Giáo trình phần cứng điện tử

Giáo trình phần cứng điện tử Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà 1 MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU : NGUỒN GỐC CỦA MÁY TÍNH CÁ NHÂN...................................... 6 CHƯƠNG 1 :CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH BÊN TRONG MÁY PC .................................. 16 I. tæng quan vÒ c¸c bé phËn bªn d−íi n¾p m¸y.................................................... 16 II. cÊu t¹o - chøc n¨ng cña c¸c bé phËn .................................................................. 17 II.1 Vá m¸y................................................................................................................................ 17 II.3. B¶ng m¹ch chÝnh................................................................................................................ 17 II.4. Bé xö lý (CPU - Central Processing Unit) ......................................................................... 19 II.5. Bé nhí ................................................................................................................................ 19 II.6. C¸c æ ®Üa ............................................................................................................................ 19 II.7. C¸c bo m¹ch më réng ........................................................................................................ 20 III. NHỮNG ĐIỀU CẦN LƯU Ý KHI THÁO LẮP MÁY.......................................................... 20 III.1. Giá trị của dữ liệu chứa trong máy ............................................................................. 20 III.2. Mở máy............................................................................................................................ 21 III.3. Đóng máy ........................................................................................................................ 21 III.4. Vài nguyên tắc khi làm việc bên trong máy ............................................................... 21 IV. CÁC YẾU TỐ HÌNH THÙ MÁY (FORM FACTOR) CHUẨN ........................................... 22 IV.1 Yếu tố hình thù ATX....................................................................................................... 22 IV.2 Yếu tố hình thù NLX....................................................................................................... 23 CHƯƠNG 2 : CÁC HỆ ĐIỀU HÀNH VÀ QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY PC ................. 24 I. HỆ THỐNG CẤP BẬC TRONG PC......................................................................................... 24 I.1. Phần cứng......................................................................................................................... 25 I. 2. BIOS................................................................................................................................... 25 I.3. Hệ điều hành..................................................................................................................... 26 I.4. Các chương trình ứng dụng ........................................................................................... 26 II. TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM CÁC HỆ ĐIỀU HÀNH THÔNG DỤNG.......................................... 26 III. KHẢO SÁT HỆ ĐIỀU HÀNH MS-DOS ............................................................................... 27 III.1. IO.SYS.............................................................................................................................. 27 III.2. MSDOS.SYS.................................................................................................................... 28 III.3. Các biến thể của IO.SYS và MSDOS.SYS dưới Windows..................................... 28 III.4 COMMAND.COM............................................................................................................ 29 III.5. Việc nhận ra và giải quyết những trục trặc của hệ điều hành. ............................... 29 IV. QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY ......................................................................................... 29 IV.1. Đưa điện vào máy ......................................................................................................... 30 IV.2. Quá trình khởi động (bootstrap).................................................................................. 30 IV.3. Những cuộc kiểm tra cốt lõi. ........................................................................................ 30 IV.4. Quá trình POST ............................................................................................................. 31 IV.5. Tìm kiếm hệ điều hành ................................................................................................. 31 IV.6. Nạp hệ điều hành .......................................................................................................... 32 IV.7 Thiết lập môi trường làm việc ....................................................................................... 32 CHƯƠNG 3 : SƠ LƯỢC VỀ KIỂM TRA TRƯỚC KHI SỬA CHỮA MÁY VI TÍNH ......... 33 I. QUI TRÌNH VẠN NĂNG ĐỂ CHUẨN ĐOÁN VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ PC ..................... 33 I.1. Xác định rõ các triệu chứng ........................................................................................... 34 I.2. Nhận diện và cô lập vấn đề ............................................................................................ 34 I.3. Thay thế các thành phần lắp ghép ................................................................................ 34 I.4. Thử nghiệm lại.................................................................................................................. 35 II. VẤN ĐỀ PHỤ TÙNG THAY THẾ ......................................................................................... 35 II.1 Các phụ tùng luôn luôn thay đổi .................................................................................... 35 II.2. Việc dự trữ phụ tùng tốn kém lắm................................................................................ 36 II.3. Một chiến lược hay hơn ................................................................................................. 36 III. VIỆC ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG LÀM VIỆC CỦA MÁY.................................................... 36 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà 2 III.3 tránh những vấn đề về kiểm định................................................................................. 36 III.2. Để tìm được các trình benchmark .............................................................................. 36 IV. VIỆC XỬ LÝ MÁY BỊ NHIỄM VIRUS................................................................................ 37 IV.1. Sơ lược về Virus máy tính ........................................................................................... 37 IV.2. Các dấu hiệu chứng tỏ máy nhiễm virus .............................................................................. 37 IV.3. Các phần mềm phòng chống virus............................................................................. 38 V. Việc kiểm tra nhanh lúc khởi động........................................................................................... 38 CHƯƠNG 4 : BIOS và CMOS .......................................................................................... 38 I. BÊN TRONG BIOS CỦA BO MẠCH CHỦ ............................................................................ 39 I.1 Bộ đoản trình POST (Power On Self Test) ................................................................... 39 I.2 Trình CMOS SETUP......................................................................................................... 40 I.3 Các thủ tục dịch vụ của hệ thống ................................................................................... 40 II. CÁC TÍNH NĂNG CỦA BIOS ............................................................................................... 40 III. BIOS VÀ QUI TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY.......................................................................... 40 III.1 Loại AMI (American Megatrends)................................................................................. 41 III.2 Loại Phoenix Technologies ........................................................................................... 42 IV. NHỮNG THIẾU SÓT CỦA BIOS VÀ VẤN ĐỀ TƯƠNG THÍCH...................................... 43 IV.1 Các trình điều khiển thiết bị .......................................................................................... 43 IV.2 Bộ nhớ Flash gây ra sự lười nhác ............................................................................... 43 IV.3 Sự tạo bóng cho BIOS................................................................................................... 44 IV. 4 Việc điều khiển trực tiếp phần cứng........................................................................... 44 IV.5 Lỗi của BIOS ................................................................................................................... 44 IV.6 Vấn đề Y2K ..................................................................................................................... 44 V. TÌM HIỂU CÁC THÔNG BÁO LỖI VÀ CÁCH XỬ LÝ CHÚNG........................................ 44 V.1 Các thông báo lỗi tổng quát ........................................................................................... 44 V.2 Các thông báo lỗi của bus PCI và hệ thống PnP ....................................................... 45 VI. CHỨC NĂNG CỦA CMOS ................................................................................................... 45 VI.1 Nhiệm vụ của CMOS ..................................................................................................... 45 VI.2 Cách thiết lập - xác định tính năng của BIOS ............................................................ 45 VII. VIỆC LƯU DỰ PHÒNG RAM CMOS................................................................................. 50 VIII. BẢO TRÌ VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ CMOS ...................................................................... 50 VIII.1 Các triệu chứng liên qua đến CMOS tiêu biểu ........................................................ 50 VIII.2 Giải quyết trục trặc với mật khẩu CMOS.................................................................. 51 VIII.3 Bảo trì nguồn pin nuôi CMOS .................................................................................... 51 CHƯƠNG 5 : BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM............................................................................ 51 I. CƠ SỞ VỀ CPU......................................................................................................................... 51 II. NHÖÕNG KHAÙI NIEÄM VEÀ CPU HIEÄN ÑAÏI .......................................................................... 56 III. CAÙC CPU CUÛA INTEL ......................................................................................................... 57 IV. VIEÄC EÙP XUNG CPU............................................................................................................ 60 V. CAÙC CPU CUÛA AMD............................................................................................................. 62 VI. GIAÛI QUYEÁT CAÙC HOÛNG HOÙC CUÛA CPU....................................................................... 62 VI.1 Caùc trieäu chöùng vaø giaûi phaùp toång theå............................................................................ 63 VI.2 Caùc vaán ñeà lieân quan ñeán cpu cyrix 6x86 ...................................................................... 63 CHƯƠNG 6 : CÁC CHIPSET ........................................................................................... 63 I. ĐẶC ĐIỂM VÀ NHIỆM VỤ .................................................................................................... 64 II. QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CHIPSET.......................................................................... 64 III. CẤU TRÚC CỦA CHIPSET .................................................................................................. 64 III.1. Cấu trúc cầu bắc/ cầu nam .......................................................................................... 64 III.2. Cấu trúc Hub................................................................................................................... 64 IV. CÁC CHIPSET CỦA ADM.................................................................................................... 65 V. CÁC CHIPSET CỦA INTEL................................................................................................... 65 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà 3 CHÖÔNG 7 : BO MAÏCH CHÍNH VAØ VAÁN ÑEÀ GIAÛI QUYEÁT XUNG ÑOÄT TAØI NGUYEÂN81 I. GIÔÙI THIEÄU.............................................................................................................................. 81 I.1 Heä vaøo/ra cô sôû (BIOS) ...................................................................................................... 81 I.2 Khe caém môû roäng ( ............................................................................................................. 82 I.3 Truy caäp tröïc tieáp boä nhôùù (DMA) ...................................................................................... 83 I.4 Ñeá caém boä ñoàng xöû lyù toaùn ................................................................................................ 83 I.5 Caùc caàu noái.......................................................................................................................... 83 II. CÁC KIỂU THIẾT KẾ BO MẠCH CHÍNH............................................................................ 85 II.1 Các dạng bo mạch AT, ATX và NLX ............................................................................ 85 III. GIẢI QUYẾT CÁC SỰ CỐ BO MẠCH CHÍNH................................................................... 88 III.1 Nguyên tắc chung ........................................................................................................... 88 III.2 Các triệu chứng hỏng hóc ............................................................................................. 88 IV. TÌM HIỂU TÀI NGUYÊN HỆ THỐNG ................................................................................ 89 IV.1 Các tài nguyên hệ thống ............................................................................................... 89 IV.2 Nhận diện và giải quyết các xung đột tài nguyên...................................................... 89 IV.3 Xác định và giải quyết các xung đọt ............................................................................ 90 CHƯƠNG 8 : CÁCH TỔ CHỨC VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ BỘ NHỚ................................ 90 I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ BỘ NHỚ ........................................................................ 91 I.1 Memory-RAM - Một số thuật ngữ và kỹ thuật............................................................... 91 I.2 Các loại memory ............................................................................................................... 92 II. CÁCH TỔ CHỨC BỘ NHỚ TRONG HỆ THỐNG PC .......................................................... 96 II.1 Caùc teá baøo nhôù (storage cell) ............................................................................................ 97 II.5 Toå chöùc boä nhôù .................................................................................................................. 99 III. CẤU TRÚC VÀ KIỂU ĐÓNG GÓI BỘ NHỚ..................................................................... 101 III.1 DIP (dual in-line package)............................................................................................... 102 IV. GIẢI QUYẾT SỰ CỐ BỘ NHỚ........................................................................................... 102 IV.1 Thiết bị kiểm tra bộ nhớ............................................................................................... 103 IV.2 Sửa chữa các đế cắm bộ nhớ.................................................................................... 103 IV.3 Các điểm tiếp xúc bị ăn mòn ...................................................................................... 103 IV.4 Các lỗi kiểm tra tính chẵn lẽ ....................................................................................... 103 IV.5 Một số lỗi thường gặp.................................................................................................. 103 IV.6 Giải quyết sự cố với trình quản lý bộ nhớ ................................................................ 103 CHƯƠNG 9 : CÁC LOẠI BUS HỆ THỐNG VÀ CÁC CỔNG ......................................... 104 I. CAÙC CHUAÅN BUS MÔÛ ROÄNG............................................................................................. 104 I.1 Bus môû roäng ISA............................................................................................................... 104 I.2 Bus Micro Chanel Architecture (MCA)........................................................................... 105 I.3 Bus EISA ........................................................................................................................... 105 I.4 Local bus. .......................................................................................................................... 106 I.5 Bus môû roäng PCI ............................................................................................................... 106 I.6 Plug and Play..................................................................................................................... 106 I.7 Bus PCMCIA..................................................................................................................... 107 II. CAÙC COÅNG ........................................................................................................................... 107 II.1 Coång noái tieáp (serial port Coång COM)........................................................................... 107 II.2 Coång song song (parallel port)........................................................................................ 108 II.3 Boä ñieàu hôïp vaøo/ra. ......................................................................................................... 109 III. CÁC SỰ CỐ THƯỜNG XẢY RA TRÊN CÁC BUS .......................................................... 109 CHƯƠNG 10 : GHÉP NỐI MÁY TÍNH............................................................................ 110 I. Tæng quan vÒ m¹ng m¸y tÝnh.................................................................................. 110 I.1 §Þnh nghÜa vµ lÞch sö ph¸t triÓn m¹ng m¸y tÝnh ................................................................ 110 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà 4 I.2 C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n ......................................................................................................... 111 I.2 ChuÈn ho¸ m¹ng m¸y tÝnh.................................................................................................. 115 II. M¹ng côc bé .................................................................................................................... 118 II.1 C¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n......................................................................................................... 118 II.2 M¹ng côc bé ethernet........................................................................................................ 118 II.3 Ethernet switch vµ bridge.................................................................................................. 120 III. 4 M¹ng côc bé ¶o (VLAN)................................................................................................ 123 III. KÕt nèi m¹ng diÖn réng ........................................................................................... 124 III.1 C¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n ....................................................................................................... 124 III.2 C¸c kÕt nèi WAN ............................................................................................................ 125 ChuyÓn m¹ch kªnh (connection-oriented):.............................................................................. 125 IV. Cæng nèi tiÕp RS232 ..................................................................................................... 132 IV.1 Vµi nÐt c¬ b¶n vÒ cæng nèi tiÕp ....................................................................................... 132 IV.2 C¸ch s¾p xÕp ch©n ë cæng RS232.................................................................................... 132 CHƯƠNG 11 : THIẾT BỊ LƯU TRỮ ............................................................................... 133 I. NHIỆM VỤ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ LƯU TRỮ..................................................... 134 II. Ổ ĐĨA TỪ ............................................................................................................................... 134 II.1 Nguyên tắc lưu trữ thông tin trên vật liệu từ .............................................................. 134 II.2 Các phương pháp lưu trữ trên đĩa từ ......................................................................... 134 III.3 Đầu từ và việc đọc/ghi (Read/Write Head) ............................................................... 135 II.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP Mà HOÁ SỐ LIỆU GHI LÊN ĐĨA........................................ 135 III. ĐĨA MỀM VÀ Ổ ĐĨA MỀM ................................................................................................ 136 III.1 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật của đĩa mềm ......................................................... 136 III.2 Tổ chức rãnh theo tiêu chuẩn JBM ............................................................................ 136 III.3 Ổ đĩa mềm FDD (Foppy Disk Drive) .......................................................................... 136 IV. CẤU TẠO ĐĨA CỨNG VÀ Ổ ĐĨA CỨNG ......................................................................... 137 IV.1 Cấu tạo các đĩa phẳng................................................................................................. 137 IV.2 Đầu từ đọc/ghi............................................................................................................... 138 IV.3 Mô tơ quay đĩa (Spindle Motor).................................................................................. 138 IV.4 Mạch điều khiển ổ đĩa (Bo mạch logic)..................................................................... 138 V. CÁC TIÊU CHÍ KỸ THUẬT CỦA Ổ ĐĨA CỨNG............................................................... 139 VI. CÁCH TỔ CHỨC THÔNG TIN TRÊN ĐĨA CỨNG .......................................................... 139 VI.1 ĐỊNH DẠNG ĐĨA CỨNG ............................................................................................. 139 VI.2 ĐỊNH DẠNG LOGIC (ĐỊNH DẠNG CẤP CAO) ....................................................... 139 VII. CẤU TẠO ĐĨA QUANG VÀ Ổ ĐĨA QUANG .................................................................. 139 VII.1 NGUYÊN TẮC LƯU TRỮ QUANG .......................................................................... 139 VII.2 CẤU TẠO ĐĨA QUANG .............................................................................................. 139 VII.3 CẤU TẠO Ổ ĐĨA QUANG .......................................................................................... 141 VIII. BỘ NHỚ FLASH (HDD LƯU ĐỘNG) ............................................................................. 142 VIII.1. CÁC CHUẨN GIAO DIỆN NỐI Ổ CỨNG VỚI MÁY TÍNH.................................. 142 IX. Giao diện SATA (Serial ATA).............................................................................................. 143 CHƯƠNG 13 : SỬ DỤNG CÁC PHẦN MỀM CHẨN ĐOÁN........................................... 144 I. REGISTRY .............................................................................................................................. 144 I.1. Registry lµ g× ? .................................................................................................................. 144 I.2. Söa Registry ...................................................................................................................... 144 I.3. CÊu tróc Registry............................................................................................................... 144 I.4. Sao l−u vµ phôc håi Registry ............................................................................................. 144 I.5. MéT Sè THµNH PHÇN TRONG REGISTRY TH¦êNG §¦îC DïNG.................... 145 II. Một số phần mềm chuẩn đoán thông dụng ............................................................................. 153 II.1 Quá trình POST......................................................................