Giáo trình Phần cứng máy tính - Nghề: Quản trị mạng máy tính
1. 1. Sơ đồ khối máy tính
Là sơ đồ dạng hình khối dùng để mô tả các thiết bị trong hệ thống máy tính dựa
trên chức năng chính của nhóm thiết bị tương ứng
Các máy tính ngày nay có thiết kế nhỏ gọn với nhiều tính năng nhưng vẫn dựa
trên cấu trúc nền tảng như các máy tính của thời kỳ đầu gồm các phần chính là: khối
thiết bị nhập, khối thiết bị xuất, khối xử lý, khối bộ nhớ.
Sơ đồ khối máy tínhCác mô hình kiến trúc máy tính điển hình
Mô hình kiến trúc Von Neumann
Kiến trúc máy tính von-Neumann được nhà toán học John von-Neumann đưa
ra vào năm1945 trong một báo cáo vềmáy tính EDVAC như minh hoạ trên
Kiến trúc máy tínhvon- Neumann nguyên thuỷ.
Các máy tính hiện đại ngày nay sử dụng kiến trúc máy tính von-Neumann cải tiến –
còn gọi là kiến trúc máy tính von-Neumann hiện đại,như minh hoạ trên hình bên
dưới.
Kiến trúcmáy tính von-Neumann hiện đại
Các đặc điểm của kiến trúc von-Neumann
Kiến trúc von- Neumann dựa trên 3 khái niệm cơ sở:
(1) Lệnh và dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ đọc ghi chia sẻ-một bộ nhớ duy
nhất được sử dụng để lưu trữ cả lệnh và dữ liệu.
(2) Bộ nhớ được đánh địa chỉ theo vùng, không phụ thuộc vào nội dung nó lưu
trữ.
(3) Các lệnh của một chương trình được thực hiện tuần tự.
Quá trìnhthực hiện lệnh được chia thành3 giai đoạn (stages) chính:
(1) CPU đọc (fetch) lệnh từ bộ nhớ ,
(2) CPU giải mã và thực hiện lệnh;nếu lệnh yêu cầu dữ liệu, CPU đọc dữ liệu
từ bộ nhớ(3) CPU ghi kết quả thực hiện lệnh vào bộ nhớ (nếu có).
Mô hình kiến trúc Havard
Kiến trúc máy tính Harvard là một kiến trúc tiên tiến như minh hoạ trên
hình.
Kiến trúc máy tính Harvard
Kiến trúc máy tính Harvard chia bộ nhớ trong thành hai phần riêng rẽ: Bộ nhớ
lưu chươngtrình (Program Memory) và Bộ nhớ lưu dữ liệu (Data Memory). Hai hệ
thống bus riêng được sử dụng để kết nối CPU với bộ nhớ lưu chương trình và bộ nhớ
lưu dữ liệu. Mỗi hệ thống bus đều có đầy đủ ba thành phần để truyền dẫn các tín hiệu
địa chỉ, dữ liệu và điều khiển.
Máy tính dựa trên kiến trúc Harvard có khả năng đạt được tốc độ xử lý cao
hơn máy tính dựa trên kiến trúc von-Neumann do kiến trúc Harvard hỗ trợ hai hệ
thống bus độc lập với băng thông lớn hơn. Ngoài ra, nhờ có hai hệ thống bus độc lập,
hệ thống nhớ trong kiến trúc Harvard hỗ trợ nhiều lệnh truy nhập bộ nhớ tại một thời
điểm, giúp giảm xung đột truy nhập bộ nhớ, đặc biệt khi CPU sử dụng kỹ thuật
đường ống (pipeline).
1.2. Nguyên lý hoạt động của máy tính
Để có thể khởi động và sử dụng máy tính thì cần phải hiểu rõ một số quá trình
thực hiện cũng như nguyên lý hoạt động cơ bản của máy tính.
- Quá trình khởi động (minh hoạ quá trình POST)
- Quá trình nhập dữ liệu
- Quá trình xử lý dữ liệu
- Quá trình hiển thị và xuất dữ liệu
- Quá trình lưu trữ
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Phần cứng máy tính - Nghề: Quản trị mạng máy tính
iod phát quang đèn LED. Máy Scanner: Là một thiết bị có khả năng quét ảnh và lưu vào đĩa cứng của PC dưới dạng các file ảnh. Các loại máy scan và sự tiến bộ của ngày nay: Tất cả các máy scan đều có chung một nguyên lí phản xạ ánh sáng. Hình ảnh được đặt úp xuống bên trong máy scan nó có bao gồm nguồn sáng chiếu vào hình ảnh và những thiết bị cảm biến để thu nhận ánh sáng phản xạ từ nguồn sáng tới hình ảnh. Khi thiết bị scan được giới thiệu lần đầu, nhiều nhà sản xuất dùng bóng đèn huznh quang làm nguồn sáng, và nó có nhiều điểm yếu. Vì thế các nhà sản xuất đã chuyển sang dùng đèn Cathode lạnh, chúng khác với đèn huznh quang là không có sợi tóc bóng đèn, họat động ở nhịêt độ thấp và vô cùng tin cậy. Có rất nhiều hãng sản xuất máy scan như Kodak, Epson, Fujitsu, HP, Canon,. i. Hãng Kodak Máy scan Kodak i1120 có tốc độ scan 20 trang/phút (40 ảnh/phút) ở độ phân giải quang học 600 dpi – scan màu, trắng đen hoặc xám. Nó có thể scan 1000 trang/ngày và scan màu hai mặt với công nghệ scan CCD( Charge-Coupled Device: thiết bị đo sáng thu nhỏ mà xác định cường độ ánh sáng tương ứng với cường độ của điện áp tương tự). Các thành phần của 1 chiếc máy Scanner Phân loại máy Scanner Máy scan phẳng - Flatbed Scanners Sheet-Fed Scanners Máy scan xách tay - Handheld Scanners BÀI TẬP KIỂM TRA 1. Kể tên các thiết bị ngoại vi thường gặp? 2. Pixel là gì? 3. So sánh màn hình CRT & LCD? 4. Chuẩn kết nối thiết bị ngoại vi tốc độ cao là? 5. Thiết bị dùng để đọc mã vạch là? 6. VGA port có bao nhiêu pin? 7. Card âm thanh rời thường được kết nối với máy tính qua khe cắm? 8. Touch Screen, Biometric là các thiết bị dùng để? BÀI TẬP TÌNH HUỐNG 1. Làm gì để kiểm tra màn hình có bị điểm ảnh chết? 2. Nếu độ phân giải và tần số quét vượt quá khả năng hiển thị của Monitor thì phải làm gì? 3. Cần làm gì để bảo vệ Monitor khi không sử dụng máy tính? 4. Khi sử dụng các thiết bị ngoại vi kết nối qua cổng USB cần lưu ý các vấn đề gì? 5. Nếu kết nối thiết bị ngoại vi qua cổng USB, mà máy tính không thể nhận diện được thiết bị đó, bạn cần làm gì? BÀI 8. XÂY DỤNG CẤU HÌNH MÁY TÍNH 8.1. Xây dựng cấu hình máy tính doanh nghiệp Khi lựa chọn cấu hình để lắp ráp một bộ máy tính chúng ta cần nắm rõ nhu cầu và mục đích sử dụng, từ đó có sự lựa chọn, tư vấn phù hợp nhất cho người sử dụng. Máy tính có cấu hình phù hợp sẽ phát huy hết hiệu suất, tiết kiệm chi phí và dễ dàng nâng cấp khi cần thiết. Cách chọn mua máy tính cho công ty, doanh nghiệp tối ưu nhất Bộ vi xử lý CPU Vỏ case Bộ nhớ RAM Mainboard Ổ cứng Bộ nguồn Màn hình máy tính Linh kiện chuột và bàn phím Kinh nghiệm chọn mua máy tính cho công ty,doanh nghiệp Xác định mục đích sử dụng: Tùy từng loại hình công ty, doanh nghiệp và tùy từng phòng bạn cần lựa chọn loại máy tính cũ cho công ty. Từ mục đích sử dụng của nhân viên công ty mà bạn có thể xây dựng sơ lược cấu hình bạn cần mua để có những lựa chọn sơ bộ và đánh giá tổng quan về cấu hình đó sẽ giúp bạn không tốn nhiều thời gian khi đi mua máy tính. Ví dụ: Với mục đích làm kế toán thông thường thì bạn chỉ cần sử dụng 1 bộ máy tính có cấu hình chip G630, ram 2Gb, mainboard H81 và màn hình máy tính 19 inch là đủ. Với mục đích thiết kế dự án thì bạn cần mua cấu hình máu cao hơn. Xác định ngân sách đầu tư: Đối với công ty, doanh nghiệp mới thì tài chính là vấn đề cần chú ý nhất. Khi lựa chọn máy tính cũ bạn cần chú ý đến ngân sách đầu tư cho dàn máy tính nhân viên. Không nên chọn những máy tính quá đắt vượt tầm ngân sách hoặc để tiết kiệm mà chọn những máy tính quá rẻ hoặc hàng mua theo lô. rất dễ bị hỏng hóc khi sử dụng. Lựa chọn theo các yếu tố đặc thù công việc: Khác với lựa chọn máy tính để bàn dành cho cá nhân, các doanh nghiệp khi lựa chọn máy tính để bàn cân nhắc đến nhiều yếu tố như tính bảo mật, đảm bảo tốt việc kiểm soát dữ liệu trong môi trường văn phòng, giảm thiểu nguy cơ bị đánh cắp, lại cần hiệu suất làm việc tốt. Yêu cầu cao hơn nữa là thiết kế đẹp phù hợp cho văn phòng hiện đại, gọn nhẹ. Lựa chọn cấu hình máy: Khi đã xác định được nhu cầu máy tính để bàn cho công ty, doanh nghiệp, bạn cần lựa chọn cấu hình máy thích hợp. Khác với hệ thống phần mềm có thể cài đặt lại được thì hệ thống phần cứng của máy có tính cố định hơn, tuy nhiên, bạn cũng có thể nâng cấp nếu dòng máy đó có hỗ trợ.4 bộ phận gồm bộ vi xử lý, card đồ họa, bộ nhớ và ổ cứng là những yếu tố quan trọng quyết định đến sức mạnh của máy. Tìm thương hiệu uy tín: Máy tính để bàn hiện nay khá đa dạng, có nhiều thương hiệu với nhiều mức giá khác nhau. Do đó, doanh nghiệp cần tìm hiểu thật kỹ trước khi mua. Trong phân khúc máy tính để bàn dành cho doanh nghiệp thì Dell, HP, Lenovo, được xem là một trong những hãng công nghệ hàng đầu hiện nay. Cách chọn mua máy tính cho công ty, doanh nghiệp tối ưu nhất Hầu hết những công việc văn phòng hiện nay đều có nhu cầu sử dụng các công cụ máy tính rất nhiều. Do vậy, việc lựa chọn cấu hình với các linh kiện máy tính phù hợp có ý nghĩa rất quan trọng. Mua máy tính bàn loại nào tốt? Với những gợi ý tư vấn cấu hình máy tính cho các công ty sau đây sẽ giúp việc lựa chọn trở nên dễ dàng hơn bao giờ hết. Ví dụ: Xây dựng cấu hình máy tính PC Main Gigabyte H81, Chip CPU Intel Core i3 4150, RAM 4GB, VGA GTX 750/2GD5, Huntkey 400w , LCD 22″ – Main: Gigabyte H81M – DS2 – Chip CPU: Intel Core i3-4150 (3.50GHz, 3MB L3 Cache, Socket 1150, 5GT/s DMI) – DDR4: 4GB/1600 Gskill – VGA: Galaxy GTX 750/2GD5 – HDD: 250GB Seagater SATA 7200rpm – Nguồn: Huntkey 400w Fan 12 – Vỏ case: Viettech T11 Gaming – Màn hình: Samsung, LG, Asus, HP 21,5” 8.2. Cấu hình máy tính chuyên về xử lý đồ họa Khách hàng chuyên về thiết kế, đồ họa + CorelDraw + Photoshop + Illustrator CS + Indegin .. Tiêu chí của máy tính cho người làm đồ họa Khác với các loại máy tính phục vụ mục đích làm việc hay giải chí thông thường khác, một cấu hình máy tính làm đồ họa cần phải đáp ứng được các tiêu chí sau: Tiêu chí lựa chọn RAM: Phần rất quan trong trong máy tính đồ hoạ, Ram 4 GB là tối thiểu, Ram càng cao thì dùng càng mượt. Nhưng cũng cần quan tâm đến BUS của nó, càng cao càng tốt.Tiêu chí lựa chọn CARD đồ họa: Nếu được ưu tiên chọn giữa Ram và Card màn hình thì bạn nên ưu tiên chọn Ram hơn. Card đồ hoạ khuyên dùng là Nvidia GeForce GTX 780. Dung lượng bộ nhớ chứa trong card màn hinh này là 3GB và tốc độ xử lý đồ họa lên tới 980 MHz, cấu hình như vậy khá là lý tưởng để thực hiện nhiều các phần việc tùy chỉnh phần hiển thị trực quan (visual settings) giúp chuyển sang đến mức tối đa. Nếu bạn lựa chọn máy vừa túi tiền thì card 2 GB cũng là một sự lựa chọn không tồi. Tiêu chí lựa chọn CPU: Bạn nên chọn CPU càng nhiều nhân, nhiều luồng càng tốt, tối thiểu cần có là 4 nhân. Intel core i5 hay i7 là những sự lựa chọn hoàn hảo. Tiêu chí lựa chọn Màn hình: Bạn nên chọn máy có kích cỡ màn hình lớn để thuận tiện cho công việc thiết kế của mình. Ngoài ra, bạn cũng nên chú ý tới chất lượng hình ảnh, độ phân giải màn hình của chiếc máy tính sắp mua. Màn hình IPS sẽ là một gợi ý tốt cho bạn, nó giúp hiển thị hình ảnh theo cách trung thực và sắc nét nhất. Nó cũng được giới chuyên môn đánh giá là ưu việt hơn tất cả những loại màn hình hiện nay. Tiêu chí lựa chọn quạt tản nhiệt: Fan tản nhiệt cũng rất quan trọng, hãy chọn quạt tản nhiệt thật xịn để đảm bảo máy tính của bạn hoạt đông tốt và không bị sập nguồn đột ngột khi máy quá nóng. Tiêu chí lựa chọn bo mạch chủ: Mainboard thì ưu tiên GIGA sau đó tới ASUS, các loại khác ko bàn, nếu dùng CPU AMD thì ưu tiên AROCK nhé bạn. VGA thì có nhiều người khuyên bạn nên chọn Quadro nhưng khác chat đấy. Tiêu chuẩn cấu hình máy tính đáp ứng các ứng dụng đồ họa phổ biến Khi tư vấn cấu hình máy tính để bàn cho người làm đồ họa thì có 3 yếu tố quan trọng không thể bỏ qua chính là: CPU, RAM và SSD. Với những lựa chọn sản phẩm chất lượng sẽ hỗ trợ đắc lực cho công việc thiết kế đồ họa – render. RAM là bộ phận rất quan trọng, RAM càng cao thì dự án bạn làm sẽ hoạt động ở tầm cỡ cao hơn. Vì vậy hãy sử dụng những loại RAM tốt cho máy tính đồ họa của bạn. Card đồ họa: Có rất nhiều loại card màn hình cho bạn lựa chọn, ví dụ bạn co thể chọn loại Nvidia Geforce GTX 780, vì đây là card màn hình có dung lượng bộ nhớ là 3GB, xử lí đồ họa với tốc độ lên tới 980MHz, khá lí tưởng để phục vụ công việc thiết kế đồ họa. CPU: bạn có thể chọn loại CPU intel core i5 hay i7, đây là loại CPU được sử dụng khá phổ biến hiện nay. Còn về màn hình cho máy tính đồ họa thì nên chọn những màn hình lớn, chất lượng, những máy tính có thể cho ra những màu sắc trung thực, sinh động mới có thể đáp ứng được nhu cầu công việc thiết kế đồ họa. Minh họa: Trọn bộ PC Gigabyte H110, Chip i5 6500, DDR4 8GB, VGA GTX 1050, SSD 240GB, LCD 22” Mainboard : Gigabyte H110M – DS2 + CPU : CPU Intel Core i5 6500 (Up to 3.6Ghz/ 6MB cache) + DDR4 : 8GB/2133 Adata + VGA : GIGABYTE GV-N1050OC-2GD + SSD : 240GB + Power : Huntkey 550W (GS 550) + Vỏ Sama cao cấp : SAMA ESPORT-2 + Màn hình : Sam sung, LG, Asus, HP (kích thước 22”/20”) 8.3. Cấu hình máy tính chủ Lựa chọn cấu hình máy chủ (server) như thế nào - CPU càng nhiều nhân càng tốt Khi mua máy chủ, CPU là mối quan tâm trước nhất mà bạn không thể bỏ qua. Với việc ảo hóa các máy chủ, số lượng nhân (của CPU) luôn đem đến lợi thế hơn tốc độ của từng nhân. Trong nhiều trường hợp, bạn sẽ không khỏi ngạc nhiên vì số lượng máy chủ ảo có được trong một thùng máy sử dụng các CPU chạy ở xung nhịp 1,7GHz, chẳng có gì quá khó khăn khi có nhiều nhân. Quan niệm “CPU nhanh hơn, máy chủ nhanh hơn” đã quá cũ kĩ, nó chỉ đúng với xử lý đơn luồng, chuyên thực hiện các tính toán chuyên sâu. Còn ngày nay, trong quá trình hoạt động bình thường của các máy chủ, CPU ở tình trạng nhàn rỗi khá nhiều, và thậm chí cả khi tới lượt chúng phải xử lý, việc chậm trễ từ các thành phần khác trên hệ thống có thể khiến CPU lại phải chờ. Ví dụ như quá trình dữ liệu nạp từ đĩa, lấy từ RAM, hoặc truyền qua mạng. Nếu lựa chọn giữa CPU sáu, tám, hay mười hai nhân với tốc độ xung nhịp thấp hơn và CPU bốn hoặc sáu nhân với tốc độ xung nhịp cao hơn, hãy luôn luôn ưu tiên số lượng nhân nhiều hơn. Nếu khả năng về tài chính của bạn cho phép, hãy trang bị máy chủ với các chip Westmere 2,93GHz của Inte, đây là khoản đầu tư hoàn toàn xứng đáng mà bạn sẽ không phải hối hận. Còn nếu không thể, đừng lo, các CPU AMD 6 nhân dòng Opteron 4000 với xung nhịp trong khoảng từ 1,7GHz tới 2,2GHz vẫn thực sự là lựa chọn hợp lý cho nhiều trường hợp. Đối với quy mô tầm trung, một số máy chủ lắp 2 CPU loại này đem đến năng lực ảo hóa đáng kinh ngạc không hề kém cạnh. - Thiết bị dự phòng Việc bảo trì là việc cần có, không thể thiếu vắng trong quá trình vận hành máy chủ. Bạn cũng cần một hệ thống luôn sẵn sàng cho việc bảo trì. Nếu việc tắt một máy chủ vật lý trong 15 phút để thay thế một thanh RAM bị lỗi là không thể, vì các máy chủ còn lại không đủ năng lực xử lý luồng công việc thay cho máy bị hỏng, nghĩa là bạn đang có vấn đề, và bạn thực sự mất đi một trong những lợi ích chính của ảo hóa máy chủ, đó là: giảm thời gian tắt máy theo lịch trình. Khi bạn phải dừng một máy chủ vật lý để bảo trì, bạn phải ngừng hoạt động của một số máy chủ ảo để tránh việc toàn hệ thống bị quá tải. Vì vậy, đứng trên giác độ an toàn và dự trù ổn định, có thể khá tốn kém về mặt cho phí, nhưng việc vận hành tối thiểu N +1 máy cho nhu cầu N máy là hoàn toàn cần thiết, bạn chỉ có thể nhận ra sự quan trọng của điều này khi rơi vào trường hợp cần phải bảo trì hệ thống máy chủ. Kết nối mạng Một điều vô cùng quan trọng mà bạn phải luôn ghi nhớ: Hệ thống mạng hỗ trợ tốc độ 1 Gigabit rẻ hơn so với hệ thống 10 Gigabit, nhưng các máy chủ vật lý với nhiều máy chủ ảo chạy trên chúng luôn cần băng thông cao cho các kết nối mạng để tránh hiện tượng nghẽn cổ chai. Thực tế cho thấy, các máy chủ ảo thông thường không sử dụng nhiều tới lưu lượng truy cập tốc độ 10 Gigabit cho các dịch vụ bình thường hoặc đọc/ghi dữ liệu trên đĩa, nhưng trái lại, một số ứng dụng giao dịch sẽ cần, vì vậy hãy thử để cân đối với nhu cầu của doanh nghiệp bạn. Tối đa bộ nhớ RAM Những thanh RAM DIMM 4GB và 8GB có giá cao hơn nhiều so với nhiều thanh DIMM 2GB, nhưng số khe cắm RAM trên máy là có hạn. Bạn không muốn phải mua thêm máy chủ vật lý chỉ để tăng cường RAM đúng không? Và rồi một loạt các chi phí phát sinh khác cho giấy phép sử dụng phần mềm bổ sung. Dung lượng RAM quyết định số lượng máy chủ ảo bạn có thể chạy. Việc gắn 64GB RAM hoặc nhiều hơn vào một máy chủ với 12, 16, hoặc 24 nhân đem đến hiệu quả ảo hóa cao đáng kinh ngạc và cũng khiến giá máy tăng cao hơn. Khi bạn dự tính dùng các máy chủ ảo, hãy trang bị nhiều RAM nhất có thể, tầm nhìn xa trông rộng của chủ đầu tư doanh nghiệp chính là ở đây. Lưu trữ liên kết Mọi nền tảng ảo hóa trên thực tế đều cần được xây dựng trên cơ sở lưu trữ chia sẻ. Nếu không có điều này, mỗi máy chủ về cơ bản là một “tháp ngà”, và các máy ảo chạy trên các máy chủ này không thể được bảo vệ chống lại lỗi của máy chủ vật lý. Nếu không áp dụng lưu trữ chia sẻ, việc xây dựng và mở rộng cơ sở hạ tầng ảo hóa sẽ gặp nhiều khó khăn và đơn điệu hơn. Trong đời sống thực tế, trừ khi chúng ta đang nói về việc xây dựng ảo hóa với quy mô cực kỳ nhỏ, thì việc sử dụng lưu trữ chia sẻ không phải là một lựa chọn, mà đây chính là một quy tắc bất di bất dịch. Trong thực tế, nếu như bạn đang không nói về tốc độ mạng 10 Gigabit/s cho mỗi máy chủ, việc sử dụng các công nghệ lưu trữ có tốc độ nhanh hơn là không thực sự cần thiết. Giá đĩa cứng đang ngày càng rẻ, hãy bỏ qua RAID 5 truyền thống vẫn được ưa dùng do tiết kiệm, hãy mạnh dạn áp dụng RAID 6 hoặc lý tưởng hơn nữa là RAID 10 để tăng cường hiệu năng và an toàn cho dữ liệu doanh nghiệp. Cho dù bạn có kế hoạch sử dụng iSCSI, NFS, hay Fiber-Channel, hãy xem xét những nhu cầu về xuất/nhập đĩa trước khi bạn bắt đầu mua thiết bị chuyển mạch (switch), HBA, và đĩa. Đối với nhiều trường hợp, nhìn chung các ổ đĩa SATA thích hợp cho máy ảo, và trong một số trường hợp khác, NFS sẽ làm tốt hơn iSCSI đối với những nhu cầu tính toán thường ngày. Điều này có thể dẫn tới việc bạn không chọn được thương hiệu lưu trữ ưa thích, nhưng trừ khi bạn đang nói về việc xử lý khối lượng lớn công việc với đĩa, có thể bạn không cần tới lưu trữ SSD hoặc các ổ đĩa cao cấp SAS (Serial Attached SCSI). TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Đình Việt. Kiến trúc máy tính. Nhà xuất bản Đại học quốc Gia Hà Nội. 2007. [2]. Msc. Võ Văn Chín, Th.s. Nguyễn Hồng Vân. Giáo trình kiến trúc máy tính. Khoa CNTT Đại học cần thơ. 2009 [3]. Tống Văn On, Hoàng Đức Hải. Hợp ngữ & Lập trình ứng dụng. Nhà xuất bản lao động-xã hội. 2004
File đính kèm:
- giao_trinh_phan_cung_may_tinh_nghe_quan_tri_mang_may_tinh.pdf