Sách Giáo Trình Cấu Trúc Máy Tính

Giới thiệu giáo trình ” Giáo Trình Cấu Trúc Máy Tính “

II. CẤU TRÚC CHUNG CỦA BẢN MẠCH CHÍNH

Vì xử lý, bộ nhớ chính và các chíp, các khe cắm mở rộng, các mạch điện từ hỗ trợ cho hoạt động của vi xử lý đều được gắn trên bản mạch chính (mainboard) và liên kết với nhau thông qua các bus, các dây dẫn (mạch in) nằm trên chính bản mạch chính. Bản mạch chính được đặt trong một vỏ máy gọi là case (valy). Trên case còn lắp đặt các ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm và ổ đĩa CD (compact disk); các ổ này được nối về bản mạch chính bằng dây cáp tín hiệu và các dây cấp nguồn nuôi. Ngoài ra trên case còn có hộp cấp nguồn điện cho bản mạch chính và máy tính nói chung, gọi tắt là nguồn nuôi; nguồn nuôi nhận điện áp xoay chiều 220 vôn và biến đổi thành các điện áp một chiếu cung cấp cho máy tính.

1. Vi xử lý

Phần trung tâm của bản mạch chính là vi xử lý. Vi xử lý thực hiện tất cả các hoạt động xử lý lôgic và số học. Nói chung, vi xử lý đọc số liệu từ bộ nhớ, xửlý các số liệu này theo hướng dẫn của lệnh (được viết bởi người lập trình) và sau đó viết kết quả vào bộ nhớ hoặc thiết bị ngoại vi. Cán phải nhấn mạnh ở đây một điểm khác biệt giữa con người và máy tính: con người có khả năng học và tự học nên có khả năng tự quyết định, tự ra lệnh để xử lý các dữ liệu nhận được. Còn máy tính mà bộ não của nó là vì xử lý không những cần dữ liệu, mà còn cán cả những lệnh để xử lý những dữ liệu đó; những lệnh này do người sử dụng cung cấp dưới dạng các chương trình.

Vi xử lý là một vi mạch tích hợp lớn, ví dụ vi xử lý Pentium 4 có khoảng bốn mươi triệu transistor. Có rất nhiều chân tín hiệu từ trong vi xử lý đưa ra ngoài để nối vì xử lý với bản mạch chính. Số lượng chân này thường là số hiệu của chân đế (socket) từ socket 370 trở đi. Tuỳ theo đời của vi xử lý mà có các loại chân đế khác nhau. Họ vi xử lý 8086 của hãng Intel có các loại chân đế sau:

– 80486 dùng chân đế loại socket 3 hoặc 8.

– 80586, MMX dùng chân đế loại socket 7.

– Pentium 2 hoặc 3 dùng socket 370 hoặc khe cắm mở rộng slot one.

– Pentium 4 dùng socket 423 hoặc 478.

Sở dĩ có các loại chân đế khác nhau vì việc nối dây, tạo chân cắm liên quan chặt chẽ đến độ tác động nhanh của vi xử lý. Nếu dây nối giữa các thành phần bên trong vi xử lý ngắn thì điện dung ghép nối nhỏ hơn, cho phép vì xử lý hoạt động ở tần số cao hơn.

2. Bộ nhớ chính

Trong khi tần số hoạt động của vi xử lý có thể đạt đến 3 GHz, thì người ta mới chế tạo được bộ nhớ chính hoạt động ở tần số thấp hơn nhiều. Bộ nhớ chính sử dụng loại chíp nhớ đọc/ghi được RAM (random access memory), được chia thành vài băng (bank). CPU dùng bộ nhớ để lưu trữ số liệu, các kết quả tính toán trung gian, các chương trình… Các dữ liệu được lưu trữ trong các đơn vị nhớ, gọi là ô nhớ (thường có kích thước tám bịt gọi là một byte) và được sắp xếp trong bộ nhớ theo trật tự nhất định (ví dụ như được đánh số địa chỉ theo thứ tự tăng dần như đánh địa chỉ số nhà), nhờ vậy khi cần thiết có thể truy nhập được.