PHẦN 1: TIN HỌC CƠ BẢN I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MÁY TÍNH 1. Các loại máy tính Máy tính, hay còn gọi là máy vi tính hoặc máy điện toán, là những thiết bị hay hệ thống dùng để tính toán, kiểm soát các hoạt động có thể biểu diễn dưới dạng số hay quy luật logic. Máy tính được lắp ghép bởi các thành phần có thể thực hiện các chức năng đơn giản đã định nghĩa trước.
Quá trình tác động của các thành phần này đã tạo cho máy tính khả năng xử lý thông tin. Nếu được thiết lập chính xác (thông thường bởi các chương trình máy tính) thì máy tính có thể mô phỏng lại một số khía cạnh của vấn đề hay của hệ thống. Có nhiều cách để phân loại máy tính, cách phổ biến nhất là phân loại máy tính dựa trên mục đích của người sử dụng bao gồm các loại: Siêu máy tính, máy tính lớn, máy chủ, máy trạm, máy tính cá nhân (PC), máy tính xách tay (Laptop), máy tính bảng, thiết bị hỗ trợ kỹ thuật số cá nhân (PDA), vv.Trong khuôn khổ tài liệu này chỉ đề cập tới hai loại máy tính phổ biến hiện nay là máy tính cá nhân (PC) và máy tính xách tay (Laptop). Máy tính cá nhân - PC (Personal Computer).
Là loại máy vi tính để bàn nhỏ, phổ biến nhất với giá cả, kích thước và sự tương thích của nó phù hợp với nhiều người sử dụng. Máy tính cá nhân được lắp ghép bởi nhiều linh kiện, thành phần khác nhau như: Vỏ máy tính, bộ nguồn, bo mạch chủ, khối xử lý trung tâm, bộ nhớ RAM, ổ đĩa cứng, ổ đĩa quang, vv… Hình 1: Máy tính cá nhân. Máy tính xách tay (Laptop): Là loại máy tính cá nhân nhỏ gọn có thể mang xách được, thường dùng cho những người thường xuyên di chuyển. Nó thường có trọng lượng nhẹ, tùy thuộc vào hãng sản xuất 1 và kiểu máy dành cho các mục đích sử dụng khác nhau.
Máy tính xách tay có đầy đủ các thành phần cơ bản của một máy tính cá nhân thông thường. Hình 2: Máy tính xách tay. Các bộ phận chính của máy tính cá nhân (PC). Vỏ máy tính là một thiết bị dùng để gắn kết và bảo vệ các thiết bị phần cứng trong máy tính.
Vỏ máy tính có nhiều loại khác nhau, các thiết kế riêng biệt của vỏ máy tính đã tạo ra sự khác biệt của các hãng máy tính khác nhau và các kiểu dáng khác nhau trong cùng một hãng. Vỏ máy tính cá nhân thường được chia thành các loại: - Full-tower: Loại đứng, đặt trên bàn hoặc trên mặt đất có kích cỡ lớn. - Mid hoặc Mini-tower: Loại vỏ máy đứng kích cỡ trung bình hoặc thấp. - Desktop: Loại vỏ nằm, đặt trên mặt bàn, có thể đặt màn hình lên trên vỏ.
- Low-profile: Loại thanh, mỏng, nhỏ gọn. Loại này thường được thiết kế cho các máy tính cá nhân nguyên chiếc. Vỏ máy tính cần đáp ứng các yêu cầu tối thiểu sau: - Đủ cứng, vững để đảm bảo chịu được lực va đập (ở mức độ thấp) từ mọi hướng, không làm tác động đến các thiết bị bên trong khi di chuyển máy tính. - Có các vị trí để gắn các thiết bị trong máy tính: Nguồn máy tính, bo mạch chủ, các loại ổ đĩa quang, ổ đĩa cứng, các thiết bị ngoại vi, vv… - Có khả năng thông gió tốt, có thể trang bị các quạt làm mát ở một số vị trí tuỳ thuộc vào bo mạch chủ.
- Có khả năng tiếp nhận nhiệt từ các thiết bị và tản nhiệt ra môi trường bên ngoài. - Có khả năng hạn chế sự thâm nhập của côn trùng và bụi vào trong máy tính, hạn chế tiếng ồn ra ngoài. 2 - Có gắn sẵn các thiết bị tối thiểu. - Có nút Power để khởi động máy tính.
- Có hai loại đèn LED để báo hiệu chế độ hoạt động của nguồn điện trong bo mạch chủ và chế độ làm việc của các ổ cứng, ổ quang. - Có loa báo hiệu của máy tính. - Có nút Reset để khởi động lại hệ thống khi gặp lỗi. Full-tower Mini-tower Desktop Low-profile Hình 3: Vỏ máy tính.
Là thiết bị cung cấp điện năng cho bo mạch chủ, ổ cứng và các thiết bị khác, đáp ứng năng lượng cho tất cả các thiết bị phần cứng của máy tính hoạt động. Bên cạnh các thiết bị chính (bo mạch chủ, khối xử lý trung tâm CPU, bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM, ổ cứng, vv.) thì sự ổn định của máy tính phụ thuộc nhiều vào nguồn máy tính bởi nó cung cấp năng lượng cho các thiết bị này hoạt động. Một bộ nguồn chất lượng kém, không cung cấp đủ công suất hoặc hoạt động không ổn định sẽ có thể gây nên sự mất ổn định của hệ thống máy tính (ví dụ cung cấp điện áp quá thấp cho các thiết bị, có nhiều nhiễu cao tần gây sai lệch các tín hiệu trong hệ thống, hư hỏng hoặc làm giảm tuổi thọ các thiết bị nếu cung cấp điện áp đầu ra cao hơn điện áp định mức). Một bộ nguồn được coi là tốt nếu như đáp ứng được các yếu tố sau: - Sự ổn định của điện áp đầu ra.
- Nguồn không gây ra từ trường, điện trường, nhiễu sang các bộ phận khác xung quanh nó và phải chịu đựng được từ trường, điện trường, nhiễu từ các vật khác xung quanh tác động đến nó. - Khi hoạt động toả ít nhiệt, không gây rung, ồn nhỏ. - Các dây nối đầu ra đa dạng, nhiều chuẩn chân cắm, được bọc dây gọn gàng và chống nhiễu. - Đảm bảo hoạt động ổn định với công suất thiết kế trong một thời gian hoạt động dài.
- Dải điện áp đầu vào càng rộng càng tốt, đa số các nguồn chất lượng cao có dải điện áp đầu vào từ 90 đến 260V, tần số 50/60 Hz. Hình 4: Bộ nguồn máy tính. 4 Bo mạch chủ (Main board hay Motherboard). Là bản mạch đóng vai trò trung gian giao tiếp giữa các thiết bị với nhau.
Một cách tổng quát, bo mạch chủ là mạch điện chính của một hệ thống có rất nhiều các thiết bị gắn trên bo mạch chủ thông qua các kết nối cắm vào hoặc dây dẫn liên kết. Hình 5: Bo mạch chủ. Khối xử lý trung tâm (CPU - Central Processing Unit). Có thể được xem như bộ não, là một trong những phần tử cốt lõi nhất của máy tính.
Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình và dữ kiện. CPU có nhiều kiểu dáng khác nhau. Ở hình thức đơn giản nhất, CPU là một con chip với vài chục chân. Phức tạp hơn, CPU được ráp sẵn với hàng triệu transitor trên một bảng mạch nhỏ.
Hình 6: Khối xử lý trung tâm. Bộ nhớ RAM (Random Access Memory). Là bộ nhớ của máy tính dùng để ghi lại các dữ liệu tạm thời trong phiên làm việc của máy tính, cũng được hiểu là một bộ nhớ đọc - ghi để lưu trữ các thông tin thay đổi và các thông tin được sử dụng hiện hành. Thông tin lưu trên RAM chỉ là tạm thời, chúng sẽ mất đi khi mất nguồn điện cung cấp.
5 Các loại RAM - SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM): Thường được gọi tắt là "SDR". Được dùng trong các máy tính cũ, nay đã bị lỗi thời. Hình 7: SDR SDRAM. - DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM): Thường được gọi tắt là "DDR".
DDR SDRAM là cải tiến của bộ nhớ SDR với tốc độ truyền tải gấp đôi SDR nhờ vào việc truyền tải hai lần trong một chu kỳ bộ nhớ. Hình 8: DDR SDRAM. - DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM): Thường được gọi tắt là "DDR2". Là thế hệ thứ hai của DDR với 240 chân, lợi thế lớn nhất của nó so với DDR là có tuyến tốc độ (Bus speed) cao gấp đôi xung đồng hồ (Clock speed).
Hình 9: DDR2 SDRAM. - DDR III SDRAM (Double Data Rate III Synchronous Dynamic RAM): Thường được gọi tắt là "DDR3". Là thế hệ RAM mới, có nhiều cải tiến so với các loại RAM trước, tiêu thụ điện năng ít hơn nhưng hiệu năng sử dụng lại được nâng lên, tổng số chân của DDR3 là 240. Hình 10: DDR III SDRAM.
6 Thông số của RAM được thể hiện qua dung lượng và Bus của RAM. Dung lượng RAM được tính bằng MB (Megabyte) hoặc GB (Gigabyte), thông thường RAM được thiết kế với các dung lượng 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1 GB, 2 GB, 4 GB.Dung lượng của RAM càng lớn càng tốt cho hệ thống, tuy nhiên không phải tất cả các hệ thống phần cứng và hệ điều hành đều hỗ trợ các loại RAM có dung lượng lớn, một số hệ thống phần cứng của máy tính cá nhân chỉ hỗ trợ đến tối đa 4 GB và một số hệ điều hành (như phiên bản 32 bit của HĐH Windows 7) chỉ hỗ trợ đến 3 GB. Bus của RAM được hiểu như luồng lưu chuyển của một con đường, Bus càng cao thì luồng con đường càng rộng, lưu thông càng nhanh. Tùy từng loại RAM khác nhau sẽ có Bus khác nhau như bảng sau: SDR SDRAM DDR SDRAM DDR2 SDRAM DDR III SD RAM PC-66: 66 MHz DDR-200: Còn DDR2-400: Còn DDR3-800: 800 bus được gọi là PC- được gọi là PC2- MHz bus 1600: 100 MHz bus 3200: 200 MHz bus PC-100: 100 MHz DDR-266:Còn DDR2-533: Còn DDR3-1066: 1066 bus được gọi là PC- được gọi là PC2- MHz bus 2100: 133 MHz bus 4200: 266 MHz bus PC-133: 133 MHz DDR-333: Còn DDR2-667: Còn DDR3-1333: 1333 bus được gọi là PC- được gọi là PC2- MHz bus 2700: 166 MHz bus 5300: 333 MHz bus DDR-400: Còn DDR2-800: Còn DDR3-1600: 1600 được gọi là PC- được gọi là PC2- MHz bus 3200: 200 MHz bus 6400: 400 MHz bus Ngoài bộ nhớ RAM còn có bộ nhớ ROM (Read Only Memory - bộ nhớ chỉ đọc) có chức năng lưu trữ các thông tin, khi mất nguồn điện cung cấp sẽ không bị (xóa) mất.
Hay còn gọi là ổ đĩa cứng, là thiết bị dùng để lưu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn phủ vật liệu từ tính. Ổ đĩa cứng là một thiết bị rất quan trọng trong hệ thống bởi chúng chứa dữ liệu, thành quả cả quá trình làm việc của người sử dụng máy tính. Những sự hư hỏng của các thiết bị khác trong hệ thống máy tính có thể sửa chữa hoặc thay thế được, nhưng dữ liệu bị mất do yếu tố hư hỏng phần cứng của ổ đĩa cứng thường khó có thể lấy lại được. Với sự phát triển nhanh chóng của khoa học, công nghệ, ổ đĩa cứng ngày nay có kích 7 thước ngày càng nhỏ hơn, truy xuất dữ liệu nhanh hơn, giúp hệ điều hành hoạt động tối ưu hơn, giảm thời gian khởi động của hệ thống, tiết kiệm năng lượng, sự thay đổi phương thức ghi dữ liệu làm cho dung lượng ổ đĩa cứng tăng lên đáng kể.