Thông tin trên máy tính gồm những gì

Cafe công nghệ Dân IT

Bài viết này dành cho cả các bạn là "dân ngoại đạo", nếu bạn là một game thủ chân chính hoặc dân đồ họa thì hãy tìm hiểu qua những kiến thức cơ bản này để phục vụ cho việc build một con máy tính phù hợp với nhu cầu và túi tiền.

Máy vi tính là 1 hệ thống xử lý thông tin dữ liệu, nhận thông tin từ người dùng thông qua thiết bị nhập như bàn phím, chuột sau đó xuất dữ liệu đã được xử lý ra thiết bị xuất như màn hình, loa, đĩa cứng, máy in, máy chiếu.

Về lý thuyết cơ bản thì máy tính gồm có 3 bộ phận chính:

Thiết bị nhập và xuất dữ liệu thì các bạn có thể dễ dàng thấy khi sử dụng hàng ngày. Trong khuôn khổ bài viết này thì mình sẽ mô tả chi tiết về Đơn vị xử lý dữ liệu. Nó được đặt trong thùng máy [hay còn gọi là case máy]. Trong đó chứa các thiết bị dùng để xử lý dữ liệu, bao gồm các thiết bị sau:

CPU có trách nhiệm xử lý hầu hết dữ liệu/tác vụ của máy tính, điều khiển thiết bị đầu vào [chuột, bàn phím] và thiết bị đầu ra [màn hình, máy in], nó giống như bộ não của máy tính vậy.

Về hình dạng và cấu trúc, CPU là một tấm mạch nhỏ, bên trong chứa một tấm wafer silicon được bọc trong một con chip bằng gốm và gắn vào bảng mạch. Tốc độ CPU được đo bằng đơn vị Hertz [Hz] hay Gigahertz [GHz], giá trị của con số này càng lớn thì CPU hoạt động càng nhanh.

Hz [đọc là Héc] là đơn vị một dao động trong mỗi giây, một GHz [Gi-ga-héc] là 1 tỷ dao động trong mỗi giây. Tuy nhiên tốc độ CPU không chỉ được đo lường bằng giá trị Hz, bởi CPU của mỗi hãng sẽ có những công nghệ cải thiện hiệu năng khác nhau nhằm làm tăng thông lượng dữ liệu theo cách riêng. Một sự so sánh công bằng hơn giữa các CPU khác nhau chính là số lệnh mà chúng có thể thực hiện mỗi giây nhưng cách so sánh này ít được người dùng quan tâm.

Bo mạch chủ là bảng mạch chính và lớn nhất trong cấu trúc máy tính, nó đóng vai trò là trung gian giao tiếp giữa các thiết bị với nhau. 

Là bộ phận quyết định giới hạn của cấu hình máy, được ví như bộ xương của máy tính.

Mainboard chiếm gần 50% giá tiền của một chiếc máy tính. Và 50% các lỗi hỏng máy tính cũng từ mainboard mà ra. Đối với các bạn thợ sửa máy tính thì đấy là chỗ hái ra tiền.

Gọi là bo mạch lớn nhất, song bo mạch chủ thường có nhiều kích cỡ khác nhau, phổ biến là các tiêu chuẩn:

– Bo mạch chuẩn ATX có kích thước 305 × 244 mm, thông thường bo mạch này chứa khá đầy đủ kết nối cũng như các chức năng trên đó như card đồ họa, âm thanh, thậm chí kết nối LAN và WiFi tích hợp.

– Bo mạch chuẩn micro-ATX thường dạng vuông với kích thước lớn nhất là 244 × 244 mm, kích thước này đủ để chứa 4 khe cắm RAM và 4 khe mở rộng

– Bo mạch mini-ITX có kích thước nhỏ nhất, thường là 170 x 170mm, do vậy bo mạch này thường rút gọn, chỉ còn 1 khe cắm mở rộng và 2 khe cắm RAM

Một số bo mạch chủ chuẩn ATX có thể tích hợp đến 4 khe PCI Express x16 cho phép ghép nối đa card đồ họa [tối đa đến 4 card]. Trong khi bo mạch chủ micro-ATX và mini-ATX lại nhắm phân khúc phổ thông, phù hợp với những máy nhỏ dùng trong gia đình, văn phòng …

Kích thước lớn nên bo mạch ATX chỉ thích hợp với thùng máy cỡ trung như máy bàn với thùng to bự. Bo mạch micro-ATX nhỏ gọn hợp với thùng máy cỡ nhỏ [mini desktop] và mini-ITX phù hợp cho hệ thống giải trí đa phương tiện tại gia [mini HTPC].

Trên Mainboard được tích hợp rất nhiều linh kiện như: Đế cắm CPU [socket], Chip cầu Bắc, Chip cầu Nam, khe cắm RAM, khe cắm PCI, cổng SATA [kết nối main với ổ đĩa cứng và ổ đĩa quang], IC LAN, IC Sound, ổ pin CMOS, các tụ điện, VRM [Vol Regu Module], Vcore, IC nguồn Vcore, ROM Bios, IO, IC SIO, Clockgen [Clocking], mosfet, IC nguồn RAM, IC so sánh và khuếch đại điện áp, ổ cắm 24 chân và 4 chân, cổng P/S2, cổng LPT, cổng USB, cổng VGA, cổng audio, Panel, ổ cắm Fan,.........

Việc kết nối và điều khiển các linh kiện trên Main và thiết bị ngoại là do các chip cầu Bắc và cầu Nam đảm nhiệm. Chip cầu Bắc có nhiệm vụ kết nối CPU với RAM và card đồ họa. Đối với những Mainboard đời mới hiện nay thì Chip cầu Bắc đã được tích hợp vào với CPU nên các bạn sẽ không còn thấy con Chip cầu Bắc này nữa. Chip cầu Nam thì có nhiệm vụ quản lý IC mạng, IC âm thanh, các thiết bị ngoại vi và kích nguồn.

RAM là bộ nhớ tạm thời, tức là mọi dữ liệu trên đây sẽ biến mất sau khi bạn Restart lại máy. Tuy nhiên mình có thấy trong một số tài liệu ghi là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên nhưng theo mình hiểu thì chả có gì ngẫu nhiên cả.

Cụ thể hơn, RAM là nơi nhớ tạm những gì cần làm để CPU có thể xử lý nhanh hơn, do tốc độ truy xuất trên RAM nhanh hơn rất nhiều lần so với ổ cứng hay các thiết bị lưu trữ khác như thẻ nhớ, đĩa quang… Dung lượng của RAM càng lớn thì lưu trữ được càng nhiều thông tin và đồng nghĩa với việc bạn sẽ xử lý và làm nhiều việc cùng một lúc. 

Dung lượng bộ nhớ RAM hiện được đo bằng gigabyte [GB], 1GB tương đương 1 tỷ byte. Hầu hết máy tính thông thường ngày nay đều có ít nhất 2-4GB RAM, với các máy cao cấp thì dung lượng RAM có thể lên đến 16GB hoặc cao hơn.

Giống như CPU, bộ nhớ RAM bao gồm những tấm wafer silicon mỏng, bọc trong chip gốm và gắn trên bảng mạch. Các bảng mạch giữ các chip nhớ RAM hiện tại được gọi là DIMM [Dual In-Line Memory Module] do chúng tiếp xúc với bo mạch chủ bằng hai đường riêng biệt.

Ổ đĩa cứng [còn gọi là ổ cứng] là bộ nhớ lưu trữ chính của máy vi tính, đây là nơi lưu trữ hệ điều hành, phần mềm, video, hình ảnh, âm thanh, game và mọi dữ liệu khác do người dùng lưu trữ. Khi tắt máy, mọi thứ vẫn còn đó nên bạn không phải cài lại phần mềm hay mất dữ liệu khi mở máy. Khi bật máy vi tính, hệ điều hành và ứng dụng sẽ được chuyển từ ổ cứng lên bộ nhớ RAM để chạy.

Dung lượng lưu trữ ổ cứng cũng được đo bằng gigabyte [GB] như bộ nhớ. Một ổ đĩa cứng thông thường hiện tại có thể chứa 500GB hoặc thậm chí 1 terabyte [1.000GB] hoặc hơn. Hầu hết ổ cứng được bán ngày nay là loại truyền thống – sử dụng đĩa kim loại để lưu trữ dữ liệu bằng từ tính.

Song hiện cũng đang thịnh hành một loại mới hơn là ổ SSD [hay gọi là ổ cứng rắn]. Ổ cứng SSD là loại ổ sử dụng các chip nhớ chứ không có phần quay cơ học, lợi điểm của công nghệ mới này là cho tốc độ đọc và ghi nhanh hơn, hoạt động yên tĩnh và độ tin cậy cao hơn, nhưng giá của loại ổ cứng SSD vẫn còn đắt hơn ổ truyền thống.

Bộ nguồn là thiết bị cung cấp điện năng cho toàn bộ các linh kiện lắp ráp bên trong thùng máy tính hoạt động [tuy nhiên không phải các PSU đều là nguồn máy tính, bởi chúng được sử dụng rất nhiều trong các thiết bị điện tử].

Máy tính sử dụng dòng điện 1 chiều [DC] để hoạt động. Sau khi máy tính được được cắm điện, dòng điện xoay chiều [AC] của nhà bạn sẽ đi qua bộ nguồn và được chuyển hóa thành dòng 1 chiều để cung cấp "năng lượng" cho các linh kiện máy tính hoạt động.

Bộ nguồn máy tính là một bộ phận rất quan trọng đối với một hệ thống máy tính, tuy nhiên do sự phức tạp trong tính toán công suất nguồn, người dùng thường ít quan tâm đến. Thực chất sự ổn định của một máy tính ngoài các thiết bị chính [bo mạch chủ, CPU, RAM, ổ cứng…] phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn máy tính.

Một nguồn chất lượng kém, không cung cấp đủ công suất hoặc không ổn định sẽ có thể gây lên sự mất ổn định của hệ thống máy tính, hư hỏng hoặc làm giảm tuổi thọ các thiết bị khác sử dụng năng lượng của nó cung cấp.

Card đồ họa là thiết bị chịu trách nhiệm xử lý các dữ liệu 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.

Để xử lý các tác vụ đồ họa và lưu trữ kết quả tính toán tạm thời, bo mạch đồ họa có các bộ nhớ riêng hoặc các phần bộ nhớ dành riêng cho chúng từ bộ nhớ chung của hệ thống. Trong các trường hợp khác, bộ nhớ cho xử lý đồ họa được cấp phát với dung lượng thay đổi từ bộ nhớ hệ thống.

Dung lượng của bộ nhớ đồ họa một phần quyết định đến: độ phân giải tối đa, độ sâu màu và tần số làm tươi mà bo mạch đồ họa có thể xuất ra màn hình máy vi tính. 

Dung lượng bộ nhớ đồ họa có thể có số lượng thấp [1 đến 32 MB] trong các bo mạch đồ họa trước đây, 64 đến 128 MB trong thời gian hai đến ba năm trước đây và đến nay đã thông dụng ở 256 MB với mức độ cao hơn cho các bo mạch đồ họa cao cấp [512 đến 1GB và thậm chí còn nhiều hơn nữa].

Gần đây thuật ngữ card đồ họa được thay thế bằng GPU – Graphics Processing Unit. GPU là bộ vi xử lý chuyên dụng có nhiệm vụ tăng tốc, xử lý đồ họa thay cho phần việc của bộ vi xử lý trung tâm [CPU]. 

GPU có thể tiếp nhận hàng ngàn luồng dữ liệu cùng lúc, vì thế đối với một số phần mềm chuyên dụng cho đồ họa thì GPU có thể giúp tăng tốc độ sử dụng hơn gấp nhiều lần nếu dùng bo mạch đồ họa tích hợp trong CPU.

Ổ đĩa quang là thiết bị dùng để đọc hoặc ghi đĩa CD hay DVD bằng ánh sáng laser, nguyên lý của ổ đĩa quang là chiếu laser chiếu vào bề mặt đĩa để ánh sáng phản xạ lại vào đầu thu rồi giải mã thành tín hiệu.

Nhưng hiện tại ổ đĩa quang không còn được sử dụng nhiều nữa vì sự bất tiện của nó. Thay vào đó người dùng thường sử dụng các thiết bị lưu trữ di động nhỏ gọn hơn như USB, ổ cứng ngoài, ngoài việc nhỏ gọn hơn thì các thiết bị này còn có thể dễ dàng đọc, ghi, xóa dữ liệu không giới hạn số lần. Hơn nữa với sự bùng nổ của Internet và công nghệ điện toán đám mây thì chúng ta có tải xem phim ảnh hoặc tải dữ liệu từ trên mạng, thuận tiện hơn rất nhiều.