›
›

Bài giảng môn Kiến trúc máy tính đầy đủ nhất

ppt 441 trang hoanguyen 8403
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng môn Kiến trúc máy tính đầy đủ nhất", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_mon_kien_truc_may_tinh_day_du_nhat.ppt

Nội dung text: Bài giảng môn Kiến trúc máy tính đầy đủ nhất

  1. KIẾN TRÚC MÁY TÍNH 1
  2. TÀI LIỆU THAM KHẢO ◼ Cẩm nang sửa chữa, nâng cấp và bảo trì máy tính cá nhân. SCOTT MUELLER ◼ Cẩm nang sữa chữa và nâng cấp máy tính cá nhân” Tạp chí Maxium PC, ấn bản 2002, NXB Đà Nẵng ◼ “Computer Architechture: A Quantitative Approach” John Henessy, David Patterson, Morgan Kaufman, 1990. 2
  3. NỘI DUNG ◼ Hệ thống số. ◼ Tổng quan ◼ Bo mạch chính ◼ CPU ◼ Bộ nhớ ◼ Thiết bị lưu trữ ◼ Cổng giao tiếp ◼ Nguồn ◼ Màn hình ◼ Card màn hình ◼ Máy in ◼ Bàn phím và chuột. ◼ Bios và CMOS ◼ Quá trình khởi động 3
  4. Chương 1: HỆ THỐNG SỐ ◼ CÁC HỆ ĐẾM: ◼ Hệ thập phân: (Decimal number system) ◼ Hệ nhị phân: (Binary number system) ◼ Hệ thập lục phân (Hexadecimal number system) ◼ Hệ bát phân (Octal number system) 4
  5. Hệ thập phân: (Decimal number system) ◼ 10 chữ số cơ bản: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. ◼ Ví dụ: 540 = 5*102 + 4*101 + 0*100 n 1 0 X = anan−1 a1a0 = anb + + a1b + a0b b: cơ số hệ đếm, a là các chữ số cơ bản X: là số ở hệ cơ số b 5
  6. Hệ nhị phân: (Binary number system) ◼ 2 chữ số cơ bản: 0,1 ◼ Ví dụ: 3 2 1 0 1110 =1*2 +1*2 +1*2 ụ+ 0*2 = 8 + 4 + 2 + 0 =14 1410 =11102 6
  7. Hệ thập lục phân: ◼ 16 chữ số cơ bản: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F ◼ A=10; B=11; C=12; D=13; E=14; F=15 ◼ Ví dụ: 3 2 1 0 1C2016 =1*16 +12*16 + 2*16 + 0*16 = 720010 7
  8. Hệ bát phân: ◼ 8 chữ số cơ bản: 0,1,2,3,4,5,6,7 ◼ Ví dụ: 3 2 1 0 12348 =1*8 + 2*8 + 3*8 + 4*8 = 66810 45610 = 110102 = 9548 = A3C16 = 8
  9. Các phép tốn trên hệ thống số ◼ Các phép tốn trên hệ nhị phân: 0+0=0 0-0=0 0x0=0 0+1=1 1-0=1 0x1=0 0:1=0 1+0=1 1-1=0 1x0=0 1:1=1 1+1=10 0-1=0 1x1=1 9
  10. ◼ Ví dụ: X 1100 100011 + 101 1010110 1100 1111001 0000 1100 11011100+11001101= 111100 1001x110= 10
  11. Đổi số thập phân thành nhị phân 58 2  29 2  14 2  7 2 58=111010  3 2 749=  1 2 1246=  0 11
  12. Đổi số thập phân thành thập lục phân 1789 16 13 111 16 15 6 16 6 0 1789=6FD 345= 63= 12
  13. Đổi số nhị phân thành thập lục phân ◼ 101 0011 1111=53Fh ◼ 101=5 ◼ 0011=3 ◼ 1111=F ◼ 1001100001101= ◼ 101101100101= 13
  14. Đổi số thập lục phân thành nhị phân ◼ 7F15C=0111 1111 0001 1100 ◼ 7=0111 ◼ F=1111 ◼ 1=0001 ◼ C=1100 ◼ 7AE= ◼ 4BD6= 14
  15. Đổi từ các hệ số khác sang thập phân n 1 0 X = anan−1 a1a0 = anb + + a1b + a0b 15
  16. ◼ BIỂU DIỄN THƠNG TIN ◼ Bit : 0, 1 : đơn vị nhỏ nhất ◼ 1 Byte (B) = 8 bit 10 ◼ 1 Kilobyte (KB) =2 B = 1024 B 20 ◼ 1 Megabyte (MB) =2 B = 1.048.576 B 30 ◼ 1 Gigabyte (GB) = 2 B =1.073.741.824 B 40 ◼ 1 Terabyte (TB) = 2 B= 1.099.511.627.776 B 50 ◼ 1 Petabyte (PB) = 2 B 60 ◼ 1 Exabyte (EB) = 2 B 16
  17. ◼ Một nhĩm byte = 1 từ (word): 2,4,8 bytes ◼ Mỗi từ xác định bởi một địa chỉ (address) 17
  18. Biểu diễn thơng tin trong bộ nhớ ◼ số nguyên khơng dấu (unsigned interger) ◼ số nguyên cĩ dấu (interger). ◼ số thực ◼ Ký tự 18
  19. Biểu diễn số nguyên ◼ VD: 1 từ cĩ độ dài 16 bit ◼ số nguyên: 14=1110 ◼ Trong bộ nhớ: ◼ 0000 0000 0000 1110 16 ◼ Phạm vi biểu diễn số (2 byte)16 bit: 2 =65536 0000 0000 0000 0000=0 1111 1111 1111 1111= 65535 32 ◼ số (4 byte)32 bit: 2 = 4294967296 19
  20. Biểu diễn số âm ◼ Đổi số âm –n sang nhị phân: phương pháp bù 2: ◼ Biểu diễn số nguyên n ◼ Lấy phần bù (0→1; 1→ 0) ◼ Cộng 1 ◼ Bit trái là 1: số âm ◼ Bit trái là 0: số dương 20
  21. Biểu diễn số thực ◼ VD: 56,317=5x101+6x100+3x10-1+1x10-2+7x10-3 2 1 0 -1 -2 -3 110.1012=1.2 +1.2 +0.2 +1.2 +0.2 +1.2 Trong bộ nhớ: 110.101=0.110101x23 011010100000 0011 phần định trị phần mũ 21
  22. Biểu diễn ký tự ◼ → thiết kế bộ mã ◼ 1 ký tự đặt trưng một nhĩm bít duy nhất ◼ bộ mã chuẩn ASCII (American Standards for Information Institue) ◼ Dùng 7 bit biểu diễn ký tự → 128 ký tự ◼ Lưu trữ 1 byte, bit dư dùng để biểu diễn ký tự đặt biệt. ◼ chữ hoa, chữ thường, số, khoảng trắng 22
  23. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MÁY TÍNH 23
  24. PHÂN LOẠI ◼ Thế hệ 1: (1945 – 1958): ◼ Máy ENIAC được xem là máy tính điện tử đầu tiên ◼ Cơng nghệ đèn chân khơng ◼ sử dụng hệ thập phân ◼ Chương trình điều khiển bằng cơng tắc →Mơ hình Von Neumann: 24
  25. ◼ Chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ ◼ Là nền tảng cho các máy tính ngày nay. ◼ Dữ liệu và lệnh được lưu trữ trong bộ nhớ 25
  26. ◼ Thế hệ 2 (1958 – 1964) ◼ Cơng nhệ bán dẫn ◼ Transistors ◼ Ngơn ngữ cấp cao ◼ xử lý dấu chấm động. 26
  27. ◼ Thế hệ 3 (1964 – 1974) ◼ Mạch tích hợp ◼ bộ nhớ bán dẫn ◼ Thế hệ 4 (1974 -1990) ◼ Cơng nghệ VLSI (very large scale integration) ◼ xử lý song song ◼ hệ điều hành đa xử lý, trình biên dịch và mơi trường 27
  28. ◼ Thế hệ 5 (1990-) ◼ Cơng nghệ mật độ và tốc độ cao ◼ Cơng nghệ siêu luồng ◼ Mạng truyền thơng, trí tuệ nhân tạo 28
  29. What is a computer? ◼ Xử lý dữ liệu ◼ Lưu trữ dữ liệu ◼ Di chuyển dữ liệu giữa máy tính và thế giới ngồi, ◼ Điều khiển các tác vụ trên. 29
  30. Nguyên lý Von Neumann BỘ XỬ LÝ BỘ NHỚ TRUNG TÂM CHÍNH KHỐI XUẤT/NHẬP (INPUT/OUTPUT) 30
  31. ◼ Thực hiện tuần tự các lệnh trong chương trình ◼ Bộ nhớ xem như kho dữ liệu 31
  32. Cấu trúc Peripherals Computer Central Main Processing Memory Unit Computer Systems Interconnection Input Output Communication lines 32
  33. Khối xuất/nhập ◼ Thiết bị nhập: ◼ Nhập thơng tin từ bên ngồi vào máy tính ◼ Bàn phím, scanner, mouse, canera ◼ Thiết bị xuất: ◼ Xuất thơng tin sau kho được máy tính xử lý. ◼ Màn hình, máy in, máy vẽ 33
  34. Khối xử lý trung tâm ◼ Central Processing Unit –CPU. ◼ Điều khiển tất cả các thiết bị khác. ◼ Chi phối mọi hoạt động của máy tính 34
  35. Khối lưu trữ ◼ Khối nhớ trong (RAM, ROM): ◼ Làm việc trực tiếp với CPU ◼ ROM: (Read Only Memory) ◼ Vi mạch được ghi sẵn chương trình ◼ chỉ đọc, khơng thể sửa đổi. ◼ Dung lượng nhỏ ◼ Thơng tin tồn tại khi mất điện ◼ Chương trình trong ROM gọi là phần dẻo (firmware) 35
  36. ◼ RAM (Random Access Memory) ◼ Truy cập ngẫu nhiên ◼ Lưu trữ thơng tin tạm thời ◼ Ghi, xố , thay đổi nội dung ◼ Dung lượng lớn ◼ Thơng tin sẽ mất khi mất điện 36
  37. ◼ Khối nhớ ngồi: ◼ Thiết bị lưu thơng tin dài: ổ cứng, ổ mềm, CDROM ◼ Sức chứa vơ hạn. ◼ Thơng tin khơng bị mất khi mất điện ◼ Thơng tin được nạp vào bộ ngớ chính khi xử lý. ◼ Truy cập tuần tự → tốc độ chậm 37
  38. ◼ Phần cứng (Hardware) ◼ Phần mềm (Software) ◼ Phần mềm cơn bản ◼ Phần mềm ứng dụng 38
  39. Các yếu tố của HTMT Operating System Computing Problems Hardware Architecture Algorithms & Data Structure Application Software High-Level Languages Performance Evaluation 39
  40. Các thành phần của hệ thống: ◼ Hộp máy (Case) ◼ Là một khung để gắn bo mạch chính , nguồn cung cấp năng lượng , các ổ đĩa các card chuyển đổi và bất cứ thành phần nào khác trong hệ thống 40
  41. ◼ Nguồn cung cấp năng lượng (Power supply) ◼ Là nguồn nuôi mỗi thành phần riêng trong máy tính 41
  42. ◼ Bo mạch chính (Motherboard) ◼ Là bộ phận cốt lõi của hệ thống . Mọi thứ đều được nối với nó và nó kiểm soát mọi thứ trong hệ thống 42
  43. ◼ Bộ xử lí (Processor /CPU) ◼ Được xem như động cơ của máy tính , còn được gọi là CPU 43
  44. ◼ Bộ nhớ (Memory) ◼ Thường được gọi là Ram . Là bộ nhớ chính, lưu trữ tất cả chương trình và dữ liệu mà bộ xử lí sử dụng tại một khoảng thời gian qui định 44
  45. ◼ Thiết bị Lưu trữ (storage devices) ◼ Là bộ nhớ ngoài , lưu trữ các chương trình và dữ liệu 45
  46. ◼ Card video (Adapter card) ◼ Điều khiển thông tin nhình thấy trên màn hình 46
  47. ◼ Màn hình (Display device) 47
  48. ◼ Cổng và dây nối (Ports and cables) ◼ Liên kết với các thiết bị ngoại vi, nối kết các thành phần khác với bo mạch chính 48
  49. CHƯƠNG 3: BO MẠCH CHÍNH Mục Đích: ◼Nhận diện một số dạng Mainboard ,các thành phần trên Bo cũng như kiến trúc Bus 49
  50. Các thành phần trên Bo mạch chính ◼ Chipset ◼ Đế cắm RAM (Memory slot types) ◼ Các cổng (Communication ports) ◼ Đế cắm hoặc khe cắm cho CPU (Processor sockets) ◼ Cache memory ◼ Kiến trúc Bus (Bus architecture) ◼ BIOS 50
  51. CHIPSET ◼ Chipset có giao diện với CPU , phần điều khiển bộ nhớ , điều khiển bus , điều khiển xuất nhập và các phần khác ◼ Điều khiển giao tiếp hay các liên kết giữa CPU và tất cả các bộ phận khác nên chipset sẽ cho biết loại CPU sử dụng, tốc độ, loại và dung lượng bộ nhớ mà hệ thống có thể sử dụng 51
  52. ◼ Tên chipset: Mỗi chipsets đều có một tên goi và số hiệu tương ứng mà thông qua đó chúng ta có thể biết một số thông tin: hãng sản xuất, onboard video, onboard sound . . . ◼ Chức năng của chipset có thể chia vào 2 nhóm chức năng chính Northbridge và Southbridge 52
  53. Northbridge ◼ Liên kết giữa bus bộ xử lí tốc độ cao (66→200 MHZ) và các Bus AGP (66 MHZ) , PCI (33MHZ) chậm hơn ◼ Frontsidebus (FSB) Bus truyền thông giữa CPU và Bộ nhớ chính ◼ The backside bus: Bus truyền thông giữa CPU và level 2 cache memory 54
  54. Southbridge ◼ Cầu nối giữa Bus PCI và Bus ISA (8 Mhz) chậm hơn 55
  55. Memory: ◼ Hầu hết mainboard hỗ trợ bộ nhớ trên cơ sở tốc độ của frontside bus và hình dáng của bộ nhớ ◼ Các loại khe cắm bộ nhớ ◼ SIMM ◼ DIMM ◼ RIMM ◼ SoDIMM ◼ MicroDIMM 56
  56. ◼ SIMM (Single Inline Memory Modules) 57
  57. ◼ DIMM (Dual Inline Memory Module) 58
  58. ◼ RIMM (RamBus Inline Memory Module) 59
  59. ◼ SoDIMM : (Small Outline DIMM ) ◼ SoDIMMs có 2 loại 32- bit (72-pin) and 64-bit (144-pin) 60
  60. Communication Ports ◼ Serial ◼ Parallel ◼ USB ◼ IEEE 1394/FireWire ◼ Infrared ◼ LAN ◼ Video 61
  61. Cổng nối tiếp (Serial) ◼ Thơng tin giữa máy tính với các thiết bị (modem, mouse, hoặc các máy tính khác). ◼ Truyền dữ liệu khơng đồng bộ theo một chuỗi gồm các bit. Truyền nối tiếp. ◼ Cổng 9 chân (DB-9) hoặc 25 chân (DB- 25): COM1-COM4. 62
  62. Cổng song song (Parallel) ◼ Truyền dữ liệu đồng bộ. ◼ Truyền theo các đường dây song song. ◼ Thường dùng gắn thiết bị (máy quét, máy in). ◼ Cáp dài →bị nhiễu: ◼ LPT1, LPT2, LPT3 ◼ Truyền 8 bit dữ liệu. 64
  63. USB (Universal Serial Bus) ◼ Phát triển bởi Intel và Microsoft ◼ Thay thế cho việc cĩ quá nhiều đầu nối ◼ USB 1.0: 12Mb/s ◼ USB 2.0 : 480Mb/s ◼ Cáp dài khơng quá 5m ◼ Nối tối đa 127 thiết bị 65
  64. Processor Sockets ◼ Nơi dùng để lắp đặt CPU. ◼ Mỗi loại Mainboard chỉ hỗ trợ một số loại CPU nhất định được chỉ định thông qua socket hay slot trên motherboard ◼ Socket 7: Pentium, Pentium MMX, AMD K5, AMD k6-2, AMDk6-3, Cyrix MIII ◼ Socket 8: Pentium Pro ◼ Slot 1: PII, PIII và Celeron 67
  65. ◼ Slot A: AMD Athlon ◼ Socket 370: PIII, Celeron ◼ Slot 2: PII/PIII Xeon ◼ Socket A: AMD Duron ◼ Socket 423: PIV ◼ Socket 478: PIV và Celeron 68
  66. Cache Memory (Level 2) ◼ Là bộ nhớ tốc độ cao nằm giữa CPU và bộ nhớ chính lưu trữ các thông tin truy xuất thường xuyên nhất nhằm hạn chế sự chênh lệch tốc độ giữa CPU và bộ nhớ chính. ◼ Có 2 loại Cache memory: on-chip (Gọi là internal hay L1 cache) and off-chip (Gọi là external hay L2 cache). 70
  67. ◼ Internal cache memory có trên Intel Pentium, Pentium Pro và Pentium II processors được thiết kế trên khuôn dạng CPU bao gồm 2 dạng : Một cho program instructions và một cho data. 71
  68. Bus Architectures ◼ Là một tập các đường dẫn cho phép thông tin và tín hiệu truyền giữa các thành phần bên trong và bên ngoài máy tính. ◼ Có 3 dạng Bus bên trong Computer : external bus, address bus, và data bus. ◼ Expansion Bus ◼ Expansion bus cho phép mở rộng cho việc sử dụng các Module ngoài 72
  69. Các loại Bus ◼ Bus ISA 16 bit ◼ Bus EISA 16/32 bit ◼ Bus PC card (PCMCIA) 16 bit ◼ Bus Cardbus (PCMCIA) 32 bit ◼ Bus VESA 32 bit ◼ Bus PCI 32/64 bit ◼ Cổng AGP 32 bit 73
  70. ISA Industry Standard Architecture ◼ 8/16-bit bus , có thể chạy 8MHz hoặc 10MHz 74
  71. PCI Bus Peripheral Component Interconnect ◼ 16/32/64 bit bus có thể chạy 33Mhz, 66Mhz 75
  72. AGP Bus Accelerated Graphics Port 76
  73. ◼ AGP Bus cho phép truyền nhiều khối dữ liệu trong một chu kì clock (Tất cả AGP cards chạy 66Mhz). AGP được quản lí bởi Northbridge chipset do đó tốc độ cao hơn PCI ◼ 1x 66MHz 266MBps ◼ 2x 532MBps ◼ 4x 1064MBps ◼ 8x 2128MBps 77
  74. Disk Interfaces ◼ IDE/ATA disk drives: 40 pins ◼ Floppy drives: 34 pins ◼ SCSI : 50 hay 68 pins ◼ BIOS 78
  75. Interrupt Lines (IRQ) Interruptslà những đường nối trực tiếp tới CPU. Một thiết bị sử dụng Interrupt yêu cầu CPU khi nó cần ◼ IRQ 0 System timer ◼ IRQ 1 Keyboard ◼ IRQ 2 Cascade to IRQ 9 ◼ IRQ 3 COM 2 and 4 79
  76. ◼ IRQ 4 COM 1 and 3 ◼ IRQ 5 LPT2 (usually available) ◼ IRQ 6 Floppy controller ◼ IRQ 7 LPT1 ◼ IRQ 8 Real Time Clock (RTC) ◼ IRQ 9 Cascade to IRQ 2 ◼ IRQ 10 Available (often used for a sound card or NIC) ◼ IRQ 11 Available ◼ IRQ 12 PS/2 mouse port (available if not used) ◼ IRQ 13 Math coprocessor ◼ IRQ 14 Primary hard disk controller board ◼ IRQ 15 Secondary hard disk controller 80
  77. DMA Channels Cho phép thiết ghi thông tin trực tiếp tới bộ nhớ (Direct Memory Access) ◼ DMA 0 Available ◼ DMA 1 Available ◼ DMA 2 Floppy controller ◼ DMA 3 Available ◼ DMA 4 Second DMA controller ◼ DMA 5 Available ◼ DMA 6 Available ◼ DMA 7 Available 81
  78. BỘ XỬ LÝ CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU) 82
  79. ◼ Mục đích ◼ Tìm hiểu các dạng khác nhau của CPU ◼ Các thông số chính cũng như đặc tính hoạt động của chúng ◼ clock speed, internal/external cache memory, voltages và hình dáng 83
  80. CHỨC NĂNG ◼ Tính tốn tốn học. ◼ Các phép so sánh luận lý. ◼ Điều tác dữ liệu. 84
  81. Clock Speed ◼ Clock speed là tần số thực thi các chỉ thị của CPU ◼ Millions of cycles per second (megahertz [MHz]) ◼ Billions of cycles per second (gigahertz [GHz]) 86
  82. Cache Memory ◼ Cache memory là bộ nhớ tốc độ cao dùng để nạp cacù chỉ thị và lệnh thường xuyên sử dụng nhằm làm tăng hiệu xuất của máy. ◼ Bao gồm level 1(L1) cache, level 2 (L2) cache (Nằm ngoài mạch CPU) 87
  83. Bus ◼ Khả năng truyền thông của CPU với các thành phần khác dựa trên hệ thống mạch hỗ trợ. Hệ thống mạch mạch này được gọi là BUS ◼ BUS để di chuyển thông tin vào và ra CPU cũng như các thiết bị khác , cho phép các thiết bị gắn kết với nhau thành một khối thống nhất 88
  84. ◼ Bus dữ liệu: 8/16/32/64 bit ◼ Bus dữ liệu càng lớn→ chuyển giao dữ liệu càng nhanh. ◼ Bus địa chỉ: ◼ Xác định vị trí I/O hoặc vị trí trong bộ nhớ ◼ số luợng các bit trong bus địa chỉ biểu thị số lượng vật lý mà CPU cĩ thể truy cập. ◼ VD: CPU 20 dịng địa chỉ → cĩ thể định địa chỉ 220 byte. 89
  85. ◼ Bus điều khiển: ◼ Đồng bộ hố và phối hợp hoạt động CPU với các loại tín hiệu điều khiển. ◼ Các loại tín hiệu điều khiển: ◼ Chức năng đọc, ghi ◼ Các kênh ngắt ◼ Điều khiển và trọng tài bus ◼ Điều khiển DMA ◼ 90
  86. Các thành phần trong CPU ◼ Khối ALU ◼ Khối điều khiển ◼ Các thanh ghi ◼ Bus Speed: Các Motherboard thường thiết kế để có thể hỗ trợ nhiều dạng CPU với nhiều tốc độ khác nhau. Người dùng có thể thiết lập tốc độ BUS và hệ số nhân thông qua Jumper hay cơ cấu cấu hình khác ( BIOS setup) trên bo mạch chính 91
  87. Tốc độ BUS có thể là 66Mhz, 100->533Mhz Tốc độ Hệ số Tốc độ Tốc độ Hệ số Tốc độ CPU nhân BUS CPU nhân BUS 66 1x 66 100 1.5x 66 75 1.5x 50 333 5x 66 90 1.5x 60 350 3.5x 100 92
  88. Các chế độ định địa chỉ ◼ Dùng để định địa chỉ bộ nhớ ◼ VD: CPU 8086 20 đường địa chỉ 20 → quản lý 2 Byte =1MB: Chương trình DOS. ▪ CPU > 20dịng địa chỉ: DOS bị giới hạn → dùng phần mềm khác để mở rộng DOS và quản lý bộ nhớ mở rộng 93
  89. ◼ Để tương thích: CPU cĩ thể vận hành 2 chế độ: ◼ Chế độ thực (Real mode): ◼ xử lý giống 8086 chỉ truy cập 1MB ◼ Dos và các chương trình Dos ◼ Chề độ bảo vệ: (Protected mode) ◼ Vận dụng tất cả các dịng địa chỉ ◼ bộ nhớ vật lý lớn và hỗ trợ bộ nhớ ảo ◼ Windows 98, Windows 2000 94
  90. Điện áp hoạt động (Voltages) ◼ Voltage Regulator Module (VRM): Cho phép CPU chạy mức điện áp thấp hơn so với các mạch I/O. 95
  91. Hệ thống P-RATING [PR] ◼ Năm 1996 ◼ Dùng để so sánh khả năng vận hành với các CPU Intel. ◼ VD: AMD 133Mhz Am5x86 đánh dấu PR75 vận hành tương đương 1 Pentium 75 Mhz. 96
  92. CPU CISC và RISC ◼ CISC: (Complex Instruction Set Computing): ◼ Tập lệnh phức tạp. ◼ Các CPU truyền thống ◼ Mạch phức tạp, bù lại khả năng vận hành CPU. ◼ Pentium MMX, AMD K6-2 97
  93. ◼ RISC: (Reduced Instruction Set Computing): ◼ Hạn chế các chỉ lệnh. ◼ Vận hành CPU nhanh hơn với điện năng ít hơn. ◼ Ít linh hoạt hơn so với CISC. 98
  94. Xử lý lệnh theo đường ống ◼ CPU xử lý mỗi lần 1 lệnh ◼ Lệnh được nạp và xử lý hồn tồn, sau đĩ đến lệnh khác. ◼ Kỹ thuật lập ống dẫn: ◼ Lệnh mới xử lý trong khi lệnh hiện hành vẫn xử lý ◼ → thực hiện vài lệnh trên cùng 1 xung nhịp. Tuy nhiên chỉ cĩ thể hồn tất mỗi xung nhịp 1 lệnh. 99
  95. Tiên đốn nhánh ◼ Nạp lệnh kế tiếp trước khi hồn tất chỉ lệnh trước → sai khi gặp lệnh nhảy. ◼ Tiên đốn đúng đắn chỉ lệnh kế tiếp: đốn sai phải xác định lại 100
  96. Thực Hiện Siêu Hướng: ( Superscalar) ◼ Bổ xung nhiều ống lệnh →xử lý nhiều lệnh trong 1 xung nhịp. ◼ Pentium Pro dùng hai ống dẫn thi hành ◼ Kiến trúc siêu hướng thường được kết hợp với các chip cao cấp RISC (Reduced Instrution Set Computer) 101
  97. Thi hành động ◼ Cho phép xử lý đánh giá luồng chương trình và chọn thứ tự tốt nhất để xử lý các chỉ lệnh → vận hành tốt hơn các tài nguyên. 102
  98. Công Nghệ MMX ◼ Công Nghệ MMX là một bổ xung để cải tiến việc nén/ giải nén Video, thao tác hình ảnh, mã hóa và xử lí I/O ◼ MMX bao gồm 2 cải tiến lớn về mặt cấu trúc BXL ◼ - Có Cache L1 lớn hơn ◼ - Hỗ trợ thêm 57 lệnh mới , cùng với một khả năng lệnh mới gọi là SIMD 103
  99. SSE ( Streaming SIMD Extensions) ◼ SSE có 70 lệnh mới xử lí đồ họa và âm thanh , cho phép tính toán dấu phẩy động với một đơn vị riêng biệt (nhược điểm của MMX là chỉ xử lí số nguyên). ◼ Cho phép các phần mềm đồ họa khả năng xử lí và hiển thị hình ảnh với độ phân giải cao , chất lượng cao 104
  100. ◼ Các trình ứng dụng đa phương tiện chất lượng âm thanh, video MPEG-2 cao , mã hóa và giải mã động thời ◼ Có độ chính xác cao hơn và thời gian phản hồi nhanh hơn khi chạy các ứnh dụng nhận dạng tiếng nói. 105
  101. 3DNOW Và ENHANCED 3DNOW ◼ Trong các bộ xử lí AMD, tương tự SSE của Intel ◼ Enhanced 3dnow bổ xung thêm 24 lệnh + 21 lệnh ban đầu 106
  102. Các loại CPU Name Date Transistors Microns Clock speed Data width MIPS 8080 1974 6,000 6 2 MHz 8 bits 0.64 16 bits 8088 1979 29,000 3 5 MHz 0.33 8-bit bus 80286 1982 134,000 1.5 6 MHz 16 bits 1 80386 1985 275,000 1.5 16 MHz 32 bits 5 80486 1989 1,200,000 1 25 MHz 32 bits 20 32 bits Pentium 1993 3,100,000 0.8 60 MHz 100 64-bit bus 107
  103. 32 bits Pentium II 1997 7,500,000 0.35 233 MHz ~300 64-bit bus 32 bits Pentium III 1999 9,500,000 0.25 450 MHz ~510 64-bit bus 32 bits Pentium 4 2000 42,000,000 0.18 1.5 GHz ~1,700 64-bit bus 108
  104. Chip Data Bus Address Bus Speed Transistors Other Specifications Width (in Bits) Width (in Bits) (in MHz) Pentium 64 32 60–200 3.3 million Superscalar PentiumPro 64 32 150–200 5.5 million Dynamic execution Pentium II 64 32 233–450 7.5 million 32KB of L1 cache dynamic execution, and MMX technology Pentium II 64 32 400–600 7.5 million Multiprocessor Xeon version of Pentium II 109
  105. Celeron 64 32 400–600 7.5 million Value version of Pentium II Pentium III 64 32 350–1000 9.5–28 million SECC2 package Pentium III Xeon 64 32 350–1000 9.5–28 million Multiprocessor version of Pentium III Pentium 4 64 32 1200–3100 42 million 20KB L1 256–512KB L2 on chip 110
  106. Processor Speed (in MHz) Socket Pins Voltage Cache Pentium-P5 60–66 4 273 5V 16KB Pentium-P54C 75–200 5 hoặc 7 320 ,321 3.3V 16KB Pentium-P55C 166–333 7 321 3.3V 32KB Pentium Pro 150–200 8 387 2.5V 32KB Pentium II 233–450 SECC N/A 3.3V 32KB Pentium III 450–1130 SECCII or 370 N/A 3.3V 32KB Pentium 4 1300–3400+ 423 or 478 423 ,478 1.3–1.7 20KB 111
  107. Chip Socket Speed (in Transistors Intel Equivalent MHz) K6 7 166–300 8.8 million Pentium MMX–Pentium II K6-II 7/Super 7 266–550 9.3 million Pentium II K6-III Super 7 400–600 21.3 million Pentium II Athlon Classic Slot A 500–1000 22 million Pentium III AthlonThunderbird Socket A 650–1400 37 million Pentium III Athlon XPPalomino Socket A 1333–1733 37.5 million Pentium III–4 Athlon XPThoroughbred Socket A 1467–2250 37.2–37.6 million Pentium 4 112
  108. BỘ NHỚ Mục tiêu: ◼ Hiệu xuất máy tính phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ truy xuất của bộ nhớ (access time) ◼ Tốc độ bộ nhớ chậm hơn nhiều khi so sánh với tốc độ CPU ◼ Quá trình xử lí có thể bị thắt cổ chai bởi khả năng của hệ thống bộ nhớ 114
  109. ◼ Mục đích: Nghiên cứu các phương pháp tổ chức bộ nhớ nhằm hạn chế phần nào những nhược điểm trên. ◼ Tổ chức bộ nhớ và hiệu xuất ◼ Bộ nhớ nội và chức năng sử dụng ◼ Bộ nhớ ngoại và chức năng sử dụng 115
  110. Thuật ngữ ◼ Capacity: Số thông tin có thể lưu trữ trong một đơn vị bộ nhớ ◼ Word: Đơn vị tự nhiên trong tổ chức bộ nhớ ◼ Addressable unit ◼ Đơn vị truyền: Số thành phần dữ liệu được truyền tại một thời điểm ( Số bit trong bộ nhớ chính hoặc khối trong bộ nhớ thứ cấp ◼ Transfer rate 116
  111. Tốc độ (Access time): ◼ Đối với bộ nhớ truy xuất random (RAM) là thời gian xác định địa chỉ và thực hiện việc truyền ◼ Đối với bộ nhớ truy xuất “non-random” là thời gian để vị trí đầu đọc/ghi đặt tại vị trí truy xuất Memory cycle time ◼ Là Access time cộng với thời gian được yêu cầu trước khi một truy xuất kế được bắt đầu 117
  112. Công nghệ truy xuất (Access technique) ◼ Truy xuất ngẫu nhiên (Random access) ◼ Mỗi ô nhớ có một địa chỉ vật lí phân biệt ◼ Mỗi ô nhớ có thể truy xuất ngẫu nhiên và tất cả thời gian truy xuất là như nhau ◼ Ví dụ : Main memory ( bộ nhớ chính) 118
  113. ◼ Truy xuất tuần tự (Sequential access): ◼ Mỗi dữ liệu không có một địa chỉ phân biệt ◼ Phải đọc tất cả mục dữ liệu tuần tự cho đến khi tìm thấy mục dự liệu ◼ Thời gian truy xuất có thể biến đổi được ◼ Ví dụ: tape drive 119
  114. ◼ Nơi chứa mã chương trình và dữ liệu ◼ Với sự phát triển CPU, những phần mềm phức tạp →địi hỏi bộ nhớ lớn và nhanh hơn ◼ Bộ nhớ Cache, FPM RAM, EDORAM, SDRAM, flash BIOS, DDR RAM, RDRAM 120
  115. Bộ nhớ phân cấp (Memory Hierarchy) 121
  116. Tổ chức của bộ nhớ ◼ Là một dãy ơ nhớ tổ chức thành hàng(row) và cột (column) ◼ Mỗi hàng được gọi làmột địa chỉ (address) trên IC nhớ ◼ Các cột tượng trưng cho các bít dữ liệu trong mỗi hàng ◼ Giao giữa hàng và cột là một bít nhớ riêng lẻ (gọi là một ơ nhớ - cell) 124
  117. ◼ Các đường tín hiệu của bộ nhớ: ◼ Các đường địa chỉ, đường dữ liệu và các đường điều khiển. ◼ Địa chỉ là một số nhị phân và mạch chuyển bên trong IC sẽ chuyển đồi thành các tín hiệu cụ thể. ◼ Đường dữ liệu cĩ nhiệm vụ đa (theo cả 2 chiều) ◼ Các đường điều khiển được dùng điều hành IC nhớ: ◼ Đường tín hiệu R/W (read/write): chỉ rõ dữ liệu được đọc ra khỏi địa chỉ chỉ định hay ghi vào nĩ. ◼ Đường tín hiệu CS (chip select) kích hoạt một IC nhớ hoạt động ◼ RAS (Row Address Select) CAS (column Address Select) để phục vụ hoạt động làm tươi. 126
  118. Cách tổ chức bộ nhớ trong hệ thống máy PC Cách điều hành và quản lý bộ nhớ. ◼ Tương thích ngược với các máy đời cũ → bị hạn chế → bổ sung các kiểu bộ nhớ khác, cùng phần cứng và phần mềm. ◼ VD: các PC đời cũ chỉ quản lý 1MB bộ nhớ. 128
  119. ◼ Các phân loại thơng thường: ◼ Bộ nhớ qui uớc (conventional memory) ◼ bộ nhớ mở rộng (extended memory) ◼ bộ nhớ bành trướng (expanded memory) ◼ Ngồi ra (bộ nhớ cao ). ➢ chỉ cĩ ý nghĩa đối với phần mềm sử dụng 129
  120. ◼ Bộ nhớ qui ước (conventional memory) ◼ 640KB bộ nhớ truyền thống giới hạn của DOS ◼ từ 00000h – 9FFFFh ◼ Dùng để nạp và chạy các ứng dụng ◼ Nguyên thủy chỉ cung cấp 512KB ◼ Phần trên từ 640KB -1M dành cho những cúc năng hệ thống. 130
  121. ◼ Bộ nhớ mở rộng (extended memory) ◼ Khắc phục hàng rào 640KB ◼ Định địa chỉ theo chế độ bảo vê (protected mode) ◼ 80280 cĩ thể định 16MB bộ nhớ, CPU hiên nay cĩ thể đến 4GB hoặc cao hơn ◼ Yếu tố chủ chốt: phần mềm quản lý (phải được nạp để máy tính cĩ thể truy cập bộ nhớ ◼ VD: DOS 5.0 cĩ tiện ích HIMEM.SYS ◼ DOS khơng dùng được bộ nhớ mở rộng 132
  122. ◼ Bộ nhớ bành trướng (expanded memory) ◼ Khắc phục 640KB của cách định địa chỉ thực ◼ Các khối (block) bộ nhớ bành trướng được chuyển vào trong phạm vi bộ nhớ co sở → chương trình cĩ thểtruy cập trong chế độ thực ◼ Đặc tả: sử dụng những bank 16KB ánh xạ vào trong phạm vi 64KB chế độ thực → cĩ thể xử lý 4 blocks bộ nhớ bành truớng ◼ VD: tiện ích EMM386.exe của DOS 133
  123. ◼ Vùng nhớ trên (UMA): ◼ Vùng 384KB bên trên của bộ nhớ thực. ◼ Dành riêng xử lý làm bộ nhớ hệ thống. ◼ Khơng dùng tồn bộ 384KB ◼ Khơng thề dùng cho chương trình ứng dụng, nhưng cĩ thể cho các driver và TSR. 135
  124. ◼ Vùng nhớ cao (HMA): ◼ Cĩ thể truy cập 1 đoạn segment (64KB) bộ nhớ mở rộng trong chế độ thực. ◼ Do cách sắp đặt các đường tín hiệu địa chỉ. ◼ Khơng liên lạc với 640KB của DOS 136
  125. Những điểm cần lưu ý ◼ Tốc độ: thời gian truy cập (access time): khoảng thời gian trễ từ lúc trong bộ nhớ được xác định xong địa chỉ cho tới lúc dữ liệu được đưa tời bus dữ liệu, ◼ Đơn vị ns: thường 50 -60ns ◼ Khơng cải thiện được tốc độ khi dùng bộ nhớ nhanh trong hệ thống chậm ◼ Càng nhiều wait states thì hiệu năng hoạt động hệ thống càng thấp. 137
  126. Tìm hiểu về sự “làm tươi” bộ nhớ ◼ Làm mạnh lại tín hiệu điện trong bộ nhớ DRAM ◼ Khơng làm tươi, dữ liệu sẽ bị mất ◼ Mỗi ơ nhớ trong mảng sắp xếp của bộ nhớphải được đọc ra rối ghi vào lại. ◼ Được xử lý bởi chipset bo mạch chính 138
  127. Các loại bộ nhớ vật lý ◼ DRAM (Dynamic RAM) ◼ Dạng bộ nhớ thơng dụng ◼ Đơn giản, ít tốn kém, dễ sản xuất ◼ Nội dung phải được làm tươi sau vài ms ◼ bị ảnh hưởng bởi thời gian truy cập ◼ Ngày nay: cịn được dùng trong bộ nhớ hiển thị 139
  128. ◼ SRAM (Static RAM) ◼ Kiểu bộ nhớ cổ điển ◼ Khơng cần làm tươi ◼ Tốc độ truy cập nhanh hơn nhiều so với DRAM ◼ Chế tạo phức tạp (6 transistor hoặc hơn để lưu 1 bit) ◼ Tiêu thụ nhiều điện năng ◼ Thường dùng làm cache L2 trong PC 140
  129. ◼ VRAM (video RAM) ◼ Dùng cho việc hiển thi thơng tin nhanh ◼ Phát minh bởi Samsung ◼ Dùng cách sắp xếp dual data bus: một bus dữ liệu nhập, một bus dữ liệu xuất ◼ Viêc đọc dữ liệu và ghi vào VRAM xảy ra cùng lúc → cài thiện tốc độ hơn nhềiu so với DRAM 141
  130. ◼ FPMDRAM (fast page mode DRAM) ◼ Phát triển từ DRAM ◼ DRAM: mỗi lần truy cập DRAM phải định lại trang cần đọc. ◼ FPM cho phép CPU truy cập nhiều phần dữ liệu trên cùng trang khơng cần định vị lại 142
  131. ◼ EDRAM (Enhanced DRAM) ◼ Đặt 1 lượng nhỏ RAM tĩnh vào trong bản thân từng module EDRAM ◼ Giống cache được bổ sung bên trong RAM ◼ Hoạt động giống FPMDRAM, nhưng đọc dữ liệu từ cache trước 143
  132. ▪ EDO RAM(Extended data ouput RAM) ◼ Một biến thể của DRAM ◼ Kéo dài thời gian truy xuất cĩ hiêu lực ◼ Thực hiện bằng cách sửa đổi vùng đệm xuất, dữ liêu vẫn cĩ hiệu lục cho dến khi co tín hiệu giải phĩng ◼ Cải thiên từ 15 -30% hiệu năng của bộ nhớ ◼ Bo mạch chính phải dùng 1 chipset để chấp nhận EDO 144
  133. ◼ BEDORAM (Brust EDORAM) ◼ Dạng biến thể tử EDORAM ◼ Đọc dữ liệu theo từng chủm: sau khi dự liệu hợp lệ được cung cấp, ba địa chỉ kế tiếp cĩ thể được đựoc trong mỗi chu kỳ (x-a-a-a) ◼ Gặp khĩ khăn trong việc yểm trợ bo mạch chính tố độ hơn 66MHZ 145
  134. ◼ SDRAM (Synchronous DRAM) ◼ Truyền dữ liệu theo 1 tỉ lệ nào đĩ của xung nhịp ◼ Việc xuất cĩ thể thực hiện vào bất kỳ thời điểm trong chu kỳ xung nhịp ◼ Cung cấp chế độ “pipeline brust”: cho phép một cuộc truy cập thứ nhì bắt dầu trước khi cuộc truy cập hiện tại thực hiện xong. ◼ Thời gian truy cập giảm (10ns) tốc độ 100MB/s ◼ Được sử dụng rộng rãi hiện nay. ◼ Hoạt động giống BEDO RAM ◼ Tốc dộ truyền 66,100, 133MHz hổ trợ các máy Pntium 146
  135. ◼ CDRAM (cached DRAM) ◼ Tích hợp cache và DRAM ◼ sử dụng giải pháp “set-associative” ◼ DDR RAM ◼ Cho phép tăng gấp đơi tốc độ so với SDRAM ◼ 266Mhz, 333Mhz, 400Mhz. 147
  136. ◼ RDRAM (Rambus DRAM) ◼ Do hãng Rambus Inc chế tạo ◼ Tạo một kiến trúc mới (kênh Rambus) ◼ dữ liệu được gửi theo từng khối 256 byte ◼ với một xung nhịp kép 250Mhz, tốc độ 500MB/s ◼ Tốn kém về thiết kế ◼ chỉ thấy RDAM trong các máy chuyen dụng cao cấp VD: mainboard chipset Intel850 148
  137. Các kỹ thuật thực hiện bộ nhớ trong máy ◼ Ba kiến trúc phổ biến ◼ bộ nhớ phân trang (paged memory) ◼ bộ nhớ đam xen (interleaved memory) ◼ Đệm cache bộ nhớ (memory caching) 150
  138. BỘ NHỚ PHÂN TRANG (PAGED MEMORY) ◼ Chia Ram hệ thống thành từng nhĩm (trang) ◼ Một trang từ 512byte đến vài KB. ◼ Cho phép truy cập trên cùng trang mà khơng phải đợi 151
  139. BỘ NHỚ ĐAM XEN (INTERLEAVED MEMORY) ◼ Hiệu năng tốt hơn bộ nhớ phân trang. ◼ Kết hơp 2 bank bộ nhớ thành một. ◼ Nội dung bộ nhớ bố trí luân phiên giữa 2 vùng này. ◼ Cho phép truy cập lần thứ 2 trước khi lần thứ nhất thực hiện xong ◼ Phải cung cấp các module dưới dạng các cặp bằng nhau ◼ Nếu gắn vào 1 bank → hiêu năng kém 152
  140. Đệm cache bộ nhớ (memory caching) ◼ Cache là 1 lương SRAM (8KB-1MB) tạo thành mạch thứ cấp ◼ Hiệu năng 5 -15ns ◼ Dùng 1 IC kiểm sốt cache theo dõi vị trí nhớ. ◼ CPU kiểm tra dữ liệu ở cache trước ◼ PC: thường cĩ 2 cấp độ cache. 153
  141. Bộ nhớ bĩng (Shadow memory) ◼ Khắc phục thời gian truy cập chậm của ROM BIOS ◼ Nội dung của ROM được nạp vào RAM hki hệ thống khởi động ◼ Cĩ ích trong những chip khơng dùng tồn bộ độ rộng bus. ◼ VD: một hệ thống 16bit dùng bo mạch chức 1 IC ROM 8 bit →phải dùng 2 lần truy cập mới được 16 bit 154
  142. Vấn đề PARITY ◼ Giữ cho dữ liệu và chương trìng khơng hề bị lỗi → kỹ thuật parity ◼ Nguyên lý: mỗi byte ghi vao bộ nhớ đều được kiểm tra và một bit thứ 9 được nối thêm vào sau byte với tính cách một bit kiểm tra ◼ Nếu parity đọc khớp với parity tính: dữ liệu được xem là cĩ giá trị ◼ 1 byte được cấp 1bit parity, máy 32bit cĩ 4bit parity 155
  143. ◼ 2 kiểu parity: ◼ Parity chẳn(even parity): ◼ Bit patiry là 0: nếu số lượng bit 1 là chẳn ◼ Bit patiry là 1: nếu số lượng bit 1 là lẻ ◼ Parity lẻ(odd parity): ◼ Bit patiry là 0: nếu số lượng bit 1 là là lẻ ◼ Bit patiry là 1: nếu số lượng bit 1 là chẳn 156
  144. THIẾT BỊ LƯU TRỮ 157
  145. Đĩa mềm ◼ Lợi ích trong việc chuyển giao tập tinvà dữ liệu giữa các máy tính ◼ Cĩ nhiều dạng: 8”, 5.25” đến 3.5” nhưng nhìn chung các thành phần và nguyên lý hoạt động ít thay đổi 158
  146. Khái niệm lưu trữ từ tính ◼ Khơng cần năng lượng điện để duy trì thơng tin. ◼ Các từ trường khơng tự thay đổi nếu khơng cĩ lực khác tác động →dữ liệu được dữ nguyên. ◼ dữ liệu: từ điện ↔ từ tính. ◼ Trong đĩa mềm: một đĩa mylar nhỏ cả hai mặt được tráng một chất liệu từ tính (lớp oxit: sắt hoặc coban)+ các chất phi từ tính. 160
  147. ◼ Mỗi phần tử sẽ bị tác động như một nam châm cực nhỏ. ◼ Xếp theo hướng này hoặc hướng kia dưới tác động từ trường bên ngồi ◼ Việc xếp thẳng hàng các cực tính: logic 1 ◼ Khơng cĩ sự thay đổi cực tính: logic 0 161
  148. Các nguyên tắc ghi thơng tin từ hĩa ◼ Các bit 1 và 0 khơng được biểu thị bằng các cực tính riêng lẻ. ◼ Được biểu thị bởi sự hiện diện hoặc vắng mặt các đợt chuyển tiếp thơng lượng. ◼ sự thay đổi từ cực tính này sang cực tính khác. ◼ Mỗi bit thường được mã hĩa trong 4s ◼ Chiều của thơng lượng tùy thuộc vào chiều dịng điện kích thích 162
  149. ◼ Lộ trình của đĩa mơ tả một vịng trịn. Mỗi vịng đồng tâm này được gọi là 1 track. ◼ Các track cĩ chiều rộng hữu hạn. Giữa các track với nhau cĩ một khoảng cách chính xác → đầu đọc/ghi nhảy chính xác. ◼ Chu vi mỗi track nhỏ dần về tâm đĩa. ◼ dữ liệu sẽ dày đặt nhất trên các track trong cùng và thưa nhất trên các track ngồi cùng. ◼ Cĩ 18 sector (cung) trên mọi track (3.5inch) 163
  150. ◼ 1sector cĩ 512byte dữ liệu. ◼ Đĩa 1.44M (3.5inch): ◼ 18 sector/track ◼ 1 đĩa: 160 track → lưu giữ:2280 sector ◼ Dung lượng: 2280x512=1,474,560byte ◼ Khối lượng thực tế nhỏ hơn: hỗ trợ sector mồi và thơng tin phân bổ tập tin. ◼ 1 nhĩm sector gọi là clustor (liên cung) hoặc đơn vị phân bổ (allocation units). Đĩa mềm 1 hoặc 2 sector trong 1 clustor. ◼ Sector cung cấp dữ liệu định danh sector, track, kết quả kiểm tra lỗi từ CRC. 164
  151. ◼ Sau khi định dạng (format): vị trí nỗi sector và thơng tin quản lý được ấn định trong tiến trình định dạng. Khơng bao giờ được ghi lại trừ khi định dạng lại. ◼ Thực tế 1 sector >512byte, nhưng chỉ cĩ 512byte được chúa dữ liệu. ◼ Nếu các dữ liệu ID sector bị ghi đè hoặc bị phân hủy → dữ liệu trong sector bị hỏng ◼ Boot record là sector đầu tiên trên một đĩa (sector 0): chứa vài tham số chính mơ tả đặc tính đĩa. 166
  152. ◼ Nếu đĩa khả mồi (đĩa boot): sector mồi chạy các tập tin (IO.SYS và MSDOS.SYS) ◼ Ngồi khoảng mồi, một bảng FAT được đặt lên track 00. FAT như là một bảng mục lục cho đĩa. ◼ nếu FAT bị ghi đè hoặc hỏng → dữ liệu trên đĩa bị hỏng. ◼ Tránh đặt đĩa từ gần các vật được từ hĩa. 167
  153. Kiến tạo ổ đĩa ◼ Bộ khung ◼ Mạch điện tử điều khiền ổ đĩa ◼ một dàn mơ tơ trục quay dùng mơ tơ DC. ◼ Mâm kim loại của đĩa tự động cài khớp trục quay. ◼ Đèn LED báo đĩa hoạt động. ◼ Các đầu đọc/ghi và các bộ cảm biến 168
  154. Mạch điện tử ◼ Phối hợp thiết bị từ tính, thiết bị cơ và mạch điện tử. ◼ Mạch điện tử: ◼ Điều khiển hoạt động vật lý ◼ Quản lý luồng dữ liệu vào/ra ổ đĩa. ◼ Các bộ cảm biến chống ghi ◼ bộ cảm biến vị trí đĩa: phát hiện sự hiện diện hoặc vắng mặt của đĩa. ◼ bộ cảm biến mật độ cao ◼ Tốc độ quay đĩa (300 hoặc 360RPM) 169
  155. ◼ Mạch giao tiếp vật lý nhận các tín hiệu điều khiển và dữ liệu từ máy tính và bàn giao các tín hiệu tình trạng và dữ liệu về máy tính theo yêu cầu. ◼ Mạch giao tiếp vật lý gồm 2 đường cáp: ◼ Đầu nối điện: 4 kim cấp điện áp 5Vdc cho logic và 12Vdc cho các motơ ◼ Đầu tín hiệu: cáp IDC 34 kim. Tất cả kim lẻ là tuyến mát, kim chẵn mang tín hiệu hoạt động 170
  156. ĐĨA CỨNG ◼ Lưu trữ dữ liệu, dung luợng lớn ◼ Các đĩa mềm: đơn giản, rẻ tiền nhưng chậm ◼ Lưu giữ hệ điều hành để khởi động hệ thống, lưu giữ ứng dụng, các tập tin cung cấp bộ nhớ ảo 172
  157. Những khái niệm căn bản ◼ Nguyên tắc: Tương tự ổ mềm ◼ Các lá đĩa làm bằng chất liệu giống thủy tinh hoặc hợp chất gốm sứ. (nhẹ, tỏa nhiệt thấp, chịu lực ly tâm cao hơn) ◼ Tốc độ quay 7600RPM đến 15000RPM (đĩa cứng củ: 3600RPM đến 5600RPM) ◼ Thường dùng từ 2 hoặc nhiều lá đĩa trở lên ◼ Mật độ thu rất lớn >10000bpi (bit per inch) 174
  158. Các đầu đọc/ghi khơng tiếp xúc các lá đĩa, cỡi lên một luồng khí cực nhỏ cách bề mặt lá đĩa 175
  159. Luồng khí và sự bay là là của đầu từ ◼ Các đầu đọc/ghi di chuyển sát bề mặt đĩa, nhưng khơng tiếp xúc. ◼ Đĩa quay sẽ tạo gối đệm nâng các đầu từ. ◼ Tất cả ổ cứng đều niêm phong dàn lá đĩa vào một buồn kín khí. 177
  160. Các đặt tính của mật độ dữ liệu ◼ Mật độ bề mặt: khối lượng dung lượng đĩa theo megabyte trên mỗi inch vuơng (MBSI hoặc MB/in2). ◼ Các ổ cứng ngày nay: 2500 MBSI trở lên Track , sector, cylinder: ◼ Các vịng trịn đồng tâm trên một lá đĩa gọi là track. ◼ Một lá đĩa chứa 2048 đến trên 16,278 track 178
  161. ◼ Khi đầu từ đọc xong một track, đầu dẫn đến track khác → thời gian truy tìm (seek time) thường nhỏ hơn 1ms đối với các đợt liên track (track to track). ◼ kỹ thuật đối xứng lệch cylinder cải thiện khả năng vận hành ổ cứng. ◼ Các track được tách thành các phân đoạn nhỏ cĩ tên sector: 1sector chứa 512 byte dữ liệu, dữ liệu kiểm tra lỗi, ID sector, kết quả CRC tính tốn 179
  162. ◼ Mọi sector cĩ 2 phần: ◼ Vùng địa chỉ: định danh sector (định danh cylinder, đầu (head), sector sắp được dọc hoặc ghi) ◼ Vùng dữ liệu: 180
  163. Dự trữ sector (quản lý khuyết tật) ◼ Khi định dạng, các sector hỏng được loại bỏ ◼ Tính năng dự trữ khyết tật: gán các sector sai đến các sector làm việc khác nằm trong các track dự trữ. Thường dành riêng 16 track đầy đủ cho các sector dự trữ. ◼ Các sector khơng được sai là track 00 ( lưu dữ thơng tin phân hoạch và FAT của một ổ cứng. ◼ Các sự cố về track 00 thường phải định dạng lại, hoặc thay ổ đĩa 181
  164. Miền đáp (landing zone) ◼ Khi hoạt động các đầu đọc ghi đều cách bề mặt đĩa. ◼ Khi đĩa tắt, các lá đĩa quay chậm đến điểm treo →các đầu đọc/ghi chạm vào bề mặt đĩa→ dữ liệu cĩ thể bị hỏng. ◼ Một cylinder dành riêng làm miền đáp. Khơng cĩ dữ liêu lưu dữ trên miền đáp ◼ Các ổ đĩa củ yêu cầu một mục vùng đáp cụ thể trong CMOS setup 182
  165. Sự đan xen (interleave) ◼ chỉ cách đánh số thứ tự các sector. Tạo độ trễ nhân tạo để cho phép logic lõi bắt kịp. ◼ Các độ trễ được hồn thành bằng cách tách biệt các sector theo vật lý( đánh số các sector liền kề khơng theo thứ tự). ◼ thừ số xen kẽ: tỉ số chiều dài sector với khoảng cách giữa hai sector tiếp theo. ◼ Mức xen kẽ càng lớn, đĩa càng cần nhiều vịng quay để đọc tất cả các sector trên một track, ổ đĩa càng chậm 183
  166. ◼ Các ổ đĩa ngay nay khơng cịn xen kẽ, thừ số xen kẽ 1:1 → các sector được đánh theo thứ tự, cĩ thể đọc tất cả các track trong 1 vịng quay. Thời gian khởi động (start time) ◼ Tiến trình mồi [booting] thường 30ms ◼ Mất 7 đến 10giây để bộ điều khiển trên bo của ổ đĩa khởi động. Định nghĩa chế độ nguồn ◼ Cĩ thể vận hành trong 5 chế độ nguồn khác nhau 184
  167. Các khái niệm ổ đĩa cứng IDE ◼ Megabyte nhi phân và megabyte thập phân ◼ VD: khi cài ổ cứng 4G: các trình CMOS setup, FDISK, Windows Explorer báo cáo khoảng 3,72GB. Trình CHKDSK báo 4GB ◼ Gây lẫn lộn: ácc nhà sàn xuất dùng megabyte thập phân ◼ Cách tính ổ cứng bằng cylinder, sector. Head Dung lượng=CxHxSx 512 185
  168. ◼ VD: ổ đĩa AC2850 cĩ 1654 cylinder, 16 head và 63 sector. Dung luợng=1654x16x63x512=853.622.784 (853,6MB). nhị phân: 853.622.784/1.048.576=814MB 186
  169. Các chuẩn ◼ IDE/ATA (Intergrated Driver Electronics/ AT Attachment). ◼ Tích hợp bộ điều khiển lên chính ổ đĩa. ◼ Giá thấp, dễ cấu hình ◼ Mạch giao tiếp 40kim thực thi chuẩn ATA 187
  170. ◼ ATAPI ◼ Do sự phát triển CDROM ◼ ATA packet interface: chuẩn đa trên mạch giao tiếp ATA, cho phép các thết bị khơng phải ổ cứng cĩ thể cắm vào cổng ATA ◼ Chấp nhận hỗ trợ ATA thơng qua BIOS ◼ ATA-2. Fast-ATA và EIDE ◼ phát triển như phần mở rộng ATA ◼ Định nghĩa chế độ chuyển giao dữ liệu PIO và DMA nhanh hơn ◼ bổ sung kênh ổ đĩa thứ hai, điều quản các đợt chuyển giao dữ liệu (block transfer mode) 188
  171. ◼ Định nghĩa các sector bằng LBA, khắc phục giới hạn ổ cứng 528MB. ◼ Dùng mach giao tiếp 40 kim ◼ Utral ATA 33 ◼ Biểu thị thực thi ATA/ATAPI-4 cung cấp tốc độ chuyển giao dữ liệu DMA. ◼ khả năng vận hành 33MB/s ◼ ổ đĩa, bộ điều khiển, BIOS Ultra-ATA hỗ trợ hệ thống. ◼ Cĩ thể dùng các đường cáp 40 kim. 189
  172. ◼ Ultra-ATA 66 ◼ Nâng cấp khả năng vận hành 66MB/s ◼ Cần ổ đĩa, bộ điều khiển, BIOS Ultra-ATA/66 hỗ trợ hệ thống. ◼ Tương thích với ATA ◼ Dùng cáp 40 kin/80 dây ◼ Utral ATA 100/133 190
  173. Tốc độ chuyển giao dữ liệu ◼ Hai yếu tố chuyển giao dữ liệu: ◼ Tốc độ lấy dữ liệu từ các lá đĩa ◼ Tốc độ chuyển dữ liệu giữa ổ đĩa và bộ điều khiển ◼ Tốc độ lấy dữ liệu từ các lá đĩa và vùng đệm thường chậm hơn (5MB/s đĩa củ, Utral ATA 14MB/s). ◼ Tốc độ giữa ổ đĩa và bộ điều khiển nhanh hơn 5, 8, 16MB/s Utral ATA 33/66 MB/s 193
  174. Lập Cahe đĩa ◼ Khơng thể đáp ứng túc thời dữ liệu ◼ Dùng kỹ thuật cahe để tăng tốc độ, nhu một vùng đệm để lưu trữ tạm thời dữ liệu. ◼ Cahe nạp đầy thơng tin được tiên đốn là hệ thống yêu cầu. ◼ Thơng tin truy cập ở cache truớc, sau đĩ mới đến ổ đĩa (nếu khơng cĩ dữ liệu trên cache) 194
  175. Kiến tạo ổ đĩa ◼ Khung suờn ◼ Các lá đĩa ◼ Tốc độ >5200 RPM ◼ Các đầu đọc ghi ◼ Bộ phận điều động đầu ◼ Mơ tơ trục quay ◼ Quay đĩa ◼ Mạch điện tử 195
  176. Khái niệm định dạng ổ đĩa ◼ Ba bước cho tiến trình định dạng: ◼ Định dạng cấp thấp ◼ Phân hoạch ◼ Địng dạng cấp cao Định dạng cấp thấp (low-level format). ◼ Thơng tin phần đầu phần đuơi của sector được ghi cùng dữ liệu giả. ◼ Các ke hở giữa track và sector được tạo 196
  177. ◼ Nền mĩng để tổ chức đĩa ◼ Định dạng cấp thấp thường cụ thể theo phần cứng. ◼ Các nhà sản xuất thường định dạng cấp thấp tại nơi sản xuất. Nếu khơng phải liên hệ nhà chế tạo trình định dạng cấp thấp của họ 197
  178. Phân hoạch ◼ Phân hoạch cụ thể theo hệ điều hành ◼ Chia nhỏ ổ đĩa vật lý thành vài ổ logic nhỏ hơn ◼ DOS, windows 3.11 windows 95 dùng hệ thống FAT. (gom nhĩm sector thành cluster 64 sector-32KB =1cluster ◼ FDISK là tiện ích dùng để phân hoạch ổ đĩa 198
  179. ◼ DOS, windows 95 giới hạn 2,1GB cho mỗi phân họach ◼ Windows NT 4.0 giới hạn 4,2GB ◼ Windows 98 trở về sau dùng các phân hoạch FAT32 hỗ trợ: 2TB. ĐỊNH DẠNG CẤP CAO ◼ hệ điều hành chưa thể lưu trữ nếu chưa định dạng cấp cao. ◼ Mổi phân hoạch ghi một VBS, hai bản sao FAT, và một thư mục gốc ◼ Kiểm tra và xố bỏ các sector hỏng ◼ FORMAT tiện ích của DOS 199
  180. CÁC HỆ THỐNG TỔ CHỨC TẬP TIN ◼ Ổ cứng IDE/EIDE hoặc SCSI: đã đươc định dạng cấp thấp (thơng tin cylinder, track, sector đã được ghi ra đĩa). ◼Phân hoạch ổ đĩa với FDISK và định dạng bằng FOMAT (theo một hệ thống tập tin cụ thể) 200
  181. Đặc điểm cơ bản của FAT (File Allocation Table) ◼ DOS, Windows 3.x và Windows 95 dủng FAT để tổ chức tập tin trên ổ đĩa. ◼ Nhĩm các sector tổ chức thành 1 liên sector (cluster). ◼ Mỗi liên sector được gán một số ◼ FAT 12: dùng một con số 12bit ◼ FAT 16: dùng một con số 16bit ◼ FAT 32: dùng một con số 32bit (windows 98 ) 201
  182. ◼ Lưu trữ tập tin trong mọi liên sector, khi xố tập tin các liên sector cĩ thể dùng lại, ◼ FAT: linh hoạt, đáng tin cậy. 12 ◼ FAT 12: 4096 (2 ) liên sector (clustor) ◼ Khơng dùng, các ổ cứng nhỏ (32MB). 16 ◼ FAT 16: 65.536 (2 ) liên sector ◼ ổ đĩa 120MB một clustor: 120MB/65.536. ◼ ổ đĩa 500MB một clustor: 500MB/65.536 khoảng 7,6KB (thự tế 8KB) ◼ Lưu tập tin 2KB →lãng phí (8KB-2KB) 202
  183. ◼ Hiện tượng phân mảnh tập tin (do các liên sector đều độc lập) hiệu ứng phụ. ◼ Một tập tin cần nhiều liên sector cĩ thể nằm rải rác bất kỳ trên đĩa. ◼ VD:tập tin dùng 20 liên sector trên track 345, 2 liên sector trên track 1012, 50 liên sector trên track 2011 ◼ Thực tế: buộc các ổ cứng làm việc cật lực cho việc truy tìm sector. ◼ → định kỳ giải phân mảnh bằng các tiện ích: Defrag, speed disk (NU) 203
  184. FAT 16: ◼ DOS dùng hệ thống tập tin FAT 16 ◼ Cĩ 65.536 liên sector. ◼ Một liên sector cĩ thể lớn tới 32KB. ◼ Phân hoạch tối đa: 65.536 x 32.768 = 2.147.486.648 byte (2,1 GB). ◼ Mọi tập tin chứa ít nhất 1 liên sector ◼ Nếu ổ đĩa >2,1GB →tạo các phân hoạch logic tiếp theo tận dụng khơng gian bổ xung. 204
  185. ◼ VD: ổ đĩa 3,1 GB: tạo một phân hoạch 2,1GB và một phân hoạch 1GB. ◼ Cách giảm bớt khơng gian chùng: tạo nhiều phân họch nhỏ → các liên sector nhỏ hơn Fat 32: ◼ hệ thống tập tin 32 bit (windows 95 OSR2) sau đĩ windows 98, Me, windows 2000, XP. ◼ 4 bit phía trên được dành riêng. 205
  186. 28 ◼ Dùng 28 bit cịn lại để đánh số: 2 (268.435.456) liên sector. ◼ VD: phân hoạch 8GB với các liên sector 4KB. ◼ Kích cỡ tối đa cho 1 phân hoạch: 2TB ◼ Loại bỏ kích cỡ cố định thư mục gốc. ◼ Các ứng dụng DOS (khơng viết lại) chỉ truy cập tin tới 2GB. ◼ Các ứng dụng win32 cĩ thể làm việc trên các tập tin tới 4GB. ◼ Các trình tiện ích được viết cho FAT16 khơng làm việc cho FAT32 206
  187. VIRUS và MBR: ◼ Thay mã MBR bằng mã riêng. ◼ Khi khởi động mã MBR được nạp vào bộ nhớ →mã virus sẽ được nạp. ◼ Nếu BIOS hỗ trợ tính năng “bảo vệ MBR”. sẽ ngăn cấp thơng tin được ghi vào MBR. ◼ Kích hoạt trong CMOS setup. 207
  188. ĐĨA CD-ROM (compact disc) ◼ Đầu năm 1982: hãng Sony và Philips. ◼ Compact nhạc (audio CD). ◼ Ghi dữ liệu dưới dạng số hĩa (digital) ◼ sử dụng các pit (hốc) và land (ụ). ◼ Giải pháp chức thơng tin máy tính: (văn bản, hình ảnh đồ họa, các chương trình, phim, file âm thanh ) 208
  189. Cấu tạo đĩa CD ◼ Dập các pit và land lên một đĩa chất dẻo poly-carbonate. ◼ phủ một lớp tráng bạc (phản quang) lên đĩa để phản xạ ánh sáng laser. ◼ Sau tráng bạc được tráng một lớp sơn(tránh hố chất ăn mịn 210
  190. Dữ liệu trên CD ◼ Ghi thành một đường rãnh (track) xoắn ốc liên tục, duy nhất, chạy từ tâm quay ra vùng ngồi rìa. ◼ Một pit (sâu 0,12µm, rộng 0,6µm). Các pit và land cĩ thể dài 0,9 đến 3,3µm. ◼ Khoảng cách 2 vịng xoắn 1,6µm → cung cấp khỏng 16.000 track trên 1 inch bán kính (TPI) 211
  191. ◼ Sử dụng một tia laser và thiết bị phát hiện tia laser để cảm nhận sự hiện diện hay vắng mặt các pit. ◼ Tia sáng đập vào một land phản chiếu lại mắt đọc. ◼ Tia sáng đập vào pit, tia sáng sẽ bị phân tán theo mọi hướng. ◼ Sự biến thiên các pit sang land và ngược lại tương ứng với các mức nhị phân. Khơng phải là sự cĩ mât hay vắng mặt 212
  192. ◼ Kiểu giải mã trong các ổ đĩa CDROM: Eight-to-Fourteen Modulation (EFM). EFM và cách lưu trữ dữ liệu ◼ Dịng bit (bit stream): dữ liệu, thơng tin sửa lỗi, thơng tin địa chỉ, các mẫu đồng bộ hĩa: được đại diện bằng các pit và land. ◼ Chuyển mỗi byte (8 bit) thành ra một chuỗi 14 bit( symbol). ◼ Một số nhị phân 1 phải được phân cách bởi ít nhất hai số nhị phân 0 215
  193. ◼ 1 frame CD-ROM tạo bởi: ◼ 24 bit đồng bộ hĩa ◼ 14 bit điều khiển ◼ 24 symbol dữ liệu ◼ 8 symbol sửa lỗi ◼ 14 bit kết thúc. (mỗi symbol phân cách bởi 3 bit kết hợp nữa) Tổng bit trong frame: 588 ◼ Khối dữ liệu (data block) cĩ 98 frame ◼ Mỗi bock mang: 98*24=2352 bytes dữ liệu, cộng byte sữa lỗi, đồng bộ hĩa, byte địa chỉ. 216
  194. ◼ Đĩa CDROM cĩ thể giao 153.6KB dữ liệu (khoảng 75 block)/giây. ◼ Đĩa CDROM giống như CD nhạc cĩ thể chứa 79 phút dữ liệu. Nhiều CD cĩ khuynh hướng giới hạn con số này 60 phút. ◼ Cĩ 270.000 blocks dữ liệu trong 60 phút ◼ Mỗi block chứa 2048 byte dữ liệu → dung lượng sẽ là 553MB. ◼ Nếu 79 phút → dung lượng 682MB. 217
  195. Việc bảo quản các đĩa CDROM ◼ Đừng bẻ cong: ◼ Đừng đốt nĩng ◼ Đừng làm trầy xước đĩa. ◼ Đừng dùng hĩa chất trên đĩa. ◼ Đối với CD-R: tránh phơi dưới ánh sáng 218
  196. Ổ đĩa tốc độ quay bội ◼ Tốc độ dữ liệu của đĩa CD audio là 150KB/s. ◼ Đối với các dữ liệu máy tính cĩ thể truyền nhanh hơn nhiều. ◼ ổ đĩa multi-spin đầu tiên 2x: 300KB/s, nếu gặp thơng tin audio sẽ trở về 150KB/s. ◼ Tốc độ 4x (600KB/s) 219
  197. Cấu trúc ổ đĩa CD ◼ CD-ROM/CD-R: cĩ khả năng tiếp nhận nhiều đĩa cĩ kích thước khác nhau. ◼ Ổ đĩa quay ở tốc độ tuyến tính khơng đổi (CLV). ◼ Khi dị đến mép đĩa sẽ chậm lại và ngược lại ◼ dữ liệu đọc ở tốc độ khơng đổi. ◼ Phần mạch điện tử cĩ khả năng phát hiện và sữa sai mọi lỗi dữ liệu. 220
  198. Phần cơ của ổ đĩa CDROM ◼ Khung sườn. ◼ Mặt vỏ trước, đèn led, nút chỉnh âm lượng và nút đẩy đĩa ra. ◼ Bo mạch in chính:điều khiển ổ đĩa giao tiếp, bo mạch in headphone. ◼ bộ phận trượt, thân nạp đĩa và nắp chắn. ◼ Một cụm motơ/ bánh răng truyền dẫn động cho cơ cấu nạp/đẩy đĩa 221
  199. ◼ Động cơ ổ đĩa: quay va đọc đĩa. ◼ Thiết bị quang:chứa một di-ốt phát và mắt đọc tia laser. Thiết bị quang trược dọc theo đường ray PHẦN ĐIỆN TỬ CỦA Ổ ĐĨA CDROM ◼ Khu vực mạch điều khiển: giao tiếp ngoại vi với bo mạch điều khiển ổ đĩa, thường dùng kiểu giao tiếp EIDE/IDE. ◼ Khu vực ổ đĩa quản lý các hoạt động vật lý, giải mã dữ liệu, sửa lỗi 222
  200. Đĩa DVD ◼ Phương tiện lưu trữ quang mật độ quang ◼ DVD video dùng để lưu trữ phim ảnh. ◼ DVD ROM lưu trữ phần mềm và dữ liệu máy tính. 223
  201. thời gian truy cập ◼ Thời gian cần thiết để tìm đến những thơng tin cần thiết trên đĩa. ◼ Tương đối chậm, cĩ thể cần đến vài trăm mili giây. ◼ Matsushita: 470ms TỐC ĐỘ TRUYỀN DỮ LIỆU ◼ hai phương tiện tiêu biểu để đo tốc độ truyền dữ liệu: 224
  202. ◼ Tốc độ đọc dữ liệu vào trong bộ nhớ đệm on-board của ổ đĩa.(tốc độ truyền dữ liệu tuần tự). ◼ Creative Labs (matsushita): cung cấp 1.35MB/s ở DVD và 900KB/s đối với CD thưịng ◼ Tốc độ chuyển giao dữ liệungang qua hệ thống cáp trên mạch điều khiển ổ đĩa (tốc độ dữ liệu cĩ đệm trữ) ◼ 8,3MB/s ở DMA mode 1 ◼ 13,3MB/s ở DMA mode 2 225
  203. Các dạng thức dữ liệu lưu ◼ Các dạng thức dữ liệu cĩ ý nghĩa quan trọng: chỉ ra những cấu trúc dữ liệu trên đĩa (volum, file, block,sector, mã CRC, đường dẫn, bảng ghi, bảng cấp phát file, phân khu ). ◼ Dạng thức ở các sách A,B,C là UDF (UDF bridge (Universal Disk Format). ◼ Dạng thức ISO-9660 226
  204. Các chuẩn DVD âm nhạc và phim ảnh ◼ kỹ thuật nén MPEG (mition Picture Experts Group): nén âm thanh và hình ảnh ◼ MPEG-1: là 30 frame hình trên gây (frame per second) với độ phân giải352x240. ◼ Nén âm thanh đặt tả kỹ thuật âm thanh nổi. ◼ Cho phép 44.1 ngàn mẫu trên giây ◼ MPEG-2: 60 frame/s với độ phân giải 720x480. ◼ Nén âm thanh vịng và nổi Dolby AC-3 5. ◼ Thực hiện 48 ngàn mẫu trên giây 227
  205. Tính năng tương thícg CD ◼ hỗ trợ các thiết bị đời củ. ◼ DVD tương thích ngược với: CD audio, CD-ROM, CD-1, CD Extra, CD-ROM/XA. ĐĨA DVD: ◼ giống các đĩa CDROM cổ điển: dữ liệu ghi theo mẫu hình xoắn ốc (pit va land) ◼ Kích thước giống CDROM. ◼ Dữ liệu dày hơn → dùng tia laser cĩ bước sĩng nhỏ hon nhiều 228
  206. ◼ Cĩ thể dùng nhiều lớp pit và land, mỗi lớp cĩ một lớp phản quang riêng. ◼ Cĩ thể sử dụng 2 mặt. ◼ Cĩ khả năng cung cấp đến 4 lớp dữ liệu ◼ Thực tế: thường là đĩa DVD 1 mặt: cung cấp 8.5GB dữ liệu với loại đĩa 2 lớp một mặt. 229
  207. Cổng Song Song Cổng tuần tự Cổng USB 230
  208. CỔNG SONG SONG ◼ Gồm 3 thanh ghi riêng biệt: ◼ Thanh ghi dữ liệu (data register) ◼ Thanh ghi tình trạng (status register) ◼ Thanh ghi điều khiển (control register). ◼ Dùng các bit địa chỉ A0-A9 mã hĩa quyết định thanh ghi họat động ◼ Dữ liệu được gửi đến cổng song song dưới dạng từng byte ký tự 231
  209. ◼ Trọng tâm: thanh ghi dữ liệu. ◼ Máy cũ: thanh ghi dữ liệu là một chiều. Ghi vào. ◼ từ 386: thanh ghi dữ liệu vừa đọc được vứa ghi được (2 chiều bi-driectional) ◼ Truy cập máy in: ◼ CPU nạp dự liệu đến thanh ghi dữ liệu. ◼ Thanh ghi điều khiển quản lý cách hành sử của cổng. (thường tạo ra 1 ngắt IRQ7 cho LPT1 và IRQ5 cho LPT2). ◼ Thanh ghi tình trạng dọc về hệ thống xác định tình trạng máy in. 233
  210. Các địa chỉ ngắt ◼ Ba thanh ghi như đệm 8bit dữ liệu. ◼ BIOS củ hỗ trợ 2,3 cổng song song ◼ BIOS hiện nay hỗ trợ 4 cổng song song: LPT1 LPT2 LPT3 LPT4 t/ghi dữ liệu 0378 0278h 03BCh 02BCh h t/ghi tình trạng 0379 0279h 03BDh 02BDh h t/ghi điều 037A 027Ah 03BEh 02BEh khiển h 234
  211. ◼ Về sử dụng ngắt cĩ 2 phương thức: ◼ Thăm dị cổng (polling). ◼ Phương thức được ưa dùng. ◼ Điều khiển bằng ngắt (interupt-driven). ◼ Hiệu qủa, nhưng dễ bị sa lấy vào họat động. CÁC ĐƯỜNG TÍN HIỆU ◼ Dùng đấu nối chữ D: 25 chân ◼ Mối nối kết song song ở máy in: 36 chân “kiểu Centronics”. 235
  212. ◼ Các lọai đường tín hiệu: ◼ Các đường dữ liệu ◼ Các đường điều khiển ◼ Các đường nối đất. ◼ Tất cả các tín hiệu đều tương thích với TTL (từ 0 đến 5V, 0-0.8V: logic 0, +2.2V-5V:logic 1). 237
  213. Họat động cổng song song ◼ Máy in phải đặt ở trạng thái online ◼ Các đường tín hiệu -Strobe và –acknowledge ở mức 1 ◼ Đường Busy ở mức 0. ◼ → máy in cĩ thể tiếp nhận 1 byte dữ liệu ◼ Khi in CPU sẽ thăm dị và kiểm tra tình trạng cổng. Nều sẵng sàng?→ byte dữ liệu sẽ được ghi vào thanh ghi dữ liệu. 238
  214. CÁC LỌAI CỔNG SONG SONG ◼ Cĩ tính năng “Plug and Play”. Các mode của chuẩn IEEE 1248 ◼ Năm 1994, tổ chức IEEE ban hành phương thức truyền tín hiệu chuẩn dành cho mạch giao tiếp song song hai chiều. ◼ Standard Signaling Method for a Bi- Directional Parallel Interface: chuẩn IEEE1284. 239
  215. ◼ Cĩ 5 phương thức thọat động khác nhau: ◼ Compatibity mode ◼ Nibble mode ◼ Byte mode ◼ ECP mode ◼ EPP mode ➢ trừ Compatibity mode, các mode cịn lại đều 2 chiều Compatibility mode ◼ IEEE 1284 tương thích ngược với lọai cổng song song truyền thống. ◼ Tín hiệu gửi dọc theo 8 đường dữ liệu. ◼ Địi hỏi 4 lệnh I/O cho xuất 1 byte. ◼ Tốc đổ truyền 150KB/s 240
  216. NIBBLE MODE: ◼ Truyền ngược mỗi lần 4 bit. ◼ Tốc độ hạn chế khoảng 50KB/s ◼ Ít khi được dùng. BYTE MODE: ◼ Truyền ngược mỗi lần 1 byte. ◼ Cĩ thể dùng làm cổng nhập dữ liệu. ◼ chỉ tốn 1 chu kỳ I/O cho gửi 1 byte 241
  217. ECP MODE: (Enhanced Capabilities Port) ◼ Truyền dữ liệu hai chiều trong cịng 1 chu kỳ I/O duy nhất. ◼ Phần cứng tự động thực hiện những họat động đồng bộ hĩa và bắt tay cho cổng. ◼ Cĩ thể vận hành từ 800KB/s tới 2MB/s. ◼ Tùy thuộc vào thiết bị nào ở cổng và chất lượng cáp nối 242
  218. EPP MODE (Enhanced Parallel Port) ◼ Đỉnh điểm của IEEE 1284 ◼ Giống ECP. ◼ Cĩ thể truyền 800KB/s đến 2MB/s ◼ Cho phép nhiều thiết bị cùng cĩ mặt trên một cổng. Trong khi vẫn giữ được khả năng định địa chỉ một cách khác biệt 243
  219. CHẤT LƯỢNG CÁP ECP/EPP ◼ Giới hạn chiều dài (khỏang 3m) ◼ Qúa giới hạn, dễ bị nhiễu NHỮNG VẤN ĐỀ CỦA IEEE 1284 ◼ Địi hỏi các cổng song song, cáp, thiết bị ngọai vi phải tuân thủ theo chuẩn IEEE 1284. 244
  220. CỔNG TUẦN TỰ ◼ Chuyển dữ liệu song song từ bus thành chuỗi các bit tuần tự liên tiếp nhau. ◼ bổ xung các bit để lập khung. ◼ Tiếp nhận dữ liệu tuần tự, lọai bỏ khung, chuyển dữ liệu tuần tự ra dạng song song. 245
  221. TÀI NGUYÊN ◼ Chip UART được điều khiển thơng qua lọat các thanh ghi quan trọng ◼ Các phiên bản BIOS đời mới hỗ trợ đến 4 cổng (COM1, COM2, COM3, COM4). ◼ Kiểm tra các cổng theo thứ tự: 03F8h, 02F8h, 03E8h,02E8h,02E0h, 0338h, 0238h. Rồi tên các cổng được cấp phát. ◼ Các địa chỉ cĩ thể hĩan đổi nhau ◼ Thường COM1 là 03F8h. ◼ Các địa chỉ I/O dành cho COM được lưu trong RAM dành cho dữ liệu BIOS từ 0400h. 246
  222. ◼ Địi hỏi ngắt (IRQ4 cho COM1 và IRQ3 cho COM2)→ dễ nảy sinh xung đột, chỉ dùng 2 cổng. ◼ Các chân tín hiệu: ◼ Lọai 9 chân và 25 chân. ◼ Đường dữ liệu (data line) ◼ Đường điều khiển bắt tay (control hoặc handshaking line). ◼ Đường nối đất (ground line) 247
  223. USB ◼ Giao tiếp đơn giản, ◼ Kết nối hot swappabledùng cho các thiết bị cĩ tốc độ từ thấp đến trung bình. ◼ Monitor, máy quét, máy in, loa kỹ thuật số, modem, bản vẽ đồ họa, máy chụp hình kỹ thuật số, cần điều khiển game 248
  224. HỌAT ĐỘNG ◼ Lọai tốc độ 12Mbps đối với thiết bị trung bình. ◼ 1.5Mbps lọai tốc độ thấp. ◼ sử dụng mơ hình topology hình sao nhiều tầng (hub USB) 249
  225. Thùng máy (Case) các lọai nguồn cung cấp điện 250
  226. Thùng máy ◼ Làm khung sườn cho mọi máy PC. ◼ Hạn chế khả năng mở rộng: ◼ Thường cĩ từ 6-8 chỗ cho khe cắm mở rộng. ◼ 3-4 nơi gắn ổ đĩa. 251
  227. BỘ NGUỒN ◼ Sử dụng điện xoay chiều thơng qua dây cắm AC. ◼ Nguồn sẽ tạo ra một lọat dịng điện 1 chiều cung cấp năng lượng cho bo mạch chính và các ổ đĩa. ◼ Quan trọng trong hệ thống máy tính ◼ Cũng hạn chế khả năng mở rộng. ◼ Mỗi thành phần trong máy địi hỏi 1 năng lượng nhất định. 255
  228. ◼ Nguồn phải cĩ khả năng đáp ứng nhu cầu của hệ thống. Nếu khơng sẽ dẫn đến tình trạng qúa tải khi thêm những thành pầhn mở rộng khác. BỘ NGUỒN ATX ◼ Kích thước: ◼ Dài: 6.1” ◼ Rộng: 5.7” ◼ Cao: 3.5” 256
  229. Signal Pin Pin Signal 3.3v* 11 1 3.3v* -12v 12 2 3.3v* GND 13 3 GND Pwr_On 14 4 5v GND 15 5 GND GND 16 6 5v GND 17 7 GND -5v 18 8 Power_Good 5v 19 9 5v_Standby 5v 20 10 12v 264
  230. ◼ Tạo ra bốn mức điện áp truyền thống (±5V, ±12V). Mức điện áp riêng 3.3V. ◼ Dùng đầu nối 20 chân. ◼ bộ quạt tản nhiệt được lắp trong bộ nguồn. PIN-ĐIỆN ◼ Duy trì dữ liệu cấu hình của hệ thống. ◼ Với máy xách tay pin cung cấp năng lượng cho cả hệ thống 266
  231. ◼ Khái Quát: ◼ Là thiết bị điện hĩa học. ◼ Nếu pin chết → phải được thải bỏ. ◼ Trong máy tính: thường dùng để duy trì và xác lập CMOS. ◼ Cĩ thể xạc lại được. 267
  232. ◼ Xếp lọai: ◼ Cĩ hai mức quan trọng: điện áp tế bào và ampe giờ. ◼ Thường họat động ở 1,5Vdc, nhưng cĩ thể nằm trong phạm vi +1,2 đến 3Vdc ◼ Mức ampe giờ phản ảnh dung lượng lưu trữ năng lượng của một bơ pin. Tùy thuộc vào khả năng tải điện. ◼ Cĩ thể diễn tả Walt giờ tên mỗi kilogram (Wh/kg). 268
  233. XẠC PIN: ◼ Là thay thế năng lượng ◼ nạp pin theo một tốc độ cĩ điều khiển. CÁC BỘ PIN DỰ PHỊNG CMOS: ◼ Năm 1980: IBM dùng RAM tĩnh nhỏ cĩ nguồn điện thấp để lưu giữ các tham số của hệ thống. 269
  234. ◼ Dùng IC RAM dựa trên việc chế tạo CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) và dược nuơi bằng pin dự phịng. ◼ Với pin dự phịng hệ thống cĩ thể nhập vào chế độ treo “Stand by”. Lúc đĩ khơng cĩ nguồn điện nào được dùng, nhưng dữ liệu vẫn cịn lưu trong bộ nhớ 270
  235. CÁC BỘ PIN LITHIUM ◼ Lithi/mangan-đioxit. ◼ 1 bộ pin cĩ thể cung cấp 3Vdc ở mức 330Wh/kg. ◼ Kiểu thiết kế là tế bào đồng xu CÁC BỘ PIN DI ĐỘNG: ◼ Các máy tính xách tay dựa vào bộ pin làm nguồn điện chính ◼ Ba lọai cộng nghệ hiện nay: niken-catmi, niken hyđrua kim lọai, và lithi-ion. 271
  236. NIKEN CATMI (NiCd). ◼ Được dùng rộng rãi trong máy tính di động ◼ Cĩ thể xạc lại thường xuyên. ◼ Xạc lâu, hoặc với tốc dộ hay nhiệt cao hiệu ứng hĩa học bị sút kém. ◼ Cĩ tuổi thọ tích điện rất hạn chế ở tình trạng vơ cơng. ◼ Ngày nay thay thế bằng các bộ pin NiMH va Li-on 272
  237. ◼ NIKEN Kim lọai HYDRUA (NiMH) ◼ Ra đời năm 1990. ◼ trở thành kiểu thống lĩnh cho các máy tính di động. ◼ Nguyên tắc cấu tạo và họat động giống NiCd. ◼ NiMH cĩ thời gian lưu kho chỉ vài ngày. ◼ LITHI-ION VÀ KẼM KHÍ: ◼ Phát triển tương đối mới. ◼ Cho phép chạy lâu hơn 20 đến 30% ◼ Khơng bị ảnh hưởng hưởng bởi hiệu ứng bộ nhớ 273
  238. ◼ bộ pin kẽm khí (Zinc-air) ◼ Cung cấp gần như gấp đơi tỷ trọng năng lượng của các bộ pin Li-on. ◼ Htường lớn và nặng, giá thành cao. PIN Dự trữ ◼ Các máy tính xách tay hiện hành sử dụng một bộ pin dự trữ. ◼ Cung cấp trong vài phút cho việc thay pin chính. ◼ Thường một bộ bốn cục pin Nicd 274
  239. MÀN HÌNH ◼Hiển thị hình ảnh và thơng tin. ◼Nguyên lý vẫn giữ nguyên so với các màn hình đời củ. ◼Độ phân giải và chất lượng hình ảnh cao 275
  240. Linh kiện Monitor ◼ Yêu cầu năng lượng cao để họat động. ◼ Một số phát sinh tới 30KV trong họat động. ◼ Các monitor điển hình: ◼ Vỏ bao. ◼ CRT ◼ Bo điều khiển CRT ◼ Một bo điều khiển quét mành. ◼ Một bộ cấp nguồn. 277
  241. Vỏ Bao ◼ Gồm 2 mẫu: ◼ vỏ bao phía trước để mĩc ráp CRT và cuộn giải từ ◼ phía sau che phủ monitor. CRT (Cathode Ray Tube): ◼ Bĩng đèn tia âm cực: ống chân khơng lớn. ◼ Bên trong CRT cĩ một lớp tráng phốt pho pha màu. 279
  242. ◼ Đầu cổ CRT chứa một thành phần cathode (âm cực): được kích thích và đốt nĩng nhiệt độ cao. ◼ Cathode phĩng thích electron nạpđệin tích âm gia tốc về phía truớc, đập vào lớp phốt pho→ ảnh sáng được tạo. ◼ Kích cỡ CRT thường được đo dưới dạng đường chéo. VD màn hình 17inch. 281
  243. ◼ CRT màu cĩ nguyên lý cơ bản gống CRT đơn sắc. ◼ CRT màu dùng 3 cathode và các vỉ điều khiển video cho mỗi vỉ cho một trong 3 màu chính. ◼ CRT màu sử dụng các bộ ba phốt pho, chấm phốt pho đỏ, xanh lục và xanh dương. ◼ Các chấm màu sát nhau đến nỗi mỗi bộ ba xuất hiện như một chấm điểm đơn lẻ. 282
  244. ◼ Dùng mặt nạ bĩng, các tia điện tử sẽ đạt đến các phốt pho lên lổ hổng trong mặt nạ. mỗi trong ba tia điện tử phải hội tụ tại lỗ hổng màn hình. 284
  245. Bo điều khiển CRT ◼ Chỉnh điện áp điều khiển độ sáng, tiêu điểm. ◼ Chứa các bộ điều khiển, và các bộ khuếch đại video đỏ,xanh lục, xanh dương. ◼ Chuyển tín hiệu video nhỏ (0.7 vơn) thành tín hiêu đủ lớn để điều khiển CRT (50V) 285
  246. Bo điều khiển mành (tester board) ◼ Chứa mành dọc, mành ngang và các mạch điện áp cao. ◼ Chứa một phần hoặc tịan bộ mạch cấp nguồn, cùng với hệ mạch được diều khiển bở vi điều khiển. ◼ Mạch điều khiển dọc dược dùng vận hành dĩoc uốn dọc, bộ quét dọc (60,70,75, 85Hz) ◼ Tạo mơi trường sĩng răng cưa. Hịan thành trong vịng khơng đầy 1/60 giây. 286
  247. ◼ Mạch điều khiển ngang. Vận hành dĩoc uốn ngang. bộ dao động ngang (15khz – 95khz). ◼ Monitor hiện hành cĩ độ phân giải cao (1600x1200) cĩ thể chạy tới mức 93.7kHz. 287
  248. Nguồn cấp điện ◼ Chuyển đổi điện áp AC thành DC (thường +135, +20, +12, +6.3 va +87 vơn DC). CÁC PIXEL VÀ ĐỘ PHÂN GIẢI ◼ Pixel: điểm nhỏ nhất, cĩ thể nhận một số màu káhc nhau bất kỳ. ◼ Các pixel được phối hợp dưới dạng mảng (các hàng, các cột)→ độ phân giải ◼ VD: EGA: 640x480 SGGA: 800x600 ◼ Yếu tố quan trọng, cho phép chi tiết ảnh mịn hơn 289
  249. ◼ CRT màu dùng 3 phốtpho màu, được dàn xếp dưới dạng tam giác. ◼ Mỗi bộ ba biểu thị cho một pixel. ◼ Dùng các súng điện tử để kích thích mỗi dot tạo quan phổ rộng gồm các màu. M ◼ Màu được tạo khi electron vơ hình đánh vào một phốt pho màu. ◼ Chất lượng ảnh liên quan đến độ sát của 3 dot 290
  250. Quét ngang, quét dọc, quét mành và đáo bộ ◼ Một ảnh được phát sinh mỗi lần một dịng pixel ngang, bắt đầu từ gĩc trái. ◼ Khi các tia di chuyển theo chiều ngang, từng pixel trong dịng được kích thích → tốc độ quét ngang. ◼ Tốc độ phát sinh một “trang” các dịng ngang hịan chỉnh → tốc độ quét dọc. ◼ Hành động quét ngang quét dọc liên tục gọi là đáo bộ. ◼ Một monitor VGA điển hình. độ phân giải 640x480 dùng tốc độ quét ngang 31,5KHz. Tốc độ dọc sẽ được ấn định, như 60Hz. 291
  251. Tín hiệu hình (video signal) ◼ tín hiệu hiển thị: analog. ◼ Điện áp tín hiệu : 0,7Vpp. ◼ Mạch biện bên trong chịu trách nhiệm khuếch đại. ◼ trở kháng ngõ nhập 75ohms 292
  252. Các mạch điện tử màu: ◼ 3 mạch điều khiển tín hiệu:màu đỏ, lục, xanh lơ. ◼ Monitor hiện nay đều dùng tín hiệu analog, cho phép cường độ mỗi màu được thay đổi. ◼ CRT cung cấp 3 tia điện tử, nhằm bắn vào những chấm phốt pho màu tương ứng. ◼ Mạch điện tử: mạch điều khiển tín hiệu hình, mạch quét dọc, mạch quét ngang 293
  253. Mạch Flyback ◼ CRT cĩ điện thế dương lớn trên cực anode (từ 15000V đến 30000V). ◼ CRT càng lớn cần điện thế càng cao. ◼ Monitor tạo điện thế cao thơng qua mạch Flyback (mạch siêu điện thế). 295
  254. Ghi chú về tháo ráp monitor ◼ Monitor họat động với các điện áp cĩ thể gây chết người. ◼ Đảm bảo tháo phích cắm điện và để vài phút cho monitor phĩng điện trưoớc khi cham vào. ◼ Họat động của các bộ giao động và khuếch đại tạo tín hiệu RF gây nhiễu radio và TV ◼ ở điện áp cao tạo bức xạ X→ các lá chắn kim lọai 297
  255. Card màn hình 298
  256. ◼ Màn hình chỉ là thiết bị xuất ◼ Tín hiệu hiển thị trên monitor là do mạch điều hợp hiển thị (video adapter hoặc display adapter). ◼ Thường là các bo mạch (card) mở rộng, được gắn vào các khe mở rộng. ◼ dữ liệu ảnh được card điều hợp hiển thị chuyển từ dữ liệu thơ của máy chứa trong bộ nhớ hiển thị. 301
  257. ◼ Lượng bộ nhớ tùy thuộc vào card điều hợp cụ thể và những chế độ hiển thị. ◼ Những card đời mới hiện nay cung cấp đến 256MB hoặc hơn nữa. ◼ Card điều hợp hiển thị chuyển nội dung trong của bộ nhớ hiển thị thành những tín hiệu hình tương ứng để đẩn đến monitor. ◼ Những ứng dụng phần mềm hiện nay địi hỏi cĩ những trình điều khiển thiết bị (video driver). 302
  258. ◼ Video driver cho phép một ứng dụng truy cập các chế độ hiển thị độ phân giải cao hoặc độ sâu màu (thường ở SVGA). ◼ Trục trặc về hiển thị: ◼ Do màn hình. ◼ Do card màn hình. ◼ Do phần mềm driver. 303
  259. Card hiển thị truyền thống ◼ Dùng kiểu vùng đệm khung (frame buffer). ◼ dữ liệu hình ảnh được nạp và lưu trữ trong bộ nhớ hiển thị, mỗi lần một khung (frame). ◼ Trọng tâm của card là IC điều khiển hiển thị (mạch CRTC). ◼ CRTC đọc nội dung trong bộ nhớ (VRAM) rồi đưa nội dung đi tiếp để xử lý. ◼ Các chipset cung cấp khả năng hiển thị nhanh, hữu hiệu. 304
  260. Hiển thị văn bản, hiển thị đồ họa ◼ Video Ram đĩng vai trị quan trọng: chứa những dữ liệu và hình ảnh cần hiền thị. ◼ Họat động được ở cả 2 chế độ (mode): ◼ Chế độ văn bản. ◼ Chế độ đồ họa. ◼ Chế độ văn bản: ◼ Các ký tự ASCII chứa trong video RAM. ◼ ROM ký tự kết hợp bộ sinh ký tự, thanh ghi dịch → sản sinh ra những hình điểm ảnh với mổi ký tự ASCII 305
  261. ◼ Chế độ đồ họa: ◼ Video RAM chứa thơng tin về sắc xám hoặc màu sắc dành cho mỗi điểm ảnh. Khơng phải ký tự ASCII. ◼ Khơng dùng ROM ký tự và bộ sinh ký tự trong chế độ văn bản ◼ Card đơn sắc dùng 1 bit cho mỗi điểm ảnh. ◼ Card 16 màu dùng 4 bit cho mỗi điểm ảnh. ◼ Card 256 màu dùng 8 bit cho mỗi điểm ảnh. 306
  262. BIOS hiển thị ◼ Mạch hiển thị địi hỏi những thay đổi lệnh khi chuyển từ văn bản sang đồ họa, → định lại cầu hình và điều khiển CRTC. ◼ Các card điều hợp tử EGA trở về sau đều dùng ROM BIOS tại chỗ để lưu trữ phần dẻo. ◼ Kiến trúc PC hiện tại dùng 128KB lưu trữ, từ C0000h đến DFFFFh trong vùng nhớ trên cho các thiết bị mở rộng: mạch điều khiển ổ cứng, mạch điều hợp hiển thị BIOS của bo mạch chính 307
  263. Lịch sử tiến hĩa card hiển thị ◼ PC mới ra đời: card MDA (monochrome display adapter). ◼ Card CGA (color graphics adpapter). ◼ Đều ở chế độ văn bản. MDA (monochrome display adapter- 1981). ◼ Các máy PC đời củ. ◼ chế độ văn bản 80x25. dùng các ký tự 9x14 (ngang 9 điểm ảnh, dọc 14 điểm ảnh). 308
  264. ◼ Tích hợp một cổng LPT. ◼ Mối kết nối 9 chân, sử dụng tín hiệu TTL. CGA (Color graphics Adapter-1981). ◼ Card văn bản và đồ họa đầu tiên. ◼ Cung cấp độ phân giải thấp 160x200. ◼ Cung cấp 16 màu. ◼ → độ phân giải trung bình 320x200. chỉ với 4 màu. độ phân giải cao nhất 640x200 với 2 màu. 310
  265. ◼ Mỗi khung hình địi hỏi 16KB RAM hiển thị. ◼ 640x200=128.000 điểm ảnh, Với 2 màu (mỗi điểm 1bit màu → 1 byte biểu biễn 8 điểm). 128000/8=16000byte. ◼ 320x200=64.000 điểm ảnh, Với 4 màu (mỗi điểm 2 bit màu → 1 byte biểu biễn 4 điểm). 128000/4=16000byte. ◼ Ram hiển thị liên quan đến khả năng hiển thị ◼ Dùng đầu nối 9 chân 312
  266. EGA (Enhanced Graphichs Adapter-1984) ◼ Khả năng tương thích ngược. giả lập chế độ CGA va MDA. ◼ Các khả năng hiển thị: ◼ 320x200x16 ◼ 640x200x16 ◼ 640x350x16 ◼ Thường cĩ các lọai 128KB RAM ◼ Tín hiệu TTL: ◼ Primary RED (chân 3). ◼ Primary Green (chân 4) ◼ Primary Blue (chân 5). 313
  267. PGA (Professional Grapphics Adapter-1984) ◼ khả năng hiển thị 640x480x256. ◼ Tính năng quay 3 chiều và cắt xén hình ảnh. ◼ Cung cấp tốc độ hiển thị 60 khung hình/s ◼ Địi hỏi 2 hoặc 3 bảng mạch mở rộng MCGA (Multi color Graphics Array 1987). ◼ Lúc đầu tích hợp máy PS/2-25 và PS/2-30 củ IBM 314
  268. ◼ Hỗ trợ tất cả chế độ CGA và vài chế độ hiển thị mới. ◼ Ưa htích đối với các phần mềm game. ◼ hệ thống hiển thị đầu tiên sử dụng các tín hiệu analog. ◼ Cho phép tạo 256 màu chỉ với 3 đường tín hiệu màu chính. ◼ Đầu nối kiểu chữ D: 15 chân. ◼ Cáp tín hiệu MCGA chứa hộp kim loai vuơng để lọc nhiễu. 315
  269. ◼ Là lọai analog đầu tiên và cịn được sử dụng cho các lọai card sau này. VGA (video graphics Array - 1987). ◼ Dùng đầu nối 15 chân. ◼ Cung cấp chế độ 640x480 quen thuộc. ◼ Cấp thấp nhất khi chay “Safe mode” hay cài đặt windows lúc đầu. ◼ khả năng tương thích ngược 317
  270. SVGA (super VGA): ◼ Vượt qua giới hạn 640x480x16. ◼ Khơng cĩ tiêu chuẩn rõ ràng. Mỗi nhà SX hỗ trợ nhiều chế độ hiển thị khác nhau. Vd: 1024x768 với 65 nghìn màu 640x480 với 16 triệu màu. ◼ Các phần mềm và ứng dụng khơng thể tận dụng triệt để ưu thế hiển thị SVGA mà khơng cĩ driver. ◼ Driver (của nha SX) cho phép các làm việc với phần cứng SVGA. 318
  271. ◼ Nguyên nhân gây trục trặc: khơng đúng driver, lạc hậu, hoặc bị sai lạc. ◼ Hầu hết đều hỗ trợ VGA truyền thống (khơng cần driver riêng). ◼ Ưu điểm ở khả năng hiển thị xấut sắc, nhiều độ phân giải. ◼ Khuyết : khơng cĩ chuẩn hĩa ◼ Hiệp hội VESA tạo chuẩn cho SVGA bằng phần mở rộng BIOS VESA. Ngày nay hầu hết đều hỗ trợ lọai BIOS này 319
  272. Các card gia tốc hiển thị ◼ Độ phân giải, độ sâu màu lớn: ◼ VD: 640x480=307200 điểm. cĩ 256 màu→ cần 8 bit. Cần 307200 byte cho mỗi khung hình. ◼ Nếu 1 giây cập nhật 10 lần → cần phải truyền 307200x10=3.072.000 byte/s (3,072MB/s) qua đường PCI hoặc ISA. ◼ Các khe PCI và ISA khơng đáp ứng → hiện tượng thắc nút cổ chai 320
  273. NGUYÊN LÝ: ◼ Khắc phục hạn chế card hiển thị truyền thống → tích hợp khả năng xử lý lên card hiển thị→ giảm gánh nặng CPU. ◼ tăng hiệu năng lên hơn 3 lần. ◼ Phần cốt lõi của card là IC đồ họa. ◼ Các lệnh và dữ liệu đồ họa được chuyển đổi thành những dữ liệu điểm ảnh, lưu trữ RAM hiển thị (VRAM). ◼ Từ VRAM cung cấp bus dữ liệu thẳng tới chip RAMDAC 322
  274. ◼ IC đồ họa chỉ đạo họat động của RAMDAC và luơn đảm bảo dữ liệu luơn sẵn sàng trong RAMDAC. ◼ Sau đĩ, RAMDAC chuyển đổi dữ liệu hiển thị thành các tín hiệu analog đỏ, lục và xanh lơ cùng với tín hiệu đồng bộ ngang dọc. 323
  275. CÁC YẾU TỐ QUYẾT ĐỊNH TỐC ĐỘ ◼ IC gia tốc hiển thị. ◼ RAM hiển thị ◼ Driver hoặc BIOS hiển thị ◼ RAMDAC ◼ Kiến trúc bus mở rộng (AGP hoặc PCI). 324
  276. IC GIA TỐC HIỂN THỊ: ◼ Thành phần cốt lõi của card hiển thị. ◼ Nhiều ICcung cấp bus dữ liệu 32 bit ( cĩ những lọai cung cấp 64 hoặc 128 bit). ◼ Tốc độ truyển cao. ◼ Giải quyết được tình trạng thắt cổ chai dữ liệu. 325
  277. ◼ Ram hiển thị lưu giữ dữ liệu cần hiển thị. ◼ Dung lượng RAM khơng quan trọng đối với card gia tốc hiển thị bằng tốc độ RAM. ◼ RAM nhanh sẽ cĩ khả năng đọc và ghi dữ liệu nhanh hơn → hiệu năng được cải thiện. ◼ VRAM đã lạc hậu, ◼ SGRAM (Synchronous Graphic DRAM) ◼ DDR SRAM 326
  278. BIOS và Driver hiển thị: ◼ Đều là phần mềm. ◼ BIOS hiển thị là phần dẻo(firmware). ◼ Chứa chương trình cho phép card gia tốc tương tác với phần mềm ứng dụng DOS. ◼ Thường hổ trợ các phần mở rộng VESA BIOS vào BIOS hiển thị. ◼ Khơng nạp một driver điều khiển card dưới DOS. 327
  279. ◼ Driver hiển thị cĩ nhiều ưu điểm hơn. ◼ Windows làm việc với các driver. (khơng dùng BIOS hiển thị). ◼ Thay đổi Driver rất nhanh chĩng: để sữa lỗi hoặc thực hiện sự tăng cường. ◼ Tải từ internet 328
  280. RAMDAC: ( RAM Digital to Analog Convert). ◼ Màu sắc các điểm ảnh được phân chia ra theo mức đỏ, xanh lục, xanh lơ. Các mức màu sẽ được chyển những đại lượng analog tương đương. ◼ Bộ chuyển đổi số ra mức analog (DAC). ◼ Địi hỏi thời gian chuyển đổi, muốn tốc độ làm tươi nhanh → DAC nhanh. ◼ Thường sử dụng một bảng màu (palette). 329
  281. ◼ Card màn hình cũ lưu trữ mục màu trong thanh ghi. ◼ Card hiện nay phải dùng RAM. ◼ RAMDAC chỉ dùng để chứa thơng tin bảng màu, khơng đùng để chứa dữ liệu hình ảnh thực cấn hiển thị 330
  282. CÁC LOẠI CARD MỞ RỘNG 332
  283. MODEM ◼ từ thập niện 1960-1970 nhu cầu liên lạc thơng tin giữa các máy tính mainframe hay mini. ◼ Khoảng cách địa lý lớn. ◼ Địi hỏi một hệ thống cáp nối phức tạp, trải rộng khắp thế giới → dùng mạng điệnthọai cơng cộng (PSTN: Public Swichted Telephone Network) 333
  284. ◼ Tín hiệu số (điều chế [modulate])→ tương tự. Truyền trên đường dây điện thọai. ◼ Các tín hiệu tương tự (giải điều chế: demodulate)→ tín hiệu số. ◼ Qúa trình Modulator/DEModulator xảy ra liên tục: MODEM. ◼ Ngày nay thường được thêm các chức năng khác: ◼ FAX ◼ VOICE 334
  285. ◼ dữ liệu chuểyn từ dạng dạng song song sang tuần tự và ngược lại. ◼ dữ liệu tuần tự chuyển thành tín hiệu âm tần trước khi truyền. ◼ Các tín hiệu âm tần tự chuyển ngược thành tuần tự. ◼ Modem cịn sử dụng một bộ nhớ khả biến (Non-Volatile RAM) ◼ Cĩ 2 lọai modem: ◼ Gắn trong (Internal) ◼ Gắn ngài (External) 335
  286. Modem gắn trong ◼ chế tạo dưới dạng bo mạch độc lập ◼ Gắn lên bus mở rộng. ◼ Gắn trong chip UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter). ◼ Chịu trách nhiệm điều động dữ liệu vào và ra. ◼ Khi cài đặt: đảm bảo ngắt và I/O port lhơng xung đột ◼ Các tín hiệu âm tần được xuất ra ở đầu nối RJ11. 337
  287. ◼ Modem cịn cung cấp thêm một cổng RJ11 để gắn điện thọai. ◼ Sau khi demodulate, dữ liệu được chuyển sang chip UART. ◼ Chip UART chuyển dữ liệu tuần tự thành song song và gừi đến CPU hoặc bộ nhớ. ◼ Thêm một mạch sinh ra các tín hiệu quay số đa tần (DTMF: Dual-Tone Muti Frequency dialing). ◼ Một bộ điều khiển (Controller) quản lý tịan bộ họat động của modem. 339
  288. Modem gắn ngồi ◼ Cung cấp hầu như tất cả chức năng chủ yếu của modem gắn trong. ◼ Khơng cĩ chip UART ◼ Trơng cậy vào cổng tuần tự (COM) hoặc USB ◼ Lắp đặt modem gắn ngồi nhanh và dễ hơn modem gắn trong. (khơng quan tâm IRQ và I/O address 340
  289. ◼ Khác biệt: được cấp điện từ Adapter nhỏ ◼ Cung cấp 1 lọat đèn LED báo tình trạng của tín hiệu. 341
  290. Những tính năng tiên tiến CƠNG NGHỆ x2: ◼ Của hãng US Robottics. ◼ Tốc độ download 56Kbps từ Internet ◼ Qua đường dây điện thọai. ◼ ISP hoặc server phải tương thích x2 ◼ Upload hoặc tro đổi dữ liệu thường 28Kbps 343
  291. DSVD (voice modem): ◼ Tích hợp tính nặng Dual Simultaneous Voice and Data. ◼ Vận chuyển tiếng nĩi tương tự con người như dữ liệu máy tính. ◼ Truyền tiếng nĩi trong thời gian thực và dữ liệu cùng lúc. ◼ Cần card âm thanh với microphone(số hĩa giọng nĩi) và loa. (phát lại tiếng nĩi) 344
  292. THƯ THỌAI: ◼ Tính năng voice mail (thư tiếng nĩi). ◼ Như một máy trả lời điện thọai. ◼ Tạo những hịm thư (mailbox), ghi lại những lời thơng báo, chào hỏi, thơng điệp. ◼ Truy cập từ xa, gửi fax theo yêu cầu ◼ Ưa chuộng, tự động hĩa việc trao đổi thư tín và phân phối thơng tin. 345
  293. TỰ ĐỘNG PHÁT HIỆN VÀ TỰ ĐỘNG CHUYỂN CHẾ ĐỘ LIÊN LẠC ◼ Phân biệt tín hiệu hiệu gọi thọai, và dữ liệu ◼ Tín hiệu Fax gọi đến. ◼ sử dụng phần mềm thích hợp thích hợp ghi lại các thơng điệp nĩi NHẬN DIỆN NGƯỜI GỌI (CALL ID) ◼ phát hiện số điện thọai gọi đến. 346
  294. CÁC CHẾ ĐỘ HỌAT ĐỘNG CỦA MODEM ◼ 2 chế độ: ◼ chế độ theo lệnh. ◼ chế độ truyền dữ liệu. ◼ chế độ lệnh: kiểm tra người dùng gõ lệnh AT cĩ hợp lệ? → thi hành lệnh ◼ trả lời điện thọai, thay đổi giá trị thanh ghi, ngắt kết nối họăc quay số điện thọai 347
  295. ◼ chế độ truyền dữ liệu: ◼ Truyền dữ liệu ◼ Nhận dữ liệu ◼ Kiểm tra các tín hiệu Data Carrier Dectect (DCD), Data terminal Ready (DTR) ◼ Khi gặp chuỗi thĩat, thay đổi trạng thái (DCD), DTR → chế độ lệnh 348
  296. QUÁ TRÌNH THƯƠNG LƯỢNG TRUYỀN DỮ LIỆU ◼ phụ thuộc vào modem và modem ở xa. ◼ Khi xác lập kênh truyền: thỏa thuận tốc độ truyền, kích thước mỗi gĩi dữ liệu, cĩ dùng bít parity hay khơng, làm việc ở chế độ haft-duplex hay full-duplex 349
  297. Cách đọc các đèn tín hiệu modem gắn ngịai. ◼ HS (High Speed): họat động tốc độ truyền cao nhất. ◼ AA (Auto Answer) trả lời điện thọai tự động. ◼ CD (Carrier Detect) phát hiện cĩ tín hiệu mang, kết nối thành cơng. ◼ OH (Off Hook): modem đang kiểm sĩat đường điện thọai 350
  298. ◼ RD (Receive Data): Rx: nhận dữ liệu từ modem ở xa. ◼ SD (Send Data): TX: gửi dữ liệu đi từ modem. ◼ TR (terminal Ready) phát hiện tín hiệu DTR từ phần mềm truyền thơng. ◼ MR (modem Ready): đèn power đơn thuần, modem sẵn sàng làm việc 351
  299. Sự điều biến và giải điều biến ◼ BSP va BAUD RATE ◼ Mỗi tín hiệu tương tự gọi là 1 baud ◼ Trước đây tốc độ baud rate bằng Bps. ◼ Modem mới cĩ thể mã hĩa 2,3,4 hoặc nhiều hơn thành một tín hiệu baud. ◼ → tốc độ BSP gấp 2,3,4 lần baud rate ◼ VD: họat động 2400baud (2400 tín hiệu tương tự/s) truyền 4800bps với 2 bit mã hĩa với mỗi baud. 352
  300. ◼ 4800 buad sử dụng 3 bit mã hĩa →14400bps (14.4 Kbps). ◼ Mã hĩa (encoding): truyền tất cả các bit dữ liệu ban đầu. ◼ Nén dữ liệu (data Compression): thay thế những chuỗi dữ liệu lặp đi lặp lại bàng chuỗi bit ngắn hơn. 353
  301. ◼ CÁC CHUẨN ĐIỀU BIẾN VÀ GIẢI ĐIỀU BIẾN ◼ Ngịai tuyền dữ liệu, đảm nhiệm luơn việc nén dữ liệu và chỉnh lỗi. ◼ Tăng thơng xuất truyền, và cả hai modem đều phải yểm trợ cùng một giao thức nén. (compression protocol) ◼ Chỉnh lỗi modem (modem erro correction) phát hiện những lỗi xảy ra khi truyền, tự động gủi lại, cả hai modem phải cĩ cùng chuẩn chỉnh lỗi. 354
  302. Các chuẩn của BELL ◼ Chuẩn viễn thơng của Bắc Mỹ. ◼ BELL103: ◼ Điều bíến FSK đơn giản ở tốc độ 300baud. ◼ Chuẩn duy nhất. Tốc độ truyền trùng với tốc độ baud. ◼ BELL212A ◼ Điều biến PSK ở tốc độ 600 baud truyền với tốc độ1200bps 355
  303. Các chuẩn ITU (CCITT) ◼ International Telecommunication Union. ◼ Đặc trưng bởi kí hiệu V ở đầu. Các chuẩn: ◼ V.1: qui định bit nhị phân 0,1. ◼ V.2: hạn chế mức năng lượng (DB) dùng trên đường dây điễn thọai. ◼ V.4: Mộ tả dãy bit bên trong một ký tự khi truyền (khung dữ liệu). 356
  304. ◼ V.5: tốc độ truyền tín hiệu đồng bộ dành cho nối kết dialup. ◼ V.6: tốc độ truyền tín hiệu đồng bộ dành cho nối kết lease line. ◼ V.8: mơ tả qúa trình bắt tay, cơ sở việc “auto- dectection” các cuộc gọi hoặc “auto switching” (voice sang fax); ◼ V.10:mạch giao tiếp điện tốc độ khơng cân bằng (RS-423) ◼ V.11:mạch giao tiếp điện tốc độ cân bằng (RS-422) 357
  305. ◼ V.13: giải thích vế việc kiểm sĩat tín hiệu mang giả lập. ◼ V.14: giải thích về thủ tục truyền khơng đồng bộ sang đồng bộ. ◼ V.15: dành cho các bộ ghép nối âm thanh. ◼ V.17: phương thức điều biến của riêng ứng dụng dành cho nhĩm fax 3, khả năng truềyn mã hĩa bán song cơng ở tốc độ 7200, 9600, 12.000, 14.400. ◼ V.19: mơ tả modem DTMF đầu đời, truềyn song cơng. 358
  306. ◼ V.20: cách truyền dữ liệu song cơng. ◼ V.32fast: tốc độ truyền 28.000bps. ◼ V.33: full-duplex 14400 ở 2400baud. ◼ V.34: truyền thơng bằng modem từ 2400 đến 28800bps. V34+ :33600bps. ◼ V.36: modem đặt biệt. 48000bps. ◼ V.37: modem đặt biệt. 72000bps ◼ V.42: phương thức chỉnh lỗi. Giao thức LAPM. 359
  307. ◼ V.42bis: nén dữ liệu dựa trên giải thuật Lempel-Ziv ◼ 9600baud truyền 38400bps ◼ 14400baud truyền 57600bps. ◼ V.50:ấn dịnh những giới hạn chuẩn mực hệ thồng điện thọai truềyn bằng modem. ◼ V.51: qui trình bảo trì cần thiết của mạch trao đổi quốc tế. ◼ V.52: đo đạc những méo tín hiệu truyền, nhịp độ lỗi trong kết nối. 360
  308. ◼ V.53: giới hạn hư hỏng mạch dữ liệu. ◼ V.54: thiết bị kiểm tra mạch vịng ◼ V.55: đo độ nhiễu xung ◼ V.56: kiểu so sánh đối với các modem. ◼ V.57: dành cho những cuộc truềyn dữ liệu tốc độ cao. ◼ V100: kỹ thuật mối nối giữa các mạng dữ liệu cơng cộng(PDN) và mạng điện thọai chuyển mạch cơng cộng (PSTN) 361
  309. CARD ÂM THANH 362
  310. ◼ Đọc những dữ liệu âm thanh được ghi trong những file riêng biệt. Tái tạo lại thành những âm thanh cơ bản, âm nhạc và giọng nĩi. ◼ Mutimedia tecnology (âm thanh, hình ảnh), điện thọai Inernet, điện thọai Web, các cơng cụ truềyn thơng. 364
  311. Quá trình ghi âm thanh ◼ Âm thanh qua microphone → tín hiệu tương tự và được khuếch đại lên rồi được số hĩa. ◼ Dịng dữ liệu được xử lý và tổ chức bằng các phần mềm để xếp đặt những chuẩn file nào đĩ. 365
  312. Quá trình phát âm thanh ◼ Đảo ngược qúa trình ghi. ◼ Chuyển dữ liệu từ file thành những tín hiệu tương tự. ◼ Tín hiệu tương tự được tái tạo và khuếch đại lên rồi đưa ra loa. ◼ Nếu tín hiệu được ghi dưới dạng lập thể hay nổi (stereo) dữ liệu được chia làm 2 kênh 366
  313. ◼ số lượng mẫu ảnh hưởng chất lượng âm thanh. ◼ số lượng bit cua mỗi mẫu, cấu hình phổ biến là cguyển đổi analog-digital 16 bit (gần giống tín hiệu ban đầu). ◼ Nhiều bo mạch âm thanh là lọai 16 bit và 32 bit. 367
  314. Vai trị MIDI ◼ Cổng MIDI (Musical Instrument Digital Interface) chuẩn giao tiếp số hĩa và nhạc cụ. ◼ Phần cốt lõi là IC synthesizer (bộ tổng hợp âm thanh). ◼ Là tập hợp các chỉ dẫn về cách chơi các nốt nhạc. ◼ Mơ phỏng được rất nhiều nhạc cụ. Cĩ thể yểm trợ việc chơi nhiều nhạc cụ cùng lúc. ◼ Hai bộ tổng hợp âm thanh phổ biến: FM và Waretable. ◼ Cĩ khả năng đọc một file MIDI đã được lưu trữ trước. 368
  315. Bên trong bo mạch âm thanh 370
  316. ◼ Phần cốt lõi: bộ xử lý tín hiệu số (DSP). ◼ DSP cĩ bộ nhớ họat động. ◼ ROM chứa tất cả các chỉ thị cần thếit để điều hành. ◼ RAM: cung cấp bộ nhớ nháp và đĩng vai trị vùng đệm cho dữ liệu từ bo mạch đến bus dữ liệu. ◼ Các tín hiệu được đưa vào tầng khuếch đại ◼ Cĩ thể chuyển chip điều khiển MIDI qua điều khiển cổng joystick 371
  317. Thơng số đánh giá ◼ DECIBEL: ◼ Đơn vị đo chênh lệch về năng lượng, đặc biệt là âm học và điện tử học (DB). ◼ Cơng thức: ◼ độ lợi (DB)=10log10(Pout/Pin) 372
  318. MÁY IN 373
  319. MÁY IN LASER ◼ Máy in EP (ElectroPhotographic) ◼ VỀ HỌAT ĐỘNG Mặt cắt ngang 374
  320. ◼ Tập hợp các thành phần thực hiện quá trình in gọi là Hệ tạo hình. ◼ Cấu thành bởi 8 thành phần phân biệt: ◼ Trống cảm quang ◼ Lưới gạt lau trống ◼ Đèn xĩa ◼ Thnah tích điện ban đầu ◼ Cơ cấu ghi hình ◼ Bột mực. ◼ Thanh tích điện chuyển 375
  321. ◼ Trước khi in, trống cảm quang phải được lau chùi và những điện tích tĩnh điện. ◼ Nếu mực dư → cĩ thể dính vào các trang giầy sau. ◼ Mực dư sẽ được gạt vào một khoang đựng bột vụn (hộp mực – toner cartridge). ◼ Hình ảnh được ghi lên bề mặt trống cảm quang dưới dạng hàng các điện tích nằm ngang tương ứng với hình ảnh 376
  322. ◼ phần nào được chiếu sáng sinh điện tích dương. Tương ứng với 1 chấm mực. ◼ phần nào được khơng chiếu sáng sinh điện tích âm. Tương ứng với khơng cĩ chấm mực. ◼ Một dãy đèn sáng đặt sát bề mặt trống. ◼ Sau khi xĩa, bề mặt trống cảm quang trung hịa hồn tịan về điện 377
  323. ◼ TÍCH ĐIỆN CHO TRỐNG ◼ Ghi lên bề mặt trống một lượng điện tích giống nhau lên khắp bề mặt trống. ◼ Tích điện tích âm cực lớn. Thường từ -600 đến -1000V. 380
  324. GHI HÌNH: ◼ để tạo hình, lượng điện tích phải dược xả đi ở những nơi hình ảnh được tạo ra. ◼ Dùng ánh sáng để ghi hình lên trống. ◼ Thiết bị sản sinh và rọi ánh sáng được gọi là cơ cấu ghi hình. ◼ VD: máy in đạt 300 chấm sáng trên một inch chiều dài theo một đường ngang trên trống. Trống quay mỗi bước 1/300 của inch. Tạo độ phân giải 300x300 Dots per inch (DPI). ◼ Các máy in EP hiện nay cĩ khả năng đạt 1200x1200 DPI 381
  325. TẠO HÌNH BẰNG BỘT MỰC: ◼ Hình ảnh được ghi lên trống bằng tia laser hay LED khơng thấy được. chỉ là các dãy điện tích tĩnh điện. ◼ Những chỗ tích điện áp thấp và những chỗ tích điện áp cao. ◼ Bột mực cĩ cơng dụng dùng để tạo ảnh. ◼ Bột mực: bột nhuyển gổm nhựa dẻo và các hợp chất hữu cơ liện kết với các phân tử sắt. ◼ Bột mực được đặt lên trống bắng một cylinder bột mực (toner cylinder). 382
  326. ◼ Toner Cylinder là một ống dài kim lọai cĩ từ tính vĩnh cửu. Gắn trong máng cấp bột. ◼ Một lưỡi gạt hãn chế (restrcting blade) giới hạn mực lên cylider. ◼ Cylinder quay sát phần trống đã được phơi sáng. ◼ Những phần khơng được phơi sáng sẽ đẩy những bột mực trên cylinder về lại khoang cấp mực. ◼ Những phần được phơi sáng sẽ hút mực về mât trống. ◼ Hình ảnh hiện được áp đặt lên giấy. 384
  327. ◼ CHUYỂN HÌNH LÊN GIẤY. ◼ Mực được đặt lên giấy bằng một điện tích hấp dẫn lớn hơn. ◼ Trống cảm quang được sau sạch cho hình ảnh mới 385
  328. NUNG CHẢY BỘT MỰC ◼ Sau khi mục chuyển qua giấy vẫn cịn dưới dạng bột. ◼ Phải được cố định trên giấy vĩnh viễn bằng cách nung chảy. ◼ Được hịan tất bằng cụm cấu kiện đốt nĩng và tạo áp lực. ◼ Đèn thạch anh đốt nĩng khoảng 180oC. ◼ Áp lực đặt lên giấy bằng trục lăn cao su mềm ◼ Bột mực nĩng chảy vào trong giấy, nguội lại và dính vĩnh viễn. 386
  329. CƠ CẤU GHI HÌNH TRONG IN ẤN EP 388
  330. CƠ CẤU GHI HÌNH LASER ◼ Tia laser được phát minh năm 1960. ◼ Dùng chùm tia laser quét ngang bề mặt trống cảm quang 389
  331. MÁY IN KIM ◼ Máy in dịng theo ma trận điểm ◼ Tốc độ chậm, ồn ào ◼ độ phân giải thấp, chất lượng hình trung bình. ◼ Dùng đầu kim chạy suốt chiều ngang giấy. ◼ ấn đầu kim qua lớp băng mực. 391
  332. MÁY IN PHUN MỰC: ◼ Thực hiện thao tác in bằng cách phun các giọt mực lên các hạt mực li ti tạo nên bản in. ◼ Bơm tinh thể đĩng mở tần số 5Khz cho phép tốc độ in nhanh hơn. ◼ Phải cĩ thời gian làm nguội ◼ Điện áp thấp tứ 24V đến 50V ◼ Cĩ thể dùng với mọi lọai giấy. ◼ độ nét và độ mịn cĩ chất lượng cao. ◼ Giá thành rẻ hơn máy in laser. 392
  333. CƠ CHẾ IN MÀU: ◼ Nguyên tắc: các điểm màu cơ bản li ti xen kẽ nhau tạo nên nhiểu màu sắc phong phú. ◼ Cĩ nhiều cách phối màu khác nhau: ◼ Kiều RGB (Red-Green-Blue) giống cách tạo màu trên màn hình máy tính. ◼ Kiều HSB (Hue-Saturation-Brightnes) sắc màu, lượng màu, độ sáng. 393
  334. ◼ Kiểu CMYK tỉ lệ pha trộn các màu Cyan- xanh dương, Megenta- hồng tím, Yellow- vàng, Black-đen. ◼ phụ thuộc vào thiết bị. ◼ Kiểu hịa màu CMYK phương pháp chuẩn trên máy tính. ◼ Hiện nay, máy vẽ plotter là họ của máy in phun. ◼ Ranh giới giữa máy in phun khổ lớn và máy vẽ rất khĩ phân biệt. 394
  335. ◼ Thường dùng ngơn ngữ postscript: các bản vẽ thiết kế, hình ảnh bản đồ với khổ lớn Ao. ◼ Giá cao 395
  336. BÀN PHÍM - MOUSE JOYSTICK 397
  337. BÀN PHÍM ◼ Thiết bị nhập chuẩn, ◼ Dùng một ma trận cộng tắc điện riêng rẽ. ◼ Mỗi lần nhập 1 ký tự. 398
  338. Cấu trúc ◼ Cĩ hai lọai cộng tắc: ◼ Cơng tắc cơ khí. ◼ Cơng tắc màng mỏng. ◼ Hai tiếp điểm bằng đồng, ngăm cách bởi 1 cần kích họat (accuator bar) bằng chất dẻo. ◼ Cần được đậy lên bằng lị so (spring). 399
  339. ◼ Hành trình di chuyển khơng quá 3.56mm. ◼ Các cơng tắc cơ khí thuờng bền, cĩ thể chịu được hơn 100 trệiu chu kỳ. ◼ Bàn phím màng mỏng: cần kích họat tựa tên đỉnh một giày cao su mềm. Bên teong tráng một chất dẫn điện. (hợp chất than và bạc). ◼ Khơng bền bằng cơ khí (20 triệu chu kỳ). ◼ Khi một phím được nhấn, tín hiệu hàng-cột đươc tạo ra đại diện cho một phím 400
  340. ◼ Ưu điểm của ma trận: tạo được dãy nhiều phím. ◼ Một bàn phím 84 phím: ◼ 12 tín hiệu cột ◼ 8 tín hiệu hàng. CÁC MÃ PHÍM (KEY CODE) ◼ Tín hiệu hàng-cột được thơng dịch bởi 1IC giao tiếp bàn phím. Thành các mã 1byte (mả phím(key code) hoặc mã quét (scan code) 401
  341. ◼ Mỗi chu kỳ tạo ra hai mạ quét rêing biệt. ◼ Khi nhấn: tạo mã make ◼ Khi thả: tạo mã break. ◼ 2 mã sẽ được gửi đến đầu nối bàn phím. ◼ VD: “A” mã make 1Eh ◼ Mã break 9Eh. ◼ Xác định khi nào phím được đè xuống, hoặc khi nào được gõ kết hợp. ◼ Cĩ thể định thời gian gõ trong CMOS 402
  342. Các kiểu đầu giao tiếp bàn phím ◼ Mã quét được chuyển đến IC điều khiển bàn phím (KBC) → chuểyn đến dữ liệu song song. ◼ Sinh ngắt, buột hệ thống xử lý phím 403
  343. ◼ 3 đường tín hiệu quan trọng: ◼ Đường xung nhịp bàn phím (KBCLOCK). ◼ Đường dữ liệu bàn phím (KBDATA) ◼ Đường mass (Ground). ◼ Truyền tuần tự, đồng bộ dữ liệu với tín hiệu xung nhịp. ◼ Đường dây giao tiếp bàn phím AT thuộc lọai hai chiều (bi-directional). ◼ Cho phép lập trình và điều khiển bàn phím từ máy tính. 404
  344. Here is a list of standard POST and diagnostics keyboard error codes: Error Code Description 3xx Keyboard errors. 301 Keyboard reset or stuck-key failure (XX 301, XX = scan code in hex). 302 System unit keylock switch is locked. 302 User-indicated keyboard test error. 303 Keyboard or system-board error; keyboard controller failure. 304 Keyboard or system-board error; keyboard clock high. 305 Keyboard +5v error; PS/2 keyboard fuse (on motherboard) blown. 341 Keyboard error. 342 Keyboard cable error. 343 Keyboard LED card or cable failure. 365 Keyboard LED card or cable failure. 366 Keyboard interface cable failure. 367 Keyboard LED card or cable failure. 405
  345. Key Combination Action WIN+R Displays the Run dialog box. WIN+M Minimizes All. Shift+WIN+M Undoes Minimize All. WIN+F1 Starts Help. WIN+E Starts Windows Explorer. WIN+F Finds files or folders. Ctrl+WIN+F Finds the computer. WIN+Tab Cycles through taskbar buttons. WIN+Break Displays the System properties dialog box. 406
  346. MOUSE ◼ Cĩ ít nhất một nút nhấn. ◼ phổ biến là lọai 2 nút nhấn. CẤU TRÚC ◼ Gồm 4 phần chính: ◼ vỏ bọc ◼ Viên bi chuột. ◼ Bo mạch điện tử. ◼ Đường cáp tín hiệu. 407
  347. ◼ Hình dạng vỏ bọc thay đổi tùy theo nhà SX. ◼ Khi đặt trên mặt bàn, bi tiếp xúc với hai trục dẫn động, ghi nhận sự di chuyển của chuột theo hướng X và Y. ◼ Hai bộ cảm biến nhận tín hiệu sinh ra một chuỗi các xung. ◼ Xung càng nhiều nghĩa là chuột càng chuểyn động. 408
  348. ◼ Trình điểu khiển chạy sẳn trong máy (mouse.com) thơng dịch các xung. ◼ Phần chủ chốt là các thốt bị cảm biến ◼ Cĩ hai lạoi cảm biến thơng dụng: ◼ Cảm biến cơ khí ◼ Cảm biến quang cơ. ◼ Cảm biến cơ khí: ◼ Khi bi lăn tựa vào bành xe, các tiếp điểm bằng đổng sẽ quét qua bo mạchin, giống chổi than trong đoện cơ điện 1 chiều. 410
  349. ◼ Đơn giản, ít tốn kém. ◼ Các tiếp điểm kim lọai sinh ra các xung dễ bào mịn và gãy vỡ. ◼ Bụi bặm, rác rưởi. BỘ CẢM BIẾN QUANG CƠ ◼ Thay thế tiếp điểm bằng bộ tách quang, ◼ Vẩn cĩ bi lăn. ◼ bộ tách quang bao gổm một đèn LED chiếu ánh sáng qua khe hở. ◼ Được phát hiện bằng điốt quang hoặc trasistor quang 411
  350. Bĩng xoay ◼ Kiểu chuột lật ngược. ◼ Thường được tích hợp trong máy xách tay. Các kiểu giao tiếp ◼ Truyền dữ liệu tuần tự; ◼ 3 kiểu giao tiếp chuột: ◼ Chuột tuần tự (serial mouse): COM1,COM2 đầu mối DB9 hoặc DB25 413
  351. ◼ Chuột Bus :MINI-DIN 9 chân ◼ Chuột PS/2: DIN 6 chân 415
  352. JOYSTICK 416
  353. ◼ lọai analog cĩ trang bị hai biến trở phân thế. ◼ Cổng games khơng sử dụng ngắt ◼ ứng dụng phải cĩ nhiệm vụ thường xuyên tra vấn cổng. ◼ Đưa dữ liệu đến cổng 201h ◼ Lọai digital (Game pad) sử dụng một dãy cơng tắc để biểu thị phương phương hướng tuyệt đối. ◼ Tiên tiến hơn analog sử dụng giao tiếp TTL 9 chân. 417
  354. BIOS VÀ CMOS 419
  355. ◼ Hệ thống chương tình xuất nhập cơ bản (Basic Input/Output System -BIOS) nằm trên IC ROM. ◼ Cung cấp phương tiện giao tiếp giữa phần cứng với hệ điều hành. ◼ Mỗi hệ thống máy dùng hệ thống BIOS hơi khác biệt. Nhưng cùng chứa chức năng mà hệ điều hành giao tiếp được. ◼ Hầu hết đều cĩ trang bị đủ thủ tục để hỗ trợ các họat động của bộ điều khiển ổ đĩa và card màn hình 420
  356. ◼ Bước đầu tiên của quá trình khời động là kiểm tra sự hiện diện của ROM BIOS hơp lệ khác nằm tên vùng nhớ (UMA-384KB). ◼ Các bIOS này gọi là BIOS mở rộng hoặc Adapter BIOS. ◼ Máy sẽ kiểm tra mã checksum của BIOS rồi sử dụng. 421
  357. ◼ Một máy tính cĩ thể lắp đến 5 hoặc nhiều hơn ROM BIOS: ◼ BIOS hệ thống (bo mạch chính). ◼ BIOS của mạch hiển thị hình. ◼ BIOS của bộ điều khiển ổ đĩa ◼ BIOS của mạch điều hợp mạng (card mạng) ◼ BIOS của mạch điều hợp SCSI. 422
  358. BIOS của hệ thống (Mainboard) ◼ Chiếm 128KB vùng nhớ trên (UMA) từ E0000h đến FFFFFh). ◼ là một kho các chương trình riêng rẽ. Thường gồm 3 phần: 423
  359. ◼ bộ đoản trình POST ◼ Trình CMOS setup ◼ Các đỏan trình dịch vụ hệ thống POST (POWER ON SEFT TEST) ◼ Cĩ chức năng kiểm tra hệ thống, quản lý tịan bộ giai đọan khởi động của hệ thống. ◼ Thực hiện các cuộc trác nghiệm ở mức thấp đối với các thành phần xử lý chính ◼ Trác nghiệm CPU khởi động bộ chipset trên bo mạch chính 425
  360. ◼ Thiết lập bảng chỉ mục vector ngắt dành cho CPU trong vùng từ 0000h đến 02FFh. ◼ Thiết lập vùng ngắt cho BIOS từ 0300h đến 03FFh. ◼ Nạp nội dung dữ liệu của BIOS vào 0400h đến 04FFh ◼ Phát hiện mọi ROM BIOS bổ sung trong hệ thống và tiến hành khởi động hệ điều hành. 426
  361. Trình CMOS setup ◼ Cấu hình phần cứng được lưu trữ trong RAM CMOS nhỏ. Và cần cĩ 1 đỏan trình CMOS setup mới cĩ thể truy cập. ◼ Các đỏan trình thường được tích hợp vào trong bản thân BIOS của bo mạch chính. ◼ CMOS setup của nhà SX, thường khơng cĩ tiêu chuẩn chung về các thơng số thiết định 427
  362. ◼ Các dịch vụ hệ thống (BIOS sevices) tạo thành lớp đệm giữa phần cứng và hệ diều hành. ◼ Các dịch vụ được gọi đến thơng qua việc sử dụng ngắt,→ các đỏan trìng xử lý ngắt. ◼ Cĩ nhiều lọai ngắt và cĩ thể tạo từ 3 nguồn: ◼ Bản thân CPU ◼ Trạng thái phần cứng ◼ Tình trạng phần mềm 428
  363. ◼ Các ngắt do CPU tạo ra: ◼ Hậu quả của việc sai sĩt chương trình ngịai ý muốn, bất bình thường. ◼ VD: chương trình chia cho số 0 ◼ Cĩ 5 ngắt của CPU (từ 00h đến 04h) ◼ Ngắt phần cứng ( hardware interrupt) ◼ Sinh ra khi 1 thiết bị cần cĩ sự chú ý của CPU. ◼ Địi hỏi mức luận lý nào đĩ trên một đường dây yêu cầu ngắt vật lý. 429
  364. ◼ Khi trình xử lý ngắt hịan tất, CPU tiếp tục họat động bình thường. ◼ Thường cung cấp 16 ngắt (IRQ0 – IRQ15). VD: bàn phím IRQ1 ◼ Các ngắt phần mềm (software Interrupt) ◼ Khi chương trình muốn kiểm tra hay điều động một thiết bị phần cứng. ◼ VD: print screen dùng INT 05h 430
  365. CÁC TÍNH NĂNG CỦA BIOS ◼ Phần cứng phát triển → BIOS phát triển ◼ Các BIOS hiện nay thường cĩ những tính năng: ◼ Hỗ trợ nhiều lọai CPU: AMD, Intel, Cyrix. ◼ Hỗ trợ chipset mới: hỗ trợ cá chipset đời mới nhất, cho phép hỗ trợ các tính năng khác như bộ nhớ cao cấp, USB ◼ Hỗ trợ bộ nhớ tiên tiến: tự xác định kích thước bộ nhớ, hỗ trợ các bộ nhớ đời mới (SDRAM, DDRAM, RAMBUS), tính năng kiểm tra lỗi bộ nhớ (Parity hay ECC) 431
  366. ◼ hỗ trợ ACPI/APM: tương thích hịan tịan về đặt tả giao diện điện năng và cấu hình cao cấp (Advanced Configuration and Power Interface – ACPI) (Advanced Power Management- APM) giảm bớt chi phí năng lượng. ◼ Hỗ trợ ổ đĩa tiên tiến: các lọai ổ cứng EIDE-UltralATA lớn (hơn 1024 cylinder), các chế độ truyền nhanh, các chế độ PIO từ 0-4, Ultra-DMA/66,100,133 432
  367. ◼ Hỗ trợ các chuẩn PC 97 (mới hơn). ◼ hỗ trợ chuẩn I2O: (Intelligent I/O - Xuất nhập thơng minh) cấp phát linh động các cổng và tài nguyên khác cho thiết bị I/O trong máy. ◼ Khả năng boot từ nhiều nguồn: từ nhiều ổ cứng khác nhau, CDROM, các ổ đĩa SCSI, các card mạng, các ổ USB ◼ hỗ trợ PnP: Páht hiện và định cấu hình các thiết bị theo chuẩn PnP trong quá trình POST. Cĩ khả năng liên hệ Windows 9x/2000/XP để xác định tài nguyên hệ thống 433