BÀI 4 - BÊN TRONG MÁY TÍNH (KNTT)

Bài 4 - Bên trong máy tínhh - kntt Đây là bài soạn lý thuyết tin học 11 - sách Kết nối tri thức. Bài học này là kiến thức cốt lõi chung cho cả hai định hướng: Khoa học máy tính (cs) và Tin học ứng dụng (ict). Quý Thầy Cô và các em học sinh truy cập để làm tài liệu tham khảo nhé. Chúc Thầy Cô dạy tốt, chúc các em học sinh học giỏi.

TÓM TẮT NỘI DUNG:
1. Các thiết bị bên trong máy tính
a) Bộ xử lí trung tâm
b) Bộ nhớ trong ROM và RAM
c) Bộ nhớ ngoài
2. Mạch lôgic và vai trò của mạch lôgic
a) Một số phép toán lôgic và thể hiện vật lí của chúng
b) Phép cộng trên hệ nhị phân
c) Minh hoạ dùng mạch lôgic xây dựng mạch điện thực hiện phép cộng 2 bit

1. CÁC THIẾT BỊ BÊN TRONG MÁY TÍNH

Tất cả các thiết bị bên trong thân máy được gắn với một bảng mạch, gọi là bảng mạch chính (mainboard) như trong Hình 4.3.

a) Bộ xử lí trung tâm

Bộ xử lí trung tâm (Central Processing Unit - CPU) còn được gọi là bộ xử lí là thành phần quan trọng nhất của máy tính. CPU được cấu tạo từ hai bộ phận chính:
- Bộ số học và lôgic (Arithmetic & Lôgic Unit - ALU): thực hiện tất cả các phép tính số học và lôgic trong máy tính.
- Bộ điều khiển (Control Unit - CU): phối hợp đồng bộ các thiết bị của máy tính, đảm bảo máy tính thực hiện đúng chương trình.

b) Bộ nhớ trong ROM và RAM

- ROM là bộ nhớ được ghi bằng phương tiện chuyên dùng, các chương trình ứng dụng chỉ có thể đọc mà không thể ghi hay xoá.
- RAM là bộ nhớ có thể ghi được, dùng để ghi dữ liệu tạm thời trong khi chạy các chương trình nhưng không giữ được lâu dài (khi tắt máy, dữ liệu trong RAM sẽ bị xoá).
Các tham số của bộ nhớ trong thường là:
- Dung lượng của bộ nhớ (dung lượng nhớ) tính theo MB, GB, ví dụ 8 GB, 16 GB hay 32 GB.
- Thời gian truy cập trung bình của bộ nhớ là thời gian cần thiết để ghi hay đọc thông tin. Việc giảm thời gian truy cập bộ nhớ trong có ý nghĩa quan trọng để nâng cao hiệu suất tổng thể của máy tính.

c) Bộ nhớ ngoài

Bộ nhớ ngoài dùng để lưu trữ lâu dài dữ liệu.
Bộ nhớ ngoài có thể đặt bên trong hay bên ngoài thân máy. Bộ nhớ ngoài thường là đĩa từ (đĩa cứng hay đĩa mềm), đĩa thể rắn (Solid State Disk - SSD) hay đĩa quang,...
Các tham số đo hiệu năng của bộ nhớ ngoài gồm:
- Dung lượng của bộ nhớ: GB hay TB.
- Thời gian truy cập trung bình: là thời gian cần thiết để đọc hay ghi dữ liệu.

2. MẠCH LÔGIC VÀ VAI TRÒ CỦA MẠCH LÔGIC
a) Một số phép toán lôgic và thể hiện vật lí của chúng

- Phép nhân hai đại lượng lôgic chỉ nhận giá trị 1 khi và chỉ khi cả hai đại lượng x VÀ y đều bằng 1.
- Phép cộng hai đại lượng lôgic chỉ bằng 1 khi và chỉ khi ít nhất một trong hai đại lượng x HOẶC y bằng 1.
- Phép phủ định một đại lượng lôgic sẽ cho giá trị ngược lại. Phủ định của 0 là 1 và phủ định của 1 là 0.
- Phép hoặc loại trừ XOR (OR EXCLUSIVE) của hai đại lượng lôgic cho kết quả bằng 1 khi và chỉ khi hai đại lượng đó có giá trị khác nhau.
Mạch lôgic hay mạch số là các mạch điện hay điện tử có đầu vào và đầu ra thể hiện các giá trị lôgic.
- Sơ đồ mạch lôgic AND:

- Sơ đồ mạch lôgic OR:

- Sơ đồ mạch lôgic NOT:

b) Phép cộng trên hệ nhị phân

Hệ nhị phân chỉ dùng hai số 0, 1. Mỗi số trong hệ nhị phân được biểu diễn bằng một dãy chữ số nhị phân. Ví dụ số 19 ở hệ thập phân được viết trong hệ nhị phân là 10011.
Trong hệ nhị phân, giá trị của chữ số 1 ở hàng thứ k tính từ phải sẽ là 2^k-1.
Ví dụ giá trị của số 10011 sẽ là:

1 x 2⁴ + 1 x 2¹ + 1 x 2⁰ = 16 + 2 + 1 = 19

Để cộng các số nhị phân, phải cộng từng chữ số, có thể có nhớ sang hàng bên trái.