Hệ thống máy tính - Chương 4: Các thành phần của đơn vị hệ thống

Chương 4: Các thành phần của Đơn vị Hệ thống Chương 4: Mục tiêu Phân biệt sự khác nhau giữa các phong cách khác nhau của các đơn vị hệ thống Xác định chip, thẻ adapter, và các thành phần khác của một bo mạch chủ Mô tả các thành phần của bộ vi xử lý và làm thế nào để hoàn thành một chu kỳ máy Xác định các đặc điểm của bộ vi xử lý khác nhau của mày tính cá nhân trên thị trường hiện nay Xác định và mô tả làm thế nào một loạt các bit đại diện cho dữ liệu Giải thích cách thức các chương trình chuyển giao trong và ngoài bộ nhớ Phân biệt các loại bộ nhớ Mô tả các loại khe cắm mở rộng và thẻ adapter Giải thích sự khác biệt giửa các cổng kết nối, cổng song song, cổng USB, cổng FireWire, và các cổng khác Mô tả bus tác động như thế nào đến tốc độ xử lý của máy tính Xác định thành phần trong máy tính di động và các thiết bị di động Next Hiểu được làm thế nào để làm sạch một hệ thống đơn vị Đơn vị hệ thống: Đơn vị hệ thống là gì? p. 184 Fig. 4-1 Next  Là nơi có chứa các thành phần điện tử của máy tính được sử dụng để xử lý dữ liệu, đôi khi được gọi là khung gầm Các đơn vị hệ thống Thành phần phổ biến trong đơn vị hệ thống là gì? p. 185 Fig. 4-2 Next  Bộ nhớ  Thẻ adapter  Card âm thanh  Video card  Cổng  Ổ dĩa  Nguồn cung cấp power supply ports drive bays processor memory sound cardvideo card  Bộ xử lý Các đơn vị hệ thống Bo mạch chủ là gì? p. 186 Fig. 4-3 Next  Bảng mạch chính trong đơn vị hệ thống  Có thẻ adapter, chip xử lý, chip nhớ  Cũng được gọi là hệ thống bảng Các đơn vị hệ thống Một chip là gì? p. 186 Next  Mảnh nhỏ của vật liệu bán dẫn trên mạch tích hợp  Mạch tích hợp có chứa các đường kính hiển vi có khả năng mang dòng điện  Chip được đóng góp để chúng có thể được gắn vào một bảng mạch Bộ xử lý Control Unit Arithmetic Logic Unit (ALU) Đơn vị logic số học (ALU) Bộ xử lý Các đơn vị xử lý trung tâm (CPU) là gì? p. 187 Fig. 4-4 Next Thiết bị vào Thiết bị lưu trữ Thiết bị xuất  Thông dịch và thực hiện những hướng dẫn cơ bản hoạt động một máy tính. Bộ nhớDữ liệu Thông tin Hướng dẫn thông tin dữ liệu Hướng dẫn thông tin dữ liệu Đơn vị kiểm soát  Đơn vị điều khiển chỉ đạo và điều phối các hoạt động trong máy tính  Đơn vị số học logic (ALU) thực hiện phép tính số học, so sánh và hoạt động hợp lý  Cũng được gọi là bộ xử lý Processor Control Unit Memory ALU Bộ xử lý Một chu kỳ máy là gì? p. 188 Fig. 4-5 Next Bước 1. Hướng dẫn Có được hướng dẫn chương trình mục dữ liệu từ bộ nhớ Bước 2. Giải mã Dịch hướng dẫn thành các lệnh Bước 4. Lưu trữ Viết kết quả vào bộ nhớ Bước 3. Thực hiện Thực hiện lệnh  Bốn hoạt động của CPU bao gồm một chu kỳ máy Bộ xử lý Pipelining là gì? p. 189 Fig. 4-6 Next  CPU bắt đầu lấy lệnh thứ hai trước khi hoàn tất chu kỳ máy để được hướng dẫn đầu tiên  Kết quả xử lý nhanh hơn vị trí lưu trữ ở nơi chỉ thị được nạp Bộ xử lý Lưu chỉ thị trong khi được giải mã Những gì được đưa vào thanh ghi (Register)? p. 189 Next lưu trữ dữ liệu trong khi ALU tính toán Lưu trữ kết quả tính toán  Khu vực lưu trữ tạm thời tốc độ cao chứa dữ liệu và hướng dẫn Bộ xử lý Đồng hồ hệ thống? p. 189 Next Mỗi đánh dấu là một chu kì đồng hồ Hệ thống là đồng hồ tốc độ. Hầu hết tốc độ đồng hồ là trong phạm vi gigahertz (GHz) (1GHz = một tỷ khoảng chia của hệ thống đồng hồ mỗi giây) Tốc độ xử lý cũng có thể được đo trong hàng triệu các hướng dẫn mỗi giây (MIPS)  Điều khiển thời gian của tất cả các hoạt động máy tính  Tạo ra xung điện tử thường xuyên, khoảng chia, thiết lập tốc độ hoạt động của các thành phần của hệ thống đơn vị Nhấn vào liên kết Web Link, chương 4, nhấp vào Web Link từ hướng bên trái, sau đó nhấp vào tốc độ đồng hồ dưới đây, chương 4 Bộ xử lý Xử lý nên chọn là gì? p. 191 Fig. 4-7 Next  Các bộ vi xử lý nhanh hơn, máy tính đắt tiền hơn Celeron Itanium or Xeon Pentium family 1.3 GHz and up 3.0 GHz and up 2.4 GHz to 3.0 GHz Up to 2.4 GHz 2.2 GHz and up Intel Processor Desired Clock Speed Bộ nhớ xử lý Các hướng dẫn để lựa chọn một bộ xử lý? p. 192 Fig. 4-8 Next Bộ xử lý Tản nhiệt, ống dẫn nhiệt, chất lỏng làm mát? p. 193 Fig. 4-9 Next  Tản nhiệt– Là thành phần các cánh làm nguội cho bộ vi xử lý  Ống dẫn nhiệt – thiết bị nhỏ hơn dành cho máy tính xách tay  Chất lỏng làm mát sử dụng một dòng chảy liên tục của chất lỏng để chuyển nhiệt ra Bộ xử lý Xử lý song song là gì? p. 194 Fig. 4-10 Next Kiểm soát xử lý Bộ xử lý 1 Bộ nhớ Bộ xử lý 2 Bộ nhớ Bộ xử lý 3 Bộ nhớ Bộ xử lý 4 Bộ nhớ Kết quả kết hợp  Sử dụng nhiều bộ xử lý đồng thời để thực hiện một chương trình được nhanh hơn  Yêu cầu phần mềm đặc biệt để phân chia vấn đề và cùng nhau mang lại kết quả Trình bày Dữ liệu trong máy tính Máy tính trình bày dữ liệu thế nào? p. 194 Fig. 4-11 Next  Nhận ra chỉ có 2 trạng thái: tắt hoặc rời rạc  Sử dụng một hệ thống nhị phân để nhận ra hai trạng thái  Sử dụng hệ thống số với 2 chữ số duy nhất: 0 và 1, gọi là bit (viết tắt của chữ số nhị phân)  Hầu hết các máy tính là kỹ thuật số Trình bày Dữ liệu trong máy tính What is a byte? p. 195 Fig. 4-12 Next  Tám bit được nhóm lại với nhau như một đơn vị  Provides enough different combinations of 0s and 1s to represent 256 individual characters  Con số  Chữ hoa và chữ thường  Dấu chấm câu  Khác Trình bày Dữ liệu trong máy tính Ba hệ thống mã hóa phổ biến để trình bày dữ liệu? p. 195 Fig. 4-13 Next  ASCII-Mã tiêu chuẩn Mỹ để trao đổi thông tin  EBCDIC—Mã mở rộng và trao đổi hệ nhị phân, thập phân  Unicode—Mã hóa chương trình có khả năng đại diện cho tất cả thế giới ngôn ngữ ASCII Symbol EBCDIC 00110000 0 11110000 00110001 1 11110001 00110010 2 11110010 00110011 3 11110011 Trình bày Dữ liệu trong máy tính Ký tự chuyển đổi sang hình thức nhị phân và ngược lại như thế nào? p. 196 Fig. 4-14 Next Bước 1. Người dùng nhấn chữ D (Shift + D) trên bàn phím Bước 2. Một tín hiệu điện tử cho chữ D được gửi cho đơn vị hệ thống Bước 3. Các tín hiệu cho ký tự D được chuyển đổi sang mã nhị phân ASCII của nó (01000100) và được lưu trữ trong bộ nhớ để xử lý. Bước 4. Sau khi xử lý, các mã nhị phân cho các ký tự được chuyển đổi thành hình ảnh, và hiển thị trên thiết bị đầu ra. Bộ nhớ Bộ nhớ là gì? p. 196 Fig. 4-15 Next  Linh kiện điện tử lưu trữ hướng dẫn, dữ liệu, và kết quả  Bao gồm một hoặc nhiều chip, bo mạch chủ hoặc các bo mạch khác  Mỗi byte được lưu trữ ở vị trị chỉ định được gọi là một địa chỉ. Tương tự như chỗ ngồi trong phòng hòa nhạc Bộ nhớ Đo lường Bộ nhớ? p. 197 Fig. 4-16 Next Giới hạn Tên viết tắt Kích cỡ ước lượng Kilobyte KB or K 1000 bytes Megabyte MB 1 triệu bytes Gigabyte GB 1 tỷ bytes Terabyte TB 1 nghìn tỷ bytes  Theo đơn vị byte có sẵn cho việc lưu trữ Bộ nhớ Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM)? p. 198 Next MT có nhiều RAM hơn, làm việc nhanh hơn Cũng được gọi là bộ nhớ chính hay lưu trữ chính Hầu hết cá bộ nhớ RAM là dễ bay hơi, nó bị mất khi nguồn điện của máy tính tắt Các chip xử lý có thể được đọc và ghi bởi bộ xử lý Bộ nhớ Làm thế nào để hướng dẫn chương trình chuyển giao trong và ngoài bộ nhớ RAM? p. 198 Fig. 4-17 Next Bước 1. Khi khởi động MT, một số tập tin hệ điều hành được nạp vào RAM từ đĩa cứng. HĐH sẽ hiển thị giao diện người dùng tren MT. Hệ điều hành hướng dẫn Trính duyệt web hướng dẫn Chương trình xử lý văn bản hướng dẫn Hệ thống giao diện điều hành Cửa sổ trình duyệt web Cửa sổ chương trình xử lý văn bản RAM RAM Trình duyệt web hướng dẫn chương trình được xóa từ bộ nhớ RAM Cửa sổ duyệt web không còn hiển thị trên máy tính để bàn Bước 2. Khi bắt đầu trình duyệt web, hướng dẫn của chương trình được nạp vào RAM từ đĩa cứng. Cửa sổ trình duyệt web sẽ hiển thị trên màn hình. Bước 3. Khi bắt đầu chương trình xử lý văn bản, hướng dẫn của chương trính được nạp vào RAM từ đĩa cứng. Chương trình xử lý văn bản, cùng với trình duyệt web và chỉ thị HĐH định vị trong RAM. Cửa sổ chương trình xử lý văn bản được hiển thị trên màn hình. Bước 4. Khi bỏ một chương trình, (vd: trình duyệt web), hướng dẫn của chương trình được xóa khỏi RAM. Các chương trình duyệt web không còn hiển thị trên màn hình. Phải tràn đầy năng lượng liên tục Không cần phải đầy năng lượng thường xuyên như DRAM Loại phổ biến nhất Nhanh hơn và đáng tin cậy hớn chip DRAM Bộ nhớ Hai loại chip RAM cơ bản p. 199 Next Static RAM (SRAM) Dynamic RAM (DRAM) Mới hơn: RAM từ điện trở (MRAM) Bộ nhớ Bộ nhớ cư trú ở đâu? p. 199 Fig. 4-18 Next  Nằm trên bảng mạch nhỏ gọi là module bộ nhớ  Khe cắm bộ nhớ trên bo mạch chủ giữ module bộ nhớ memory chip memory slot dual inline memory module Bộ nhớ p. 199 Next Một ứng dụng yêu cầu bao nhiêu RAM?  Phụ thuộc vào các loại phần mềm mà bạn tính sử dụng  Để đạt hiệu quả tối ưu, cần nhiều hơn thông số kỹ thuật tối thiểu Bộ nhớ Bạn cần bao nhiêu RAM? p. 200 Fig. 4-19 Next  Phụ thuộc vào loại ứng dụng mà bạn có ý định chạy trên máy tính của bạn RAM Sử dụng 256 MB tới 1GB 512 MB tới 1GB 2 GB trở lên • Trang chủ và người dùng doanh nghiệp quản lí • Sử dụng tiêu chuẩn phần mềm ứng dụng như xử lý văn bản • Sử dụng ứng dụng giải trí và giáo dục CDs-ROM • Giao tiếp với những người khác trên Web • Người dùng yêu cầu khả năng đa phương tiện tiên tiến hơn • Hay các chương trình bảng tính chạy số nhiều như kế toán, tài chính • Sử dụng nhận dạng giọng nói • Làm việc với video, âm nhạc và hình ảnh kỹ thuật số • Tạo trang Web • Tham gia hội nghị video • Chơi tró chơi internet • Công suất người dùng tạo ra các trang web chuyên nghiệp • Chạy tinh vi CAD, thiết kế 3D, hoặc các chương trình đồ học chuyên sâu Bộ nhớ Bộ nhớ cache là gì? p. 201 Fig. 4-20 Next  Bộ nhớ cache L1 được xây dựng vào bộ vi xử lý  Bộ nhớ cache L2 chậm hơn nhưng có công suất lớn hơn  L2 tiên tiến chuyển giao bộ nhớ cache là nhanh hơn, được xây dựng trực tiếp trên bộ chip vi xử lý  Bộ nhớ cache L3 riêng biệt từ chip xử lý tren bo mạch chủ (L3 chỉ laftrene các máy tính sử dụng bộ nhớ cache L2 tiên tiến chuyển giao)  Giúp gia tăng tốc độ máy tính bằng cách lưu trữ hướng dẫn và dữ liệu thường xuyên sử dụng  Cũng được gọi là bộ nhớ cache Bộ nhớ Bộ nhớ chỉ đọc (ROM) là gì? p. 201 Next Chip bộ nhớ lưu trữ dữ liệu và hướng dẫn vĩnh viễn Bộ nhớ Nonvolatile , không bị mất khi tắt nguồn của máy tính 3 loại: Firmware— Sản xuất vĩnh viễn cho dữ liệu văn bản, hướng dẫn hoặc thông tin EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory)— Loại PROM có chứa loại vi lập trình có thể xóa được PROM (programmable read-only memory)— Trống Rom con chip vào đó như một lập trình viên có thể viết vĩnh viễn Bộ nhớ Bộ nhớ flash là gì? p. 202 Fig. 4-21 Next Bước 1. Mua và tải về bài nhạc MP3 từ một trang web. Với một đầu dây cáp đặc biệt kết nối với hệ thống đon vị, kết nối đầu kia vào máy nghe nhạc MP3 Bước 2. Hướng dẫn cho máy tính để sao chép các bài hát MP3 với chip bộ nhớ flash trong máy nghe nhạc Bước 3. Cắm tai nghe vào máy nghe nhạc MP3, nhấn 1 nút nghe nhạc MP3 và nghe nhạc qua tai nghe Máy nghe nạc MP3 Flash chip nhớ Thẻ flash nhớ Từ máy tính Tai nghe  Bộ nhớ Nonvolatile điện tử có thể bị xóa và viết lại  Được sử dụng với PDA, máy ảnh kỹ thuật số, điện thoại thông minh, máy nghe nhạc, máy ghi âm kỹ thuật số, máy in, bộ thu internet, và máy nhắn tin. Bộ nhớ CMOS là gì? p. 203 Next Sử dụng năng lượng pin để giữ lại thông tin khi mất điện Lưu trữ Ngày, Giờ và thông tin khởi động của máy tính Bộ nhớ bán dẫn bổ sung oxit kim loại Được sử dụng trong một số chip RAM, chip nhớ flash, và các loại khác của chip bộ nhớ Bộ nhớ Thời gian truy cập là gì? p. 203 Figs. 4-22-4-23 Next  Lượng thời gian cần xử lý để đọc dữ liệu từ bộ nhớ  Đo bằng nano giây (ns), 1/1000000000 của một giây  Phải mất 1/10 của một giây nhấp nháy mắt của bạn; một máy tính có thể thực hiện lên đến 10 triệu hoạt động trong cùng một lượng thời gian. Term Speed Millisecond One-thousandth of a second Microsecond One-millionth of a second Nanosecond One-billionth of a second Picosecond One-trillionth of a second Khe cắm mở rộng và thẻ adapter Thẻ adapter là gì? p. 204 Fig. 4-24 Next  Tăng cường đơn vị hệ thống hoặc cung cấp kết nối đến các thiết bị bên ngoài, gọi là thiết bị ngoại vi  Cũng được gọi là một card mở rộng Nhấn vào liên kết Web Link, chương 4, nhấp vào Web Link từ hướng bên trái, sau đó nhấp vào thẻ adapter dưới chương 4 Khe cắm mở rộng và thẻ adapter Một khe cắm mở rộng là gì? p. 204 Fig. 4-25 Next  mở, hoặc cắm trên bo mạch chủ để có thể nắm giữ thẻ adapter  Với tính năng Plug and Play, máy tính tự động cấu hình thẻ và các thiết bị khác khi cài đặt. Khe cắm mở rộng và thẻ adapter Thẻ PC và thẻ Flash là gì? p. 205 Fig. 4-26–4-27 Next  Một thẻ PC thêm bộ nhớ, lưu trữ, âm thanh, fax/modem, thông tin liên lạc, và các thiết bị tương thích khác cho máy tính xách tay  Một thẻ flash cho phép người sử dụng dễ dàng chuyển các dữ liệu từ các thiết bị di động cho các máy tính để bàn.  Ổ đĩa USB Flash Cổng và thiết bị kết nối Cổng và kết nối là gì? p. 206 Fig. 4-28 Next  Cổng kết nối các thiết bị mở rộng với đơn vị hệ thống  Thiết bị Kết nối nối cáp với các thiết bị ngoại vi  Có sẵn 1 trong 2 giới: nam và nữ Cổng và thiết bị kết nối Loại thiết bị kết nối? p. 207 Fig. 4-29 Next Cổng và thiết bị kết nối Một cổng nối tiếp là gì? p. 207 Fig. 4-30 Next  Truyền một bit dữ liệu tại một thời điểm.  Kết nối các thiết bị có tốc độ chậm, chẳng hạn như chuột, modem, bàn phím. Các cổng và cổng kết nối Một cổng song song là gì? p. 208 Fig. 4-31 Next  Kết nối các thiết bị có thể chuyển hơn một bit tại một thời điểm, chẳng hạn như một máy in. Thứ ba USB thiết bị kết nối USB thứ hai thiết bị và cứ như vậy Thứ hai USB kết nối đầu tiên USB thiết bị Đầu tiên USB thiết bị kết nối với cổng USB trên máy tính Duy nhất cổng USB có thể được sứ dụng để gắn nhiếu thiết bị ngoại vi trong một chuỗi daisy Máy tính thướng có 6-8 cổng USB? Ở mặt trước hoặc mặt sau của hệ thống đơn vị Cổng và thiết bị kết nối Cổng USB là gì? p. 208 Next USB (universal serial bus) cổng có thể kết nối lên đến 127 thiết bị ngoại vi khác nhau. Cùng với một loại kết nối duy nhất. Các cổng và cổng kết nối Cổng FireWire là gì? p. 209 Next  Kết nối nhiều loại thiết bị đòi hỏi tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh hơn  Cho phép kết nối lên đến 63 thiết bị. Cổng và thiết bị kết nối Các cổng hỗ trợ đặc biệt là gì? p. 209 Fig. 4-32 Next  MIDI (Âm nhạc theo giao diện số) cổng  SCSI (Giao diện hệ thống máy tính nhỏ) cổng  IrDA (Hiệp hội dữ liệu hồng ngoại) cổng  Bluetooth port  Cho phép người sử dụng đính kèm các thiết bị ngoại vi chuyên biệt hoặc truyền tải dữ liệu tới các thiết bị không dây Bus Bus là gì? p. 211 Fig. 4-35 Next  Kênh cho phép các thiết bị bên trong máy tinh giao tiếp với nhau  Hệ thống bus kết nối vi xử lý và bộ nhớ RAM  Chiều rộng bus xác định số bit truyền tại một thời điểm  kích thước ký tự là số lượng bit mà bộ vi xử lý có thể biên dịch và thực hiện tại một thời điểm nhất định. , then click Buses below Chapter 4 Nhấn vào liên kết Web Link, chương 4, nhấp vào Web Link từ hướng bên trái Bus Bus mở rộng là gì? p. 212 Next  Cho phép bộ xử lý giao tiếp với các thiết bị ngoại vi. FireWire Bus PCI Bus AGP Bus USB Bus Khoang (Bay) Khoang là gì? p. 212 Fig. 4-36 Next  Mở khu vực bên trong hệ thống đơn vị được sử dụng để cài đặt thiết bị bổ sung  Khoang ổ đĩa sẽ giữ các ổ đĩa. Thiết bị ngoại vi bên ngoài có thể sử dụng một AC adapter, đó là nguồn cung cấp điện bên ngoài Nguồn cung cấp Nguồn cung cấp là gì? p. 213 Next Chuyển đổi AC Power vào DC Power Fan giữ thành phần hệ thống đơn vị làm mát Máy tính di động và thiết bị Máy di động? p. 213 Fig. 4-37 Next  Máy tính xách tay, trọng lượng từ 2,5 đến 8 pounds, hoặc thiết bị di động như một PDA Máy tính và thiết bị di động Cổng trên một máy tính xách tay? p. 214 Fig. 4-38 Next Máy tính và thiết bị di động Cổng và khe cắm trên một máy tính bảng? p. 214 Fig. 4-39 Next Đặt tất cả thiết bị cùng với nhau Yêu cầu bộ xử lý, tốc độ đồng hồ, và RAM dựa trên nhu cầu khác nhau của người sử dụng p. 215 Fig. 4-40 Next Giữ sạch máy tính của bạn Theo thời gian, các đơn vị hệ thống thu thập bụi – ngay cả trong môi trường sạch p. 216 Fig. 4-41 Next  Vài sản phẩm cơ bản cho việc phòng ngừa bảo trì: Video: Làm sạch máy tính của bạn Vệ sinh nội thất máy tính của bạn có thể tăng tuổi thọ và ngăn chặn thảm họa Chất lượng thấp (click to start) Chất lượng cao (click to start) Next Tóm tắt các thành phần của đơn vị hệ thống Các thành phần của đơn vị hệ thống Cách bộ nhớ lưu trử dữ liệu, chỉ thị và thông tin? Chuỗi các hoạt động xảy ra khi máy tính thực hiện một lệnh So sánh các bộ vi xử lý khác nhau của máy tính cá nhân trên thị trường Chương 4 hoàn thành Làm thế nào để làm sạch một đơn vị hệ thống?