Giáo trình Lắp ráp và cài đặt máy tính - Bài mở đầu: Các thành phần cơ bản của máy tính

y Nguồn điện CPU 
Bộ nhớ trong Mainboard Bộ nhớ ngoài 
 (Hình 1.2 Sơ đồ tổng quan về cấu trúc máy tính) 
2.1. Case (Hộp máy) 
 Hộp máy có thể coi như là phần khung của một máy tính. Trong hộp máy, 
các thành phần của máy tính sẽ được lắp đặt, liên kết với nhau để tạo thành một 
khối hoàn chỉnh mà chúng ta thường quen gọi là CPU. Hơn nữa, phần khung sẽ 
được nối mát qua nguồn, điều này sẽ ngăn ngừa các thành phần máy tính bị hư 
hỏng do việc hình thành hoặc phóng dòng tĩnh điện. 
 Hộp máy khá đa dạng về hình thức và kính thước, nhưng việc sản xuất 
hộp máy phải tuân theo một trong các thừa số định dạng chỉ ra các kích thước 
vật lý và kích cỡ của mainboard, quy định loại hộp máy nào lắp vừa mainboard. 
Hiện nay các mainboard Full Size AT, Baby AT, LNX đã lỗi thời, do đó các hộp 
máy tương thích với các mainboard này cũng không còn được sản xuất nữa. 
 Hình 1.3 Case 
2.1.1. Case AT (Advanced Technology) 
 Trước đây phần lớn máy tính sử dụng loại case có bộ nguồn loại AT. Đối 
với loại vở nguồn này dây nguồn được cắm trực tiếp vào Contact ở phía trước 
của vỏ máy. Thường vỏ thùng có diện tích nhỏ gọn. hiện nay vỏ máy loại AT 
không còn phổ biến. 
2.1.2. Case ATX (Advanced Technology eXtended) 
 Hộp máy ATX được thiết kế sao cho bộ nguồn cung cấp và hộp máy phải 
tương thích với mainboard ATX: 
 - Cho phép lắp đặt mainboard ATX với những kích thước: 
 + Full size (Kích thước đầy đủ): rộng 12 inch – dài 9.6 inch (305mm x 
 244mm) 
 + Mini ATX: rộng 11.2 inch – dài 8.2 inch (284mm x 208mm) 
 + Micro ATX: rộng 9.6 inch – dài 9.6 inch (244mm x 244mm) 
 - Mặt sau hộp máy có một phần hở cới kích thước: rộng 6.25 inch – cao 
1.75 inch (15.9mm x 4.45mm). Vùng náy cho phép bố trí các cổng vào ra trực 
tiếp lên phía sau của mainboard mà không cần dùng cable để nối các đầu nối 
cổng vào ra lên các bộ nối trên mainboard. 
 - Nguồn ATX có quạt nguồn điện để làm mát CPU và bộ nhớ chính một 
cách trực tiếp cho CPU và bộ nhớ chính được đặt cạnh bộ nguồn. Điều này cho 
phép loại bỏ các quạt làm mát CPU. Đồng thời quạt nguồn ATX thổi vào khung 
hệ thống, làm tăng áp suất khung hệ thống, góp phần loại bỏ sự xâm phạm của 
bụi và chất bẩn vào hệ thống. 
 (Hình 1.4 case ATX) 
2.1.3. Case gồm các thành phần: 
- Nắp vỏ: Phần nắp che của vỏ máy, có loại 1 tấm chụp hoặc hai tấm rời gắn 2 
 bên. 
- Sườn máy: Phần cố định khi nắp đặt thiết bị, dùng để gắn mainboard (Bo mạch 
 chính). 
- Đèn chỉ báo : Dùng chỉ báo tình trạng hoạt động của các thành phần chính 
 bên trong, gồm các loại: power (đèn báo nguồn), HDD (đèn báo ổ 
 đĩa cứng), Speed (đèn báo tốc độ). Một số loại case còn có đèn báo 
 nhiệt độ bên trong máy. Để có thể hoạt động, các loại đèn chỉ báo 
 thường có dây cắm vào vị trí tương ứng trên mainboard. 
- Công tắc : Gồm công tắc nguồn và công tắc Reset. 
- Khoang gắn thiết bị: Là các khoang dùng để gắn các loại thiết bị như: ổ đĩa 
 mềm (FDD), ổ đĩa cứng, ổ đĩa CD/DVD, quạt giải nhiệt máy. 
- Khe cắm : Có vị trí ở phía sau máy dùng để nối các bo mạch giao tiếp (card) 
 bên trong máy tính với các thiết bị bên ngoài. 
- Bộ nguồn : Cung cấp điện cho toàn hệ thống. Hiện có hai loại nguồn tương 
 ứng là nguồn AT và nguồn ATX. 
- Linh kiện : Case thường có linh kiện kèm theo, như các loại ốc, khe chặn, mặt 
 nạ vỏ, dùng để gắn các bo mạch, thiết bị. 
- Dây cáp : Dây cáp cấp nguồn 
2.2. Mainboard (Bo mạch chủ) 
 Mainboard là bo mạch chính của máy tính, chứa tất cả các thành phần, các 
hệ thống, linh kiện chủ yếu cho các chức năng hoạt động của máy tính. Qua thời 
gian phát triển, có rất nhiều loại, nhiều thế hệ mainboard hiện nay, chúng ta có 
thể lưu ý một số đặc điểm chính của mainboard như sau: 
 Hình 1.5 mainboard 
- Model : Mã số của mainboard tùy thuộc vào từng hãng sản xuất. Với mã 
 số Model chúng ta có thể dễ dàng tra cứu các đặc trưng chính của 
 loại mainboard. 
- Power type : Loại nguồn cấp sử dụng với mainboard. 
- CPU socket/CPU support: Xác định loại chân cắm của CPU và những loại 
 CPU có thể dùng với mainboard. 
- Chipset : Tên nhà sản xuất và mã số của loại Chip chứa hệ điều khiển chính 
 trên mainboard. Hiện thị trường có Chipset của hãng INTEL, SIS, 
 VIA, 
- Memory socket / Memory type: Số lượng, loại chân cắm và loại RAM có thể 
 dùng với Mainboard. 
- Max memory: Xác định khă năng mở rộng tối đa dung lượng RAM trên 
 mainboard. 
 - Frequency System Bus (BSB): Tần số hoạt động của Bus hệ thống. FSB là tần 
 số hoạt động của các linh kiện, thiết bị trong hệ thống (không phải 
 CPU). 
- Graphic interface: Khe cắm (Slot) dùng cho bo mạch hiển thị (Video card). 
 Xác định loại và tốc độ của Video card có thể sử dụng với 
 mainboard. 
- IDE interface: Xác định loại và tốc độ truy cập đĩa cứng của mainboard. 
- Advanced I/O port: Xác định loại và cổng nối I/O mở rộng có trên mainboard 
 (USB, Fire Wire). 
- Intergrated Component: Xác định các hệ thống phụ tích hợp trên mainboard 
 (Video, Sound, Network). 
- Expansion Slot: Xác định loại khe cắm dành cho các thiết bị mở rộng khác. 
 Ta có thể căn cứ vào loại mainboard phù hợp với từng loại case đẻ phân 
mainboard thành 2 loại: 
2.2.1. Mainboard AT: 
 Thông thường các loại bo AT sử dụng các đầu nối nguồn 6 dây kép hoặc 
dây cấp nguồn sử dụng các cầu nối 20 dây. Các cầu nối COM1, COM2 và LPT 
là các dâu nối cáp được cắm vào mainboard, đầu cắm bàn phím to (kiểu AT). 
 Hình 1.6 Mainboard AT 
2.2.2. Mainboard ATX: 
 Loại bo mạch ATX được cấu tạo gon hơn. Dây cấp nguồn sử dụng các 
đầu nối 20 dây. Các đầu nối COM 1, COM2, LPT và bàn phím được thiết kế 
dính liền trên bo mạch (không sử dụng các dây cap để kết nối). Có thêm các 
cổng kết nối USB, đầu nối của bàn phím là PS/2. 
 Hình 1.7 Mainboard ATX 
Khi nói về mainboard, chúng ta cung cần nắm thêm một số khái niệm sau: 
 Main onboard và không onboard: 
 - Main onboard: Là loại main có tích hợp sẵn một số thiết bị như: 
 VGA card, Net card, Fax/modem, Sound card 
 - Main không onboard: Là loại main không tích hợp một số card mở 
 rộng như main onboard. 
 Các thành phần và cổng giao tiếp trên mainboard 
 - Chipset: Là thành phần quan trọng nhất để quy định đặc tính của 
mainboard như: tốc độ tối đa cho phép của CPU, tốc độ truyền của BUS. 
 Các loại Chip: Intel 810, 815, 850, 845, 865 
 VIA: 8363, 8365, 694, 686A 
 - ROM BIOS: là loại chíp nhớ, kiểm tra hệ thống ở mức độ cơ bản. Được 
cài sẵn trên mainboard và được thiết kế tuy theo đặc tính của mainboard. 
 - Chip CMOS: Được nuôi bằng nguồn điện từ pin, lưu các thông số được 
xác lập. 
 - Khe cắm CPU: Được thiết kế đặc trưng cho từng thế hệ máy. 
 Các kiểu khe cắm CPU: 
 o Khe cắm CPU 486: Socket -3 
 o Khe cắm CPU 586: Socket -7 
 o Khe cắm CPU PII, Celeron và PIII: Slot -1 
 o Khe cắm CPU AMD – K7: Slot –A hoặc Socket –A 
 o Khe cắm CPU PIV: Socket -478 
 o Khe cắm CPU PIV: Socket 775 
 - Các chuẩn giao tiếp Bus 
  PCI (peripheral Component Interconect): Dùng để gắn các loại 
 card có cùng loại giao tiếp như: Net card, Sound card, 
 Fax/Modem 
  AGP (Ameversal GraPhics): Dùng để gắn Card màn hình. 
  USB (Universal Serial Bus): Giao tiếp với máy PC thông qua một 
 bảng mạch mở rộng hỗ trợ đến 128 thiết bị và không cần phải gắn 
 nguồn máy tính khi thay đổi thiết bị. 
 - Các cổng giao tiếp: 
  Giao tiếp ổ đĩa: Là loại cổng dương, kết nối với các ổ đĩa bằng 
 Cable. 
  IDE1, IDE2: Là các giao tiếp ổ đĩa cứng gồm 40 chân. 
  FDD, FDC: Giao tiếp ổ đĩa mềm gồm 34 chân. 
  COM1, COM2 (Serial post): Là cổng nối tiếp, thông thường COM1 
 dùng để gắn Mouse, COM2 dành cho Fax/Modem. 
  Parallel Post: Là cổng song song dành cho Máy in, Scan 
  Conection: Dùng để gắn các tín hiệu như: PWS, PW Led, HDD 
 Led, Reset, Speaker. 
 - Band: Khe cắm RAM 
Sau đây là một số loại mainboard: 
 Hình 1.8 Main Socket 370 và Slot 1: Dùng cho Pentium II & III. 
 Hình 1.9 Main Socket 478: Dùng cho Pentium IV. 
 Hình 1.10 Main Socket 775: Dùng cho Pentium IV, Pentium D và Core 2 Duo. 
2.3. Bộ xử lý trung tâm (CPU – Central Processing Unit) 
 CPU là bộ xử lý trung tâm cho mọi hoạt động, là bộ não của máy tính. 
CPU xử lý tất cả các lệnh của chương trình, tính toán các phép toán số học 
cuãng như logic và điều khiển cơ chế hoạt động của tất cả các thành phần khác 
trong máy. Qua thời gian phát triển và sự tiến bộ của cộng nghệ tích hợp, CPU 
ngày nay có tốc độ ngày càng nhanh và tích hợp bên trong nhiều thành phần 
hơn. 
 Các điểm chính mà chúng ta vần lưu ý đối với CPU ngày nay bao gồm: 
  Hãng sản xuất: INTEL, AMD,CYRIX. 
  Họ sản xuất (serial model): Pentium II, Pentium III, Pentium IV, 
 Athlon, Athlon FX 
  Tần số làm việc – dung lượng bộ đệm (Cache ram – Level 1) 
  Số chân (pin) và loại Socket 
Các dạng chân cắm và hình thức 
 Cho đến nay, CPU đã phát triên qua nhiều thế hệ và những hình dạng, số 
chân cắm khác nhau dựa trên 2 loại thiết kế chính là: Slot – based (khe cắm) và 
Socket – based (chân cắm) với các loại tên gọi như: 
- DIP – Dual In Line: loại có 2 hàng chân nằm ở 4 cạnh mặt đáy và điểm vát 1 
góc để nhận dạng chân số 1. 
- SECC – Single Edge Contact Cartrigde: loại chỉ có 1 hàng chân và gắn trong 
cartridge 
- PGA – Pin Grip Array: loại có các hàng chân phân bố đều trên toàn bộ mặt đáy 
của CPU. Có nhiều dạng cải tiến như: 
 + CPUGA – Ceramic PGA: vỏ bọc bằng gốm 
 + PPGA – Plastic PGA: vỏ bọc bằng Plastic 
 + PC – PGA – Flip Chip PGA: với lõi trung tâm hướng lên phần giải 
nhiệt 
 + Staggered PGA: loại bố trí chân hình chữ chi 
 Hình 1.11 
Do có tấn số làm việc cao nên trong 
khi hoạt động, CPU rất nóng và 
thường được giải nhiệt bằng hệ thống 
giải nhiệt bằng hệ thống giải nhiệt. 
Hệ thống giải nhiệt CPU gồm 2 phần 
quạt (FAN) và bộ tản nhiệt (Heat 
Sink) gắn liền với CPU. 
 Hình 1.12 
 Hình 1.13 Một số loại CPU 
2.4. Bộ nhớ trong (ROM, RAM) 
 Xét trong giới hạn bộ nhớ gắn trên mainboard thì dây là bộ nhới trực tiếp 
làm việc với CPU. Nó là nơi CPU lấy dữ liệu và chương trình để thực hiện, 
đồng thời cũng là nơi chứa dữ liệu để xuất ra ngoài. 
 Để quản lý bộ nhớ này người ta tổ chức gộp chúng lại thành nhóm 8 bits 
rồi cho nó một địa chỉ để CPU truy cập đến. Chính điều này khi nói đến dung 
lượng bộ nhớ, người ta chi đề cập đến đơn vị byte chứ không phải bit như ta đã 
biết. Bộ nhới trong gồm 2 loại là ROM và RAM. 
 - ROM (Read Only Memory): Đây là bộ nhớ mà CPU chỉ có quyền đọc 
và thực hiện chứ không có quyenf thay đổi nôi dung vùng nhớ. Loại này chỉ 
được ghi một lần với thiết bị ghi đặc biệt. ROM thường được sử dụng để ghi các 
chương trình quan trọng như chương trình khởi động, chương trình kiểm tra 
thiết bị v.v Tiêu biểu trên mainboard là ROM BIOS. Hiện nay, trên hầu hết 
các thiết bị đều có gắn ROM để phục vụ các chương trình cần thiết. ROM co 
nhiều loại với công nghệ khác nhau như EPROM, FROM, v.v 
 - RAM (Random Access Memory): Đây là bộ nhớ chính mà CPU giao 
tiếp trong quá trình xử lý dữ liệu của mình, bởi loại này cho phép ghi và xóa dữ 
liệu nhiều lần giúp cho việc trao đổi dữ liệu trong quá trình xử lý của CPU thuận 
lợi hơn. Khi thực hiện chương trình, CPU đọc chương trình và ghi lên bộ nhớ 
sau đó mới tiến hành thực hiện các lệnh. Ngày nay, các chương trình có kích 
thước rất lớn và yêu cầu dữ liệu càng lớn. Do đó, để máy tính thực hiện nhanh 
chóng yêu cầu phải có bộ nhớ RAM lớn và tốc độ truy cập RAM cao. Chính vì 
thế mà các hãng sản xuất mainboard và bộ nhớ không ngừng đưa ra các dạng 
RAM có tốc độ cao và có kích thước lớn. 
 Phân loại RAM 
 SDRAM DDRAM 
 Hình 1.14 RAM 
2.5. Bộ nhớ ngoài 
 - Là nơi lưu trữ dữ liệu và chương trình gián tiếp phục vụ cho CPU, bao 
gồm các loại: Đĩa mềm, đĩa cứng, CDROM,v.vKhi giao tiếp với CPU nó phải 
qua một thiết bị trung gian (thường là RAM) 
 - Trong phần trước ta đã khảo sát xong bộ nhớ trong của máy tính và thấy 
được chúng có ưu điểm về tốc độ rất lớn và làm việc trực tiếp với CPU. Tuy 
nhiên, chunhs có giới hạn về dung lượng cuãng như giá cả của nó cũng khá đắt. 
Hơn nữa, bộ nhớ RAM bị mất dữ liệu khi bị ngắt điện, còn ROM thì chỉ ghi 
được một lần. Để có thể lưu trữ dữ liệu và di chuyển chúng một cách độc lập, rõ 
rang, ta phải cần một bộ nhớ khác có khả năng lưu dữ liệu khi không có điện và 
di chuyển được rễ ràng hơn. Bộ nhớ đó là bộ nhớ ngoài bao gồm đĩa mềm, đĩa 
cứng, CDROM và một số ổ đĩa khác. 
2.5.1. Đĩa mềm và ổ đĩa mềm (FDD-Floppy Disk Device) 
 Đĩa mềm được làm bằng nhựa, bên trong só lớp nhiễm từ bằng chất dẻo 
dùng để lưu trữ dữ liệu. Đĩa mềm có nhiều loại, có kính thước và dung lượng 
khác nhau. 
Ví dụ: Thường có 2 loại: 5.1/4 inch: 360 KB, 720 KB, 1.2 MB v.v 
 3.1/2 inch: 360 KB, 720 KB, 1.2 MB, 1.44 MB v.v 
Hiện nay đa số dùng loại 3.1/2 inch 1.44 MB 
 Hình 1.15 đĩa mềm 
 Khi đĩa mềm làm việc, nó được đặt trong một ổ đĩa, ổ đĩa này có tác dụng 
làm quay đĩa và có một đầu từ sẽ làm nhiễm từ trên bề mặt đĩa ứng với các bit 
được ghi vào. Ổ đĩa này giao tiếp với mainboard qua một sợi cáp được cắm vào 
khe cắm Floppy trên mainboard. 
 FDD được gắn cố định vào khung máy, phía sau có các chân cắm nguồn 
và cáp tín hiệu. 
 Hinh 1.16 ổ đĩa mềm, cáp tín hiệu 
2.5.2. Ổ đĩa cứng (HDD-Hard Disk Device) 
 HDD là thiết bị lưu trữ dữ liệu chủ yếu của máy tính do có dung lượng 
lớn (MB, GB). HDD có dạng khối, bên trong chứa các đĩa làm việc theo nguyên 
tắc Điện – Từ. Thông tin được ghi trên các bề mặt đĩa bên trong HDD được chia 
thành các Track và Cylinder và được Ghi/Đọc bằng các đầu từ (Head). 
 Ổ đĩa cứng Ổ đĩa cứng khi tháo nắp đậy 
 Hình 1.17 đĩa cứng 
2.5.3. CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) 
 Khác với 2 loại đĩa trước hoạt động bằng phương thức nhiễm từ, CDROM 
hoạt động bằng phương thức quang học. Nó được chế tạo bằng vật liệu cứng có 
tráng chất phản quang trên bề mặt. 
 Khi ghi đĩa CD, người ta sử dụng tia lazer để chiếu lên bề mặt của đĩa tạo 
ra vùng dữ liệu ứng với các giá trị của bit 0 và 1. Do đó, đĩa CDROM chỉ ghi 
được 1 lần. Khi đọc ổ đĩa CDROM chiếu tia sáng xuốn bề mặt phản quang và 
thu tia phản xạ, căn cứ vào cường độ tia phản xạ người ta suy ra đó là bit 0 hay 
bit 1. 
 Cách tổ chức về cấu trúc vật lý và logic của đĩa CDROM tương tự như 
trên đĩa mềm. 
 CDROM có dung lượng lớn (khoảng 650-700MB), có thể di chuyển đẽ 
dàng và tương đối rẻ, rất thuận tiện cho việc lưu giữ các chương trình nguồn có 
kích thước lớn như: Phim ảnh, v.v nên hiện nay nó được dùng rất rộng rãi. 
 Hình 1.18 ổ đĩa CDROM 
 Để có thể đọc được ổ CDROM cần có một ổ đĩa CDROM được cài đặt 
đúng vào máy tính. Ổ đĩa CDROM hiện nay có rất nhiều loại có tốc độ khác 
nhau như 4x, 8x, 16x, 24x, 32x, 52x v.v(1x=150kbyte/s). Ổ CDROM hiện 
nay được thiết kế theo chuẩn SCSI nhưng nó bảng mạch chuyển theo chuẩn IDE 
nên thường được cắm vào khe IDE trên mainboard hoặc gắn đi kèm với đĩa 
cứng. 
 Có 03 loại ổ đĩa CD: 
 - CD-ROM: Ổ đĩa chỉ đọc. 
 - CDRW (CD Rewrite): Ổ đĩa vừa đọc và có thể ghi lên đĩa. 
 - CD Combo: Ổ đĩa có 03 chức năng: đọc đĩa CD, đọc 
 đĩa