Học sử dụng máy tính bài 4 - Bên trong một chiếc máy tính

Phạm Hải

Bạn đã bao giờ nhìn vào bên trong một cây máy tính, hoặc nhìn thấy hình ảnh các linh kiện bên trong đó chưa? Chúng ta chắc cũng không ít lần tò mò muốn biết bên trong cây CPU có những gì mà lại có thể giúp máy tính làm được nhiều việc hay ho đến vậy.

Trên thực tế, tuy các bộ phận nhỏ bên trong một cây máy tính có thể trông phức tạp, nhưng nếu tìm hiểu kỹ ta sẽ thấy chúng rất thú vị và có thể ứng dụng được vào nhiều lĩnh vực khác trong cuộc sống. Bài học ngày hôm nay sẽ giúp chúng ta nắm vững một số thuật ngữ cơ bản và hiểu thêm một chút thông tin những thành phần chính trong một cây CPU máy tính để bàn và cách thức chúng hoạt động.

4 cách đơn giản để kiểm tra cấu hình, thông tin phần cứng máy tính, laptop

Bên trong một cây máy tính

Các bộ phận chính bên trong một cây CPU

Bo mạch chủ (Motherboard)

Thuật ngữ bo mạch chủ thường dùng nhiều nhất trong ngành công nghiệp máy tính nói chung như một từ dành riêng, mặc dù có rất nhiều thiết bị khác cũng có thể có bản mạch chính được gọi là "bo mạch chủ". Đó là một chiếc bảng mỏng chứa trên đó CPU, bộ nhớ, đầu nối cho ổ cứng và ổ đĩa quang, thẻ mở rộng để điều khiển hình ảnh và âm thanh, và các cổng kết nối cho máy tính của bạn (chẳng hạn như cổng USB). Nhìn chung, bo mạch chủ kết nối trực tiếp hoặc gián tiếp tới mọi bộ phận của máy tính.

CPU/bộ vi xử lý

CPU viết tắt của chữ Central Processing Unit (tiếng Anh), tạm dịch là bộ xử lý trung tâm, là các mạch điện tử trong một máy tính. CPU nằm bên trong vỏ máy tính, trên bo mạch chủ. Nó đôi khi còn được gọi là bộ não của máy tính, và công việc của CPU là phân tích và thực hiện các lệnh. Bất cứ khi nào bạn bấm một phím, bấm chuột hoặc khởi động một ứng dụng, bạn sẽ gửi các chỉ thị tới CPU. CPU thực hiện các chỉ thị mà bạn đưa ra bằng cách thực hiện các phép tính số học, logic, so sánh và các hoạt động nhập/xuất dữ liệu (I/O) cơ bản do mã lệnh chỉ ra.

Về hình dáng, thiết kế của CPU đã thay đổi theo tiến trình lịch sử, nhưng hoạt động cơ bản của nó vẫn gần như không thay đổi. CPU thường có hình vuông, rộng chừng hai inch với một con chip silicon nằm bên trong. Con chip thường có kích thước bằng một ô vuông nhỏ trong vở ô ly. CPU tương thích với ổ cắm CPU của bo mạch chủ, được bao phủ bởi bộ tản nhiệt (một vật thể hấp thụ nhiệt từ CPU).

Tốc độ của bộ xử lý trung tâm CPU được đo bằng megahertz (MHz - hàng triệu lệnh mỗi giây) và gigahertz (GHz - hàng tỷ lệnh mỗi giây). Một CPU mạnh hơn có thể thực hiện các lệnh nhanh hơn. Tuy nhiên, tốc độ thực tế của máy tính phụ thuộc vào tốc độ của nhiều thành phần khác nhau chứ không chỉ là từ bộ vi xử lý.

Có thể bạn chưa biết, một CPU năm 1971 chỉ có 2.300 transitor (bóng bán dẫn) thì đến nay đã có tới 7,2 tỉ transitor với 22 nhân nhờ tiến trình sản xuất 14 nm. Hiện nay người ta đang hướng tới công nghệ sản xuất 7 nm và 5 nm với CPU, hứa hẹn sẽ có những dòng CPU tiết kiệm năng lượng và hiệu suất cao hơn nữa.

RAM (random access memory - bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên)

RAM là bộ nhớ ngắn hạn của hệ thống máy tính. Bất cứ khi nào máy tính của bạn thực hiện các phép tính, nó sẽ lưu trữ dữ liệu tạm thời trong RAM cho đến khi cần dùng đến. Bộ nhớ ngắn hạn này biến mất khi máy tính bị tắt. Nếu bạn đang làm việc trên tài liệu, bảng tính hoặc loại tệp khác, bạn sẽ cần phải lưu nó để tránh thất thoát. Khi bạn lưu tệp, dữ liệu sẽ được ghi vào ổ cứng, hoạt động như một kho lưu trữ lâu dài.

Dung lượng (sức mạnh) của RAM được đo bằng megabyte (MB) hoặc gigabyte (GB). Bạn càng có nhiều RAM, máy tính của bạn càng có thể thực hiện được nhiều tác vụ hơn trong cùng một lúc. Nếu bạn không có đủ RAM, bạn có thể nhận thấy rằng tốc độ của máy tính sẽ suy giảm đáng kể khi bạn mở nhiều chương trình cùng lúc. Bởi vậy, nhiều người thường bổ sung thêm RAM vào máy tính của họ để cải thiện hiệu suất.

Bộ nhớ RAM có 4 đặc trưng sau:

Dung lượng bộ nhớ: Tổng số byte của bộ nhớ (nếu tính theo byte) hoặc là tổng số bit trong bộ nhớ nếu tính theo bit.
Tổ chức bộ nhớ: Số ô nhớ và số bit cho mỗi ô nhớ.
Thời gian thâm nhập: Thời gian từ lúc đưa ra địa chỉ của ô nhớ đến lúc đọc được nội dung của ô nhớ đó.
Chu kỳ bộ nhớ: Thời gian giữa hai lần liên tiếp thâm nhập bộ nhớ.

Ram có 2 loại:

RAM tĩnh - SRAM (Static Random Access Memory) được chế tạo theo công nghệ ECL (dùng trong CMOS và BiCMOS). Mỗi bit nhớ gồm có các cổng logic với 6 transistor MOS. SRAM là bộ nhớ nhanh, việc đọc không làm hủy nội dung của ô nhớ và thời gian thâm nhập bằng chu kỳ của bộ nhớ.
RAM động - DRAM (Dynamic Random Access Memory) dùng kỹ thuật MOS. Mỗi bit nhớ gồm một transistor và một tụ điện. Việc ghi nhớ dữ liệu dựa vào việc duy trì điện tích nạp vào tụ điện và như vậy việc đọc một bit nhớ làm nội dung bit này bị hủy. Do vậy sau mỗi lần đọc một ô nhớ, bộ phận điều khiển bộ nhớ phải viết lại nội dung ô nhớ đó. Chu kỳ bộ nhớ cũng theo đó mà ít nhất là gấp đôi thời gian thâm nhập ô nhớ. Bộ nhớ DRAM chậm và rẻ tiền hơn SRAM.

Ổ cứng (Hard drive)

Ổ cứng là nơi lưu trữ phần mềm, tài liệu và các loại tệp khác trên hệ thống của bạn. Ổ cứng là khu vực lưu trữ dài hạn, có nghĩa là dữ liệu vẫn được lưu ngay cả khi bạn tắt máy tính hoặc rút phích cắm.

Khi bạn chạy một chương trình hoặc mở một tệp, máy tính sẽ sao chép một số dữ liệu từ ổ đĩa cứng vào RAM. Khi bạn lưu tệp, dữ liệu sẽ được sao chép trở lại ổ đĩa cứng. Ổ cứng càng nhanh, máy tính của bạn có thể khởi động và tải các chương trình nhanh hơn.

Dung lượng ổ đĩa cứng tăng trưởng theo cấp số nhân. Đối với những máy tính cá nhân thế hệ đầu, ổ đĩa có dung lượng 20MB đã được coi là lớn. Đến cuối thập niên 1990 đã có sự xuất hiện của những ổ đĩa cứng với dung lượng trên 1GB. Vào thời điểm đầu năm 2005, ổ đĩa cứng có dung lượng khiêm tốn nhất cho máy tính để bàn còn được sản xuất có dung lượng lên tới 40GB, còn ổ đĩa lắp trong có dung lượng lớn nhất lên tới một nửa TB (500GB), và những ổ đĩa lắp ngoài đạt xấp xỉ 1TB.

Ổ đĩa cứng được sử dụng chủ yếu trên các máy tính như: máy tính cá nhân, máy tính xách tay, máy chủ, máy trạm… Có rất nhiều hãng, công ty sản xuất ổ đĩa cứng, có thể kể đến một số thương hiệu nổi tiếng chiếm phần lớn thị phần như: IBM, Seagate, Hitachi, Western Digital, Samsung…

Bộ nguồn (Power supply unit)

Bộ nguồn máy tính (tiếng Anh: Power Supply Unit hay PSU) là một thiết bị cung cấp năng lượng cho bo mạch chủ, ổ cứng, ổ quang và các thiết bị khác, nhằm đáp ứng nhu cầu về năng lượng để tất cả các thiết bị phần cứng của máy tính hoạt động bình thường. Bộ nguồn trong máy tính sẽ chuyển đổi nguồn điện từ ổ cắm trên tường thành loại điện năng mà máy tính cần. Nó truyền điện qua dây cáp tới bo mạch chủ và các thành phần khác.

Một bộ nguồn máy tính tốt phải đảm bảo được các điều kiện sau:

Sự ổn định của điện áp đầu ra: không sai lệch quá -5 đến + 5% so với điện áp danh định khi mà nguồn hoạt động đến công suất thiết kế.
Điện áp đầu ra là bằng phẳng, không nhiễu.
Hiệu suất làm việc cao, đạt trên 80% (Công suất đầu ra/đầu vào đạt >80%).
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, 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 260Vac, tần số 50/60Hz.

Chú ý

Nếu bạn quyết định mở cây máy tính để kiểm tra, hãy đảm bảo rút phích cắm máy tính trước khi chạm vào bên trong máy tính. Bạn cũng nên chạm vào vật kim loại nối đất hoặc phần kim loại của vỏ máy tính để xả các tụ tĩnh. Tĩnh điện có thể được truyền qua các mạch máy tính, có thể làm hỏng máy của bạn một cách nghiêm trọng.

Các loại thẻ mở rộng (Expansion cards)

Hầu hết các máy tính đều có khe cắm mở rộng trên bo mạch chủ, cho phép bạn gắn thêm các loại thẻ mở rộng khác nhau. Đôi khi chúng được gọi là thẻ PCI (kết nối thành phần ngoại vi). Nếu không có nhu cầu, bạn cũng không cần phải thêm bất kỳ thẻ PCI nào vì hầu hết các bo mạch chủ đều có sẵn các thẻ (card) video, âm thanh, mạng và các loại card cơ bản khác.

Tuy nhiên, nếu bạn muốn tăng hiệu suất của máy tính hoặc nâng cấp cho các hệ thống máy tính cũ, bạn cũng có thể gắn thêm một hoặc nhiều loại card khác nhau. Dưới đây là một số loại card mở rộng phổ biến nhất.

Video card

Video card cũng có nhiều tên gọi khác nhau như card màn hình (graphics card), card đồ họa hay thiết bị đồ họa nhưng có cùng nhiệm vụ xử lý các thông tin về hình ảnh trong máy tính. Bo mạch đồ họa thường được kết nối với màn hình máy tính giúp người sử dụng máy tính có thể giao tiếp với máy tính.

Có thể hiểu nôm na rằng video card là thiết bị chịu trách nhiệm về độ “mượt” của các hình ảnh đồ họa bạn thấy trên màn hình. Hầu hết các máy tính đều có GPU (bộ xử lý đồ họa) được tích hợp vào bo mạch chủ thay vì có một video card riêng biệt. Nếu bạn thích chơi trò chơi đồ họa chuyên sâu, bạn có thể gắn thêm các card video rời mạnh hơn vào một trong các khe cắm mở rộng để hệ thống có được hiệu suất xử lý đồ họa tốt hơn.

2 cách đơn giản cập nhật driver VGA cho màn hình máy tính, laptop

Card âm thanh (Sound card)

Card âm thanh trong máy tính là một bo mạch chứa các chức năng về âm thanh (và một số chức năng khác về giải trí, kết nối...). Thông qua các phần mềm, nó cho phép ghi lại âm thanh (đầu vào) hoặc trích xuất âm thanh (đầu ra) thông qua các thiết bị chuyên dụng khác.

Có thể hiểu nôm na rằng card âm thanh chịu trách nhiệm cho những gì bạn nghe thấy từ loa hoặc tai nghe. Hầu hết các bo mạch chủ đều có card âm thanh tích hợp, nhưng bạn cũng có thể nâng cấp lên một card âm thanh chuyên dụng để có được âm thanh với chất lượng cao hơn.

Card mạng (Network card)

Card mạng hay còn được gọi là card giao tiếp mạng (Network Interface Card), là một bản mạch cung cấp khả năng kết nối mạng cho một hệ thống máy tính. Nó còn được gọi là bộ điều hợp LAN (LAN adapter), được cắm trong một khe (slot) của bản mạch chính và cung cấp một giao tiếp kết nối đến môi trường mạng. Chủng loại card mạng phải phù hợp với môi trường truyền và giao thức được sử dụng trên mạng cục bộ.

Tóm lại, card mạng là thiết bị chịu trách nhiệm cho phép máy tính của bạn giao tiếp qua mạng và truy cập vào Internet. Nó có thể kết nối với cáp Ethernet hoặc sử dụng kết nối không dây (thường được gọi là Wi-Fi). Nhiều bo mạch chủ có các kết nối mạng tích hợp và thẻ mạng cũng có thể được gắn thêm qua khe cắm mở rộng.

Top 10 card Wi-Fi tốt nhất

Card Bluetooth

Bluetooth là công nghệ truyền thông không dây trong khoảng cách ngắn. Nó thường được sử dụng trong máy tính để kết nối với bàn phím không dây, chuột và máy in. Nó thường được tích hợp vào bo mạch chủ hoặc được gắn trong một card mạng không dây. Đối với các máy tính không có Bluetooth, bạn có thể mua bộ điều hợp USB Bluetooth, thường được gọi là dongle. Card Bluetooth hay còn được gọi là các adapter Bluetooth, thiết bị này sẽ cung cấp cho hệ thống máy tính kết nối Bluetooth.

Xem thêm:

Thứ Tư, 31/10/2018 17:29

4,4 ★ 17 👨 7.180