Giáo trình Cài đặt và Bảo trì máy tính (Trình độ Cao đẳng) — Trường Cao đẳng Giao thông vận tải Trung ương I

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Cài đặt và bảo trì máy tính là tài liệu giảng dạy nội bộ của Trường Cao đẳng Giao thông vận tải Trung ương I, ban hành theo Quyết định số 498/QĐ-CĐGTVTTWI-ĐT ngày 25/03/2019 của Hiệu trưởng nhà trường, mang mã tài liệu THUD - MH19. Tài liệu được biên soạn cho môn học thuộc chương trình đào tạo ngành Tin học ứng dụng trình độ Cao đẳng, với dung lượng quy định 90 tiết.

Phần Lời nói đầu nêu rõ bối cảnh biên soạn: công nghệ thông tin phát triển nhanh ở cả phần cứng lẫn phần mềm, nhưng người học và người sử dụng phần lớn chỉ đi sâu vào phần mềm. Nhóm biên soạn dẫn ra hai vấn đề thực tế làm căn cứ cho mục tiêu môn học: nhiều cơ quan, trường học đầu tư trang thiết bị máy tính nhưng sau vài năm khai thác không được bảo trì và quản lý tốt dẫn đến hư hỏng và lãng phí; và nhiều người sử dụng máy tính thành thạo nhưng không nắm cấu trúc phần cứng nên gặp khó khăn khi bảo trì, quản lý cũng như khi lựa chọn cấu hình đầu tư.

Từ đó, kết quả học tập mà giáo trình hướng tới là năng lực thao tác trọn vẹn trên một bộ máy tính: nhận dạng linh kiện, lắp ráp, thiết lập CMOS, phân vùng ổ cứng, cài đặt hệ điều hành, cài driver, cài phần mềm ứng dụng và thực hiện sao lưu — phục hồi hệ thống.

Cấu trúc tài liệu gồm hai chương lớn: Chương I "Lắp ráp phần cứng" (5 mục) và Chương II "Cài đặt phần mềm" (4 mục). Cách tiếp cận đi từ khái niệm — nhận dạng — quy trình thao tác, mỗi thiết bị được mô tả theo bộ tiêu chí thống nhất: Công dụng — Đặc trưng — Nhận dạng — Phân loại — Sử dụng — Ghi chú. Điểm đặc thù của tài liệu là mật độ chi tiết nhận dạng bằng mắt (màu khe cắm, số chân, vị trí khe cắt trên thanh RAM, ký hiệu chân cắm trên mainboard), phục vụ thao tác trực tiếp trên thiết bị hơn là lý thuyết kiến trúc máy tính.

Tài liệu cũng xác định phạm vi người dùng mở rộng ngoài nhà trường: kỹ thuật viên tin học và người tự tìm hiểu có hệ thống về phần cứng máy tính.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Chương I, mục 1 — Cấu trúc máy tính. Mở đầu bằng phân biệt phần cứng (các thiết bị vật lý "nhìn thấy, sờ thấy và có trọng lượng") với phần mềm (các chương trình chứa mã lệnh). Phần mềm được chia hai loại: phần mềm hệ thống (hệ điều hành, trình điều khiển thiết bị — driver) và phần mềm ứng dụng. Tiếp đó là bảng phân loại máy tính thông dụng: Mainframe, PC (Desktop), Laptop/DeskNote/Notebook, và PDA (Pocket PC). Cấu trúc máy tính được trình bày theo bốn nhóm chức năng: thiết bị nhập, thiết bị xử lý, thiết bị lưu trữ (bộ nhớ trong gồm ROM và RAM; bộ nhớ ngoài gồm ổ cứng, đĩa mềm, CD, DVD, ổ cứng USB, thẻ nhớ) và thiết bị xuất.

Mục 2 — Các thành phần của máy tính. Chia thành thiết bị nội vi và ngoại vi. Nhóm nội vi gồm vỏ máy (Case), bộ nguồn (Power), bảng mạch chủ và các bộ phận trên đó: Chipset, giao tiếp CPU (dạng Slot và Socket), AGP Slot, RAM Slot, PCI Slot, ISA Slot, IDE Header (đầu cắm 40 chân), FDD Header, ROM BIOS, pin CMOS 3V, Jumper, Power Connector, FAN Connector, dây nối Case; cùng các cổng bên ngoài PS/2, USB, COM, LPT. Nhóm ngoại vi trải rộng từ màn hình, bàn phím, chuột, ổ mềm, ổ quang (CD-ROM, CD-RW, DVD-ROM, Combo-DVD), card mạng NIC, card âm thanh, modem, ổ cứng USB, máy in, máy quét, máy chiếu, thẻ nhớ, loa, microheadphone, webcam đến bộ lưu điện UPS.

Mục 3 — Lắp ráp và bảo trì máy tính. Trình bày theo trình tự: chuẩn bị linh kiện và dụng cụ (vòng tay tĩnh điện, trục vít, kìm) → các bước lắp ráp → đấu nối thiết bị ngoại vi → khởi động và kiểm tra → bảo trì phần cứng.

Mục 4 — Thiết lập CMOS. Giải thích CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) và mối quan hệ CMOS — ROM — BIOS, sau đó hướng dẫn thiết lập trên ba dòng máy khác nhau.

Mục 5 — Ổ đĩa cứng và phân vùng. Khái niệm partition, bảng FAT, và thực hành phân vùng bằng Partition Magic 8.05.

Chương II đi qua bốn mục: cài đặt Windows XP, driver, cài đặt phần mềm thông dụng, và sao lưu — phục hồi hệ thống.

Logic tiến triển của tài liệu bám theo vòng đời một bộ máy: nhận biết linh kiện → lắp ráp → thiết lập BIOS/CMOS → chia ổ đĩa → cài hệ điều hành → cài driver → cài ứng dụng → sao lưu.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Nguyên lý tương thích phần cứng được nêu thành nguyên tắc: trong máy tính có ba thiết bị "phải chọn đồng bộ nếu không có thể chúng sẽ không hoạt động hoặc không phát huy hết tác dụng" là Mainboard, CPU và RAM. Nguyên tắc này được cụ thể hóa qua các cặp tương ứng: SDRAM 168 chân với mainboard socket 370 (CPU PII, Celeron, PIII); DDRAM 184 chân với socket 478 và 775 (Celeron socket 478, PIV); DDR2 có khe cắt ở vị trí khác DDRAM nên không dùng chung khe; RDRAM 184 chân, bus 800MHz, có bọc tôn giải nhiệt.

Nguyên lý lắp ráp được phát biểu ngắn gọn: "Lắp những thiết bị đơn giản trước, lắp từ trong ra ngoài", và bảo trì được định nghĩa là tháo gỡ theo trình tự ngược lại.

Khung phân loại hệ thống tập tin đối chiếu bốn định dạng: FAT (12/16 bit, tên 11 ký tự trong DOS hoặc 255 ký tự trên Windows 9x/Me, phân vùng tối đa 2 GB); FAT32 (từ Windows 95 OSR2, tối đa 2 TB); NTFS (từ dòng NT/2000/XP/Vista/Win7, tối đa 16 Exabytes); và các định dạng của họ Linux.

Khung phân loại phân vùng nêu năm loại trên hệ thống X86 — Primary, Extended, Logical, NTFS, Non-DOS — kèm ràng buộc: tối đa 4 Primary trên một ổ, hoặc 3 Primary và 1 Extended; Extended chỉ tồn tại khi đã có ít nhất một Primary; trong Extended phải có ít nhất một Logical để DOS/Windows truy cập qua chữ cái ổ đĩa. Tài liệu liệt kê năm lý do dùng nhiều phân vùng: cài nhiều hệ điều hành, nhiều hệ thống tập tin, bảo mật dữ liệu, tổ chức dữ liệu, và an ninh hệ thống.

Kỹ năng phát triển

Kỹ năng kỹ thuật gắn với thao tác cụ thể: gắn CPU (dựng cần gạt socket, xác định vị trí lõm trùng socket, hạ cần gạt), gắn quạt và cắm dây vào chân FAN, gắn RAM (mở hai cần gạt, nhấn đều tay đến khi cần gạt tự mắp), cố định mainboard vào Case, nối dây dữ liệu ổ cứng vào IDE1, thiết lập Master/Slave bằng jumper khi gắn hai ổ trên một cáp, và đấu dây công tắc Case theo ký hiệu (MSG/PW LED, HDD LED, PW SW, RES SW, SPEAKER).

Kỹ năng phân tích thể hiện ở chẩn đoán: tiếng bíp khi khởi động — một tiếng bíp báo phần cứng đã hoạt động, nhiều tiếng bíp liên tục yêu cầu kiểm tra lại vị trí gắn thiết bị; khi CMOS không hiển thị thông tin ổ đĩa trên IDE thì kiểm tra dây dữ liệu, dây nguồn và thiết lập jumper; dấu hỏi màu vàng trong Device Manager báo thiết bị chưa có driver.

Năng lực thực tiễn còn gồm tư vấn cấu hình theo mục đích sử dụng — tài liệu nêu máy dùng cho văn phòng "tiết kiệm được khoảng 40% chi phí so với bộ máy cấu hình cao mà vẫn đảm bảo cho công việc".

Phương pháp giảng dạy và học tập

Tài liệu theo hướng thực hành có hướng dẫn (guided practice). Mỗi đơn vị kiến thức được viết dưới dạng quy trình đánh số bước, kèm ảnh chụp màn hình hoặc mô tả nhận dạng, để người học đối chiếu trong lúc thao tác trên thiết bị thật.

Các bài thực hành lớn có thể nhận diện rõ trong nội dung: lắp ráp hoàn chỉnh một bộ máy từ CPU đến đấu nối ngoại vi; vào CMOS theo ba dòng máy (phím Delete với mainboard thông dụng, F10 với Compaq/HP, F2 với Dell) và thiết lập ngày giờ hệ thống, thông tin ổ đĩa, thứ tự khởi động, mật khẩu Supervisor/User; phân vùng ổ cứng bằng Partition Magic khởi động từ đĩa Hiren's Boot CD với chuỗi thao tác Create — Format — Delete — Convert; cài Windows XP qua ba giai đoạn Preinstallation, Text và Graphical; cài driver theo hai cách (chạy setup.exe từ đĩa kèm thiết bị, hoặc Update Driver từ dấu hỏi vàng trong Device Manager); và cài bộ Office 2000 theo sáu bước có đánh số.

Tài liệu xen kẽ các mục "Lưu ý", "Ghi chú" và "Chú ý" đóng vai trò cảnh báo an toàn thao tác. Ví dụ: khi chạy Partition Magic, các thay đổi chỉ được thực thi khi bấm nút Apply, trong lúc chương trình đang chạy "không được di chuyển trỏ chuột", "không được khởi động lại hay tắt máy tính nửa chừng (có thể gây lỗi Partition Table hoặc hư hỏng hoàn toàn ổ cứng)", và chỉ tắt máy khi có thông báo "All operations completed". Tương tự, phải sao lưu dữ liệu trước khi chuyển đổi bảng FAT; phải xóa phân vùng Logical trước rồi mới xóa Extended; phải xác định đúng loại RAM tương thích khe cắm "nếu không bạn sẽ làm gãy RAM".

Về đánh giá, nội dung được tổ chức thành các đơn vị thao tác có sản phẩm quan sát được — máy khởi động phát một tiếng bíp, ổ đĩa hiện trong Standard CMOS Setup, Device Manager không còn dấu hỏi vàng — nên có thể dùng trực tiếp làm tiêu chí chấm thực hành.

Về tự học, tài liệu cung cấp công cụ tự kiểm tra cấu hình: gõ lệnh Dxdiag trong hộp thoại RUN để đọc thẻ System (Operating System, Language, Processor, Memory, Page file), thẻ Display (Name, Manufacturer, Total Memory, Monitor) và thẻ Sound.

Điểm nổi bật và bối cảnh nội dung

Đây là lần biên soạn đầu tiên, như nhóm biên soạn tự nêu trong Lời nói đầu và kèm lời mời góp ý để tài liệu hoàn thiện hơn. Do vậy tài liệu không có các phiên bản trước để đối chiếu.

Về mốc công nghệ, nội dung phản ánh mặt bằng thiết bị của giai đoạn Pentium III đến Pentium D: socket 370, 478, 775; RAM SDRAM/DDRAM/DDR2/RDRAM; giao tiếp IDE 40 chân; card đồ họa AGP; ổ mềm FDD; ổ CD-ROM/CD-RW/DVD-ROM/Combo-DVD. Hệ điều hành trọng tâm là Windows XP với yêu cầu tối thiểu ghi rõ: bộ xử lý Pentium 233 MHz trở lên (đề xuất 300 MHz), tối thiểu 64 MB RAM (đề xuất 128 MB), tối thiểu 1,5 GB dung lượng đĩa trống, ổ CD-ROM hoặc DVD-ROM, bộ điều hợp video và màn hình Super VGA (800 × 600) trở lên — yêu cầu này giống nhau cho cả Home Edition lẫn Professional. Mục 2 của Chương II có nêu tên hai nội dung mở rộng là cài đặt Windows 7 và Windows 8.

Bản thân tài liệu cũng ghi nhận sự dịch chuyển công nghệ ngay trong phần mô tả: khe ISA "vì tốc độ truyền dữ liệu chậm, chiếm không gian trong mainboard nên hầu hết các mainboard hiện nay không sử dụng"; dạng khe cắm Slot cho CPU "hiện nay hầu như người ta không sử dụng"; cổng USB "đang thay thế vai trò của các cổng COM, LPT"; máy in thế hệ mới "hầu hết cắm vào cổng USB"; ổ B: "hiện nay không còn sử dụng nên B: thường không dùng trong My Computer".

Liên hệ thực tiễn nghề nghiệp xuất hiện ở các ví dụ ứng dụng thiết bị: máy quét mã vạch dùng trong siêu thị để đọc giá hàng hóa và trong thư viện để đọc mã số sinh viên từ thẻ; máy quét từ ứng dụng trong hệ thống cửa thông minh và hệ thống chấm công nhân viên; webcam dùng cho giải trí, bảo vệ an ninh, hội thảo từ xa và khám bệnh từ xa; UPS duy trì điện 5–10 phút để người dùng lưu tài liệu và tắt máy an toàn.

Danh mục phần mềm thông dụng được nêu đích danh theo nhóm chức năng: bộ MS Office hoặc Open Office; bộ gõ tiếng Việt Unikey; phần mềm nghe nhạc — xem phim Herosoft XP, Vietkey, Windows Media 10; phần mềm đồ họa Photoshop 7.0; từ điển Anh — Việt Lạc Việt 2002; phần mềm diệt virus BKAV và Symantec; phần mềm đọc ebook PDF Acrobat Reader; phần mềm luyện gõ Master Key.

Đối tượng sử dụng giáo trình

Đối tượng chính được xác định trong Lời nói đầu là học sinh, sinh viên ngành Tin học ứng dụng trình độ Cao đẳng của Trường Cao đẳng Giao thông vận tải Trung ương I, với tư cách giáo trình nội bộ. Do môn học đi từ khái niệm phần cứng — phần mềm cơ bản, tài liệu phù hợp bố trí ở giai đoạn đầu chương trình, trước hoặc song song với các môn về hệ điều hành và mạng máy tính.

Kiến thức nền yêu cầu ở mức thấp: người học cần biết thao tác cơ bản với Windows (Control Panel, hộp thoại RUN, tổ chức thư mục), vì tài liệu tự xây dựng toàn bộ khái niệm phần cứng từ đầu — bắt đầu bằng định nghĩa phần cứng và phần mềm. Phần Partition Magic được tài liệu mô tả là "có giao diện trực quan nên thích hợp với những người mới biết sử dụng máy tính".

Với giảng viên, tài liệu được thiết kế cho khung 90 tiết chia hai chương, trong đó cấu trúc mục — tiểu mục có thể ánh xạ trực tiếp thành các buổi thực hành: nhận dạng linh kiện, lắp ráp, CMOS, phân vùng, cài Windows, cài driver, cài ứng dụng, sao lưu — phục hồi.

Ngoài phạm vi nhà trường, Lời nói đầu nêu hai nhóm người dùng khác: kỹ thuật viên tin học bên ngoài và những người muốn tìm hiểu một cách có hệ thống về phần cứng máy tính. Với nhóm này, tài liệu dùng được như sổ tay tra cứu nhận dạng linh kiện và quy trình thao tác.

Về bản quyền sử dụng, phần Tuyên bố bản quyền cho phép dùng nguyên bản hoặc trích dẫn cho mục đích đào tạo và tham khảo, đồng thời nghiêm cấm các mục đích lệch lạc hoặc kinh doanh thiếu lành mạnh.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai? Phù hợp với sinh viên Cao đẳng ngành Tin học ứng dụng theo học môn Cài đặt và bảo trì máy tính (90 tiết), kỹ thuật viên tin học cần quy trình thao tác chuẩn, và người tự học muốn nắm phần cứng máy tính một cách có hệ thống — đúng ba nhóm đối tượng được nêu trong Lời nói đầu.

2. Cần kiến thức nền nào để học? Không yêu cầu nền tảng điện tử hay kiến trúc máy tính. Tài liệu khởi đầu từ định nghĩa phần cứng và phần mềm, phân loại máy tính (Mainframe, PC, Laptop, PDA) rồi mới đi vào linh kiện. Người học chỉ cần thao tác Windows cơ bản để theo được Chương II (Control Panel → System → Hardware → Device Manager; hộp thoại RUN với lệnh Dxdiag).

3. Điểm khác biệt với giáo trình khác? Trọng tâm đặt vào nhận dạng bằng mắt và thao tác tay, không đi vào lý thuyết kiến trúc. Mỗi linh kiện đều có mục "Nhận dạng" mô tả dấu hiệu vật lý: chipset là "con chip lớn nhất trên main và thường có một gạch vàng ở một góc"; AGP là "khe cắm màu nâu hoặc màu đen nằm giữa socket và khe PCI màu trắng sữa"; RAM slot "luôn có cần gạt ở 2 đầu"; cổng USB "dẹp và thường có ít nhất 2 cổng nằm gần nhau, có ký hiệu mỏ neo đi kèm". Tài liệu cũng hướng dẫn CMOS song song cho ba dòng máy (mainboard thông dụng, Dell, Compaq) thay vì chỉ một dòng.

4. Làm sao để tự học hiệu quả? Theo đúng trình tự vòng đời mà tài liệu dựng: nhận dạng linh kiện → lắp ráp → CMOS → phân vùng → cài hệ điều hành → driver → ứng dụng → sao lưu. Người tự học nên tuân thủ các mục "Lưu ý" trước khi thao tác, đặc biệt ở phần phân vùng (sao lưu dữ liệu trước khi Convert bảng FAT; chỉ tắt máy khi có thông báo "All operations completed") và phần RAM (xác định đúng loại RAM tương thích khe cắm để tránh làm gãy thanh RAM). Dùng lệnh Dxdiag và Device Manager để tự kiểm chứng kết quả sau mỗi bước.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo? Tài liệu dẫn tới các công cụ và bộ cài cần chuẩn bị hơn là tài liệu đọc thêm: đĩa cài Windows XP, đĩa Hiren's Boot CD chứa Partition Magic Pro 8.05, đĩa driver đi kèm thiết bị, và bộ cài Office 2000/XP/2003. Danh mục phần mềm thông dụng ở mục 3.2 Chương II kèm địa chỉ trang chủ của các sản phẩm như Unikey, Vietkey, Lạc Việt, BKAV, Symantec.

Kết luận

Giá trị chính của giáo trình nằm ở việc chuyển các kiến thức phần cứng rời rạc thành một chuỗi thao tác có trình tự và có tiêu chí kiểm tra, đáp ứng đúng vấn đề mà Lời nói đầu đặt ra: người dùng thành thạo phần mềm nhưng không nắm cấu trúc phần cứng nên gặp khó khi bảo trì, quản lý và đầu tư thiết bị.

Lộ trình học tập được tài liệu gợi ý qua chính cấu trúc hai chương: hoàn tất Chương I để có năng lực xử lý phần cứng — từ nhận dạng linh kiện, lắp ráp, thiết lập CMOS đến phân vùng ổ cứng — rồi chuyển sang Chương II để hoàn thiện phần mềm, kết thúc ở kỹ năng sao lưu và phục hồi hệ thống.

Về nguồn bổ sung, do nội dung neo vào mặt bằng thiết bị Pentium III–Pentium D và Windows XP, người học cần đối chiếu thêm tài liệu về các chuẩn thay thế đã xuất hiện sau đó, cùng hai nội dung mở rộng mà chính tài liệu đã nêu tên ở mục 2 Chương II: cài đặt Windows 7 và Windows 8.