Kiến trúc máy tính

+ Memory Clock: Tốc độ xung của bộ nhớ. Chỉ số này càng cao càng tốt.

+ Standard Memory Config: Dung lượng bộ nhớ chứa trong Card. Bộ nhớ thường được sử dụng bây giờ là GDDR gồm GDDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5. Các thế hệ RAM về sau sẽ tốt hơn trước và dung lượng bộ nhớ càng cao thì càng mạnh. Tuy nhiên, một chiếc Card có 1GB RAM GDDR2 chưa chắc đã mạnh hơn 1 chiếc Card 512MB dùng GDDR4.

+ Memory Interface Width: Bus bộ nhớ. Các loại Card hiện nay Bus bộ nhớ từ 64 bits đến 256 bits, và trong một vài trường hợp có thể đạt đến 512 bits. Bus bộ nhớ càng tăng, thì lượng dữ liệu mà bộ nhớ có thể vận chuyển trong mỗi chu kỳ càng lớn. Ví dụ, một chiếc VGA sử dụng Bus 128 bits có thể mang lượng dữ liệu nhiều gấp đôi so với một chiếc Card Bus 64 bits và Bus 256 bits thì mang gấp 4 lần so với Bus 64 bits.

+ Memory Bandwidth: Khả năng truyền tải dữ liệu của bộ nhớ. Đây còn được hiểu là băng thông giữa bộ nhớ của Card và GPU. Chỉ số này phụ thuộc vào xung của bộ nhớ và Bus bộ nhớ. Bandwith không phụ thuộc vào dung lượng RAM trên Card. Chỉ số này càng cao càng tốt.

Monitor (Màn hình)

Hình 1. 17. Màn hình máy tính

Tùy thuộc vào loại máy tính, màn hình có thể được gắn liền (máy xách tay, máy để bàn All-In-One) hoặc là một đơn vị riêng biệt được gọi là một màn hình với dây nguồn riêng. Một số màn hình có tích hợp cảm ứng, vì vậy có thể sử dụng ngón tay chạm trên màn hình để điều khiển tương tự như dùng điện thoại hay máy tính bảng. Với các máy tính để bàn truyền thống, màn hình nằm riêng biệt chỉ có nhiệm vụ hiển thị nên nếu có hỏng hóc thì có thể thay thế mà không mất dữ liệu.

Chất lượng hiển thị được đo bằng độ phân giải, là số lượng điểm ảnh khi hiển thị ở độ phân giải cao nhất có thể. Ví dụ một màn hình máy tính xách tay có độ phân giải 1.920x1.080 pixel; số đầu tiên đại diện cho độ phân giải ngang và số thứ hai là độ phân giải dọc. Nếu nhân hai số này sẽ cho biêt số lượng điểm ảnh và sau đó chia cho kích thước đường chéo (inch) màn hình sẽ cho biết mật độ điểm ảnh.

Một đặc điểm nữa của màn hình là tỷ lệ khung hình. Hiện tại có hai tiêu chuẩn là 4:3 (hay gọi là màn hình vuông – thực chất không phải hình vuông) và 16:9 (màn hình rộng hay màn hình wide).

Với thông số độ phân giải cũng có thể biết một màn hình sở hữu khung hình dạng nào bằng cách rút gọn tỷ lệ độ phân giải ngang/độ phân giải dọc. Ví dụ, một màn hình có độ phân giải tối đa là 800x600, rút gọn ta được giá trị 4/3 tức tỷ lệ khung hình là 4:3.

Power Supply (Bộ nguồn)

Hình 1. 18. Bộ nguồn máy tính

Bộ nguồn chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC) với các mức điện thế ổn định khác nhau để cung cấp điện năng cho các thiết bị của máy vi tính. Một bộ nguồn tốt, công suất cao và điện áp ổn định sẽ giúp cho máy vi tính hoạt động tốt, không bị tình trạng “treo” máy.

Các thông số quan trọng khi lựa chọn bộ nguồn:

+ Công suất (Power): Công suất của bộ nguồn tối thiểu phải đáp ứng đầy đủ cho các thiết bị của máy vi tính, tuy nhiên để đảm bảo cho việc nâng cấp sau này công suất của bộ nguồn luôn được tính dư thêm.

+ Đối với các máy vi tính thông thường thì bộ nguồn có công suất khoảng 300W đến 350W là đủ, còn các máy vi tính có sử dụng bộ vi xử lý tốc độ cao và có gắn thêm nhiều thiết bị, ổ đĩa thì có thể cần bộ nguồn có công suất 450W hoặc hơn.

+ Đầu cắm: Bộ nguồn phải có các đầu cắm tương thích với Mainboard, hiện có 2 loại: 20 chân (20 pin) và 24 chân (24 pin), một số bộ nguồn có cả 2 loại dây cắm. Ngoài ra, còn có dây nguồn dành cho các ổ dĩa chuẩn SATA và cho thiết bị đồ họa VGA.

+ Các loại đầu cắm thông dụng của bộ nguồn thể hiện trên hình 1.19.

Hình 1. 19. Các đầu cắm của bộ nguồn

Trong đó:

1) Đầu cắm 24 chân có thể tách rời (20 + 4) để phù hợp với các loại Mainboard khác nhau.

2) Đầu cắm dành cho các ổ dĩa ATA (HDD, CD/DVD,...).

3) Đầu cắm dành cho ổ dĩa mềm.

4) Đầu cắm dành cho các ổ dĩa SATA (HDD, CD/DVD,...).

5) Đầu cắm dành cho các Card chuẩn PCI-EX (Video Card,...)

6) Đầu cắm 3.3V và 5V dành cho một số loại Mainboard.

7) Đầu cắm 12V dành cho các Mainboard.

Keyboard (Bàn phím) và Mouse (Chuột)

Bàn phím và chuột dùng để nhập dữ liệu vào máy tính.

Hiện nay chuột và bàn phím sử dụng cổng USB là nhiều và công nghệ mới nhất hiện nay chuột và bàn phím sử dụng không dây.

Hình 1. 20. a. Bàn phím; b.Chuột

1.5. Biểu diễn thông tin trong máy tính

1.5.1. Các hệ đếm

Hệ đếm là tập hợp các ký hiệu và một số qui tắc sử dụng tập ký hiệu đó để biểu diễn và xác định các giá trị số.

• Mỗi hệ đếm có một số ký số (digits) hữu hạn. Tổng số ký số của mỗi hệ đếm được gọi là cơ số, ký hiệu là b.

• Hệ đếm cơ số b (với b là số nguyên dương và b ≥ 2) mang tính chất sau:

- Có b ký số để thể hiện giá trị số.

- Ký số nhỏ nhất là 0 và ký số lớn nhất là b-1.

- Giá trị vị trí thứ n trong một số bằng cơ số b lũy thừa n: bn

- Hệ thập phân (Decimal System): con người sử dụng

- Hệ nhị phân (Binary System): máy tính sử dụng

- Hệ thập lục phân (Hexadecimal System): dùng biểu diễn rút ngắn số học nhị phân

- Hệ thập phân

Dùng 10 chữ số: 0, 1, 2, ..., 9

Dùng n chữ số thập phân có thể biểu diễn được 10n giá trị khác nhau: 00...0 = 0 đến 99...9 = 10n – 1

Giả sử có một số thập phân A: A = an an-1 ... a1 a0 , a-1 a-2 ... a-m

Khi đó, giá trị của A được tính như sau:

A = an*10n + an-1*10n-1 + ... + a0*100 + a-1*10-1+ a-2*10-2 + ... + a-m*10-m

Ví dụ 1.1:

Biểu diễn số 215.37 dưới dạng hệ thập phân.

Giải:

215.37 = 2*102 + 1*101 + 5*100 + 3*10-1 + 7*10-2

Các chữ số phần nguyên: 215 : 10 = 21 dư 5

21 : 10 = 2 dư 1

2 : 10 = 0 dư 2

Các chữ số phần thập phân:

0.37 * 10 = 3.7 phần nguyên = 3

0.7 * 10 = 7.0 phần nguyên = 7

- Hệ nhị phân

Hệ nhị phân hay hệ đếm cơ số 2 chỉ có hai con số 0 và 1. Đó là hệ đếm dựa theo vị trí. Giá trị của một số bất kỳ nào đó tuỳ thuộc vào vị trí của nó. Các vị trí có trọng số bằng bậc luỹ thừa của cơ số 2. Chấm cơ số được gọi là chấm nhị phân trong hệ đếm cơ số 2. Mỗi một con số nhị phân được gọi là một bit (BInary digiT). Bit ngoài cùng bên trái là bit có trọng số lớn nhất (MSB, Most Significant Bit) và bit ngoài cùng bên phải là bit có trọng số nhỏ nhất (LSB, Least Significant Bit).

Dùng n bit có thể biểu diễn được 2n giá trị khác nhau:

- 00...000 = 0 đến 11...111 = 2n-1

Giả sử có một số nhị phân A: A = an an-1 ... a1 a0 , a-1 a-2 ... a-m

Khi đó, giá trị của A được tính như sau:

A = an*2n + an-1*2n-1 + ... + a0*20 + a-1*2-1 + a-2*2-2 + ... + a-m*2-m

Ví dụ 1. 2:

Tính giá trị thập phân của số (1010.11)2.

Giải:

23 22 21 20 2-1 2-2

MSB 1 0 1 0 . 1 1 LSB

Chấm nhị phân

Số nhị phân (1010.11)2 có thể biểu diễn thành:

(1010.11)2 = 1*23 + 0*22 + 1*21 + 0*20 + 1*2-1 + 1*2-2 = (10.75)10.

Chú ý: dùng dấu ngoặc đơn và chỉ số dưới để ký hiệu cơ số của hệ đếm.

Ví dụ 1.3:

Tính giá trị của số nhị phân như sau: 10111001.101(2)

Giải:

1011 1001.101(2) = 27 + 25 + 24 + 23 + 20 + 2-1 + 2-3

= 128 + 32 + 16 + 8 + 1 + 0.5 + 0.125

= 185.625(10)

- Hệ thập lục phân (Hexadecima).

Các hệ máy tính hiện đại thường dùng một hệ đếm khác là hệ thập lục phân. Hệ thập lục phân là hệ đếm dựa vào vị trí với cơ số là 16. Dùng để viết gọn cho số nhị phân: cứ một nhóm 4 bit sẽ được thay bằng một chữ số Hexa. Hệ này dùng các con số từ 0 đến 9 và các ký tự từ A đến F như trong bảng sau:

Bảng 1. 3. Hệ thập lục phân

Dùng n chữ số Hexa có thể biểu diễn được 16n giá trị khác nhau: Từ 00...0 = 0 đến FF...F = 16n – 1

Giả sử có một số Hexa A:

A = an an-1 ... a1 a0 , a-1 a-2 ... a-m

Khi đó, giá trị của A được tính như sau:

A = an*16n + an-1*16n-1 + ... + a0*160 + a-1*16-1+ + a-2*16-2 + ... + a-m*16-m

Ví dụ 1.4:

Biểu diễn số 1011 0100 00112 dưới dạng số Hexa.

Giải:

1011 0100 00112 = B43

- Hệ BCD (Binary Code decimal).

Giữa hệ thập phân và hệ nhị phân còn tồn tại một hệ lai: hệ BCD cho các số hệ thập phân mã hoá bằng hệ nhị phân, rất thích hợp cho các thiết bị đo có thêm phần hiển thị số ở đầu ra dùng các loại đèn hiện số khác nhau. Ở đây dùng bốn số hệ nhị phân (bốn bit) để mã hoá một số hệ thập phân có giá trị nằm trong khoảng từ 0..9. Như vậy ở đây ta không dùng hết các tổ hợp có thể có của 4 bit; vì tầm quan trọng của các số BCD nên các bộ vi xử lý thường có các lệnh thao tác với chúng.

Ví dụ 1.5:

Biểu diễn số (35)10 dưới dạng số hệ BCD

Giải:

(35)10 = (00110101)2.

1.5.2. Chuyển đồi giữa các hệ đếm

- Biến đổi từ nhị phân sang thập phân Ví dụ 1.6:

Biến đổi số nhị phân (11001)2 thành số thập phân.

Giải:

Trọng số vị trí: 24 23 22 21 20

Giá trị vị trí:

16	8	4	2	1
Số nhị phân:	1	1	0	0	1

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 233 trang tài liệu này.

Số thập phân: 1*24 + 1*23 + 0*22 + 0*21 + 1*20 = (25)10

Ví dụ 1.7:

Tính giá trị thập phân của số nhị phân sau: (10111001.101)2.

Giải:

(10111001.101)2 = 27 + 25 + 24 + 23 + 20 + 2-1 + 2-3

= 128 + 32 + 16 + 8 + 1 + 0.5 + 0.125

= (185.625)10

- Biến đổi thập phân thành nhị phân

Cách 1: Chia liên tiếp cho 2 rồi lấy phần dư

- Chuyển đổi phần nguyên:

Để thực hiện việc đổi từ thập phân sang nhị phân, ta áp dụng phương pháp chia lặp như sau: lấy số thập phân chia cho cơ số để thu được một thương số và số dư. Số dư được ghi lại để làm một thành tố của số nhị phân. Sau đó, số thương lại được chia cho cơ số một lần nữa để có thương số thứ 2 và số dư thứ 2. Số dư thứ hai là con số nhị phân thứ hai. Quá trình tiếp diễn cho đến khi số thương bằng 0. Số nhị phân thu được là các số dư viết theo chiều từ dưới lên trên.

Ví dụ 1.8:

Biến đổi số thập phân (29)10 thành nhị phân.

Giải:

29/2 = 14 + 1(LSB)

14/2 = 7 + 0

7/2 = 3 + 1

3/2 = 1 + 1

1/2 = 0 + 1(MSB) Vậy (29)10 = (1101)2 .

- Chuyển đổi phần thập phân:

Nhân phần thập phân với 2, lấy phần nguyên

Đối với phần lẻ của các số thập phân, số lẻ được nhân với cơ số và số nhớ được ghi lại làm một số nhị phân. Trong quá trình biến đổi, số nhớ đầu chính là bit MSB và số nhớ cuối là bit LSB.

Ví dụ 1.9:

Biến đổi số thập phân (0.625)10 thành nhị phân.

Giải:

0.625*2 = 1.250. Số nhớ là 1, là bit MSB. 0.250*2 = 0.500. Số nhớ là 0

0.500*2 = 1.000. Số nhớ là 1, là bit LSB. Vậy : (0.625)10 = (0.101)2.

- Biến đổi thập lục phân thành thập phân.

Các số thập lục phân có thể được biến đổi thành thập phân bằng cách tính tổng của các con số nhân với giá trị vị trí của nó.

Ví dụ 1.10:

Biến đổi các số a) (5B)16 b) (2AF)16 thành thập phân.

Giải :

a) Số thập lục phân: 5 B Trọng số vị trí: 161 160 Giá trị vị trí : 16 1

Số thập phân: 5*16 + B*1 = (91)10.

b) Số thập lục phân: 2 A F Trọng số vị trí: 162 161 160 Giá trị vị trí : 256 16 1

Số thập phân: 2*256 + A*16 + F*1 = (687)10

- Biến đổi thập phân thành thập lục phân.

Để biến đổi các số thập phân thành thập lục phân, ta sử dụng phương pháp chia lặp, với cơ số 16 rồi lấy số dư.

Ví dụ 1.11:

Biến đổi (1776)10 thành thập lục phân.

Giải:

1776/16 = 111 + 0 (LSB)

111/16 = 6 + 15 hoặc F

6/16 = 0 + 6 (MSB)

Số thập lục phân: (6F0)16

- Biến đổi thập lục phân thành nhị phân.

Các số thập lục phân rất dễ đổi thành nhị phân. Thực ra các số thập lục phân cũng chỉ là một cách biểu diễn các số nhị phân thuận lợi hơn (bảng 1.3). Để đổi các số thập lục phân thành nhị phân, chỉ cần thay thế một cách đơn giản từng con số thập lục phân bằng bốn bit nhị phân tương đương của nó.

Ví dụ 1.12:

Đổi số thập lục (DF6)16 thành nhị phân.

Giải:

D F 6

1101 1111 0110

(DF6)16 = (110111110110)2.

- Biến đổi nhị phân thành thập lục phân

Để biến đổi một số nhị phân thành số thập lục phân tương đương thì chỉ cần gộp lại thành từng nhóm gồm 4 bit nhị phân, bắt đầu từ dấu chấm nhị phân.

Ví dụ 1.13:

Biến đổi số nhị phân (1111101000010000)2 thành thập lục phân.

Giải:

1111 1010 0001 0000

F A 1 0

Số thập lục phân: (FA10)16

1.5.3. Biểu diễn số nguyên.

a) Biểu diễn số nguyên không dấu:

Tất cả các số cũng như các mã ... trong máy vi tính đều được biểu diễn bằng các chữ số nhị phân. Để biểu diễn các số nguyên không dấu, người ta dùng n bit. Tương ứng với độ dài của số bit được sử dụng, ta có các khoảng giá trị xác định như sau: