Giáo trình Phần cứng điện tử

Nội dung text: Giáo trình Phần cứng điện tử

1. Giáo trình phần cứng điện tử
2. 1 MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU : NGUỒN GỐC CỦA MÁY TÍNH CÁ NHÂN 6 CHƯƠNG 1 :CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH BÊN TRONG MÁY PC 16 I. tæng quan vÒ c¸c bé phËn bªn d−íi n¾p m¸y 16 II. cÊu t¹o - chøc n¨ng cña c¸c bé phËn 17 II.1 Vá m¸y 17 II.3. B¶ng m¹ch chÝnh 17 II.4. Bé xö lý (CPU - Central Processing Unit) 19 II.5. Bé nhí 19 II.6. C¸c æ ®Üa 19 II.7. C¸c bo m¹ch më réng 20 III. NHỮNG ĐIỀU CẦN LƯU Ý KHI THÁO LẮP MÁY 20 III.1. Giá trị của dữ liệu chứa trong máy 20 III.2. Mở máy 21 III.3. Đóng máy 21 III.4. Vài nguyên tắc khi làm việc bên trong máy 21 IV. CÁC YẾU TỐ HÌNH THÙ MÁY (FORM FACTOR) CHUẨN 22 IV.1 Yếu tố hình thù ATX 22 IV.2 Yếu tố hình thù NLX 23 CHƯƠNG 2 : CÁC HỆ ĐIỀU HÀNH VÀ QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY PC 24 I. HỆ THỐNG CẤP BẬC TRONG PC 24 I.1. Phần cứng 25 I. 2. BIOS 25 I.3. Hệ điều hành 26 I.4. Các chương trình ứng dụng 26 II. TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM CÁC HỆ ĐIỀU HÀNH THÔNG DỤNG 26 III. KHẢO SÁT HỆ ĐIỀU HÀNH MS-DOS 27 III.1. IO.SYS 27 III.2. MSDOS.SYS 28 III.3. Các biến thể của IO.SYS và MSDOS.SYS dưới Windows 28 III.4 COMMAND.COM 29 III.5. Việc nhận ra và giải quyết những trục trặc của hệ điều hành 29 IV. QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY 29 IV.1. Đưa điện vào máy 30 IV.2. Quá trình khởi động (bootstrap) 30 IV.3. Những cuộc kiểm tra cốt lõi 30 IV.4. Quá trình POST 31 IV.5. Tìm kiếm hệ điều hành 31 IV.6. Nạp hệ điều hành 32 IV.7 Thiết lập môi trường làm việc 32 CHƯƠNG 3 : SƠ LƯỢC VỀ KIỂM TRA TRƯỚC KHI SỬA CHỮA MÁY VI TÍNH 33 I. QUI TRÌNH VẠN NĂNG ĐỂ CHUẨN ĐOÁN VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ PC 33 I.1. Xác định rõ các triệu chứng 34 I.2. Nhận diện và cô lập vấn đề 34 I.3. Thay thế các thành phần lắp ghép 34 I.4. Thử nghiệm lại 35 II. VẤN ĐỀ PHỤ TÙNG THAY THẾ 35 II.1 Các phụ tùng luôn luôn thay đổi 35 II.2. Việc dự trữ phụ tùng tốn kém lắm 36 II.3. Một chiến lược hay hơn 36 III. VIỆC ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG LÀM VIỆC CỦA MÁY 36 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
3. 2 III.3 tránh những vấn đề về kiểm định 36 III.2. Để tìm được các trình benchmark 36 IV. VIỆC XỬ LÝ MÁY BỊ NHIỄM VIRUS 37 IV.1. Sơ lược về Virus máy tính 37 IV.2. Các dấu hiệu chứng tỏ máy nhiễm virus 37 IV.3. Các phần mềm phòng chống virus 38 V. Việc kiểm tra nhanh lúc khởi động 38 CHƯƠNG 4 : BIOS và CMOS 38 I. BÊN TRONG BIOS CỦA BO MẠCH CHỦ 39 I.1 Bộ đoản trình POST (Power On Self Test) 39 I.2 Trình CMOS SETUP 40 I.3 Các thủ tục dịch vụ của hệ thống 40 II. CÁC TÍNH NĂNG CỦA BIOS 40 III. BIOS VÀ QUI TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY 40 III.1 Loại AMI (American Megatrends) 41 III.2 Loại Phoenix Technologies 42 IV. NHỮNG THIẾU SÓT CỦA BIOS VÀ VẤN ĐỀ TƯƠNG THÍCH 43 IV.1 Các trình điều khiển thiết bị 43 IV.2 Bộ nhớ Flash gây ra sự lười nhác 43 IV.3 Sự tạo bóng cho BIOS 44 IV. 4 Việc điều khiển trực tiếp phần cứng 44 IV.5 Lỗi của BIOS 44 IV.6 Vấn đề Y2K 44 V. TÌM HIỂU CÁC THÔNG BÁO LỖI VÀ CÁCH XỬ LÝ CHÚNG 44 V.1 Các thông báo lỗi tổng quát 44 V.2 Các thông báo lỗi của bus PCI và hệ thống PnP 45 VI. CHỨC NĂNG CỦA CMOS 45 VI.1 Nhiệm vụ của CMOS 45 VI.2 Cách thiết lập - xác định tính năng của BIOS 45 VII. VIỆC LƯU DỰ PHÒNG RAM CMOS 50 VIII. BẢO TRÌ VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ CMOS 50 VIII.1 Các triệu chứng liên qua đến CMOS tiêu biểu 50 VIII.2 Giải quyết trục trặc với mật khẩu CMOS 51 VIII.3 Bảo trì nguồn pin nuôi CMOS 51 CHƯƠNG 5 : BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM 51 I. CƠ SỞ VỀ CPU 51 II. NHÖÕNG KHAÙI NIEÄM VEÀ CPU HIEÄN ÑAÏI 56 III. CAÙC CPU CUÛA INTEL 57 IV. VIEÄC EÙP XUNG CPU 60 V. CAÙC CPU CUÛA AMD 62 VI. GIAÛI QUYEÁT CAÙC HOÛNG HOÙC CUÛA CPU 62 VI.1 Caùc trieäu chöùng vaø giaûi phaùp toång theå 63 VI.2 Caùc vaán ñeà lieân quan ñeán cpu cyrix 6x86 63 CHƯƠNG 6 : CÁC CHIPSET 63 I. ĐẶC ĐIỂM VÀ NHIỆM VỤ 64 II. QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA CHIPSET 64 III. CẤU TRÚC CỦA CHIPSET 64 III.1. Cấu trúc cầu bắc/ cầu nam 64 III.2. Cấu trúc Hub 64 IV. CÁC CHIPSET CỦA ADM 65 V. CÁC CHIPSET CỦA INTEL 65 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
4. 3 CHÖÔNG 7 : BO MAÏCH CHÍNH VAØ VAÁN ÑEÀ GIAÛI QUYEÁT XUNG ÑOÄT TAØI NGUYEÂN81 I. GIÔÙI THIEÄU 81 I.1 Heä vaøo/ra cô sôû (BIOS) 81 I.2 Khe caém môû roäng ( 82 I.3 Truy caäp tröïc tieáp boä nhôùù (DMA) 83 I.4 Ñeá caém boä ñoàng xöû lyù toaùn 83 I.5 Caùc caàu noái 83 II. CÁC KIỂU THIẾT KẾ BO MẠCH CHÍNH 85 II.1 Các dạng bo mạch AT, ATX và NLX 85 III. GIẢI QUYẾT CÁC SỰ CỐ BO MẠCH CHÍNH 88 III.1 Nguyên tắc chung 88 III.2 Các triệu chứng hỏng hóc 88 IV. TÌM HIỂU TÀI NGUYÊN HỆ THỐNG 89 IV.1 Các tài nguyên hệ thống 89 IV.2 Nhận diện và giải quyết các xung đột tài nguyên 89 IV.3 Xác định và giải quyết các xung đọt 90 CHƯƠNG 8 : CÁCH TỔ CHỨC VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ BỘ NHỚ 90 I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ BỘ NHỚ 91 I.1 Memory-RAM - Một số thuật ngữ và kỹ thuật 91 I.2 Các loại memory 92 II. CÁCH TỔ CHỨC BỘ NHỚ TRONG HỆ THỐNG PC 96 II.1 Caùc teá baøo nhôù (storage cell) 97 II.5 Toå chöùc boä nhôù 99 III. CẤU TRÚC VÀ KIỂU ĐÓNG GÓI BỘ NHỚ 101 III.1 DIP (dual in-line package) 102 IV. GIẢI QUYẾT SỰ CỐ BỘ NHỚ 102 IV.1 Thiết bị kiểm tra bộ nhớ 103 IV.2 Sửa chữa các đế cắm bộ nhớ 103 IV.3 Các điểm tiếp xúc bị ăn mòn 103 IV.4 Các lỗi kiểm tra tính chẵn lẽ 103 IV.5 Một số lỗi thường gặp 103 IV.6 Giải quyết sự cố với trình quản lý bộ nhớ 103 CHƯƠNG 9 : CÁC LOẠI BUS HỆ THỐNG VÀ CÁC CỔNG 104 I. CAÙC CHUAÅN BUS MÔÛ ROÄNG 104 I.1 Bus môû roäng ISA 104 I.2 Bus Micro Chanel Architecture (MCA) 105 I.3 Bus EISA 105 I.4 Local bus. 106 I.5 Bus môû roäng PCI 106 I.6 Plug and Play 106 I.7 Bus PCMCIA 107 II. CAÙC COÅNG 107 II.1 Coång noái tieáp (serial port Coång COM) 107 II.2 Coång song song (parallel port) 108 II.3 Boä ñieàu hôïp vaøo/ra 109 III. CÁC SỰ CỐ THƯỜNG XẢY RA TRÊN CÁC BUS 109 CHƯƠNG 10 : GHÉP NỐI MÁY TÍNH 110 I. Tæng quan vÒ m¹ng m¸y tÝnh 110 I.1 §Þnh nghÜa vµ lÞch sö ph¸t triÓn m¹ng m¸y tÝnh 110 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
5. 4 I.2 C¸c kh¸i niÖm c¬ b¶n 111 I.2 ChuÈn ho¸ m¹ng m¸y tÝnh 115 II. M¹ng côc bé 118 II.1 C¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n 118 II.2 M¹ng côc bé ethernet 118 II.3 Ethernet switch vµ bridge 120 III. 4 M¹ng côc bé ¶o (VLAN) 123 III. KÕt nèi m¹ng diÖn réng 124 III.1 C¸c ®Æc tr−ng c¬ b¶n 124 III.2 C¸c kÕt nèi WAN 125 ChuyÓn m¹ch kªnh (connection-oriented): 125 IV. Cæng nèi tiÕp RS232 132 IV.1 Vµi nÐt c¬ b¶n vÒ cæng nèi tiÕp 132 IV.2 C¸ch s¾p xÕp ch©n ë cæng RS232 132 CHƯƠNG 11 : THIẾT BỊ LƯU TRỮ 133 I. NHIỆM VỤ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA THIẾT BỊ LƯU TRỮ 134 II. Ổ ĐĨA TỪ 134 II.1 Nguyên tắc lưu trữ thông tin trên vật liệu từ 134 II.2 Các phương pháp lưu trữ trên đĩa từ 134 III.3 Đầu từ và việc đọc/ghi (Read/Write Head) 135 II.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP Mà HOÁ SỐ LIỆU GHI LÊN ĐĨA 135 III. ĐĨA MỀM VÀ Ổ ĐĨA MỀM 136 III.1 Cấu tạo và các chỉ tiêu kỹ thuật của đĩa mềm 136 III.2 Tổ chức rãnh theo tiêu chuẩn JBM 136 III.3 Ổ đĩa mềm FDD (Foppy Disk Drive) 136 IV. CẤU TẠO ĐĨA CỨNG VÀ Ổ ĐĨA CỨNG 137 IV.1 Cấu tạo các đĩa phẳng 137 IV.2 Đầu từ đọc/ghi 138 IV.3 Mô tơ quay đĩa (Spindle Motor) 138 IV.4 Mạch điều khiển ổ đĩa (Bo mạch logic) 138 V. CÁC TIÊU CHÍ KỸ THUẬT CỦA Ổ ĐĨA CỨNG 139 VI. CÁCH TỔ CHỨC THÔNG TIN TRÊN ĐĨA CỨNG 139 VI.1 ĐỊNH DẠNG ĐĨA CỨNG 139 VI.2 ĐỊNH DẠNG LOGIC (ĐỊNH DẠNG CẤP CAO) 139 VII. CẤU TẠO ĐĨA QUANG VÀ Ổ ĐĨA QUANG 139 VII.1 NGUYÊN TẮC LƯU TRỮ QUANG 139 VII.2 CẤU TẠO ĐĨA QUANG 139 VII.3 CẤU TẠO Ổ ĐĨA QUANG 141 VIII. BỘ NHỚ FLASH (HDD LƯU ĐỘNG) 142 VIII.1. CÁC CHUẨN GIAO DIỆN NỐI Ổ CỨNG VỚI MÁY TÍNH 142 IX. Giao diện SATA (Serial ATA) 143 CHƯƠNG 13 : SỬ DỤNG CÁC PHẦN MỀM CHẨN ĐOÁN 144 I. REGISTRY 144 I.1. Registry lµ g× ? 144 I.2. Söa Registry 144 I.3. CÊu tróc Registry 144 I.4. Sao l−u vµ phôc håi Registry 144 I.5. MéT Sè THµNH PHÇN TRONG REGISTRY TH¦êNG §¦îC DïNG 145 II. Một số phần mềm chuẩn đoán thông dụng 153 II.1 Quá trình POST 153 II.2 Chẩn đoán lỗi của phần cứng 153 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
6. 5 II.3 Các chương trình chuẩn đoán đa năng 153 II.4 Công cụ chuẩn đoán của hệ điều hành 154 II.5 Những công cụ bảo dưỡng PC 154 III. BẢO TRÌ 154 III.1 Các quy trình bảo dưỡng chủ động 154 III.2 Các quy trình bảo trì thụ động 154 IV. CÁC SỰ CỐ MÁY TÍNH THƯỜNG GẶP 155 V.1 Chọn nơi mua 155 V.2 Loại máy cần mua 156 IV.3 Các phụ kiện có kính chắn màn hình, bộ lưu điện, máy ổn áp 156 IV.4 Các sai hỏng thường gặp 157 TÀI LIỆU THAM KHẢO .174 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
7. 6 CHƯƠNG MỞ ĐẦU : NGUỒN GỐC CỦA MÁY TÍNH CÁ NHÂN Mục tiêu : Sau khi học xong chương này học sinh có khả năng - Liệt kê các thành phần cơ bản trong sơ đồ khối máy tính - Trình bày các giai đoạn phát triển của máy tính cá nhân. - Liệt kê được công dụng của một máy tính điện tử - Phân loại các loại PC Yêu cầu : - Trả lời đúng các câu hỏi ở phần bài tập (trắc nghiệm) Nội dung chính : - Lịch sử của máy tính - Máy tính hiện đại - Máy tính cá nhân IBM - Nền công nghiệp máy tính - Pc là gì? Phân loại hệ thống I. MÁY TÍNH ĐIỆNN TỬ LÀ GÌ ? Máy chủ chứa dữ liệu Máy xách tay Máy bỏ túi Máy để bàn Hình 1-1 : Một số loại máy tính thông dụng MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ : là một loại thiết bị đặc biệt có thể được dùng để giải quyết một công việc do con người đặt ra thông qua việc thực hiện lần lượt các câu lệnh của một chương trình mô tả công việc đó Công việc của Giải con ngýời đặt ra Quyết Theo một trật tự Hình 1-2 : Yêu cầu giải quyết công việc của máy tính Để thực hiện một công việc như vậy, máy tính cần phải : - Tiếp nhận các số liệu ban đầu được đưa vào từ bên ngoài. - Thực hiện các phép tính cần thiết để xử lý các số liệu đó. - Lưu giữ các kết quả thực hiện theo một trật tự mong muốn. - Đưa ra thông tin về kết quả thực hiện chương trình ở dạng thích hợp để trao đổi với bên ngoài (con người hoặc các thiết bị khác). Do vậy, máy tính ngoài chức năng xử lý thông tin còn có các chức năng trao đổi vào/ra và chức năng nhớ. Ta có thể mô tả cấu trúc sơ bộ của một máy tính theo như sơ đồ hình 1-3 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
8. 7 Khối xử lý - điều Khối nhớ Khối vào/ra (trao Thiết bị ra khiển việc thực (chương trình, số đổi thông tin với hiện chương liệu ban đầu, kết môi trường bên Thiết bị vào trình quả thực hiện) ngoài) Hình 1-3 : Sơ đồ các khối cơ bản của một máy tính điện tử Để đạt được các yêu cầu trên thì Để đạt đựơc các yêu cầu ? Máy hiểu chương trình Xây dựng chương trình Ngôn ngữ máy Người lập trình Công cụ Ngôn ngữ lập trình I. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH Các nguyên cứu về kỹ thuật máy tính đều cho rằng. Lịch sử phát triển của máy tính hiện đại được bắt đầu vào cuối chiến tranh Thế giới lần thứ hai, với việc sử dụng các bóng đèn điện tử chân không làm phần tử chuyển mạch và thiết kế cơ bản dựa trên „ 1937, Turing, khái niệm về các con số tính toán và máy Turing. „ 1943-1946, ENIAC Máy tính điện tử đa chức năng đầu tiên chế tạo bởi J.Mauchly & J.Presper Eckert. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
9. 8 „ 1945, John Von Neumann đưa ra khái niệm về chương trình được lưu trữ. „ 1952, Neumann IAS parallel-bit machine. „ 1945 – 1954, thế hệ 1 (first generation) Bóng đèn chân không (vacuum tube) Bìa đục lỗ ENIAC: 30 tấn, 18.000 bóng đèn, 100.000 phép tính/giây. „ 1955-1964, thế hệ 2 Transitor Intel transitor processor „ 1965-1974, thế hệ 3 Mạch tích hợp (Intergrated Circuit – IC) „ 1975-nay, Thế hệ 4 LSI (Large Scale Integration) VLSI (Very LSI), ULSI (Ultra LSI) Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
10. 9 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
11. 10 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
12. 11 III. PHÂN LOẠI MÁY TÍNH „ Personal Computer (PC) / Microcomputer „ Minicomputer Nhanh hơn PC 3-10 lần „ Mainframe Nhanh hơn PC 10-40 lần „ Supercomputer Nhanh hơn PC 50-1.500 lần Phục vụ nghiên cứu là chính 8 bước thực hiện lệnh của CPU 1. Lấy lệnh kế tiếp từ bộ nhớ vào thanh ghi lệnh IR. 2. Thay đổi bộ đếm chương trình PC để trỏ tới lệnh tiếp sau nữa. 3. Xác định loại của lệnh vừa lấy (làm gì?). 4. Nếu lệnh sử dụng dữ liệu trong bộ nhớ thì xác định xem nó ở đâu. 5. Lấy dữ liệu (nếu có) vào thanh ghi của CPU. 6. Thi hành lệnh. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
13. 12 7. Cất kết quả vào nơi cần lưu trữ. 8. Trở lại bước 1 để làm lệnh kế. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
14. 13 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
15. 14 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
16. 15 Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
17. 16 CHƯƠNG 1 :CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH BÊN TRONG MÁY PC Mục tiêu : Sau khi học xong phần này học sinh có khả năng - Nhận dạng các thành phần chính bên trong máy tính. - Chọn lựa chính xác các phần cứng theo yêu cầu về công dụng của một thành phần. - Phân biệt hình thù máy : AT và ATX. - Xác định chính xác các hình thù của các thành phần chính bên trong máy. Yêu cầu : Nắm được chức năng của máy tính và phân biệt các loại PC Nội dung : - Các thành phần bên trong máy PC - Những điều cần lưu ý khi tháo lắp máy - Các yếu tố hình thù máy §Ó cã thÓ n©ng cÊp hoÆc xö lý sù cè trong m¸y PC mét c¸ch cã hiÖu qu¶, ng−êi kü thuËt viªn cÇn ph¶i quen thuéc víi nh÷ng kh¸i niÖn tæng qu¸t vÒ mÆt vËt lý còng nh− c¬ häc cña m¸y. Ph¶i cã kh¶ n¨mg th¸o rêi m¸y mét c¸ch nhanh chãng (mµ kh«ng lµm h− h¹i vá m¸y hoÆc c¸c bé phËn l¾p ghÐp bªn trong), sau ®ã ph¶i nhanh chãng nhËn d¹ng chÝnh x¸c tõng côm bé phËn, c¸c b¶n m¹ch më réng (Expansion Board) vµ c¸c ®Çu nèi (Connector) Sau khi hoµn tÊt mét phiªn chuÈn ®o¸n vµ söa ch÷a ng−êi kü thuËt viªn ph¶i cã kh¶ n¨ng l¾p r¸p m¸y vµ nh÷ng phÇn vá bäc cña nã l¹i nh− cò (còng kh«ng lµm h− h¹i chóng) Môc ®Ých cña bµi chØ ra c¸c côm bé phËn c«ng t¸c kh¸c nhau trong m¸y vµ ®Ò nghÞ nh÷ng nguyªn t¾c l¾p r¸p tæng qu¸t ®èi víi mét PC. I. tæng quan vÒ c¸c bé phËn bªn d−íi n¾p m¸y - Quan s¸t mét m¸y tÝnh cô thÓ tho¹t tr«ng cã vÎ rèi r¨m nh−ng xem kü l¹i sÏ thÊy thùc ra chØ cã mét Ýt côm bé phËn sau : Parallel port Video Board Serial port Moderm Board Mouse Connector Sound Board Keyboard Connector Keyboard Connector Power Supply CPU Ram Floppy Hard driver Main Board CD-Rom Driver H×nh 1.1 : KiÓu c¸ch s¾p ®Æt trong mét m¸y PC Desktop tiªu biÓu - Vá bäc, bé nguån, bo m¹ch chÝnh, mét æ ®Üa mÒm, mét æ ®Üa cøng, mét m¹ch ®iÒu hîp h×nh ¶nh (Card mµn h×nh) vµ mét bé ®iÒu khتn æ ®Üa, bé nhí (RAM) vµ bé xö lý (CPU). Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
18. 17 II. cÊu t¹o - chøc n¨ng cña c¸c bé phËn II.1 Vá m¸y - §©y lµ bé phËn dÔ thÊy nhÊt ®−îc lµm b»ng thÐp hoÆc b»ng thÐp hoÆc s¾t, ®¶m tr¸ch mét chøc n¨ng mét sè chøc n¨ng quan träng : Lo¹i vá nguån AT Lo¹i vá nguån ATX H×nh 1.2 : C¸c lo¹i vá m¸y • Quan träng nhÊt lµ vá bäc nµy lµm thµnh c¸i khung s−ên c¬ khÝ cho mäi m¸y PC, mäi bé phËn kh¸c ®Òu ®−îc b¾t vÝt ch¾c ch¾n vµo khung s−ên. • Khung s−ên nµy ®−îc nèi ®Êt vÒ mÆt ®iÖn th«ng qua bé nguån, viÖc nèi ®Êt nµy ng¨n kh«ng cho c¸c hiÖn t−îng tÝch tô hoÆc phßng tÜnh ®iÖn lµm h− h¹i c¸c côm bé phËn kh¸c. - An toµn khi lµm viÖc víi vá m¸y : b»ng c¸ch x¶ ®iÖn. - Lo¹i vá m¸y : th«ng th−êng ®−îc ph©n lo¹i theo c¸ch bè trÝ cã lo¹i : ®øng hoÆc n»m, ph©n lo¹i theo nguån th× cã hai lo¹i vá AT vµ vá ATX . - Vá m¸y cã c¸c ng¨n ®Ó ®Æt c¸c æ ®Üa, qu¹t hót giã vµ kÝch th−íc cµng ngµy cµng nhá l¹i II.2. Bé nguån - Bé nguån cã mµu b¹c th−êng ®Æt phÝa sau bªn ph¶i vá m¸y, dßng ®iÖn xoay chiÒu ®i vµo nguån ®iÖn th«ng qua d©y c¾m AC, ®−îc nèi phÝa sau vá m¸y. Sau ®ã bé nguån sÏ xuÊt ra mét lo¹t dßng ®iÖn mét chiÒu ®Ó cung cÊp cho bo m¹ch chÝnh, c¸c æ ®Üa. DC ±12V AC Power Input output Supply DC ±5V - Ph©n lo¹i th«ng qua c¸c ®Çu c¾m vµo bo m¹ch chÝnh : AT vµ ATX - Sù chuyÓn ®æi ®iÖn xoay chiÒu thµnh mét chiÒu sinh ra mét l−îng nhiÖt lín, ®ã lµ lý do hÇu nh− bé nguån nµo còng cã qu¹t lµm m¸t. - Nh÷ng ®ît t¨ng ¸p (Surge), ®ét biÕn ®iÖn (Spike) vµ nh÷ng biÕn ®æi bÊt th−êng kh¸c g©y tai ho¹ trong viÖc ph©n phèi ®iÖn xoay chiÒu còng vµo ®−îc trong bé nguån PC, n¬i chóng cã thÓ g©y ra nh÷ng h− h¹i nghiªm träng, chÊt l−îng cña c¸ch thiÕt kÕ bé nguån vµ c¸c thµnh phÇn trong m¸y sÏ quyÕt ®Þnh tuæi thä cña nã. Mét bé nguån chÊt l−îng sÏ chèng chÞu ®−îc nh÷ng sù cè vÒ ®iÖn vµ chÊp nhËn ®−îc nh÷ng khã kh¨n trong ho¹t ®éng b×nh th−êng cña m¸y. Khi thay thÕ hoÆc n©ng cÊp mét bé nguån nªn chän kiÓu bé nguån nµo ®¸ng tin cËy. II.3. B¶ng m¹ch chÝnh - B¶ng m¹ch chÝnh (cßn ®−îc gäi lµ Mainboard, System Board, Mother Board ) chøa ®ùng phÇn lín n¨ng lùc xö lý cña m¸y. - Mét bo m¹ch chÝnh th−êng cã nh÷ng thµnh phÇn sau : §Õ c¾m CPU, C¸c m¹ch ®iÖn xung nhÞp/ ®Þnh thêi, khe c¾m RAM, Cache, ROM BIOS, C¸c cæng tuÇn tù, Cæng song song vµ c¸c khe c¾m më réng. - Mçi phÇn cña bo m¹ch chÝnh ®Òu ®−îc rµng buéc víi m¹ch ®iÖn luËn lý nèi liÒn chóng. - NhËn diÖn bo m¹ch chÝnh lµ bo m¹ch lín n»m riªng, s¸t nÒn s−ên cña m¸y. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
19. 18 Lo¹i bo AT tiªu biÓu Lo¹i bo ATX a. §Õ c¾m CPU : th−êng cã c¸c d¹ng sau socket 3, socket 4, socket 7 (273 ch©n), socket 370, socket 423, socket 478, Slot 1, Slot A. b. Khe c¾m bé nhí : dïng ®Ó g¾n bé nhí rêi bªn ngoµi vµo bo m¹ch chÝnh, c¸c khe c¾m nµy th−êng cã tªn gäi sau SIM (72 ch©n - Single In-line Memory Module), DIM (168 ch©n - Dual In-line Memory Module) c. Bé nhí ®Öm (Cache) : lµ mét kü thuËt ®Ó c¶i thiÖn hiÖu n¨ng ho¹t ®éng cña bé nhí b»ng c¸ch l−u gi÷ mét l−îng giíi h¹n nh÷ng th«ng tin th−êng ®−îc dïng trong mét thø RAM ®Öm tr÷ rÊt nhanh gäi lµ RAM cache d. C¸c Chipset lµ mét tËp hîp c¸c IC ®−îc tèi −u ho¸ cao ®é, cã liªn quan chÆt chÏ víi nhau, mµ khi phèi hîp nhau sÏ xö lý hÇu nh− tÊt c¶ nh÷ng chøc n¨ng yÓm trî cña mét bo m¹ch chÝnh. - Ph©n lo¹i chipset : Intel, Via, UMC sÏ cho biÕt tÝnh n¨ng hç trî cho CPU, bé nhí, C¸c Card më réng, Cæng ®å ho¹ gia tèc AGP (Accelerated Graphics Port), Cæng USB (Univergal Serial Bus). e. BIOS - Bios lµ mét tËp hîp c¸c ch−¬ng tr×nh nhá ®−îc ghi lªn c¸c vi m¹ch ROM, cho phÐp hÖ ®iÒu hµnh (nh− MS- DOS hoÆc Windows ch¼ng h¹n) t−¬ng t¸c víi bé nhí vµ c¸c æ ®Üa, thiÕt bÞ kh¸c trong m¸y. f. C¸c khe c¾m më réng - Mçi bo m¹ch chÝnh cung cÊp mét sè khe c¾m më réng nhÊt ®Þnh, sè l−îng khe c¾m më réng cã t¸c dông giíi h¹n sè tÝnh n¨ng vµ thiÕt bÞ cã thÓ ®−îc bæ sung vµo m¸y. - Cã c¸c khe c¾m më réng sau : PCI, ISA, VESA, AGP. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
20. 19 II.4. Bé xö lý (CPU - Central Processing Unit) - CPU lµ bé xö lý chÝnh cña m¸y, chôi tr¸ch nhiÖm xö lý mäi lÖnh vµ d÷ liÖu. - KiÓu CPU quyÕt ®Þnh n¨ng lùc xö lý tæng thÓ cña m¸y. - Tèc ®é CPU : chÝnh lµ xung nhÞp (®o b»ng Mhz) còng ¶nh h−ëng ®Õn hiÖu n©ng cña m¸y. VÝ dô : m¸y cã CPU Pentium 166Mhz sÏ nhanh h¬n so víi m¸y cã CPU Pentium 120Mhz. II.5. Bé nhí - RAM lµ bé nhí t¹m thêi - Cã c¸c lo¹i sau : SIM, DIM, EDO, SRDRAM - Sè ch©n II.6. C¸c æ ®Üa - C¸c lo¹i ®Üa lµ lo¹i thiÕt bÞ rÊt ®a d¹ng, ®−îc dïng ®Ó l−u tr÷ hoÆc lÊy ra nh÷ng l−îng th«ng tin t−¬ng ®èi lín. - Cã c¸c lo¹i æ ®Üa : ®Üa mÒm (FDD - Floppy Disk Driver), æ ®Üa cøng (HDD - Hard Disk Driver), vµ æ CD- ROM, æ nÐn (Zip), æ b¨ng (tape driver), æ ghi CD (CD Record), æ PC Card (PCMCIA), æ ghi xo¸ CD (RW CD), æ DVD. FDD HDD CD-ROM Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
21. 20 II.7. C¸c bo m¹ch më réng - C¸c bo m¹ch më réng th−êng ®−îc c¾m trªn bo m¹ch chÝnh th«ng qua c¸c khe c¾m mçi bo sÏ thùc hiÖn tõng chøc n¨ng riªng. Ngµy nay c¸c bo nµy hÇu nh− ®−îc tÝch hîp trªn bo m¹ch chÝnh. - Khi nhËn d¹ng mét bo m¹ch chÝnh cÇn ®Ó ý c¸c ®iÓm sau : C«ng dông, ch©n c¾m, cæng xuÊt tÝn hiÖu, Chipset, nh·n hiÖu. - Cã c¸c lo¹i bo m¹ch më réng sau : • HiÓn thÞ h×nh ¶nh : ®−îc thiÕt kÕ ®Ó chuyÓn ®æi d÷ liÖu ®å h¹o th« ®i qua ®−êng Bus hÖ thèng ra thµnh d÷ liÖu ®iÓm ¶nh (pixel) ®−îc hiÓn thÞ trªn mµn h×nh. Card PCI Card AGP • ¢m thanh - NhiÖm vô chuyÓn ®æi ©m thanh kü thuËt sè sang tÝn hiÖu t−¬ng tù vµ xuÊt ra loa hay ng−îc l¹i ®Ó thu ©m thanh vµo m¸y, cã hai lo¹i Bus hÖ thèng cho Card ©m thanh lµ PCI vµ ISA. • Bo m¹ch ®iÒu hîp æ ®Üa (Drive Adapter) : ®−îc thiÕt kÕ ®Ó g¾n thªm æ ®Üa, cæng g¾n thiÕt bÞ ngo¹i vi. • C¸c cæng vµ Moderm : dïng ®Ó ghÐp nèi c¸c m¸y PC, nèi ®Õn Internet. III. NHỮNG ĐIỀU CẦN LƯU Ý KHI THÁO LẮP MÁY Thông thường, những công đoạn cơ học của quá trình sửa chữa máy PC tháo rời máy ra và lắp trở lại thường bị coi nhẹ hoặc được để “hậu xét”. Như bạn đã thấy ở phần trên, các bộ phận được lắp ghép của PC không phức tạp lắm, song nếu bạn bất cẩn hoặc vội vàng trong khi sửa chữa thì lợi bất cập hại đấy. Khi sửa chữa mà làm thất lạc một vài bộ phận hoặc gây ra những hư hại lặt vật nào đó trong máy, chắc chắn bạn sẽ mất khách hàng. Những mục sau đây vạch ra một số điều cần quan tâm, vốn có thể giúp bạn có được một phiên sủa chữa nhanh chóng và có chất lượng cao. III.1. Giá trị của dữ liệu chứa trong máy Khi sửa chữa máy, một sự thật không thể không xét đến của hoạt động điện toán ngày nay là, dữ liệu trong các ổ đĩa cứng của một khách hàng thường có giá trị hơn bản thân phần cứng của máy. Nếu khách hàng là chủ hãng hoặc khách hang của một tập đoàn, bạn có thể chắc rằng máy của họ có chứa những thông tin giá trị về kế toán, kỹ thuật, tham khảo, thiết kế có ý nghĩa sống còn đối với công việc của họ. Vì vậy trước tiên bạn phải tự bảo vệ để tránh nguy cơ gặp phải những vấn đề có liên quan đến dữ liệu của klhách hàng. Cho dù các ổ đĩa của họ đang gây trục trặc, khách hàng có thể buộc bạn phải chụi trách nhiệm nếu như bạn không có khả năng phục hồi thông tin trước đó của họ. Bạn hãy bắt đầu một chế độ phòng ngừa bằng lời và bằng văn bản kiên định đi. Có thể thực hiện những kiểu phòng xa như sau (nhưng không phải chỉ có thế thôi) • Luôn khuyên khách hàng thường xuyên lưu dự phòng máy của họ. Trước khi khách hàng đem máy đến, bạn hãy khuyên họ thực hiện một cuộc lưu dự phòng đầy đủ các ổ đĩa của họ, nếu được. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
22. 21 • Luôn khuyên khách hàng kiểm tra lại các bản sao lưu dự phòng của họ - bản sao lưu sẽ vô giá trị nếu nó không thể được khôi phục lại. • Khi khách hàng giao máy cho bạn sửa chữa, bạn phải đảm bảo rằng họ ký vào một biên bản đề nghị sửa chữa (work order) III.2. Mở máy Đa số các máy là Desktop hoặc tower thường dùng một khung sườn bằng kim loại, được che phủ bởi nắp hoặc vỏ bọc kim loại có sơn, vốn được bắt chặt vào khung sườn bằng một loại ốc vít. Thường thi có 9 con vít, mỗi bên hông có hai con và năm con ở phía sau khung sườn máy Có ba yếu tố cần nhơ khi tháo gỡ ốc vít và các phần cứng gá lắp khác + Đừng đánh dấu hoặc moi móc các vỏ kim loại có sơn. Khách hành hoàn toàn có lý khi muốn giữ gìn chiếc máy PC mà họ đã bỏ tiền ra mua. Cũng phải cẩn thận như vậy đối với vỏ máy sau khi tháo rồi đặt nó sang một bên. + Cất các ốc vít ở một nơi an toàn, có sắp đặt hẳn hoi + Chú ý để từng ốc vít khi tháo và để riêng ra từng nhóm ốc vít. Phải hết sức cẩn thận khi trượt vỏ máy ra khỏi máy. Các móc gài hoặc các gờ gia cố bằng kim loại được hàn vào vỏ có thể cắt các dây cáp tín hiệu. Nguyên tắc ở đây thật đơn giản không nên cố ép gì cả! Nếu gặp phải sự trở ngại nào đó thì phải dừng lại và dò tìm cẩn thận xem trở ngại đó là gì ? khắc phục một trở ngại luôn luôn nhanh hơn là thay một sợi cáp. III.3. Đóng máy Sau khi sửa chữa hoặc nâng cấp máy PC đã hoàn tất, hẳn bạn cần đóng máy lại. Tuy nhiên trước khi lắp vỏ máy vào vị trí củ của nó, bạn phải kiểm tra cẩn thận PC một lần chót cái đã. Bạn phải đảm bảo mọi phụ kiện được lắp đặt và bắt chặt đúng vào các vị trí bằng những phần cứng và các ốc vít phù hợp. Không thể chấp nhận thừa ra những bộ phận nào đó, việc này rất có lợi. Sau khi các thiết bị của máy đã được lắp lại chặt chẽ, bạn có thể cấp điện cho máy rồi chạy các trình chuẩn đoán nhằm kiểm tra hệ thống, khi máy đã được kiểm tra đúng đắn rồi, bạn có thể lắp vỏ máy vào (nên cẩn thận, tránh phá hư các cáp và dây dẫn) rồi siết chặt bằng các ốc vít III.4. Vài nguyên tắc khi làm việc bên trong máy Bất luận bạn đang giải quyết trục trặc, đang nâng cấp máy hay đang lắp đặt mới máy PC của riêng bạn, chắc chắn bạn phải bỏ ra nhiều thời gian để làm việc bên trong các máy desktop cũng như tower. Rủi thay, có nhiều vấn đề tiềm tàng có thể coi nhẹ (hoặc thậm chí bị chính người sửa gây ra) khi làm việc bên trong máy. Những nguyên tắc sau đây có thể giúp bạn có phần lớn kinh nghiệm và giảm thiểu khả năng xảy ra các vấn đề phụ khi thao tác bên trong máy : + Phải cẩn thận với các mép sắc bén chạy dọc theo vỏ kim loại hoặc bên trong thân khung sườn kim loại của máy + Phải kiểm tra xem kết cấu khung sườn có chặt chẽ hay không + Kiểm tra các khe thông gió và các quạt xem có thông gió tốt hay không + Kiểm tra bụi bặm và rác rưởi + Cẩn thận khi chọn khung sườn mới + Nên trung thành với các vỏ máy, các bộ nguồn và các bo mạch chính đã chuẩn hoá + Giữ cho các ổ đĩa được gắn chặt, gọn gàng khít khao + Hãy gắn bo mạch chính một cách cẩn thận + Hãy kiểm tra các mối nối một cách kỹ lưỡng + Nhớ kiểm tra các bo mạch + Nhớ kiểm tra các thiết bị bộ nhớ + Nhớ kiểm tra quạt/ giải nhiệt dành cho CPU Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
23. 22 IV. CÁC YẾU TỐ HÌNH THÙ MÁY (FORM FACTOR) CHUẨN Trước kia, khung sườn của PC luôn được coi là vấn đề may rủi. bạn chọn lựa vỏ máy, bộ nguồn, bo mạch chính. rồi họp máy hy vọng rằng mọi thứ đều ăn khớp với nhau. Rất thường xảy ra chuyện các lỗ bắt vit không giống thẳng được với nhau và bạn buộc phải tháo ra trở lại hoặc phải “sân siu” các bộ phận laik với nhau tức gióng hàng càng nhiều lỗ vít càng tốt và lờ đi, cát xén đi hoặc tháo bớt các trụ chống. Trong vài năm gần đây các nhà sản xuất PC đã ngồi lại với nhau để xây dựng một bộ kích thước chuẩn cho các thành phần chủ chốt của PC (vỏ máy, bo mạch chính và bộ nguồn). Có hai tiêu chuẩn hiện đang thịnh hành tên là ATX và NLX. Mục này sẽ khảo sát chi tiết về từng tiêu chuẩn ấy. IV.1 Yếu tố hình thù ATX Yếu tố hình thù ATX phiên bảng 2.01 chính là nổ lực đầu tiên nhằm chuẩn hoá các bộ phận chính của máy PC. Ngoài việc dùng các lỗ bắt vít được sắp đặt khéo léo, giải pháp ATX cũng thực hiện một số cải tiến then chót đối với cách bố trí của hệ thống. Hình : Kiểu sắp sếp của bo mạch chính ATX + CPU được bố trí lại tại một vị trí không ảnh hưởng gì đến các bo mạch mở rộng có kích thước dài đủ chuẩn trên bảng mạch chính + Sử dụng các cổng I/O phía sau và các chỗ cắm nối ra Panel đằng trước đã được chuẩn hoá trên các bo mạch chính ATX, khiến đơn giản cách bố trí vỏ máy và giảm bớt việc nối dây từ bo mạch chính Các yếu tố của hình thù ATX đi kèm + Các kích thước của bo mạch ATX Form Factor Max. Width (mm) Max. Depth (mm) microATX 244 244 FlexATX 229 191 ITX 215 191 + Các chổ kết nối của bản mạch Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
24. 23 + Bộ nguồn ATX + Vỏ máy ATX IV.2 Yếu tố hình thù NLX Yếu tố hình thù NLX phiên bản 1.2 là một trong những đặc tả kích thước mới nhất dành cho PC hiện đại. NLX được thiết kế đặc biệt thích nghi với những máy PC kiểu “Low profile” (tức là có biên dạng thấp). Các yếu tố của hình thù NLX đi kèm + Các kích thước của bo mạch NLX + Các chổ kết nối của bản mạch + Bộ nguồn NLX + Vỏ máy NLX Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
25. 24 CHƯƠNG 2 : CÁC HỆ ĐIỀU HÀNH VÀ QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY PC Mục tiêu : Sau khi học xong, học sinh có khả năng - Phân biệt các hệ thống cấp bậc trong PC. - Liệt kê công dụng của các hệ điều hành thông dụng. - Nắm các chức năng của hệ điều hành MS-DOS hoặc Windows. - Vẽ chu trình khởi động máy. Yêu cầu : Nắm được nguyên lý hoạt động của máy tính Nội dung : - Hệ thống cấp bậc trong PC - Tìm hiểu các hệ điều hành thông dụng - Khảo sát hệ điều hành MS - DOS - Quá trình khởi động của máy Là kỹ thuật viên máy tính, điều quan trọng sống còn đối với bạn là hiểu được mối quan hệ giữa phần cứng và phần mềm của PC. Vào những ngày máy tính mới xuất hiện người ta chỉ chú ý đến phần cứng. Do bởi những phần mềm thửa ban đầu ấy chỉ được viết cho máy tính cụ thể thôi (như máy PDP của DEC hoặc IBM 7094 của IBM chẳng hạn) và các máy tính lúc ấy rất hạn chế về khả năng lưu trữ và xử lý, nên các phần mềm chỉ xuất hiện như một giải pháp sau cùng" (hiện nay, chúng ta vẫn thấy sự phát triển phần mềm bị tụt hậu so với phần cứng). Với sự ra đời của các máy tính cá nhân vào giữa những năm 1970, các nhà thiết kế máy nhận ra rằng cần có một sự lựa chọn rộng rãi về phần mềm để làm cho các máy PC hấp dẫn công chúng. Thay vì viết những phần mềm dành riêng cho các máy cụ thể, có lẽ cần có một môi trường đồng nhất hơn để quản lý các tài nguyên hệ thống và làm nền tảng để chạy các chương trình ứng dụng. Theo cách đó các ứng dụng phải có tính dễ trao đổi giữu các máy, nơi mà trước đó các tài nguyên phần cứng vốn không tương thích với nhau. Cái "môi trường ứng dụng đồng nhất" này trở thành cái gọi là Hệ điều hành (Operating System - OS). Khi IBM thiết kế máy PC, họ đã chọn cấp phép cho một hệ điều hành đơn giản, được phát triển từ một công ty mới ra đời Microsoft. Mặc dù chúng ta làm việc thường xuyên với phần cứng, nhưng phải nhận thức rằng hệ điều hành có ảnh hưởng sâu sắc lên các tài nguyên của PC, và lên cách thức cấp phát các tài nguyên đó cho mỗi ứng dụng phần mềm riêng lẻ. Điều này đặc biệt đúng đối với những hệ điều hành phức tạp hơn sau này, như Windows XP và Linux chẳng hạn. Mọi kỹ thuật viên "có nghề" đều cảm nhận sự thật rằng mọi trục trặc của hệ điều hành đều gây ra vấn đề với hiệu năng hoạt động của PC. Phần này giải thích mối quan hệ giữa phần cứng và phần mềm PC, minh hoạ một số đặc điểm chính trong các hệ điều hành tiêu biểu, và các bước của quá trình khởi động tiêu biểu của một máy PC. I. HỆ THỐNG CẤP BẬC TRONG PC Trước khi đi sâu vào hệ điều hành, chúng ta phải hiểu được mối quan hệ phức tạp (và thường khiến người ta rối trí) giữa phần cứng và phần mềm của PC. Mối quan hệ này được minh hoạ bởi hình sau : Bài giảng KTSC Máy tính H Hardware H.V.Hà H
26. 25 Hình : Hệ thống cấp bậc trong một máy PC thông thường I.1. Phần cứng Phần cứng tạo nên cốt lõi của một máy PC, không có máy tính nào là không có phần cứng bao gồm các mạch điện tử, các ổ đĩa, các bo mạch mở rộng, các bộ nguồn, các thiết bị ngoại vi, những dây và cáp nối giữa chúng với nhau. Không chỉ bản thân PC, nó còn bao gồm cả monitor, bàn phím, thiết bị trot, máy in Bằng cách gởi những thông tin số hoá đến những cổng hoặc địa chỉ khác nhau trong bộ nhớ, nó có thể điều tác (điều động và tác động) lên hầu như mọi thứ có nối với CPU của máy. Đáng tiếc là, việc điều khiển phần cứng là một quá trình khó khăn, đòi hỏi phải có sự hiểu biết cặn kẽ về kiến trúc điện tử (và kỹ thuật số) của PC. Làm thế nào mà Microsoft có thể phát triển hệ điều hành mà hoạt động được trên máy AT dùng chip 286 cũng như máy đời mới dựa trên chip Pentium? Do bởi mỗi nhà chế tạo PC đều thiết kế hệ thống mạch điện điện tử trong máy của họ (đặc biệt là mạch điện của bo mạch chính) một cách khác biệt, nên hầu như không thể nào tạo ra một hệ điều hành "vạn năng" (dùng được cho mọi máy) mà không có một phương tiện giao tiếp (interface) nào đó giữa hệ điều hành chuẩn ấy và những phần cứng vô cùng đa dạng trên thi trường. Phương tiện giao tiếp này được thực hiện bởi BIOS (Basic Input/Output System) I. 2. BIOS Nói một cách đơn giản, BIOS là một tập hợp các đoản trình hay dịch vụ (service), theo cách gọi chính thức của các nhà lập trình, vốn được thiết kế để điều hành từng tiểu hệ thống (subsystem) phần cứng chính của PC (tức các tiểu hệ thống hiển thị hình, đĩa, bàn phím, v v ), có một tập hợp các lời gọi (call) chuẩn, ban đầu được IBM phát minh ra để gọi ra thực hiện các dịch vụ này của BIOS và "người" ban ra những lời gọi đó chính la hệ điều hành. Khi hệ điều hành yêu cầu một dịch vụ BIOS chuẩn, đoản trình BIOS cụ thể sẽ thực hiện chức năng (hay hàm function) thích hợp, vốn được chuẩn bị sẵn cho tiểu hệ thống phần cứng tương ứng. Như vậy, mỗi kiểu thiết kế PC cần phải có BIOS riêng của nó khi dùng phương pháp này, BIOS đóng vai trò như một "chất keo" cho phép các phần cứng khác nhau (và cũ kỹ) đều làm việc được với chỉ một hệ điều hành duy nhất. Ngoài các dịch vụ ra, BIOS còn chạy một chương trình tự kiểm tra (POST : Power On Self Test) mỗi lần máy được khởi động. Chương trình POST này kiểm tra các hệ thống chính của PC trước khi cố gắng nạp một hệ điều hành. Bởi vì BIOS là riêng cho từng kiểu thiết kế PC cụ thể, nên nó nằm trên bo mạch chính, dưới dạng một IC bộ nhớ chỉ đọc (ROM). Các máy đời mới hiện nay thì dùng những con ROM có thể ghi lại bằng điện được (gọi là "Flash" ROM), vốn cho phép BIOS được cập nhật mà không cần phải thay chip ROM BIOS. Vì lý do đó, chắc hẳn chúng ta đã thấy BIOS gọi là phần dẻo (Firmware) chứ không phải phần mềm (software). Sự hữu hiệu và chính xác của mã chương trình BIOS sẽ có một tác động sâu sắc lên hoạt động tổng thể của PC, các đoản trình càng tốt thì sẽ dẫn đến hiệu năng hệ thống càng tốt, còn các đoản trình BIOS không hiệu quả có thể dễ dàng làm sa lầy hệ thống. Các bug (lỗi phần mềm) trong BIOS có thể có những hậu quả nghiêm trọng sau đó đối với hệ thống (mất mát các tập tin và hệ thống bị treo chẳng hạn) Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
27. 26 I.3. Hệ điều hành Hệ điều hành: thuật ngữ tiếng Anh gọi là “Operating System”. • Góc độ người dùng: ¾ Hệ điều hành là hệ thống các chương trình cho phép khai thác thuận tiện các tài nguyên của hệ thống tính toán (máy tính). ¾ Tài nguyên: CPU, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi, chương trình. • Người lập trình: ¾ Hệ điều hành là môi trường cho phép người lập trình xây dựng các ứng dụng phục vụ các nhu cầu thực tiễn. Hệ điều hành phục vụ hai chức năng rất quan trong các máy PC hiện đại : • Hệ điều hành tương tác với và cung cấp một phần mở rộng cho BIOS. Phần mở rộng này cung cấp cho các ứng dụng một tuyển tập phong phú các Function điều khiển đĩa và xử lý các tập tin ở mức cao. Chính số lượng các hàm liên quan tới đĩa này đã khiến tên của hệ điều hành này có thêm thuật ngữ disk phía trước (disk operating system - DOS). Khi một chương trình ứng dụng cần thực hiện việc truy cập đĩa hoặc xử lý file, lớp Dos này sẽ thực thi hầu hết các công việc đó. Nhờ khả năng truy cập vào một thư viện các hàm thường dùng thông qua Dos, người ta có thể viết các chương trình ứng dụng mà không cần phải kết hợp phần mã lệnh dành cho những function phức tạp như vậy vào trong bản thân chương trình ứng dụng đó. Trong hoạt động thực tế, hệ điều hành và BIOS phối hợp nhau chặt chẽ để mang lại các ứng dụng khả năng truy cập dễ dàng vào các tài nguyên của hệ thống. • Hệ điều hành hình thành một môi trường (environment hoặc shell) để thông qua đó mà thi hành các ứng dụng được và cung cấp một giao diện người dùng (interface, tức một phương tiện để giao tiếp với người dùng), cho phép bạn và khách hàng của bạn tương tác với PC. Hệ điều hành MS-DOS dùng giao diện kiểu dòng lệnh, được điều khiển bởi bàn phím, với các dấu hiệu tiêu biểu là dấu nhắc đợi lệnh (command-line prompt, chẳng hạn c:>\_) mà những người dùng máy tính lâu năm hẳn đã quá quen thuộc. Ngược lại, các hệ điều hành thuộc họ windows lại được cung cấp một giao diện người dùng đồ hoạ (graphic user interface - GUI), trông cậy vào các ký hiệu và hình tượng vốn được người dùng chọn bằng con chuột hay các thiết bị điểm trỏ khác. I.4. Các chương trình ứng dụng Cuối cùng mục tiêu của máy tính là thi hành các chương trình ứng dụng (các chương trình xử lý từ chương, xử lý bảng tính, các trò chơi ). Hệ điều hành nạp và cho phép người dùng khởi chạy (các) ứng dụng họ cần. Nếu (các) ứng dụng ấy đòi hỏi tài nguyên hệ thống trong khi chạy, nó sẽ thực hiện một lời gọi dịch vụ thích hợp đến DOS hoặc BIOS; DOS và BIOS, đến lượt nó sẽ truy cập function cần thiết và gửi thông tin nào cần thiết về lại cho ứng dụng đang gọi. Những hoạt động thực tế của một cuộc trao đổi như vậy phức tạp hơn đã mô tả ở đây. Chúng ta đã có một cái nhìn khái quát về hệ thống cấp bậc trong một PC thông thường và đã hiểu được cách thức mà mỗi lớp đó tương tác với nhau. II. TÌM HIỂU ĐẶC ĐIỂM CÁC HỆ ĐIỀU HÀNH THÔNG DỤNG Có nhiều hệ điều hành khác nhau được viết cho các máy tính ngày nay. Phạm vi và độ phức tạp của các hệ điều hành này vô cùng đa dạng. Một số là những phần mềm hệ điều hành khổng lồ, phức tạp, đầy tính thương mại (như windows chẳng hạn), trong khi số khác lại chỉ là những gói phần mềm nhỏ, được phân phối tự do (như FreeBSD chẳng hạn). Có những hệ điều hành được thiết kế để có được những tính năng như hoạt động theo thời gian thực (real-time operation), đa nhiệm thực sự hoặc với hiệu năng cao (true or high-performance multitasking), hoặc có khả năng kết nối mạng (networking). Các hệ điều hành được chuyên biệt hoá thì thường được giới thiệu là yểm trợ các loại máy đặc biệt, chẳng hạn máy điều khiển qui trình sản xuất, máy chế tạo sản phẩm, hoặc những nhu cầu "nhiệm vụ tối quan trong" khác. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
28. 27 Với nhiệm vụ là một kỹ thuật viên, bạn phải hiểu được những tính năng, đặc điểm quan trọng của các hệ điều hành hiện nay và hiểu được tại sao hệ điều hành này được chọn chứ không phải hệ điều hành kia. Những mục dưới đây sẽ cho biết một số đặc điểm nổi bật của các hệ điều hành thương mại : III. KHẢO SÁT HỆ ĐIỀU HÀNH MS-DOS MS-DOS cung cấp những tài nguyên nhập/xuất cho các chương trình ứng dụng, cũng như môi trường để thi hành các chương trình hoặc tương tác với các hệ điều hành. Để thực hiện nhiệm vụ này, MS-DOS sử dụng 3 file : IO.SYS, MSDOS.SYS và COMMAND.COM. Chú ý tuy có nhiều file khác đi kèm với MS-DOS, nhưng về mặt kỹ thuật, chúng không phải là những thành phần của bản thân hệ điều hành này, mà chỉ là một thư viện các tiện ích nhằm giúp tối ưu hoá và bảo trì duy tu hệ thống thôi. Các mục nhỏ dưới đây sẽ khảo sát từng file một trong số 3 file cốt lõi của MS-DOS này một cách chi tiết hơn. Tuy nhiên xin nhớ rằng, việc nạp và chạy một hệ điều hành đúng đắn hay không còn phụ thuộc vào các tài nguyên xử lý, bộ nhớ và hệ thống đĩa thích đáng nữa. III.1. IO.SYS File IO.SYS cung cấp nhiều đoản trình (hoặc trình điều khiển thiết bị - Driver) cấp thấp, vốn tương tác với BIOS (đôi khi tương tác với phần cứng của máy luôn). Một số phiên bản IO.SYS được tuỳ biến (sửa lại theo ý riêng) của các nhà sản xuất thiết bị cơ bản để bổ sung cho BIOS cụ thể trên máy của họ. Tuy nhiên, chuyện tuỳ biến hệ điều hành như thế hiện nay cũng hiếm gặp, bởi vì nó dẫn đến sự bất tương thích của hệ thống. Ngoài các Driver cấp thấp ra, IO.SYS cong chứa một đoản trình khởi sự hệ thống. Toàn bộ nội dung của IO.SYS (ngoại trừ phần thủ tục khởi sự hệ thống) được chứa trong phần bộ nhớ dưới thấp (low memory) trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống. IO.SYS là file được cấp cho thuộc tính hidden, cho nên sẽ không thấy nó khi rà duyệt một đĩa khởi động nào đó bằng một lệnh DIR bình thường. Tuy Microsoft đặt cho file này cái tên IO.SYS, nhưng các nhà chế tạo DOS khác có thể dùng một cái tên khác ví dụ tên file tương ứng với IO.SYS trong PC-DOS của IBM là IBMBIO.COM. Để một đĩa (đĩa mềm hoặc đĩa cứng) có thể khởi động được bên dưới MS-DOS 3.x hoặc 4.x, IO.SYS phải là file đầu tiên trong thư mục gốc của đĩa và nó phải chiếm ít nhất là cluster đầu tiên có thể dùng được trên đĩa (thường là cluster 2). (Vị trí này ghi rõ ở bootsetor của đĩa). Dĩ nhiên, các cluster sau đó chứa IO.SYS có thể nằm ở bất kỳ vị trí khác trong đĩa, giống như mọi file bình thường khác vậy. MS-DOS 5.x (và sau này) loại bỏ yêu cầu này và cho phép IO.SYS được đặt ở bất kỳ Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
29. 28 trong thư mục gốc của ổ đĩa. Khi việc truy cập đĩa bắt đầu diễn ra trong quá trình boot máy, boot sector của ổ đĩa boot được đọc vào xử lý và nó nạp IO.SYS vào bộ nhớ rồi trao cho nó quyền điều khiển hệ thống. Sau khi IO.SYS chạy rồi, quá trình boot process có thể tiếp tục. Nếu các file này bị lạc hoặc mất sẽ thấy thông điệp báo lỗi boot nào đó hoặc có thể hệ thống bị khoá cứng luôn. III.2. MSDOS.SYS Đây là phần cốt lõi của các phiên bản MS-DOS cho đến v6.22, File MSDOS.SYS được liệt kê thứ nhì trong thư mục gốc của đĩa khởi động và là file thứ nhì được nạp trong quá trình boot. Nó chứa các đoản trình có chức năng xử lý đĩa hệ thống và truy cập file. Giống như IO.SYS, file MSDOS.SYS được nạp vào trong vùng bộ nhớ thấp, nơi nó thường trú trong suốt quá trình hoạt động của hệ thống. Nếu file này bị mất hoặc sai lạc sẽ xuất hiện thông điệp thông báo lỗi boot nào đó hoặc hệ thống có thể bị treo cứng luôn. III.3. Các biến thể của IO.SYS và MSDOS.SYS dưới Windows Với sự xuất hiện của Windows 95 các file hệ thống cổ điển của DOS đã được thiết kế lại để tổ chức quá trình boot tốt hơn. Windows 95 đặt tất cả các chức năng có trong IO.SYS và MSDOS.SYS vào trong một file ẩn duy nhất, tên là IO.SYS (file này có thể bị đổi thành WIN-BOOT.SYS nếu khởi động máy PC bằng một phiên bản hệ điều hành đời trước). Hầu hết các tuỳ chọn lúc trước được ấn định bằng các mục trong file CONFIG.SYS giờ đây được tích hợp luôn vào trong IO.SYS của Windows 95. IO.SYS qui định một số chọn lựa mặc định. Tuy nhiên vẫn có thể bi thay thế bởi các đề mục trong một file CONFIG.SYS, nhưng các giá trị này được liệt kê như sau : dos=high Các thành phần hệ thống của Dos được tự động nạp vào trong bộ nhớ cao himem.sys Trình quản lý bộ nhớ được nạp ifshlp.sys Tiện ích tăng cường cho hệ thống file được nạp setver.exe Tiện ích qui định phiên bản DOS được nạp Files=60 Số đề mục quản lý file được cấp phát lastdriver=z Chỉ định mẫu tự ổ đĩa cuối cùng có thể phân bổ buffers=30 Số ngăn đệm cache dùng trong truy cập file stacks=9,256 Số chồng ngăn xếp được được tạo ra Shell=command.com Ấn định trình xử lý lệnh cần dùng fcbs=4 Ấn định số lượng tối đa các khối kiểm soát file Điều chỉnh MSDOS.SYS bên dưới MS-DOS 7.x : về cơ bản windows 95 đã loại bỏ chức năng của file MSDOS.SYS củ, giờ đây chỉ là file dạng văn bản, vốn được dùng để điều chỉnh quá trình khởi động hệ thống. Bình thường thì rất ít lý do để truy cập file này. file thường có dạng sau : [pahts] WinDir=C:\WINDOWS WinBootDir=C:\WINDOWS HostWinBootDrv=C [options] BootMulti=1 BootGui=1 ; ; The following lines are required for compatibility with orther program. ; Do not remove them (MSDOS.SYS needs to be > 1024 bytes) ; xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxa ;xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxb ;xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxc . Network=1 Có hai đoạn chính trong file MSDOS.SYS : đoạn path và đoạn Options + Đoạn Path : qui định các đường dẫn thư mục dẫn đến nơi chứa các file chính của windows. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
30. 29 + Đoạn [Options] cho phép ấn định nhiều thuộc tính có thể dùng được khi khởi động một máy trong trong Windows. WinDir= : Cho biết vị trí chứa các file chính của WINDOWS WinBootDir= : Cho biết vị trí các file khởi sự cần thiết HostWinBootDrv= : Cho biết vị trí thư mục gốc của ổ đĩa boot BootMulti= : Cho phép hay không cho phép boot từ nhiều hệ điều hành BootGui= : Cho phép hay không cho phép hiển thị menu khởi động của windows BootKeys= : Cho phép hay cho phép sử dụng các phím chọn lựa lúc khởi động BootWin= : Cho phép/không cho phép windows đóng vai trò hệ điều hành mặc định BootDelay=n : Cho phép ấn định khoảng thời gian trì hoãn khởi động hệ thống n giây (mặc định là 2 giây) III.4 COMMAND.COM File COMMAND.COM có chức năng tạo ra môi trường (shell) cho MS-DOS và là bộ xử lý (hay thông dịch) lệnh của nó. Đây chính là chương trình mà tương tác tại dấu nhắc đợi lệnh. COMMAND.COM là file thứ ba được nạp vào bộ nhớ khi máy khởi động và được chứa trong vùng bộ nhớ thấp, cùng với IO.SYS và MSDOS.SYS. Số lượng lệnh có thể dùng được tuỳ thuộc vào phiên bản MS-DOS đang dùng. Trong những hoạt động bình thuờng, MS-DOS sử dụng hai loại lệnh : thường trú (resident) và trạm trú (transient). Các lệnh thường trú (còn được gọi là lệnh nội trú - internal command) là những thủ tục vốn được mã hoá ngay bên trong COMMAND.COM, kết quả là các lệnh thường trú được thi hành hầu như ngay lập tức khi được gọi từ dòng lệnh. Các lệnh tạm tú (còn được gọi là lệnh ngoại trú - external command) thuộc nhóm lệnh lớn hơn và mạnh mẽ hơn, thế nhưng các lệnh ngoại trú không được nạp cùng với COMMAND.COM, thay vì vậy chúng xuất hiện dưới dạng những file tiện ích *.COM, *.EXE kích thước nhỏ trong thư mục DOS, các lệnh ngoại trú được nạp từ đĩa vào bộ nhớ rồi mới thi hành. III.5. Việc nhận ra và giải quyết những trục trặc của hệ điều hành. Bởi vì hệ điều hành là những phần không thể thiếu của hệ thống máy tính, nên mọi vấn đề trong việc sử dụng và nâng cấp hệ điều hành đều có thể ảnh hưởng xấu đối với hoạt động của hệ thống. Phần mềm không hỏng hóc như phần cứng, một khi phần mềm đã được nạp vào hệ thống và chạy, nó sẽ không bị hỏng hóc do do nhiệt hoặc sức ép về mặt vật lý. Nhưng đáng tiếc là phần mềm khó hoàn hảo được. Việc nâng cấp từ một hệ điều hành này lên một hệ điều hành khác có thể làm xáo trộn hoạt động của hệ thống và những lỗi (bug) nào đó trong hệ điều hành có thể khiến hoạt động của hệ thống không thể đoán trước được, có thể phá huỷ hoàn toàn tính tin cậy của hệ thống. Hầu như tất cả các phiên bản (version) của hệ điều hành đều có lỗi bên trong chúng, đặc biệt là các ấn bản (release) ban đầu. Trong hầu hết trường hợp, những lỗi như thế được tìm thấy trong các lệnh ngoại trú, vốn chạy từ dòng lệnh, chứ không phải trong ba file cốt lõi. Lỗi phần mềm cũng có thể biểu hiện như lỗi phần cứng tức là khi gặp lỗi phần cứng của máy có thể làm việc không đúng đắn hoặc từ chối trả lời. Lúc này hãy theo dõi các hãng chế tạo hệ điều hành để tìm các ấn bản và phần mềm sửa lỗi mới nhất của họ. Microsoft duy trì cả một Web site lớn để yểm trợ các hệ điều hành của họ. Chúng ta nên kiểm tra thường xuyên xem những báo cáo lỗi và phần nâng cấp nào mới hay không? Một vấn đề đáng quan tâm khác đối với các kỹ thuật viên là việc xử lý như thế nào đối với các phiên bản cũ của một hệ điều hành. Xin nhớ rằng, một phần công việc của hệ điều hành là quản lý các tài nguyên hệ thống (tức lượng chỗ trữ của đĩa, bộ nhớ ). IV. QUÁ TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY Sự khởi động của máy tính là cả một quá trình chứ không phải chỉ là một sự kiên xảy ra trong chớp mất. Từ lúc điện năng được đưa vào cho đến khi hệ thống chạy không tải tại dấu nhắc đợi lệnh hoặc màn hình Desktop kiểu đồ hoạ, quá trình khởi động máy là cả một chuổi những bước có thể dự đoán được, vốn thực chất là thẩm tra lại hệ thống và chuẩn bị đưa nó vào hoạt động. Bằng cách hiểu Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
31. 30 được từng bước trong quá trình khởi động hệ thống, các kỹ thuật viên có thể phát triển thành một sự đánh giá đúng đắn về mối tương quan giữa phần cứng và phần mềm. Chúng ta cũng có thể có nhiều cơ hội trong việc nhận diện và giải quyết trục trặc khi một máy không khởi động một cách đúng đắn. Mục này sẽ mang lại cho bạn một cái nhìn bao quát về từng bước một của quá trình khởi động máy PC thông thường IV.1. Đưa điện vào máy Quá trình khởi động máy PC bắt đầu khi mở máy. Nếu các điện thế ngõ ra của bộ nguồn đều hợp lệ, bộ nguồn sẽ phát ra một tín hiệu luận lý gọi là Power Good (PG). Có thể mất từ 100ms đến 500 ms bộ nguồn mới phát ra được một tín hiệu PG. Khi IC đếm thời gian của bo mach chính nhận được tín hiệu PG, nó sẽ thôi không gửi tín hiệu RESET đến CPU nữa. Khi đó CPU sẽ bắt đầu xử lý công việc. IV.2. Quá trình khởi động (bootstrap) Hoạt động mà CPU thực hiện trước hết là lấy lệnh (instruction) từ địa chỉ FFFF:0000h về. Bởi vì địa chỉ này hầu như nằm ngay ở chỗ cuối của vùng ROM có thể dùng được, nên lệnh ấy hầu như luôn luôn là một lệnh nhảy (jump : JMP), theo sau là các địa chỉ khởi đầu của BIOS ROM. Nhờ làm cho tất cả các CPUs đều phải bắt đầu từ cùng một điểm xuất phát như nhau nên sau đó ROM BIOS có thể gửi quyền điều khiển chương trình đến một chổ nào đó trong ROM cụ thể của máy( và mỗi ROM thường đều khác nhau). Việc truy tìm lúc đầu địa chỉ FFFF: 0000h này và sự định hướng lại sau đó của CPU theo truyền thống được gọi là sự tự khởi động(bootstrap), trong đó PC tự thân vận động, tức tự tìm đường để đi tiếp. Hiện nay, người ta đã rút ngắn thuật ngữ đó thành chỉ còn Boot thôi và đã mở rộng ý nghĩa của nó ra để gộp luôn toàn bộ quá trình khởi động máy IV.3. Những cuộc kiểm tra cốt lõi. Những cuộc kiểm tra cốt lõi này là một phần của toàn bộ chuổi tự kiểm tra lúc mở máy (Power-On-Seft-Test : POST), vốn là công cụ quan trọng nhất của BIOS trong quá trình khởi động hệ thống. Việc cho phép hệ thống khởi động và chạy với những sai sót nào đó trong bo mạch chính, bộ nhớ, hoặc các hệ thống đĩa có thể gây ra những hậu quả thảm khóc đối với các file trong bộ nhớ hoặc trên đĩa. Để đảm bảo rằng hệ thống toàn vẹn lúc khởi động, một bộ thủ tục (chương trình nhỏ) tự kiểm tra dành riêng cho phần cứng sẽ kiểm tra các thành phần chính yếu của bo mạch chính và nhận ra sự hiện diện của mọi chip BIOS chuyên dụng nào khác trong hệ thống (chẳng hạn BIOS của bộ điều khiển ổ đĩa, BIOS của mạch điều hợp màn hình, BIOS dành cho Bus SCSI ) BIOS bắt đầu bằng một cuộc kiểm tra phần cứng trên bo mạch chính, chẳng hạn như CPU, bộ đồng xử lý toán học, các IC đếm thời gian (timer), các chip điều khiển DMA (Direct Memory Access) và các chip điều khiển ngắt (IRQ). Nếu phát hiện được lỗi gì trong giai đoạn thử nghiệm lúc đầu này, sẽ có một chuổi mã bip (beep codes) được tạo ra. Nếu biết nhà sản xuất BIOS chúng ta sẽ dễ dàng xác định được bản chất của trục trặc đó. Kế đó, BIOS tìm xem có sự hiện diện của một ROM hiển thi hình ở các địa chỉ bộ nhớ từ C000:0000h đến C780:000h hay không. Hầu như trong các máy PC, cuộc truy tìm sẽ phát hiện ra một BIOS ROM hiển thị hình trên bo mạch điều hợp mở rộng hiển thị hình (tức card màn hình), được cắm vào một khe mở rộng được dùng. Nếu một BIOS hiển thị hình mở rộng được tìm thấy, thì nội dung của nó sẽ được đánh giá bằng một cuộc kiểm mã checksum. Nếu cuộc kiểm nghiệm đó thành công, quyền điều khiển sẽ được chuyển sang cho BIOS hiển thị ấy, BIOS này sẽ nạp và khởi động card hiển thị hình ấy. Khi việc khởi động này hoàn tất chúng ta sẽ thấy một con trỏ trên màn hình hiển thị, rồi quyền điều khiển trả lại cho BIOS hệ thống. Nếu không tìm ra được BIOS điều hợp mở rộng nào, thì BIOS hệ thống sẽ cung cấp một thủ tục khởi động cho mạch điều hợp hiển thị của bo mạch chính và rồi cũng có một con trỏ hiện ra. Sau khi hệ thống đã hiển thi xong, nhiều khả năng chúng ta sẽ thấy một ít hiện ra trên màn hình hiển thị, cho biết nhà chế tạo ROM BIOS của card mở rộng hoặc các mạch hiển thị trên bo mạch chính cùng với mã số phiên bản của nó. Nếu cuộc kiểm nghiệm Checksum thất bại chúng ta sẽ thấy một thông báo lỗi chẳng hạn như : C000P ROM Error hoặc Video ROM. Khi gặp lỗi như vậy thường thì quá trình khởi động sẽ troe máy. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
32. 31 Sau khi hệ thống đã hiển thị sẵn sàng. BIOS của hệ thống sẽ rà tìm trong bộ nhớ từ địa chỉ C800:0000h cho tới địa chỉ DF80:0000h, từng khoảng tăng 2KB một, để xem có thể có ROM nào khác trên các card điều hợp khác trong hệ thống hay không. Nếu những ROM nào khác được tìm thấy, thì nội dung của chúng sẽ được kiểm tra rồi chạy. Khi mỗi ROM bổ sung này được thi hành, chúng sẽ trình bày các thông tin về nhà sản xuất và mã nhận diện phiên bản. Trong một số trường hợp có thể một ROM (hoặc bo mạch mở rộng) bổ sung làm thay đổi luôn một Routine có sẵn của ROM BIOS của máy. Khi một ROM nào đó bị thất bại trong cuộc kiểm tra Checksum của nó, chúng ta sẽ thấy một thông báo lỗi, chẳng hạn như "XXXX ROM Error" XXXX cho biết địa chỉ phân đoạn (segnemt address) của nơi phát hiện ROM có lỗi. Nếu phát hiện một ROM có lỗi, thường thì việc khởi động của hệ thống cũng dừng lại luôn. IV.4. Quá trình POST Sau đó, BIOS kiểm tra ô nhớ ở địa chỉ 0000:0472h, địa chỉ này chứa cờ (flag, tức một số bits với một giá trị nào đó) xác định rằng sự khởi động này là một sự khởi động nguội (cold start tức dòng điện mới được đưa vào lần đầu tiên) hay một sự khởi động nóng (warm start, tức dùng nút Reset hoặc tổ hợp phím + + . Giá trị 1234h tại địa chỉ này sẽ biểu thị một warm start, trong trường hợp đó thủ tục POST sẽ được bỏ qua. Nếu tìm thấy một vị trí khác tại ô nhớ này thì BIOS coi như đây là một cold start và có thể là thủ tục POST đầy đủ sẽ được thi hành. Quá trình POST kiểm tra đầy đủ các bộ phận chức năng cao cấp khác trên bo mạch chính, bộ nhớ, bàn phím, mạch điều hợp hiển thị, ổ đĩa mềm, bộ đồng xử lý toán học, cổng song song, cổng tuần tự, ổ đĩa cứng và các tiểu hệ thống khác. Có rất nhiều cuộc kiểm tra trong quá trình POST thực hiện. Khi gặp phải một lỗi nào đó, sẽ có một mã POST một byte được ghi vào cổng I/O số 80h, nơi đó sẽ được đọc bởi một trình đọc mã POST (POST - Code reader). Trong những trường hợp khác có thể sẽ thấy một thông báo hiện lên màn hình (và hệ thống sẽ dừng lại). Chú ý : Các mã POST và ý nghĩa của chúng hơi khác nhau một chút đối với các nhà chế tạo BIOS khác nhau. Nếu quá trình POST thành công, hệ thống sẽ hồi đáp bằng một tiếng Beep ở loa. IV.5. Tìm kiếm hệ điều hành Bây giờ, hệ thống cần nạp hệ điều hành (thông thường là DOS hoặc Windows). Bước đầu tiên được tiến hành ở đây là BIOS tìm kiếm một Boot sector của Volume DOS trên ổ đĩa A:, nếu không có đĩa nào trong ổ đĩa ấy, sẽ thấy một đèn báo của ổ đĩa sẽ sáng lên một thoáng, tồi BIOS sẽ tìm sang đĩa kế tiếp theo thứ tự boot (thông thường là ổ đĩa C:). Nếu có đĩa trong ổ đĩa A:, BIOS sẽ nạp nội dung của sector 1 (head 0, cylinder 0) từ sector khởi động volume (volume boot sector - VBS) DOS của đĩa đó vào trong bộ nhớ, bắt đầu từ địa chỉ 0000:7C00h. Có thể xảy ra nhiều vấn đề khi cố gắng nạp VBS DOS đó. Bằng không thì chương trình đầu tiên trong thư mục gốc (tức IO.SYS) sẽ bắt đầu được nạp, kế đó đến MSDOS.SYS. + Nếu byte đầu tiên của VBS DÓ có giá trị nhỏ hơn 06h (hoặc nếu nó lớn hơn hoặc bằng 06h) sẽ thấy một thông báo lỗi có dạng như "Diskette boot record error". + Nếu IO.SYS và MSDOS.SYS không phải là hai files đầu tiên trong thư mục gốc (hoặc gặp phải vấn đề khác trong khi nạp chúng) sẽ xuất hiện thông báo lỗi, chẳng hạn như : "Non-system disk or disk error" + Nếu bootsector trên đĩa mềm ấy bị sai lạc và không thể đọc được sẽ xuất hiện thông báo lỗi "Disk boot failure" Nếu không nạp được hệ điều hành từ ổ đĩa mềm A; hệ thống sẽ truy tìm trên ổ đĩa cố định (thường là ổ cứng) đầu tiên. Các ổ đĩa cứng thì phức tạp hơn. BIOS nạp sector 1 (head 0, cylinder 0) từ bootsector của phân khu chủ (master partition) của ổ đĩa (gọi là master boot sector - MBS) vào trong bộ nhớ, bắt đầu tại địa chỉ 0000:7C00h, và hai byte cuối của sector đó sẽ được kiểm tra. Nếu hai byte cuối cùng của bootsector của master partition không phải lần lượt 55h và AAh, thì boot sector ấy không hợp lệ và hệ thống sẽ xuất hiện thông báo "No boot device available and system Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
33. 32 initialization will halt". Các hệ thống khác nhau có thể "hiểu" lỗi này khác nhau, hoặc cố gắng nạp ROM BASIC. Nếu BIOS cố gắng nạp ROM BASIC mà trong BIOS lại không có tính năng nào như vậy cả, sẽ xuất hiện một thông báo lỗi "ROM BASIC error". Khi không nạp được boot sector của phân khu chủ sẽ xuất hiện thông báo lỗi "Error loading operating system" hoặc "Missing operating system". Trong cả hai trường hợp đó, việc khởi động hệ thống sẽ dừng ngay. Nếu boot setor bị sai lệnh sẽ xuất hiện thông báo "Disk boot failure" IV.6. Nạp hệ điều hành Nếu không có trục trặc nào được phát hiện ra trong VBS DOS của đĩa, thì IO.SYS (hoặc IBMBIO.COM) sẽ được nạp vào bộ nhớ và được thi hành. Nếu có hệ điều hành Windows được cài đặt trên máy thì IO.SYS có thể được đổi tên thành WINBOOT.SYS và như thế file này sẽ được thi hành chứ không phải IO.SYS. IO.SYS chứa những phần mở rộng thêm cho BIOS, vốn khởi động những trình điều khiển thiết bị cấp thấp như bàn phím, máy in, ). Ngoài ra IO.SYS còn chứa phần mã lỗi chương trình khởi động hệ thống, được dùng đến trong khi khởi động hệ thống. Phần mã khởi động này được chép vào chỗ trên cùng của vùng bộ nhớ qui ước và nó tiếp quản quyền điều khiển phần còn lại của quá trình khởi động. Bước tiếp theo là nạp MSDOS.SYS vào bộ nhớ. File này được nập lấn chồng lên phần IO.SYS có chứa đoạn mã khởi động. Sau đó, MSDOS.SYS (tức phần nhân của MSDOS) sẽ được thi hành để khởi động các trình điều khiển thiết bị cơ sở (base device driver), nhận tình trạng của hệ thống, tái lập lại (reset) hệ thống đĩa, khởi động các thiết bị (như máy in và các cổng tuần tự ). rồi thiết lập các thông số mặc định của hệ thống. Đến đây những phần thiết yếu nhất của MSDOS đã được nạp xong, và quyền điều khiển được trả lại cho phần mã chương trình khởi động của IO.SYS/WINBOOT.SYS trong bộ nhớ. IV.7 Thiết lập môi trường làm việc Đến đây, nếu có một file CONFIG.SYS hiện diện trong thư mục gốc của đĩa khởi động, thì nó sẽ được IO.SYS/WINBOOT.SYS mở ra và đọc. thứ tự thực hiện như sau : + Các câu lệnh DEVICE (nếu có) được xử lý trước, theo thứ tự mà chúng xuất hiện trong CONFIG.SYS; + Các câu lệnh INSTALL + Câu lệnh Shell nếu không có thì sẽ nạp COMMAND.COM. Khi COMMAND.COM được nạp vào bộ nhớ, nó sẽ đè lên phần mã chương trình khởi động còn sót lại từ IO.SYS (lúc này không còn nữa). Dưới WINDOWS thì COMMAND.COM chỉ được nạp nếu có một file AUTOEXEC.BAT hiện diện trên thư mục gốc của đĩa khởi động (để nó xử lý các câu lệnh của AUTOEXEC.BAT) + Tất cả các câu lệnh khác trong CONFIG.SYS sẽ được xử lý. Khi có mặt file AUTOEXEC.BAT, thì File COMMAND.COM sẽ được nạp vào bộ nhớ và thi hành file ấy. Sau khi việc xử lý tập tin lô này hoàn tất, dấu nhắc DOS sẽ xuất hiện. Trong WINDOWS thì IO.SYS\WINBOOT.SYS tự động nạp HIMEM.SYS, IFSHLP.SYS và SETVER.EXE, sau đó nạp phần nhân (kernel) của WINDOWS tức WIN.COM để chính thức khởi động Windows. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
34. 33 CHƯƠNG 3 : SƠ LƯỢC VỀ KIỂM TRA TRƯỚC KHI SỬA CHỮA MÁY VI TÍNH Mục tiêu : Sau khi học xong học sinh có khả năng : - Xây dựng quy trình chuẩn đoán và giải quyết 1 sự cố cụ thể trên máy PC. - Nhận dạng các phụ tùng thay thế. - Xác định hiệu năng làm việc của một máy PC. - Nhân dạng và xử lý virus máy tính. - Kiểm tra nhanh lúc khởi động. Yêu cầu : -Nắm chắc qui trình chuẩn đoán Nội dung : - Qui trình vạn năng để chuẩn đoán và giải quyết sự cố máy PC - Vấn đề phụ tùng thay thế - Việc đánh giá đúng hiệu năng làm việc của máy - Việc xử lý máy bị nhiễm virus - Việc kiểm tra nhanh lúc khởi động Là một kỹ thuật viên máy tính, phải hiểu một nguyên tắc cơ bản của kinh doanh: thời gian là tiền bạc. Cho dù là chủ hay chỉ làm công cho người ta, khả năng nhận diện và “nắm thóp” được một cách nhanh chóng và dứt khoát một lỗi của PC hoặc thiết bị ngoại vi luôn luôn là một yếu tố cốt yếu để thành công. Nó đòi hỏi phải có cặp mắt sắc bén, một sự thông minh nhất định, mà một ít trực giác nữa. Nó đòi hỏi có kiến thức vững chắc về qui trình giải quyết sự cố, và một kế hoạch hành động đáng tin cậy. Tuy rằng số lượng cấu hình và kiểu cách cài đặt PC lớn đến mức hầu như vô hạn, nhưng hệ phương pháp được dùng để tiếp cận mỗi cuộc sửa chữa luôn luôn giống nhau thôi. Chương trình này được dùng để minh hoạ những khái niệm giải quyết sự cố cơ bản, và trình bày cách áp dụng một tập hợp các mối suy luận nhân quả để giúp thu hẹp vấn đề lại ngay cả trước khi cầm lấy tuốc-nơ-vít để mở máy. Bằng cách áp dụng một kỹ thuật phù hợp, có thể tiết kiệm được thời gian quí báu trong mọi cuộc sửa chữa. I. QUI TRÌNH VẠN NĂNG ĐỂ CHUẨN ĐOÁN VÀ GIẢI QUYẾT SỰ CỐ PC Bất luận chiếc máy tính hoặc thiết vị ngoại vi cụ thể phải sửa chữa có thể phức tạp đến đâu đi nữa, đều có thể áp dụng một thủ thuật giải quyết trục trặc đáng tin cậy gồm bốn bước cơ bản như hình vẽ : xác định triệu chứng (define symptoms), nhận diện và cô lập nguồn gốc (hoặc vị trí) khả dĩ của vấn đề (identify and isolate), sửa chữa hoặc thay thế bộ phận ghi hỏng hóc (repair or replace) và thử nghiệm lại toàn bộ máy để đảm bảo rằng đã giải quyết được vấn đề đó (reset). Nếu vẫn chưa giải quyết được vấn đề, hãy bắt đầu lại Bước 1. Xác định triệu chứng Nhận điện và cô lập vị trí Sửa chữa và thay thế Bài giảng KTSC Máy tính nghiệm H.V.Hà Giải quyết Hoàn tất
35. 34 Qui trình này “vạn năng” ở chỗ có thể áp dụng nó vào mọi công việc giải quyết trục trặc, không phải chỉ đối với các thiết bị máy tính cá nhân mà thôi. I.1. Xác định rõ các triệu chứng Khi một máy PC nào đó bị pan, nguyên nhân có thể đơn giản đến mức chỉ là một sự lỏng dây nối hoặc đầu nối nào đó, hoặc phức tạp đến mức một IC hoặc bộ phận nào đó trong máy bị hỏng. Trước khi mở mức một IC hoặc bộ phận nào đó trong máy bị hỏng. Trước khi mở thùng đồ nghề của ra, phải hiểu rõ các triệu chứng hỏng hóc của máy. hãy suy nghĩ cẩn thận về các triệu chứng ấy một cách cẩn thận. Ví dụ: • Đĩa hoặc băng có được đưa vào một cách đúng đắn không? • LED báo có điện hoặc báo hoạt động có sáng lên hay không? • Có phải vấn đề này chỉ xảy ra khi máy bị va đập hoặc dời chỗ hay không? Khi nhận thức và hiểu rõ các triệu chứng hỏng hóc của máy, sẽ dễ dàng hơn trong việc tìm ra nguồn gốc của vấn đề nằm ở thành phần hoặc bộ phận nào trong máy. Hãy bỏ chút thời giờ ra ghi lại càng nhiều triệu chứng càng tốt. Vào lúc này thì công việc ghi chú đó xem ra thật nhạt nhẽo, nhưng khi bắt tay vào sửa chữa thì một văn bản ghi chép chi tiết các triệu chứng và sự việc sẽ giúp tập trung vào những công việc sát sườn thôi chứ không sa đà vào những thứ viễn vông hoặc đi lạc vấn đề khác. Nó cũng sẽ giúp để nhớ lại vấn đề nếu phải giải thích cho ai đó (chủ máy chẳng hạn) vào một lúc nào đó sau này. Là một người giải quyết sự cố chuyên nghiệp, đằng nào thì cũng phải thường xuyên ghi chép lại các vấn đề hoặc lập thành tư liệu các hoạt động của để sau này nghiên cứu lại thôi. I.2. Nhận diện và cô lập vấn đề Trước khi cô lập vấn đề vào trong một thành phần cứng nào đó, phải biết chắc rằng chính thiết bị đó đang gây ra vấn đề. Trong nhiều trường hợp thì điều này có thể khá rõ ràng, nhưng trong một số tình huống, nó lại khá mơ hồ đấy (ví dụ, không có điện vào máy, không có dấu nhắc DOS). Luôn luôn nên nhớ rằng máy PC làm việc được là nhờ một sự kết hợp chặt chẽ các yếu tố phần cứng và phần mềm. Một phần mềm có lỗi hoặc đã được định định cấu hình mộ cách không đúng đắn có thể gây nhằm lẫn các lỗi của hệ thống. Chương 2 đã cho chúng ta thấy một số vấn đề mà các hệ điều hành có thể gặp phải. Khi đã tin chắc rằng hỏng hóc đó nằm trong phần cứng hệ thống, có thể tiến hành nhận diện những khu vực có khả năng có vấn đề được rồi. Bởi vì tài liệu này được thiết kế theo hướng giải quyết sự cố các thành phần trong máy, cho nên ở đây phải bắt đầu tiến hành chuẩn đoán ngay. Những qui trình xử lý sự cố trong toàn bộ tài liệu này sẽ hướng dẫn khảo sát các bộ phận phần cứng thông dụng chính của máy PC và các thiết bị ngoại vi hiện nay, và giúp xác định bộ phận nào có thể bị hỏng hóc. Khi đã nhận diện xong khu vực có khả năng có vấn đề, có thể bắt đầu quá trình sửa chữa thực sự và chuyển sang làm việc với bộ phận nghi ngờ. I.3. Thay thế các thành phần lắp ghép Bởi vì máy tính và các thiết bị ngoại vi của nó được thiết kế như một tập hợp của nhiều thành phần lắp ghép với nhau, nên thay thế toàn bộ một thành phần hầu như luôn dễ dàng hơn là cố gắng sửa chữa đến từng bộ phận của thành phần đó. Cho dù có dư dả thời gian, tài liệu tra cứu và thiết bị thử nghiệm để cô lập một thành phần có vấn đề, thì nhiều thành phần phần cứng phức tạp vẫn có tính độc quyền cao độ, cho nên rất có khả năng phải vất vả rất nhiều mới có thể kiếm được các phụ tùng thay thế thích hợp. Yếu tố bỏ nhiều công sức ra mà chẳng được gì trong một nỗ lực tìm kiếm phụ tùng như vậy thường cũng đắt giá ngang với (thậm chí còn đắt giá hơn) việc thay thế toàn bộ thành phần phần cứng đó ngay từ đầu. Mặt khác, các nhà sản xuất thiết bị và các đại lý phân phối của họ cũng thường tích trữ nhiều thành phần phần cứng và phụ tùng thay thế. Tuy nhiên, có lẽ cần biết mã số thành phần (part number) của nhà sản xuất đối với thành phần phần cứng đó thì mới tìm mua được cái mới. Trong một cuộc sửa chữa, có thể sẽ gặp một trở gại lớn khiến phải để mặc máy đang sửa đó một vài ngày. Điều này thường xãy ra sau khi đặt mua vài bộ phận mới nào đó và đợi người ta gửi chúng tới. Những Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
36. 35 lúc đó, nên lắp ráp máy ấy lại càng kỹ càng tốt trước khi rời khỏi nó. Hãy thu gom những bộ phận đã tháo rời vào các túi nhựa, hàn kín lại, rồi đánh dấu chúng một cách rõ ràng. Nếu đang làm việc với các mạch điện tử, nhớ dùng các hộp hoặc bao bì chống tĩnh điện chất lượng tốt để cất chúng. Việc lắp ráp lại một phần như vậy (kết hợp với những lưu ý cẩn thận khác) sẽ giúp sau này nhớ lại bộ phận nào lắp với bộ phận nào. Một vấn đề khác đối với việc sửa chữa nhanh là các thiết bị phần cứng ít khi tồn kho lâu. Card màn hình mà mua năm ngoái bây giờ đâu còn trên thị trường nữa, phải không ? Thế còn ổ đĩa CD-ROM 24X mà sắm ít lâi trước đây thì sao ? Hiện nay, đã có sản phẩm nào đó mới hơn và nhanh hơn thế chỗ chúng rồi. Khi một máy PC bị trục trặc và cần thay thế một thiết bị hỏng hóc, nhiều khả năng là phải nâng cấp nó đấy, đơn giản là vì không thể kiếm được một thiết bị thay thế giống như vậy nữa. Xét theo quan điểm này thì, việc nâng cấp trong nhiều trường hợp chỉ là một dạng giải quyết sự cố và sửa chữa mà thôi. I.4. Thử nghiệm lại Khi một cuộc sửa chữa rốt cuộc đã hoàn tất, phải ráp máy trở lại một cách cẩn thận trước khi thử nghiệm nó. Tất cả các tấm chắn, vỏ bọc, cáp nối, và lớp bảo vệ phải được lắp lại như cũ trước khi thử nghiệm lần cuối. Nếu các triệu chứng hỏng hóc vẫn còn, sẽ phải đánh giá lại các triệu chứng ấy và thu hẹp vấn đề vào một thành phần khác của máy. chừng nào có thể xác nhận rằng các triệu chứng kia đã không còn nữa trong hoạt động thực tế, mới có thể đưa máy vào làm việc trở lại như cũ. Theo kinh nghiệm của chúng tôi, nên để cho máy chạy ít nhất là 24 giờ để chắc rằng thành phần phần cứng được thay sẽ không bị hỏng bất tử. Thủ tục này được gọi là “để cho máy burn in” Đừng vội thất vọng nếu máy vẫn còn trục trặc. Có thể đã quên gắn một cầu nhảy (jumper) hoặc gạt một công tắc DIP (DIP switch) nào đó, hoặc có thể cần cập nhật các thiết định về phần mềm hoặc các trình điều khiển thiết bị để thích nghi với thành phần phần cứng vừa thay thế. Nếu bị tắc tị ở một chỗ nào đó, chỉ việc bỏ đi chơi, xoá sạch những ý tưởng trong đầu, rồi khi đã thoãi mái tư tưởng và khoẻ khoắn về thể xác, hãy làm lại một lần nữa bằng cách nhận định rõ những triệu chứng hiện tại. Đừng bao giờ tiếp tục một cuộc sửa chữa nếu đã mệt mõi hoặc rối trí, ngày mai mọi chuyện sẽ khác thôi mà. Ngay cả những chuyên viên giải quyết sự cố có kinh nghiệm nhất nhiều lúc cũng gặp chuyện không giải quyết nỗi. Ngoài ra, cũng nên nhận thức rằng có thể cần phải giải quyết nhiều thành phần phần cứng chứ không phải chỉ một. Xin nhớ rằng, máy PC chính là một tập hợp của nhiều thành phần phần cứng ráp lại với nhau, và mỗi thành phần đó lại là một tập hợp của nhiều bộ phận. Bình thường thì mọi thứ phối hợp với nhau ngon lành, nhưng khi một thành phần phần cứng nào đó hỏng hóc, nó có thể khiến một hoặc nhiều thành phần khác nối kết với nó cũng hỏng hóc theo luôn đấy. II. VẤN ĐỀ PHỤ TÙNG THAY THẾ Sau khi một vấn đề của máy đã được cô lập, các kỹ thuật viên bảo trì máy lại phải đối diện một vấn đề khác : có phụ tùng thay thế hay không ? các kỹ thuật mới vào nghề thường hỏi rằng họ nên thủ sẵn những phụ tùng thay thế nào, và số lượng ra sao. Câu trả lời hay nhất thật ra đơn giản thôi : không thủ sẵn gì cả. Câu trả lời có phần phũ phàng này sẽ được giả thích rõ ràng nhất bởi hai thực tế sau đây của công việc sửa chữa PC. II.1 Các phụ tùng luôn luôn thay đổi Sau chỉ khoảng 15 năm tiến hoá, máy PC đã ở vào thế hệ CPU thứ sáu của nó rồi (với những chip vi xử lý như AMD K6 và Itel Pentium II). Như vậy, một thế hệ CPU mới sẽ mãn hạn sau mỗi 24 tới 36 tháng (mặc dù các thế hệ mới hơn chỉ mất 18 đến 24 tháng để ra đời). Ngay cả các sản phẩm “đã chuẩn hoá”, như các ổ điã CD-ROM chẳng hạn, cũng phát triển theo những tốc độ và phiên bản khác nhau (8, 10, 12, 16, 20, 24, 32, 36, 40, 48, và thậm chí cả tốc độ 52X nữa). Một khi việc sản xuất đối với một ổ đĩa hoặc bo mạch nào đó đã chấm dứt, hàng tồn kho ít khi còn lại quá lâu. thấy đấy, cho dù biết được vấn đề trục trặc ấy là gì rồi, những nếu bộ phận bị hỏng đã cũ hơn hai năm rồi, thì cơ hội tìm được một bộ phận thay thế đích xác thường rất mong manh. hãy chú ý từ đích xác – đây là từ ngữ quen then chốt trong lĩnh vực sửa chữa PC. Đây là lý do khiến nhiều cuộc sữa chữa phải đi đến chuyện nâng cấp. Ví dụ, tại sao phải thay thế một bo mạch SVGA (vốn thường thì tương thích với EGA) với cùng một giá hay thậm chí còn rẻ tiền hơn ? Việc chọn bộ phận nào cho “đúng” để lưu trữ cũng giống như nhắm bắn vào một mục tiêu di động vậy , cho nên đừng bận tâm đến nó. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
37. 36 II.2. Việc dự trữ phụ tùng tốn kém lắm Những lưu ý về mặt tài chính cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc chọn phụ tùng. Đối với những người đam mê máy tính hoặc các kỹ thuật viên mới vào nghề, chỉ vọc vạch sửa máy trong thời gian rảnh rỗi, thì yêu cầu về không gian và chi phí để dự trữ phụ tùng đơn giản là không đáng quan tâm. Ngay cả đối với các cơ sở sửa chữa có trọng lượng hơn, việc dự trữ phụ tùng cũng có thể là một gánh nặng quá sức. II.3. Một chiến lược hay hơn Trừ khi ở ngay trong một doanh nghiệp buôn bán các phụ tùng thay thế và các thành phần nâng cấp, còn không thì đừng phí tiền và phí chỗ để dự trữ những bộ phận mà sẽ bị lạc hậu trong vòng 24 tháng. Thay vì lo lắng về chuyện dữ trữ phụ tùng, hãy làm việc để phát triển những mối quan hệ với các cửa hàng và siêu thị buôn bán phụ tùng chuyên về các thành phần phần cứng và các bộ phận thay thế cho PC – hãy để họ dự trữ phụ tùng ấy hộ . Bởi vì các cửa hàng phụ tùng thường có một đường dây liên lạc ngầm với các nhà phân phối và các nhà sản xuất thiết bị phần cứng, cho nên thường thì những phụ tùng họ không dự trữ họ cũng có thể đặt mua giùm được thôi. Thâm chí hiện nay ở bên Mỹ, nhiều hãng đặt hàng qua thư nổi tiếng có thể cung cấp phụ tùng trong vòng 48 tiếng đồng hồ thông qua cá dịch vụ phân phối hàng hoá nữa cơ. III. VIỆC ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG LÀM VIỆC CỦA MÁY Tất cả chúng ta đều biết rằng, các máy tính cá nhân hiện nay có hiệu năng làm việc đáng kinh ngạc. Nếu nghi ngờ chuyện đó, thì hãy quan sát các trò chơi 3D hiện nay xem (như Quake II hoặc Monster Truck Madness chẳng hạn). Tuy nhiên, điều quan trọng là phải định lượng hiệu năng của một máy. Chỉ nói rằng máy này “nhanh hơn” máy kia thì đơn giản là không đủ, thường thì chúng ta phải áp đặt một con số nào đó cho cái hiệu năng hoạt động ấy để đo đạc những sự cải thiện mà một cuộc nâng cấp máy mang lại, hoặc để so sánh một cách khách quan hiệu năng của các máy khác nhau. Các phần mềm kiểm định (benchmark) thường được dùng để thử nghiệm và báo cáo hiệu năng hoạt động của máy nào đó bằng cách vận hành một tập hợp tác vụ đã được quy định chặt chẽ trên máy đó. Các chương trình này có nhiều công dụng khác nhau trong công nghiệp PC, tuỳ theo nhu cầu kiểm định là gì : + So sánh các máy : Các trình benchmark thường được dùng để so sánh một máy với một hoặc nhiều máy cạnh tranh (hoặc để so sánh một máy mới hơn với các máy cũ hơn). chỉ cần lật qua bất kỳ số tạp chí PC Magazine hoặc Byte nào, sẽ thấy ngay hằng đống trang quảng cáo PC, tất cả đều có trích dẫn những số liệu về hiệu năng được ghi lại bởi các trình benchmark. cũng có thể chạy một trình benchmark để xác định hiệu năng tổng thể của một máy mới trước khi quyết định mua. + Đánh giá những cải thiện của việc nâng cấp : các trình benchmark. thường được dùng để ước lượng giá trị của một cuộc nâng cấp. Bằng cách chạy trình benchmark trước và sau quá trình nâng cấp, có thể có được một sự đánh giá bằng số liệu về chuyện CPU mới, RAM mới, hoặc bo mạch chính mới đã cải thiện (hoặc gây trở gại) cho hiệu năng của hệ thống như thế nào. + Chẩn đoán : Các trình benchmark đôi khi cũng có vai trò quan trọng các cuộc chẩn đoán hệ thống. Những hệ thống nào có hiệu năng tệ hại có thể được kiểm định để các thành phần chính của nó được kiểm tra lại hoặc định cấu hình lại. Điều này sẽ giúp các kỹ thuật viên cô lập được và khắc phục được những vấn đề về hiệu năng một cách đáng tin cậy hơn nhiều so với chỉ quan sát bằng mắt thường. III.3 tránh những vấn đề về kiểm định Một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất mà người ta gặp phải với các chương trình kiểm định là tính trung thực của những con số mà chúng đưa ra. Có lẽ đã từng nghe câu “statistics can lie” (số liệu thống kê có thể đánh lừa đấy), và điều đó cũng đúng đối với cá trình kiểm định. Để các trình kiểm định cung cấp cho những kết quả đáng tin cậy, phải lưu ý trước một số điểm : + Phải chú ý đến cấu hình toàn bộ của hệ thống + Phải chạy cùng một trình benchmark trên mọi máy + Phải tối thiểu hoá những khác biệt phần cứng giữa hai hệ thống máy + Phải chạy các trình benchmark dưới những tải trọng công việc giống nhau III.2. Để tìm được các trình benchmark Các chương trình benchmark có mặt ở khắp nơi kể từ ngày xuất hiện các máy tính đầu tiên và hiện nay có nhiều sản phẩm benmark để đánh giá tất cả các khía cạnh của PC, cũng như để đánh giá những vấn đề chuyên biệt. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
38. 37 Các chương trình benchmark : - Winstone 97 - WinBench 97 - 3D WinBench 97 - Battery Mark - NetBench - ServerBench - WebBench - Jmark - Wintune 97 IV. VIỆC XỬ LÝ MÁY BỊ NHIỄM VIRUS Hướng phát triển gần đây trong lĩnh vực máy tính cá nhân đã gây ra nhiều lo âu và cảnh báo hơn cả là virus máy tính. Mặc dù virus không làm hư hại về mặt vật lý đối với phần cứng máy tính, nhưng chúng có thể phá huỷ vĩnh viễn những dữ liệu có tầm quan trọng sống còn của người dùng, vô hiệu hoá máy PC (hoặc làm ngưng hoạt động luôn cả mạng), và truyền đến các hệ thống khác thông qua các mạng máy tính, thông qua việc trao đổi đĩa, và thông qua các dịch vụ trực tuyến. Mặc dù sự xâm nhập của virus nhìn chung được coi là hiếm hoi thôi, song các kỹ thuật viên PC giỏi sẽ phải luôn luôn tự bảo vệ họ (và các khách hàng của họ) bằng cách kiểm tra máy xem có virus hay không trước và sau khi sử dụng các đĩa chẩn đoán của họ trên một máy PC nào đó. Một quá trình cách ly virus cẩn thận có thể phát hiện ra virus trên máy của khách hàng trước khi tiến hành việc thao tác với phần cứng ở bất cứ mức độ nào. Những chiến thuật cách ly virus cũng có thể ngăn không cho các đĩa chẩn đoán của trở nên nhiễm virus và những sự lan truyền virus sau đó đến các máy khác (mà có trách nhiệm về mặt pháp lý). Mục này sẽ vạch ra một thủ tục ngăn chận virus dành cho PCs. IV.1. Sơ lược về Virus máy tính Đã có nhiều cố gắng để định nghĩa một virus máy tính, và hầu hết các định nghĩa ấy đều có rất nhiều yếu tố kỹ thuật. Thế nhưng, đối với mục đích của giáo trình này, có thể chỉ cần xem virus như một đoạn mã chương trình máy tính có kích thước nào đó (một chương trình hoàn chỉnh hoặc chỉ một đoạn chương trình thôi), thực hiện một hoặc nhiều chức năng, thường là phá hoại, và tự sao chép bất kỳ khi nào có thể được đến các đĩa và hệ thống máy tính khác. Bởi vì các virus nhìn chung đều muốn tránh bị phát hiện, nên chúng thường núp lén bằng cách tự sao chép chính chúng dưới dạng các file ẩn, hệ thống, hoặc chỉ đọc. Thế nhưng, cách này chỉ ngăn ngừa được những cuộc dò tìm tuỳ tiện cẩu thả thôi, Những virus tinh vi hơn thì tác động lên cả mã chương trình của boot sector trên các đĩa mềm và đĩa cứng, hoặc tự gắn chúng vào các file chương trình khả thi. Mỗi lần chương trình bị nhiễm được thi hành, virus ấy lại có cơ hội thực hiện sự tàn phá của nó. Những virus khác nữa thì nhiễm vào tận bảng phân khu (partition table) của điã cứng. Hầu hết các virus đều biểu lộ một chuỗi mã chương trình có thể bị những người thông thạo hoặc chương trình thích hợp phát hiện ra. Nhiều trình rà quét virus hoạt động bằng cách kiểm tra nội dung của bộ nhớ và các file trên đĩa để tìm những “chữ ký” virus như vậy đấy. Tuy nhiên, bởi vì các virus có khuynh hướng ngày càng trở nên phức tạp hơn, nên chúng đang dùng những kỹ thuật mã hoá để tránh bị phát hiện. Sự mã hoá làm thay đổi “chữ ký” của virus mỗi lần virus tự sao chép nó, đối với một virus được thiết kế kỹ lưỡng, điều này có thể khiến việc phát hiện chúng trở nên cực kỳ khó khăn. Giống như virus sinh học là một cơ quan không mong muốn (và đôi khi nguy hiểm chết người) trong một cơ thể người, mã “viral” trong phần mềm có thể dẫn đến một cái chết chậm chạp, đau đớn cho dữ liệu của khách hàng của . Trong thực tế, một ít virus làm phá sản ngay hệ thống (với các trường hợp ngoại lệ đáng chú ý, như virus rất nổi tiếng Michealangelo chẳng hạn). Hầu hết các virus chỉ thực hiện những thay đổi nhỏ mỗi lần chúng được thi hành, và tạo ra một kiểu trục trặc lặp đi lặp lai. Sự biểu lộ chậm chạp này khiến các virus có cơ hội sao chép, nhiễm vào các băng hoặc đĩa lưu dự phòng và các đĩa mềm, vốn thường được người ta trao đổi cho nhau, từ đó lây nhiễm vào các máy khác. IV.2. Các dấu hiệu chứng tỏ máy nhiễm virus - Ổ đĩa cứng hết chỗ trữ mà không có lý do gì rõ ràng - Nhận thấy nhiều chương trình .EXE và .COM đã gia tăng kích thước một cách vô lý. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
39. 38 - Nhận thấy có nhiều hoạt động đĩa cứng, những không hề trông đợi như vậy. - Hiệu năng hệ thống giảm đi đáng kể - Các file đã bị mất đi hoặc bị sai lạc mà không có lý do rõ ràng, hoặc có nhiều vấn đề về truy cập một cách không bình thường. - Hệ thống thường xuyên bị treo cứng mà không rõ lý do IV.3. Các phần mềm phòng chống virus - Norton Anti-Virus của Symantec - VirusScan của McAfee - Microsoft Anti-Virus (MSSAV) V. Việc kiểm tra nhanh lúc khởi động Có nhiều vấn đề có thể gây ra tai hoạ cho máy PC, nhưng có lẽ những vấn đề rắc rối nhất thường xãy ra lúc khởi động hệ thống, khi máy khở động thất bại hoàn toàn hoặc không khởi động được trọn vẹn. Những trục trặc lúc khởi động khiến ta hầu như không thể sử dụng các tiện ích chẩn đoán hoặc tiện ích khác để giúp cô lập được vấn đề. Từ khi có Windows 95, có thể nảy sinh những vấn đề còn khó khăn hơn nữa cơ. V.1 Hệ thống hoàn toàn không khởi động được V.1 Triệu chứng 1 : Đèn power không sáng lên, và không nghe có tiếng quạt gió V.2 Triệu chứng 2 : Đèn power không sáng, nhưng nghe có tiếng quạt gió V.3 Triệu chứng 3 : Đèn power sáng, nhưng hệ thống không có hoạt động gì rõ rệt. V.2 Hệ thống khởi động nhưng không khởi sự được V.2.1 Triệu chứng 4 : Đèn power sáng, nhưng nghe nhiều tiếng bip V.2.2 Triệu chứng 5 : Hệ thống khởi động được, nhưng treo trong khi khởi sự V.2.3 Triệu chứng 6 : thấy một thông báo lỗi, cho biết có trục trặc về CMOS Setup V.2.4 Triệu chứng 7 : thấy đèn ổ đĩa không hoạt động V.2.5 Triệu chứng 8 : Đèn ổ đĩa cứ sáng mãi không tắt V.2.6 Triệu chứng 9 : thấy hệ thống hoạt động bình thường, nhưng chẳng có hình ảnh gì hiện lên cả. V.3 Hệ thống khởi động được nhưng thỉnh thoảng lại bị treo hoặc khởi động lại. V.3.1. Triệu chứng 10 : Hệ thống cứ ngẫu nhiên treo hoặc khởi động lại mà không có lý do rõ rệt Sau một cuộc nâng cấp V.3.2. Triệu chứng 11 : Hệ thống không boot được, bị treo cứng trong khi boot hoặc khi đang làm việc mà không rõ lý do V.3.3. Triệu chứng 12 : Hệ thống nhận ra được thiết bị nâng cấp của nó V.3.4. Triệu chứng 13 : Một hoặc vài ứng dụng đã không làm việc như dự đoán sau một cuộc nâng cấp CHƯƠNG 4 : BIOS và CMOS Mục tiêu : Sau khi học xong chương này, học sinh có các khả năng : - Mô tả các thành phân bên trong Bios của bo mạch chính - Các tính năng của Bios - Xác lập Bios và quá trình khởi động - Phát hiện những thiếu sót của Bios và vấn đề tương thích - Tìm hiểu các thông báo lỗi của Bios và cách xử lý - Vận dụng đúng các năng của Bios - Xác định cấu hình trong CMOS - Tận dụng các tính năng trong AUTO - CONFIGURATION - Lưu dự phòng RAM - CMOS Yêu cầu : Nắm được các cấu trúc máy tính Nội dung : - Bên trong Bios của bo mạch chính - Các tính năng của Bios - Bios và quá trình khởi động - Những thiếu sót của Bios và vấn đề tương thích - Tìm hiểu các thông báo lỗi của Bios và cách xử lý Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
40. 39 - Chức năng của Bios - Việc xác định cấu hình trong CMOS - Tận dụng các tính năng trong AUTO - CONFIGURATION - Lưu dự phòng RAM - CMOS Mặc dù mọ máy PC đều dùng các thành phần lắp ráp chính yếu giống nhau, nhưng mỗi thành phần lắp ráp đó lại được thiết kế hơi khác biệt. Sự đa dạng về phần cứng như vậy khiến người dùng khó sử dụng một hệ điều hành chuẩn mực duy nhất. Thay vì thiết kế hệ điều hành (và các ứng dụng) sao cho thích hợp với các máy tính riêng biệt nào đó, người ta đưa ra một hệ thống chương trình ngắn (hay đoản trình) xuất nhập cơ bản (Basic Input/Output System -BIOS) lên các IC ROM nhằm cung cấp một phương tiện giao tiếp giữa phần cứng không chuẩn với hệ điều hành chuẩn mực của hệ thống. BIOS mang lại cho hệ điều hành khả năng truy cập một tập hợp các chức năng chuẩn. Kết quả là, mỗi hệ thống máy dùng một BIOS hơi khác biệt nhau, nhưng nó đều chứa cùng bộ chức năng mà hệ điều hành có thể giao tiếp được. Chương này giải thích về những hoạt động bên trong của một BIOS tiêu biểu, minh hoạ một số phương tiện để nhận diện phiên bản BIOS, giới thiệu nhiều tính năng mà một BIOS hiện đại hỗ trợ. BIOS không chỉ giới hạn là nằm trên bo mạch chính, mặc dù các phiên bản của BIOS đều có trang bị đủ thủ tục để yểm trợ các hoạt động của bộ điều khiển ổ đĩa và hiển thị màn hình ngoài các tính năng khác của bo mạch chính. Nhưng điều gì sẽ xảy ra khi máy được gắn một Card màn hình mới sản xuất hoặc một bộ điều khiển ổ đĩa tiên tiến mà BIOS hệ thống không biết cách phối hợp làm việc? Trong lĩnh vực thiết kế máy tính, người ta thường gắn kèm một ROM BIOS cho các tiểu hệ thống chính của máy, như bộ điều khiển ổ đĩa hay Card hiển thi hình ảnh chẳng hạn. Một trong những bước đầu tiên của quá trình khởi động hệ thống máy tính là sự kiểm tra sự hiện diện của ROM BIOS hợp lệ khác nằm trong vùng bộ nhớ trên (Upper Memory khoảng giữa 640 KB hoặc 1024 KB). Các BIOS này thường được gọi là "extension BIOS" (tức BIOS mở rộng) hoặc "Adapter BIOS" (tức BIOS dành cho mạch điều hợp). Khi có thêm một BIOS được tìm ra, máy cũng kiểm tra mã checksum rồi sử dụng BIOS ấy. Nói chung một PC có thể lắp nhiều hơn 5 ROM BIOS. Trong một hệ thống thường có các loại BIOS sau : • BIOS hệ thống (bo mạch chính) • BIOS của mạch hiển thị hình • BIOS của bộ điều khiển ổ đĩa • BIOS của mạch điều hợp mạng (NIC - Card mạng) • BIOS của mạch điều hợp SCSI. I. BÊN TRONG BIOS CỦA BO MẠCH CHỦ Một ROM BIOS tiêu biểu thuờng chiếm 128KB trong vùng bộ nhớ trên (Upper Memory Area - UMA), từ E0000h -> FFFFFh (bên trong MB đầu tiên của bộ nhớ PC). BIOS chứa nhiều chương trình riêng lẻ tương đối nhỏ. BIOS thường có 3 phần sau : bộ đoản trình POST, trình CMOS Setup và các đoản trình dịch vụ của hệ thống. Phần cuối cùng là phần mã đặc thù của chương trình BIOS, được thi hành tuỳ theo trình trạng của máy và các hoạt động của nó tại một thời điểm xác định nào đó. POST SETUP SYSTEM SERVICE Hình : Các thành phần chính của một BIOS tiêu biểu I.1 Bộ đoản trình POST (Power On Self Test) Post có chức năng kiểm tra hệ thống, quản lý toàn bộ giai đoạn khởi động của hệ thống. POST xử lý hầu như tất cả những hoạt động khởi sự của máy PC. Nó thực hiện một cuộc kiểm tra (trắc nghiệm) độ tin cậy và chuẩn đoán ở mức thấp đối với các thành phần xử lý chính, kể cả các chương trình ROM và RAM hệ thống. Nó kiểm tra CPU, khởi động bộ chipset của bo mạch chính, kiểm tra 128 bytes trong CMOS xem có những dữ liệu gì về cấu hình hệ thống và thiết lập một bảng Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
41. 40 chỉ mục vector ngắt dành cho CPU trong vùng từ 000h đến 02FFh của bộ nhớ hệ thống. Sau đó POST thiết lập một vùng ngăn xếp (Stack) cho BIOS trong vùng bộ nhớ thấp từ 0300h đến 03FFh, nạp nội dung cho vùng dữ liệu (Data) của BIOS trong vùng bộ nhớ thấp từ 0400h đến 04FFh, phát hiện mọi ROM BIOS bổ sung (các adapter BIOS) có mặt trong hệ thống và tiến hành khởi động hệ thống. I.2 Trình CMOS SETUP Cấu hình của bất kỳ máy tính nào cũng được lưu giữ trong một lượng RAM CMOS nhỏ và cần có một đoản trình (hay thủ tục) CMOS SETUP cho phép truy cập các thông tin cấu hình của máy. Các máy 286, 386 cung cấp chương trình CMOS SETUP dưới dạng một tiện ích riêng biệt, được bán kèm theo máy trên một đĩa mềm. Trong hầu hết các trường hợp chương trình CMOS SETUP được tích hợp trong BIOS của bo mạch chính. Chương trình CMOS SETUP do các nhà chế tạo máy và bo mạch chính khác nhau tạo ra cho nên sẽ có sự khác nhau về các chương trình CMOS SETUP, cho nên không có một tiêu chuẩn chung nào về những thông số được thiết lập trong trong CMOS SETUP (khó thể nhớ và kiểm soát hết được các thông số ở vị trí nào trong chương trình) I.3 Các thủ tục dịch vụ của hệ thống Các dịch vụ của hệ thống (còn được gọi là dịch vụ của BIOS - BIOS service) là một bộ các chức năng riêng rẽ hình thành nên lớp đệm giữa phần cứng và hệ điều hành. các dịch vụ này được gọi đến thông qua việc sử dụng ngắt (interrupt) nào đó. Thực chất tác dụng của ngắt là khiến CPU tạm dừng công việc nó đang làm lại rồi gởi quyền điều khiển chương trình đến một địa chỉ khác trong bộ nhớ. Sẽ có một chương trình con được thiết kế đặc biệt để xử lý ngắt này, khi chương trình con xử lý hoàn tất tình trạng của CPU sẽ được khôi phục lại và quyền điều khiển được trả lại nơi mà hệ thống đã bỏ ngang lúc ngắt mới xảy ra. Có rất nhiều ngắt dành cho CPU và các ngắt đó có thể được tạo ra từ 3 nguồn chính : Bản thân CPU, trạng thái phần cứng, phần mềm. BIOS được dùng trong một máy có thể cung cấp nhiều hoặc ít chức năng tuỳ thuộc vào nhà sản xuất. II. CÁC TÍNH NĂNG CỦA BIOS Công nghệ PC đang liên tục phát triển trong mọi lĩnh vực của máy tính (CPU, Chipset, bộ nhớ, hệ thống hiển thị hình, thiết bị lưu trữ ) Vì phần cứng liên tục phát triển như vậy, nên BIOS cũng phải phát triển không ngừng để theo kịp các tài nguyên đang xuất hiện trên các máy PC ngày nay. Do vậy cần phải nắm các yếu tố cơ bản mà một BOIS hiện đại có thể hỗ trợ sau đậy : • Hỗ trợ nhiều chủng loại CPU : BIOS có thể cho phép nhiều CPU hoạt động được với bo mạch chủ, thường phải hỗ trợ được các loại : Intel, AMD, và Cyrix. • Hỗ trợ Chipset mới • Hỗ trợ các bộ nhớ mới • Hỗ trợ ACPI/APM • Hỗ trợ các ổ đĩa mới hiện đại • Hỗ trợ chuẩn PC 97 và mới hơn • Hỗ trợ chuẩn I2O : xuất nhập thông minh • Hỗ trợ khả năng Boot từ nhiều nguồn • Hỗ trợ PnP : phát hiện và tự động định cấu hình các thiết bị mới • Hỗ trợ PCI • Hỗ trợ USB III. BIOS VÀ QUI TRÌNH KHỞI ĐỘNG MÁY Mục này sẽ trình bày các bước được thực hiện để đưa máy tính từ thời điểm mở điện lên cho đến thời điểm nó sắp nạp hệ điều hành. Mỗi BIOS được viết khác nhau một ít cho nên có thể có Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
42. 41 nhiều hoặc ít bước hơn các phiên bản BIOS có thể so sánh với nó. Chúng ta sẽ khảo sát thứ tự khởi động của hai loại BIOS AMI và Phoenix. III.1 Loại AMI (American Megatrends) Hãng American Megatrends nổi tiếng về các sản phẩm BIOS, trình chuẩn đoán PC và bo mạch chính của họ, BIOS AMI thực hiện một chuổi 24 bước khá dễ hiểu để kiểm tra và khởi động PC. Thủ tục POST tổng quát của AMI là : 1. Vô hiệu hoá AMI (Disable the AMI) : BIOS vô hiệu hoá đường ngắt không che được (NMI) dẫn đến CPU. Nếu bước này trục trặc ta có thể nghĩ ngay tới một sự cố trong IC RAM CMOS hay mạch điện liên kết với nó. 2. Trì hoãn lúc mở máy (Power - on delay) : Hệ thống tái lập lại các reset mềm và cứng. Có trục trặc ở đây tức là có vấn đề với IC điều khiển bàn phím hay IC tạo tín hiệu đồng bộ của hệ thống. 3. Khởi động các chipset (Initialize chipsets) : BIOS khởi sự bộ chipset cụ thể hiện diện trên bo mạch chính trong máy. Nếu có trục trặc ở đây thì có thể nguyên nhân nằm ở chính BIOS này, ở IC tạo tín hiệu đồng hồ hoặc ở bản thân bộ chipset ấy. 4. Xác định tình trạng Reset (Reset determination) : hệ thống đọc các bit Reset trong chip điều khiển bàn phím để xác định xem có cần thực hiện tái khởi động (reset) mềm hoặc cứng (khởi động nguội hoặc nóng) hay không? 5. Tổng kiểm tra ROm BIOS (BIOS ROM Checksum) : hệ thống thực hiện kiểm tra giá trị checksum của nội dung bên trong ROM rồi cộng thêm một giá trị do nhà sản xuất định sẵn, vốn được dự trù là tạo ra tổng bằng 00h. Nếu tổng này không bằng 00h thì ROM của BIOS có vấn đề. 6. Kiểm tra bàn phím (keyboard test) : hệ thống kiểm tra chip điều khiển bàn phím. Nếu trục trặc ở khâu này, nhiều khả năng là hư IC điều khiển bàn phím. 7. Kiểm tra tắt CMOS (CMOS shutdown check) : BIOS kiểm tra byte tắt (shutdown) trong RAM CMOS, tính toán giá trị checksum của CMOS, rồi cập nhật byte chuẩn đoán (diagnotic) của CMOS. Sau đó máy khởi động một phần nhỏ chương trình CMOS trong vùng bộ nhớ qui ước, rồi cập nhật giá trị date và time. Nếu có trục trặc ở đây, nhiều khả năng là do IC RTC/CMOS hoặc do Pin nuôi dự phòng CMOS. 8. Vô hiệu hoá chip điều khiển (Controller disable) : đến đây, BIOS vô hiệu hoá các IC điều khiển DMA và IRQ trước khi tiếp tục. Nếu có trục trặc ở khâu này, hãy tìm nguyên nhân ở chip điều khiển tương ứng. 9. Vô hiệu hoá mạch hiển thị (Disable video) : BIOS vô hiệu hoá IC điều khiển hiển thị. Nếu có trục trặc có lẽ vấn đề nằm ở mạch điều hợp hiển thị. 10. Nhận diện bộ nhớ (Detect memory) : Hệ thống tiến hành kiểm tra lượng bộ nhớ nó có. BIOS đo dung lượng bộ nhớ theo những khối 64KB. Nếu có trục trặc vấn đề nằm ở các IC nhớ. 11. Kiểm tra PIT (PIT TEST) : BIOS kiểm tra IC đếm thời gian giữa ngắt lập trình được (Programmable interrup timer), vốn có ý nghĩa quan trọng sống còn đối với việc làm tươi bộ nhớ. Trục trặc ở khâu PIT test này có thể phản ánh một lỗi trong IC PIT hay IC RTC (Real time lock) 12. Kiểm tra sự làm tươi bộ nhớ (Check memory refresh) bây giờ BIOS dùng PIT để thử làm tươi bộ nhớ. Nếu trục trặc ở đâu chắc chắn IC PIT có vấn đề. 13. Kiểm tra các đường địa chỉ thấp (Check low address lines) : Hệ thống kiểm tra 16 đường địa chỉ đầu, vốn kiểm soát 64KB đầu của RAM. Trục trặc ở bước này thường có nghĩa có lỗi trong một đường địa chỉ nào đó. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
43. 42 14. Kiểm tra 64KB bộ nhớ thấp (Check low 64KB RAM) : Đến đây, hệ thống kiểm tra 64KB đầu của RAM hệ thống. Đây là bước có tầm quan trọng sống còn, bởi vì vùng này phải chứa những thông tin thiết yếu cho việc khởi động hệ thống. Trục trặc ở bước này thường là do một IC nhớ nào đó bị hỏng. 15. Khởi động các IC hỗ trợ (Initialize support ICs) : BIOS tiến hành kích hoạt IC đếm thời gian ngắt lập trình được (PIT), IC điều khiển ngắt lập trình được và IC truy cập bộ nhớ trực tiếp (DMA). Nếu có trục trặc ở đây, có lẽ nguyên nhân nằm ở một trong các IC đó. 16. Nạp bảng vector ngắt (Load INT vector table) : BIOS nạp bảng vector ngắt của hệ thống vào trong 2KB đầu của RAM hệ thống. 17. Kiểm tra IC điều khiển bàn phím (Check the KBC) : BIOS đọc vùng đệm của KBC tại cổng I/O 60h. Nếu trục trặc ở đậy, chắc chắn KBC có vấn đề. 18. Kiểm tra hệ thống hiển thị (Video test) : Hệ thống kiểm tra loại mạch điều hợp hiển thị đang dùng, sau đó kiểm tra và kích hoạt mạch điều hợp và bộ nhớ hiển thị, trục trặc ở bước kiểm tra này thường có nghĩa là có lỗi trong bộ nhớ hoặc mạch bộ điều hợp hiển thị. Sau khi kiểm tra thành công, hệ thống hiển thị sẽ hoạt động. 19. Nạp vùng dữ liệu của BIOS (Load the BIOS Data Area) Đến đây hệ thống nạp vùng dữ liệu của BIOS (BDA) vào trong vùng nhớ qui ước. 20. Kiểm tra bộ nhớ (Test memory) : BIOS kiểm tra tất cả vùng bộ nhớ thấp hơn 1MB. Trục trặc ở bước kiểm tra này thường là do lỗi ở một hoặc nhiều IC nhớ, IC điều khiển bàn phím hoặc một đường dữ liệu nào đó bị hư. 21. Kiểm tra các thanh ghi DMA (check DMA registers) : BIOS thực hiện một cuộc kiểm tra ở mức thanh ghi đối với các chip điều khiển DMA bằng cách dùng các mẫu hình kiểm tra nhị phân. Trục trặc ở đây thường do hỏng các IC DMA. 22. Kiểm tra bàn phím (Check the keyboard) : hệ thống thực hiện một cuộc kiểm tra cuối cùng đối với mạch giao tiếp bàn phím. Trục trặc ở thời điểm này là do lỗi bàn phím. 23. Thực hiện các kiểm tra ở mức cao (Perform high level tests) : Bước này bao gồm cả một bộ các test, có tác dụng kiểm tra các thiết bị như ổ đĩa mềm và ổ đĩa cứng, các mạch điều hợp, cổng tuần tự, các mạch điều hợp cổng song song, mạch điều hợp chuột Số lượng và độ phức tạp của các test thay đổi tuỳ theo phiên bản BIOS. Khi có một lỗi nào đó xảy ra, thông điệp tương ứng sẽ được hiển thị trên màn hình. Nếu phần cứng của hệ thống không phù hợp với thông số đã được thiết lập trong CMOS Setup, thì một mã lỗi tương ứng sẽ được hiển thị. 24. Nạp hệ điều hành (load the OS) : Đến đây, BIOS kích hoạt INT 19h, vốn là thủ tục nạp một hệ điều hành. Trục trặc ở bước này thường dẫn đến một thông báo, chẳng hạn như "Non system disk" III.2 Loại Phoenix Technologies Phoenix Technologies là một trong những nhà sản xuất BIOS đầu tiên cho các máy PC - compatible. Phoenix được biết đến nhờ thủ tục POST bao quát và biến đổi linh hoạt theo các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) khác nhau. Các BIOS Phoenix tiêu biểu về cơ bản cũng thực hiện các bước tương tự như BIOS AMI, nhưng có vài điểm khác biệt sau : 1. Kiểm tra CPU (Check the CPU) : Kiểm tra các thanh ghi và các đường điều khiển của CPU. Trục trặc nếu có thường là do CPU hoặc IC tạo xung đồng hồ bị lỗi. 2. Kiểm tra RAM CMOS (Test CMOS RAM) : Kiểm tra các IC CMOS. Trục trặc nếu có thường là do các IC RTC/CMOS bị hỏng. 3. Kiểm tra checksum của ROM BIOS (BIOS ROM checksum) : Một cuộc tính giá trị checksum được thực hiện trên ROM BIOS. Nếu giá trị check được tính ra không khớp với kết quả ấn định khi xuất xưởng, một lỗi sẽ được tạo ra. Trục trặc ở khâu này thường là hậu quả của một ROM BIOS bị lỗi. hãy thử thay ROM BIOS để xem kết quả 4. Kiểm tra Chipset (Test chipset) : Hệ thống kiểm tra mọ bộ chipset nào đó nó có (như chip của VIA hoặc Intel chẳng hạn) xem có vận hành đúng đắn với BIOS hay không?. Trục trặc ở khâu này thường là do chipset Nếu thế phải thay bo mạch chính. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
44. 43 5. Kiểm tra chip PIT (Test PIT) : Chip PIT được thử nghiệm để bảo đảm rằng tất cả các yêu cầu ngắt đều được xử lý đúng đắn. Nếu có trục trặc ở đây thì IC PIT có vấn đề 6. Kiểm tra DMA 7. Kiểm tra 64KB bộ nhớ thấp nhất 8. Kiểm tra các cổng tuẩn tự và các cổng song song 9. Kiểm tra các chip PIC 10. Kiểm tra chip điều khiển bàn phím 11. Thẩm tra lại dữ liệu CMOS (Verify CMOS Data) 12. Thẩm tra lại hệ thống hiển thị 13. Kiểm tra chip đồng hồ 14. Kiểm tra CPU ở chế độ bảo vệ 15. Thẩm tra lại chip PIC thứ nhì 16. Kiểm tra lại các ngắt không che được 17. Kiểm tra bàn phím 18. Kiểm tra chuột 19. Kiểm tra RAM hệ thống 20. Kiểm tra mạch điều khiển đĩa 21. Ấn định các khu vực tạo bóng RAM 22. Kiểm tra các ROM mở rộng 23. Kiểm tra chip điều khiển cache 24. Kiểm tra cache của CPU 25. Kiểm tra các mạch điều hợp 26. Nạp hệ điều hành IV. NHỮNG THIẾU SÓT CỦA BIOS VÀ VẤN ĐỀ TƯƠNG THÍCH Cho dù các nhà chế tạo BIOS ngày càng sáng tạo ra những tính năng mới của BIOS đáp ứng các nhu cầu ngày càng cao của các thiết bị phần cứng máy tính, nhưng bao giờ nó cũng có một số thiếu sót nhất định, các kỹ thuật viên nắm vững các thiếu soát này sẽ làm cho quá trình cài đặt và sữa chữa sẽ nhanh hơn, các vấn đề được giải quyết sớm hơn IV.1 Các trình điều khiển thiết bị Trong thực tế không có một BIOS nào có thể xử lý được mọi thiết bị phần cứng trong khi thị trường PC hoặc theo kịp những tiến bộ nhanh chóng của các thiết bị mà nó có hỗ trợ. Hậu quả là các nhà thiết kế PC đã nghĩ ra cách bổ sung thêm cho BIOS thông qua việc sử dụng các trình điều khiển thiết bị. Để khắc phục vấn đề này sau khi máy khởi động một trình điều khiển thiết bị mức thấp được nạp từ đĩa vào vùng nhớ qui ước. Trình điều khiển thiết bị mức thấp này được chuyển đổi một loạt lời gọi chuẩn của DOS ra thành những lệnh cần thiết để điều hành thiết bị. IV.2 Bộ nhớ Flash gây ra sự lười nhác Sự chấp nhận rộng rãi bộ nhớ "Flash" cho phép BIOS được lập trình lại ngay trong máy, thông qua việc sử dụng một chương trình được tải từ trên mạng của nhà sản xuất. Không cần phải mở máy ra hoặc phải thay các mạch IC BIOS. Điều này mang lại cho các nhà sản xuất BIOS khả năng linh hoạt rất lớn trong việc chế tạo ra BIOS mới, nhưng cũng có thể tạo điều kiện cho người ta lười biếng. Do tốc đô đáng kinh ngạc của việc sinh sôi nảy nở các phát minh mới, các nhà sản xuất BIOS chịu áp lực lớn là phải tạo ra các BIOS mạnh mẽ hơn và đa dạng hơn ban giờ hết. Với các BIOS truyền thống, các nhà lập trình phải tạo ra mã chương trình thật chắn chác, được thử nghiệm kỹ lưỡng, bởi vì việc thay thế hàng nghìn IC BIOS trong lĩnh vực này là công việc nặng nề và tốn kém. Giờ đây BIOS có thể được cập nhật nhanh chóng bằng những phần mêm tương đối đơn giản, các nhà lập trình BIOS đôi khi có quan điểm "cứ phát hành trước rồi sửa lỗi sau" (cho nhan). Thế là, mã chương trình của BIOS vẫn khá chắc chắn, nhưng cũng nên biết rằng, những trục trặc và sơ xuất tiềm tàng trong BIOS hiện nay cao hơn nhiều so với những năm trước đây. Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà
45. 44 IV.3 Sự tạo bóng cho BIOS Một vấn đề nữa với các IC BIOS là tốc độ chậm cố hứu của chúng. BIOS hiện thường được ghi lên các IC ROM flash (còn các BIOS đời cũ thì dùng IC ROM truyền thống hoặc các IC ROM lập trình được khác). Cần có các chip này bởi vì dữ liệu BIOS phải được duy trì ngay cả khi không còn điện. Đáng tiếc là, các IC lưu trữ lâu dài, như những IC này chẳng hạn, lại có những thời gian truy xuất chậm một cách đáng sợ (từ 150ns đến 200ns), khi so sánh với RAM nhan đang được dùng trong các máy PC hiện nay (chỉ 50-70ns). Nếu để ý rằng các dịch vụ trong ROM BIOS hầu như được dùng liên tục, sẽ thấy mỗi sự chậm trễ đó sẽ làm tăng thêm sự trì tuệ của máy - kết quả giảm toàn bộ hiệu năng hoạt động của hệ thống. Để khắc phục hạn chế này, tốt nhất là phải tăng tốc độ truy cập ROM BIOS. Tuy nhiên, căn cứ theo tình hình hiện nay của công nghệ bán dẫn thì điều này hầu như không thể thực hiện được cho nên các nhà thiết kế PC phải thực hiện giải pháp tốt thứ hai : tạo bóng cho ROM (ROM shadowing). Quá trình tạo bóng về cơ bản là sao chép nội dung của ROM từ IC BIOS vào phần RAM trống trong vùng nhớ trên. Sau khi bản sao chép này hoàn tất, hệ thống sẽ làm việc từ bản sao chép này, chứ không phải từ bản BIOS gốc. Điều này cho phép các đoản trình BIOS lợi dụng được tốc độ nhanh hơn của RAM. Không phải chỉ BIOS hệ thống mà tất cả các BIOS đều có thể được tạo bóng. BIOS của mạch hiển thị là thứ thường được tạo bóng nhất. Thông thường việc tạo bóng cho ROM có thể được bật hay tắt thông qua đoản trình CMOS Setup. Chú ý : Việc tạo bóng không phải lúc nào cũng thành công có khi tạo ra các đợt treo máy. IV. 4 Việc điều khiển trực tiếp phần cứng IV.5 Lỗi của BIOS IV.6 Vấn đề Y2K V. TÌM HIỂU CÁC THÔNG BÁO LỖI VÀ CÁCH XỬ LÝ CHÚNG Chúng ta luôn gặp các thông báo lỗi mà một hệ thống PC có thể tạo ra. Mỗi lần khởi động PC, đoản trình POST khởi sự cả một loạt test để xác minh phần cứng của máy. Theo truyền thống POST tạo ra hai loại thông báo lỗi : mã bíp và mã POST. Các mã bíp được tạo ra thông qua lao của máy trước khi hệ thống hiển thị hình khởi động đầy đủ. Các mã POST là các ký tự thập lục phân chỉ có một byte được ghi ra các cổng I/O. Có thể đọc mã POST bằng cách dùng một Card đọc POST bằng cách so khớp mã bip hoặc mã POST với BIOS cụ thể của máy, chúng ta có xác định lỗi chính xác. Vấn đề với các mã Bíp và Mã POST là bản chất bí ẩn của chúng chúng ta cần có một danh sách mã chi tiết để so khớp mã với lỗi. Tuy nhiên các thế hệ BIOS và hệ điều hành hiện nay đang bắt đầu dùng các báo lỗi thân thiện với người dùng hơn. Nhờ các thông báo lỗi hoàn chỉnh được hiển thị, đỡ tốn công sức suy đoán nhiều hơn. V.1 Các thông báo lỗi tổng quát • Triệu chứng 1 : 8042 Gate -A20 error • Triệu chứng 2 : BIOS ROM checksum error - System Halt • Triệu chứng 3 : Cache memory bad, do not enable cache • Triệu chứng 4 : CMOS battery failed • Triệu chứng 5 : CMOS battery state low • Triệu chứng 6 : CMOS checksum error - defaults loade • Triệu chứng 7 : CMOS Display type mismatch • Triệu chứng 8 : CMOS memory size mismatch • Triệu chứng 9 : CMOS system options not set • Triệu chứng 10 : CPU at nnn • Triệu chứng 11 : Data error • Triệu chứng 12 : Decreasing available memory • Triệu chứng 13 : Diskette drive 0 (or 1) seek failure Bài giảng KTSC Máy tính H.V.Hà