn phím ................................................................................................................ 26 3. Chuột(mouse) ......................................................................................................... 26 BÀI 6 : CARD ĐỒ HOẠ VÀ ÂM THANH ................................................................. 28 1.Card đồ hoạ ............................................................................................................. 28 2. Card âm thanh ........................................................................................................ 29 BÀI 7 : LẮP RÁP MÁY TÍNH..................................................................................... 31 1.Chuẩn bị : ................................................................................................................ 31 2. Các bước lắp ráp .................................................................................................... 34 3 Đấu nối thiết bị ngoại vi .......................................................................................... 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 50
4 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN Tên môn học: PHẦN CỨNG MÁY TÍNH Mã số mô đun: MĐ 16 Thời gian mô đun: 45 giờ (Lý thuyết: 15giờ;Thực hành: 30giờ) I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN:  Vị trí: Môn học được bố trí sau khi học sinh học xong các môn học chung.  Tính chất: Là môn học chuyên ngành bắt buộc. II. MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN: 1. Về kiến thức: Sau khi học xong mô đun này học sinh có khả năng :  Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các linh kiện máy tính  Trình bày cách bước Lắp ráp được máy tính; 2. Về kỹ năng:  Phân loại được các thành phần máy tính;  Lắp ráp được máy tính; 3. Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:  Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, tích cực, chủ động và sáng tạo trong học tập  Rèn luyện tinh thần trách nhiệm trong công việc, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau.  Rèn luyện tính chính xác, khoa học và tác phong công nghiệp.  Hình thành tư duy khoa học, phát triển năng lực làm việc theo nhóm. III. NỘI DUNG MÔ ĐUN: 1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian : Số NỘI DUNG Thời gian TT Tổng Lý Thực Kiểm số thuyết hành tra 1 Bài mở đầu 1 1 0 2 Cấu trúc máy tính 5 2 3 3 Hộp máy và bộ nguồn 10 2 8 4 Bo mạch chủ 6 2 4 5 Bộ nhớ máy tính 5 2 2 1 6 Màn hình-bàn phím-Chuột 7 2 5 7 Card đồ hoạ và âm thanh 6 2 4 8 Lắp ráp máy tính 5 2 2 1 Tổng cộng 45 15 28 2
5 Bài 1:CẤU TRÚC MÁY TÍNH Mã bài: MĐ16-01 Mục đích bài học:  Trình bày được chức năng, cấu tạo của máy tính;  Phân biệt được các loại máy tính hiện nay;  Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, và tác phong công nghiệp; 1.Các khái niệm cơ bản: Máy tính (Computer) là thiết bị điện tử thực hiện công việc sau: 1.1 Nhận thông tin vào. ( Input ) 1.2. Xử lý thông tin theo chương trình nhớ sẵn bên trong bộ nhớ máy tính. ( Processing ) 1.3. Đưa thông tin ra. ( Output ) Thông qua a. Chương trình (Program): chương trình là dãy các câu lệnh nằm trong bộ nhớ, nhằm mục đích hướng dẫn máy tính thực hiện một công việc cụ thể nào đấy. Máy tính thực hiện theo lệnh trong chương trình. b. Phần mềm (Software): Bao gồm chương trình và dữ liệu. c. Phần cứng (Hardware): Bao gồm tất cả các thành phần vật lý cấu thành lên hệ thống máy tính. d. Phần dẻo (Firmware): Là thành phần chứa cả hai thành phần trên. Kiến trúc máy tính (Computer Architecture) đề cập đến các thuộc tính của hệ thống máy tính dưới cái nhìn của người lập trình. Hay nói cách khác, là những thuộc tính ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình thực hiện logic của chương trình. Bao gồm: tập lệnh, biểu diễn dữ liệu, các cơ chế vào ra, kỹ thuật gán địa chỉ,… Tổ chức máy tính(Computer Organization): đề cập đến các khối chức năng và liên hệ giữa chúng để thực hiện những đặc trưng của kiến trúc. Ví dụ: trong kiến trúc bộ nhân: đây là thuộc tính của hệ thống xử lý. Bộ nhân này sẽ được tổ chức riêng bên trong máy tính hoặc nó được tính toán nhiều lần trên bộ cộng để được một kết qủa nhân tương ứng. Cấu trúc máy tính(Computer Structure): là những thành phần của máy tính và những liên kết giữa các thành phần. Ở mức cao nhất máy tính bao gồm 4 thành phần: . 2.Các loại máy tính thông dụng a. Siêu máy tính: Một siêu máy tính là một máy tính vượt trội trong khả năng và tốc độ xử lý. b. Siêu máy tính cỡ nhỏ (minisupercomputers): c. Mainframe (Máy tính lớn): Là loại máy tính có kích thước lớn được sử dụng chủ yếu bởi các công ty lớn như các ngân hàng, các hãng bảo hiểm ... để chạy các ứng dụng lớn xử lý khối lượng lớn dữ liệu như kết quả điều tra dân số, thống kê khách hàng và doanh nghiệp, và xử lý các giao tác thương mại. d. Máy chủ doanh nghiệp: Là một hệ thống máy tính chủ yếu dùng để phục vụ cho một doanh nghiệp lớn.
6 e. Máy trạm (workstation): Thuật ngữ workstation được dịch sang tiếng Việt rất sát nghĩa là "máy trạm" hay "trạm làm việc". Nhưng "máy trạm" hoàn toàn khác với "máy chủ" (server). f. Máy tính cá nhân (PC): Những máy tính cá nhân còn được gọi là máy tính gia đình: o Máy tính để bàn (Desktop). o Máy tính xách tay (Laptop). o Máy tính bảng con. o Thiết bị hỗ trợ kỹ thuật số cá nhân (PDA). Máy tính tháo lắp. 3.Cấu trúc máy tính Hình 1 Cấu trúc chung của máy tính bao gồm: Bộ xử lí trung tâm, bộ nhớ trong, các thiết bị vào/ra, bộ nhớ ngoài. CÂU HỎI ÔN TẬP: Câu 1: Nêu khái niệm cơ bản của kiên trúc máy tính. Câu 2: Nêu các thành phần cơ bản về phần cứng máy tính
7 Bài 2: HỘP MÁY VÀ BỘ NGUỒN Mã bài: MĐ16-02 Mục tiêu:  Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ nguồn;  Trình bày được công dụng của hộp máy và bộ nguồn;  Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, và tác phong công nghiệp. 1. Hộp máy (Case) 1.1 Chức năng :Là giá đỡ các thiết bị khác của máy tính hay nói cách khác là vỏ của máy tính Hình 1.1 1.2 Phân loại Case có 2 loại: Loại để đứng (Tower) và loại để nằm (Desktop), tùy theo nhu cầu sử dụng mà chọn Case thích hợp. 1.3 Cách chọn mua Việc chọn thùng máy tính (case) để chứa các linh kiện phần cứng của máy tính tưởng chừng đơn giản, chọn sao cho bắt mắt là được. Tuy nhiên, về sau, khi sử dụng có thể bạn sẽ hối tiếc khi đã lỡ chọn case có không gian bên trong quá chật hẹp, thao tác tháo lắp đĩa cứng bị vướng , khung sắt lắp đĩa cứng bị thòng xuống, không nhìn thấy các đèn LED tín hiệu ở mặt trước... Tính tiện dụng Để đảm bảo được tính tiện dụng của case, bạn hãy bỏ qua sự cầu kỳ ở mặt trước của nó; hoặc nếu muốn đảm bảo cả 2 yếu tố này, bạn hãy “điểm mặt” 3 cái case ưng ý nhất rồi hãy khảo sát và so sánh tính tiện dụng bên trong để chọn ra một. Đầu tiên, bạn hãy quan sát mặt trước của case. Nếu nút bấm nguồn (nút power), nút bấm khởi động nóng (nút reset) lòi ra khỏi bề mặt case khá nhiều thì hãy bỏ qua, bởi chúng có thể làm cho máy tính của bạn tự tắt ngang hoặc khởi động khi vô tình chạm mạnh tay vào, nhất là những gia đình có trẻ em. Hiện nay, trên thị trường có loại case thiết kế nút power ở dạng nhựa trong suốt (to cỡ bằng nắp chai bia; nằm ngang bề mặt
8 case) có đèn LED xanh hoặc đỏ ở xung quanh chiếu thẳng vào nên trông rất đẹp lúc về đêm. Tiếp theo, bạn chú ý đến vị trí đặt 2 ngõ cắm USB và ngõ cắm headphone (màu xanh), micro (màu hồng hoặc đỏ). Hãy chọn loại case bố trí các ngõ cắm này ở khu vực nửa trên của case để không phải cuối xuống tìm khi muốn cắm đĩa flash USB, headphone. Sau đó, quan sát 2 đèn LED báo nguồn (màu xanh) và truy xuất dữ liệu đĩa cứng (màu đỏ). Bạn nên ưu tiên chọn loại case bố trí 2 đèn này ngay trên bề mặt hoặc loại có nút power trong suốt, không nên chọn loại bố trí 2 đèn này ở phía dưới một tấm nhựa đen vì bạn chẳng thấy gì khi không nhìn trực diện. Tuy nhiên, nếu đã lỡ chọn và đang dùng loại case có 2 đèn báo bị che khuất dưới tấm nhựa đen thì hãy dùng tuốt- nơ-vít dẹp cạy bỏ tấm nhựa đen đó đi để lòi 2 đèn LED xanh và đỏ ra ngoài. Tính an toàn Sau khi chọn mặt case, bạn hãy nhờ nhân viên bán hàng mở nắp thùng ra để xem, bạn cũng có thể tự mở xem nếu case được trưng bày ở bên ngoài và dễ mở. Trước hết, bạn hãy xem phần khung (nằm ngay sau mặt thùng máy) lắp các ổ đĩa cứng, CD, DVD. Nếu khung này ở dạng lưng chừng, không chạm đến phần mặt đáy của case thì thế nào nó cũng sẽ bị thụng xuống khi bạn lắp đĩa cứng vào, hoặc bị biến dạng theo chiều rộng khiến cho 4 mấu sắt nâng đĩa cứng bị đẩy ra xa làm cho đĩa cứng bị rớt xuống case trước khi bạn vặn hoặc tháo các ốc vít đính chặt đĩa cứng với case. Do vậy, bạn hãy chọn loại case có khung này được đính chặt vào mặt đáy của case; tất nhiên là giá loại case như vậy sẽ đắt hơn loại case có khung lưng chừng khoảng từ 50.000 đồng trở lên. 2.Bộ Nguồn máy tính (Power): 2.1 Chức năng: Cung cấp điện áp ổn định và đủ lớn cho các linh kiện Hình 2.1 2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Bộ nguồn có 3 mạch chính là : + Mạch chỉnh lưu có nhiệm vụ đổi điện áp AC 220V đầu vào thành DC 300V cung cấp cho nguồn cấp trước và nguồn chính . + Nguồn cấp trước có nhiệm vụ cung cấp điện áp 5V STB cho IC Chipset quản lý nguồn trên Mainboard và cung cấp 12V nuôi IC tạo dao động cho nguồn chính hoạt động ( Nguồn cấp trước hoạt động liên tục khi ta cắm điện .) + Nguồn chính có nhiệm vụ cung cấp các điện áp cho Mainboard, các ổ đĩa cứng, đĩa mềm, đĩa CD Rom .. nguồn chính chỉ hoạt động khí có lệnh PS_ON điều khiển từ Mainboard . Hình 2.2
9 - Mạch chỉnh lưu Nhiệm vụ của mạch chỉnh lưu là đổi điện áp AC thành điện áp DC cung cấp cho nguồn cấp trước và nguồn xung hoạt động . Sơ đồ mạch như sau : Nguồn ATX sử dụng mạch chỉnh lưu có 2 tụ lọc mắc nối tiếpđể tạo ra điện áp cân bằng ở điển giữa. + Công tắc SW1 là công tắc chuyển điện 110V/220V bố trí ở ngoài khi ta gạt sang nấc 110V là khi công tắc đóng => khi đó điện áp DC sẽ được nhân 2, tức là ta vẫn thu được 300V DC + Trong trường hợp ta cắm 220V mà ta gạt sang nấc 110V thì nguồn sẽ nhân 2 điện áp 220V AC và kết quả là ta thu được 600V DC => khi đó các tụ lọc nguồn sẽ bị nổ và chết các đèn công suất. . Nguồn cấp trước + Nhiệm vụ của nguồn cấp trước là cung cấp điện áp 5V STB cho IC quản lý nguồn trên Mainboard và cung cấp 12V cho IC dao động của nguồn chính . + Sơ đồ mạch như sau : Sơ đồ mạch nguồn cấp trước trong bộ nguồn ATX � R1 là điện trở mồi để tạo dao động
10 � R2 và C3 là điện trở và tụ hồi tiếp để duy trì dao động � D5, C4 và Dz là mạch hồi tiếp để ổn định điện áp ra � Q1 là đèn công suất Nguồn chính + Nhiệm vụ : Nguồn chính có nhiệm vụ cung cấp các mức điện áp cho Mainboard và các ổ đĩa hoạt động + Sơ đồ mạch của nguồn chính như sau : Sơ đồ mạch nguồn chính trong bộ nguồn ATX Q1 và Q2 là hai đèn công suất, hai đèn này đuợc mắc đẩy kéo,trong một thời điểm chỉ có một đèn dẫn đèn kia tắt do sự điều khiển của xung dao động . OSC là IC tạo dao động, nguồn Vcc cho IC này là 12V do nguồn cấp trước cung cấp, IC này hoạt động khi có lệnh P.ON = 0V , khi IC hoạt động sẽ tạo ra dao động dạng xung ở hai chân 1, 2 và được khuếch đại qua hai đèn Q3 và Q4 sau đó ghép qua biến áp đảo pha sang điều khiển hai đèn công suất hoạt động . Biến áp chính : Cuộn sơ cấp được đấu từ điểm giữa hai đèn công suất và điểm giữa hai tụ lọc nguồn chính => Điện áp thứ cấp được chỉnh lưu thành các mức điện áp +12V, +5V, +3,3V, -12V, -5V => cung cấp cho Mainboard và các ổ đĩa hoạt động . Chân PG là điện áp bảo vệ Mainboard , khi nguồn bình thường thì điện áp PG > 3V, khi nguồn ra sai => điện áp PG có thể bị mất, => Mainboard sẽ căn cứ vào điện áp PG để điều khiển cho phép Mainboard hoạt động hay không, nếu điện áp PG < 3V thì Mainboard sẽ không hoạt động mặc dù các điện áp khác vẫn có đủ. 2.3 Cách chọn mua a. Tính toán đường điện 12V của nguồn Như bạn đã biết, 3 đường điện chính của một bộ nguồn là +12V, +5V và +3.3V. Công suất tổng được tính toán dựa trên cường độ mỗi dòng. Tuy nhiên thực tế đáng buồn là rất nhiều nhà sản xuất bộ nguồn máy tính thường sử dụng thủ thuật tăng số watt lên bằng cách "đẩy" những đường điện không quan trọng (+5V và +3.3V). Chính vì thế, bạn hãy bỏ qua con số watt và tập trung vào cường độ của đường điện 12V để xác định chất lượng một bộ nguồn. Chỉ số Ampere của đường +12V có thể tìm thấy trong tài liệu đi kèm hoặc ngay trên tem sản phẩm (ví dụ +12V: 25A). Chú ý rằng
11 những nguồn ATX12V 2.0 mới có tới 2 đường 12V cho phép chia tải năng lượng giữa CPU và BMC (+12v1) độc lập khỏi những linh kiện khác (+12v2). Điều đó cho phép dòng điện ổn định hơn. Một số nguồn thậm chí còn có tới 3 đường 12V khác nhau ví dụ như RealPower 550W của CoolerMaster. Mặc dù điều này không có ý nghĩa đối với những hệ thống thông thường nhưng khi sử dụng với những máy tính siêu mạnh cho game hay các ứng dụng chuyên nghiệp thì sẽ có khác biệt lớn. b. Đảm bảo tính chính xác Nếu bạn vừa mua một bộ nguồn chỉ 10-20USD với tem dán 28A cho đường +12V thì chắc chắn điều đó không chính xác. Tại thị trường Việt Nam hiện nay có nhiều bộ nguồn kém chất lượng xuất xứ không rõ ràng, bạn thậm chí có thể mua được một bộ nguồn công suất cực cao lên tới 600W-700W với giá chỉ 2/3 so với bộ nguồn 350W hàng hiệu, tuy nhiên đó không phải là công suất thực. Đó là chưa kể nguồn điện kém chất lượng thường không ổn định sau một thời gian dài sử dụng và có thể làm hỏng một số linh kiện đắt tiền của máy tính. Theo kinh nghiệm cá nhân, thường thì BMC sẽ là nạn nhân đầu tiên. c. Xem xét vấn đề công suất Bạn có thể lấy được những thông số về năng lượng của hầu hết các loại thiết bị từ tài liệu đi kèm sản phẩm hoặc website của nhà sản xuất để tính toán định mức gần đúng. Hai bảng tham khảo đối với đường điện +12V ở trên sẽ phần nào giúp bạn giải quyết vấn đề. Chúng ta có một ví dụ hệ thống máy tính như sau: Bạn có thể thấy rằng có nhiều thiết bị sử dụng 2 hay 3 đường điện cùng một lúc. Ví dụ như card đồ họa đời mới lấy năng lượng từ cả khe cắm mở rộng AGP/PCI- Express lẫn đầu cắm 12V ngoài. Với một cấu hình máy tính tương đối mạnh như trên, bạn sẽ cần tới nguồn điện khoảng 350W. Tuy nhiên với mục đích an toàn, chúng ta nên tính toán dư ra một chút
12 BÀI 3 : BO MẠCH CHỦ Mã bài: MĐ16-03 Mục tiêu: - Nắm vững chức năng, cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bo mạch chủ; - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, và tác phong công nghiệp. 1. Mainboard của máy tính có các chức năng sau đây : - 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 .  Trong một hệ thống máy tính có khoảng 10 thiết bị khác nhau như: - CPU - HDD - RAM - CDROM - Card Video - FDD - Card Sound - Keyboard - Card Net - Mouse 2. Các thành phần trên bo mạch chủ  Các chức năng của Mainboard - Gắn kết các thành phần trên một hệ thống máy tính lại với nhau - Điều khiển thay đổi tố độ BUS cho phụ hợp với các thành phần khác nhau - Quản lý nguồn cấp cho các thành phần trên Main - Cung cấp xung nhịp chủ (xung Clock) để đồng bộ sự hoạt động của toàn hệ thống Chính vì những chức năng quan trọng trên mà khi Main có sự cố thì máy tính không thể hoạt động được. Hình 2 Hệ thống máy tính với các thiết bị gắn trên nó, Mainboard có các thành phần chính là North Bridge (Chipset bắc), Sourth Bridge (Chipset nam), IC SIO (IC điều khiển các cổng). Ba thành phần chính của Mainboard đóng vai trò trung
13 gian để gắn kết các thiết bị của hệ thống máy tính lại thành một bộ máy thống nhất. Hình 3  Soket (đế cắm CPU) Có nhiều loại đế cắm cho CPU tuỳ theo chủng loại Mainboard - Socket 370 trên các Mainboard Pentium 3 - Socket 478 trên các Mainboard Pentium 4 - Socket 478 trên các Mainboard Pentium 4 Các chân Socket do Chipset bắc điều khiển.  North Bridge (Chipset bắc) - Chipset bắc có nhiệm vụ điều khiển các thành phần có tốc độ cao như CPU, RAM và Card Video - Chipset điều khiển về tốc độ BUS và điều khiển chuyển mạch dữ liệu, đảm bảo cho dữ liệu qua lại giữa các thành phần được thông suốt và liên tục, khai thác hết được tốc độ của CPU và bộ nhớ RAM - Có thể ví Chipset giống như một nút giao thông ở một ngã tư, điều khiển chuyển mạch như các đèn xanh đèn đỏ cho phép từng luồng dữ liệu đi qua trong một khoảng thời gian nhất định, còn điều khiển tốc độ BUS là mỗi hướng của ngã tư khác nhau thì các phương tiện phải chạy theo một tốc độ quy định. Sourth Bridge (Chipset nam) - Chức năng của chipset nam tương tụ như chipset bắc, nhưng chipset nam điều khiển các thành phần có tốc độ chậm như: Card Sound, Card Net, ổ cứng, ổ CD ROM, các cổng USB, IC SIO và BIOS v v... ROM BIOS (Read Olly Memory - Basic In Out System) - ROM là IC nhớ chỉ đọc, BIOS là chương trình nạp trong ROM do nhà sản xuất Mainboard nạp vào, chương trình BIOS có các chức năng chính sau đây: - Khởi động máy tính, duy trì sự hoạt động của CPU - Kiểm tra lỗi của bộ nhớ RAM và Card Video
14 - Quản lý trình điều khiển cho chipset bắc, chipset nam, IC-SIO và card video onboard - Cung cấp bản cài đặt CMOS SETUP mặc định để máy có thể hoạt động ta chưa thiết lập CMOS  IC SIO (Super In Out) - IC điều khiển các cổng vào ra dữ liệu - SIO điều khiển các thiết bị trên cổng Parallel như máy In, máy Scaner, điều khiển ổ mềm, các cổng Serial như cổng COM, cổng PS/2 - Ngoài ra SIO còn thực hiện giám sát các bộ phận khác trên Main hoạt động để cung cấp tín hiệu báo sự cố - Tích hợp mạch điều khiển tắt mở nguồn, tạo tín hiệu Reset hệ thống.  Clockgen (Clocking) - Mạch tạo xung Clock - Mạch tạo xung Clock có vai trò quan trọng trên Main, chúng tạo xung nhịp cung cấp cho các thành phần trên Main hoạt động đồng thời đồng bộ sự hoạt động của toàn hệ thống máy tính, nếu mạch Clock bị hỏng thì các thành phần trên Main không thể hoạt động được, mạch Clocking hoạt động đầu tiên sau khi Main có nguồn chính cung cấp.  VRM (Vol Regu Module) - Modul ổn áp. - Đây là mạch điều khiển nguồn VCORE cấp cho CPU, mạch có nhiệm vụ biến đổi điện áp 12V/2A thành điện áp khoảng 1,5V và cho dòng lên tới 10A để cấp cho CPU, mạch bao gồm các linh kiện như đèn Mosfet, IC dao động, các mạch lọc L,C  Khe AGP hoặc PCI Express .- Khe AGP và PCI Express dùng để gắn Card video, khe AGP hoặc PCI Express do Chipset bắc điều khiển.  Khe RAM - Khe RAM do Chipset bắc điều khiển dùng để gắn bộ nhớ RAM, đây là bộ nhớ trung gian không thể thiếu được trong một hệ thống máy tính.  Khe PCI - Khe PCI do Chipset nam điều khiển dùng để gắn các Card mở rộng như Card sound, Card Net ...  Cổng IDE - Cổng IDE do Chipset nam điều khiển, cổng IDE dùng để gắn các ổ đĩa như HDD, CDROM, DVD ... - POST (Power On Self Test) Quá trình khởi động và kiểm tra của máy tính  Quá trình khởi động và kiểm tra của máy tính diễn ra ngay sau khi bạn bấm công tắc mở nguồn, khi mà màn hình chưa có gì cả là lúc một loạt quá trình đã đựơc thực hiện bởi chương trình POST máy do BIOS thực hiện.  Hầu hết các hư hỏng của Mainboard đều biểu hiện ở lúc khởi động, vì vậy nếu bạn nắm chắc được quá trình khởi động của máy thì bạn có thể dễ dàng xác định được nguyên nhân của mỗi sự cố. Các bước trong quá trình khởi động máy tính (sau khi bật công tắc)
15 1. Bật công tắc, nguồn chính hoạt động cung cấp cho Mainboard các điện áp chính 12V, 5V và 3.3V 2. Mạch VRM cấp nguồn VCORE cho CPU đồng thời báo tín hiệu VRM_GD (VRM_Good) đến Chipset nam 3. Mạch tạo xung Clock (Clocking) hoạt động, cung cấp cho các thành phần trên Main xung Clock để hoạt động 4. Khi có Vcc, có xung Clock IC-SIO hoạt động. 5. IC-SIO tạo tín hiệu Reset để khởi động Chipset nam 6. Chipset nam hoạt động 7. Nếu có tín hiệu VRM_GD thì Chipset nam tạo tín hiệu Reset hệ thống. 8. Chipset bắc hoạt động 9. Chipset bắc tạo ra tín hiệu Reset CPU 10. CPU hoạt động 11. CPU phát tín hiệu truy cập ROM để nạp chương trình BIOS 12. Chương trình BIOS kiểm tra bộ nhớ RAM 13. Chương trình BIOS kiểm tra Card Video 14. BIOS cho nạp bản lưu cấu hình máy trong RAM CMOS 15. Kiểm tra các cổng và các ổ đĩa theo thiết lập trong CMOS 16. Khởi động ổ cứng và nạp hệ điều hành từ ổ cứng lên RAM 3. Nguyên lý hoạt động của Mainboard 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 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 .
16 4. Các mạch cơ bản trên bo mạch chủ (Mainboard) Các mạch ổn áp trên Mainboard. 4.1 - Các điện áp cấp trực tiếp đến linh kiện (không qua ổn áp) Trên Mainboard có một số linh kiện sử dụng trực tiếp nguồn điện từ nguồn ATX tới mà không qua mạch ổn áp, đó là các linh kiện: - IC Clock gen (tạo xung Clock) sử dụng trực tiếp nguồn 3,3V - Chipset nam sử dụng trực tiếp các điện áp 3,3V , 5V và 5V STB - IC-SIO sử dụng trực tiếp nguồn 3,3V và 5V STB (Các linh kiện sử dụng trực tiếp nguồn điện từ nguồn ATX hay bị sự cố khi ta sử dụng nguồn ATX kém chất lượng) 4.2 - Các mạch ổn áp: - Các linh kiện như CPU, RAM, Card Video và Chipset bắc chúng thường chạy ở các mức điện áp thấp vì vậy chúng thường có các mạch ổn áp riêng để hạ áp từ các nguồn 3,3V , 5V hoặc 12V xuống các mức điện áp thấp từ 1,3V đến 2,5V. a) Mạch VRM (Vol Regu Module - Modun ổn áp): - VRM là mạch ổn áp nguồn cho CPU, mạch này có chức năng biến đổi điện áp 12V xuống khoảng 1,5V và tăng dòng điện từ khoảng 2A lên đến 10A để cung cấp cho CPU - Trên các Mainboard Pen3 thì mạch VRM biến đổi điện áp từ 5V xuống khoảng 1,7V cấp cho CPU b) Mạch Regu_Chipset (mạch ổn áp cho chipset) - Là mạch ổn áp nguồn cấp cho các Chipset, các Chipset nam và bắc của Intel thường sử dụng điện áp chính là 1,5V các Chepset VIA thường sử dụng điện áp khoảng 3V c) Mạch Regu_RAM (mạch ổn áp cho RAM) - Với thanh SDRAM trên hệ thống Pentium 3 sử dụng 3,3V thì không cần ổn áp - Thanh DDR sử dụng điện áp 2,5V; thanh DDR2 sử dụng 1,8V và thanh DDR3 sử dụng 1,5V vì vậy chúng cần có mạch ổn áp để giảm áp xuống điện áp thích hợp. Sơ đồ của mạch cấp nguồn trên Mainboard
17 4.3 - Phân tích sơ đồ mạch cấp nguồn trên Mainboard - Khi cắm điện, phần nguồn STANBY trên nguồn ATX hoạt động => cung cấp 5V STB xuống Mainboard qua sợi dây mầu tím của rắc nguồn. - Khi bấm công tắc => mạch khởi động trên Mainboard đưa ra lệnh P.ON = 0V điều khiển cho nguồn chính hoạt động, nguồn chính chạy => cung cấp xuống Mainboard các điện áp: 3,3V 5V và 12V, và một số nguồn phụ như -5V và -12V - Nguồn 3,3V cấp trực tiếp cho IC tạo xung Clock, Chipset nam, BIOS và IC-SIO - đồng thời đi qua mạch ổn áp hạ xuống 1,5V cấp cho các Chipset (Intel) hoặc hạ xống 3V cấp cho các chipset VIA. - Nguồn 12V đi qua mạch ổn áp VRM hạ xuống điện áp khoảng 1,5V cấp cho CPU - Nguồn 5V đi cấp cho Chipset và các Card mở rộng trên khe PCI , giảm áp xuống 2,5V qua mạch ổn áp để cấp nguồn cho RAM CÂU HỎI: Câu 1: Kể tên các thành phần chính trên mainboard. Câu 2: Nêu được các cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị trên mainboard.
18 BÀI 4: BỘ NHỚ MÁY TÍNH Mã bài: MĐ16-04 1. Ổ cứng HDD ( Hard Disk Drive ) 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 ... Cùng với sự ra đời của máy tính cá nhân năm 1981, năm 1982 hãng IBM giới thiệu chiếc ổ cứng đầu tiên dành cho máy PC chỉ có 10MB nhưng bán với giá 1500USD, cho đến năm 2000 thế giới đã sản xuất được ổ cứng có dung lượng trên 40GB( gấp 4000 lần ) và giá thì giảm xuống còn 75USD, và ngày nay(2006) đã xuất hiện ổ trên 300GB , trong tương lai sẽ xuất hiện những ổ cứng hàng nghìnGB . Nếu như máy tính không có ổ cứng thì ta chỉ có thể chạy được hệ điều hành MS DOS xưa kia mà thôi . Một ở cứng ngày nay có thể lưu trữ thông tin bằng cả hàng trăm hiệu sách 1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của ổ cứng Đĩa từ : Bên trong ổ đĩa gồm nhiều đĩa từ được làm bằng nhôm hoặc hợp chất gốm thuỷ tinh, đĩa được phủ một lớp từ và lớp bảo vệ ở cả 2 mặt, các đĩa được xếp chồng và cùng gắn với một trục mô tơ quay nên tất cả các đĩa đều quay cùng tốc độ, các đĩa quay nhanh trong suốt phiên dùng máy . Cấu tạo đĩa và các đầu từ Đầu từ đọc - ghi : Mỗi mặt đĩa có một đầu đọc & ghi vì vậy nếu một ổ có 2 đĩa thì có 4 đầu đọc & ghi Mô tơ hoặc cuộn dây điều khiển các đầu từ : giúp các đầu từ dịch chuyển ngang trên bề mặt đĩa để chúng có thể ghi hay đọc dữ liệu . Mạch điều khiển : Là mạch điện nằm phía sau ổ cứng , mạch này có các chức năng :+ Điều khiển tốc độ quay đĩa + Điều khiển dịch chuyển các đầu từ + Mã hoá và giải mã các tín hiệu ghi và đọc Mạch điều khiển nằm phía sau ổ cứng Ảnh chụp bên trong ổ đĩa cứng Cấu trúc bề mặt đĩa : Ổ đĩa cứng gồm nhiều đĩa quay với vận tốc 5400 đến 7200vòng / phút , trên các bề mặt đĩa là các đầu từ di chuyển đểđọc và ghi dữ liệu. Dữ liệu được ghi trên các đường tròn đồng tâm gọi là Track hoặc Cylinder, mỗi Track lại chiathành nhiều cung - gọi là Sector và mỗi cung ghi được 512 Byte dữ liệu . + Track và Sector có được là do các nhà sản xuất đĩa cứng sử dụng một chương trình đặc biệt để định dạng vật lý hay định dạng cấp thấp cho đĩa. Bề mặt của đĩa cứng, tín hiệu ghi trên các đường tròn đồng tâm gọi là Track, mỗi Track được chia làm nhiều Sector Với đĩa cứng khoảng 10G => có khoảng gần 7000 đường Tracktrên mỗi bề mặt đĩa và mỗi Track được chia thành khoảng 200Sector . Để tăng dung lượng của đĩa thì trong các đĩa cứng ngày nay,các Track ở ngoài được chia thành nhiều Sector hơn và mỗimặt đĩa cũng được chia thành nhiều Track hơn và như vậy đòihỏi thiết bị phải có độ chính xác rất cao . Nguyên tắc lưu trữ từ trên đĩa cứng Trên bề mặt đĩa người ta phủ một lớp mỏng chất có từ tính, ban đầu các hạt từ tính không có hướng , khi chúng bị ảnh hưởng bởi từ trường của đầu từ lướt qua , các hạt có từ tính được sắp
19 xếp thành các hạt có hướng. Đầu từ ghi - đọc được cấu tạo bởi một lõi thép nhỏ hình chữ U,một cuộn dây quấn trên lõi thép để đưa dòng điện vào (khi ghi) hay lấy ra (khi đọc), khe hở gọi là khe từ lướt trên bề mặt đĩa với khoảng cách rất gần, bằng 1/10 sợi tóc . Đầu từ ghi - đọc và lớp từ tính trên đĩa Trong quá trình ghi, tín hiệu điện ở dạng tín hiệu số 0,1 đượcđưa vào đầu từ ghi lên bề mặt đĩa thành các nam châm rất nhỏ và đảo chiều tuỳ theo tín hiệu đưa vào là 0 hay 1. Trong quá trình phát, đầu từ đọc lướt qua bề mặt đĩa dọc theo các đường Track đã được ghi tín hiệu, tại điểm giao nhau của các nam châm có từ trường biến đổi và cảm ứng lên cuộn dâytạo thành một xung điện, xung điện này rất yếu được đưa vào khuếch đại để lấy ra tín hiệu 0,1 ban đầu . Ghi chú : Tín hiệu 0 , 1 là tín hiệu số ( Digital ) - Xem phần Tín hiệu số . Chú ý : Đĩa cứng được ghi theo nguyên tắc cảm ứng từ , vì vậy nếu ta để các đĩa cứng gần các vật có từ tính mạnh như Nam châm thì có thể dữ liệu trong đĩa cứng sẽ bị hỏng ! Khái niệm về định dạng đĩa : Các ổ đĩa cứng khi xuất xưởng thì bề mặt đĩa vẫn là lớp từ tính đồng nhất, để có thể ghi dữ liệu lên đĩa ta phải thực hiện qua ba bước : -Định dạng vật lý hay định dạng cấp thấp -Phân vùng - Định dạng cấp cao Trong đó định dạng cấp thấp là công việc của nhà sản xuất ổ đĩacòn phân vùng và định dạng cấp cao là công việc của Kỹ thuật viên cài đặt máy tính . Định dạng vật lý ( Hay định dạng cấp thấp ) - Đây là công việc của nhà sản xuất ổ đĩa, quá trình được thực hiện như sau : + Sử dụng chương trình định dạng để tạo các đường Track + Chia các Track thành các Sector và điền các thông tin bắt đầu và kết thúc cho mỗi Sector Đĩa chưa định dạng cấp thấp Đĩa đã định dạng cấp thấp do nhà sản xuất tiến hành Phân vùng ổ đĩa ( còn gọi là chia ổ ) - Công việc của các kỹ thuật viên lắp ráp máy tính Phân vùng là quá trình chia ổ đĩa vật lý thành nhiều ổ Logic khác nhau và trên mỗi ổ logic ta có thể cài một hệ điều hành, vì vậy một ổ cứng ta có thể cài được nhiều hệ điều hành . Nếu máy tính có cài đặt hệ điều hành Window 98 thì phân vùng là việc làm đầu tiên trước khi cài đặt, trường hợp này ta sử dụng chương trình FDISK để phân vùng cho ổ đĩa ( Chương trình FDISK sẽ được đề cập chi tiết trong phần cài đặt Window xp ) Trường hợp máy cài đặt Hệ điều hành Window2000 hoặc WindowXP thì ta có thể thực hiện tạo phân vùng và chia ổ trong lúc cài đặt , Chương trình cài đặt Win2000 hoặc WinXP có hỗ trợ chương trình chia ổ . Ngoài ra ta có thể sử dụng chương trình Partition Magic để chia ổ và tạo các phân vùng, trường hợp này thưòng sử dụng khi ta chia lại ổ trong khi ổ đang có hệ điều hành Đĩa chưa phân vùng Đĩa được chia làm 2 phân vùng
20 Định dạng cấp cao ( FORMAT ổ ) Sau khi chia ổ, trước khi cài đặt hệ điều hành hay lưu dữ liệu vào ổ thì ta phải định dạng cấp cao ( tức là Format ổ ) Thực chất của quá trình FORMAT là nhóm các Sector lại thành các Cluster sau đó đánh địa chỉ cho các Cluster này, mỗi Cluster có từ 8 đến 64 Sector ( tuỳ theo lựa chọn ) hay tương đương với 4 đến 32KB Các kiểu định dạng FAT, FAT32 và NTFS . FAT ( File Allocation Table - Bảng phân phối File ) Đây là bảng địa chỉ giúp cho hệ điều hành quản lý được các File hoặc thư mục trên ổ đĩa, trường hỏng bảng FAT thì dữ liệu trên ổ coi như bị mất . -Trong quá trình Format thường có các lựa chọn là Format với FAT , FAT32 hay là NTFS -Với lựa chọn FAT thì ổ đĩa sẽ được đánh địa chỉ bởi 16 bít nhị phân và như vậy bảng FAT này sẽ quản lý được 216 địa chỉ Cluster tương đương với ổ đĩa tối đa là 2GB - Với lựa chọn FAT32 thì ổ đĩa sẽ được đánh địa chỉ bởi 32 bít nhị phân và như vậy bảng FAT32 sẽ quản lý được 232 địa chỉ Cluster tương đương với dung lượng tối đa là 2048GB - Lựa chọn NTFS ( Win NT File System ) đây là hệ File của WinNT hệ File này hỗ trợ tên file dài tới 256 ký tự, khi định dạng NTFS thì các File lưu trong ổ này có thể không đọc được trên các hệ điều hành cũ 2. Ram 2.1 Chức năng RAM chính là viết tắt của chữ Random Access Memory nghĩa là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên. Ram là bộ nhớ "Truy xuất ngẫu nghiên" có nghĩa là dữ liệu trong đó được thay đổi liên tục, việc thay đổi liên tục được điều khiển bằng điện nên sẽ rất nhanh nhưng khi ngắt điện thì toàn bộ dữ liệu ở trên RAM sẽ mất hết. 2.2 Phân loại Tùy theo công nghệ chế tạo, người ta phân biệt thành 2 loại:  SRAM (Static RAM): RAM tĩnh  DRAM (Dynamic RAM): RAM động RAM tĩnh 6 transistor trong một ô nhớ của 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