1. Cấu tạo của máy tính

Thiết bị đầu vào (INPUT)

• Thiết bị đầu vào là các thiết bị được sử dụng để đưa dữ liệu vào máy tính
• Các thiết bị đầu vào phổ biến bao gồm:
  • Bàn phím: được sử dụng để nhập dữ liệu vào máy tính thông qua các phím trên bàn phím
  • Chuột: được sử dụng để di chuyển con trỏ trên màn hình
  • Webcam: được sử dụng để chụp ảnh hoặc quay video
  • Micro: được sử dụng để ghi âm

Thiết bị đầu ra (OUTPUT)

• Thiết bị đầu ra là các thiết bị được sử dụng để hiển thị dữ liệu từ máy tính ra bên ngoài
• Các thiết bị đầu ra phổ biến bao gồm:
  • Màn hình: được sử dụng để hiển thị dữ liệu từ máy tính ra bên ngoài
  • Máy in: được sử dụng để in dữ liệu từ máy tính ra giấy
  • Loa: được sử dụng để phát âm thanh từ máy tính
  • Máy chiếu: được sử dụng để chiếu dữ liệu từ máy tính lên màn hình

Thiết bị lưu trữ (STORAGE)

• Thiết bị lưu trữ là các thiết bị được sử dụng để lưu trữ dữ liệu từ máy tính
• Các thiết bị lưu trữ phổ biến bao gồm:
  • Ổ cứng: lưu trữ dữ liệu với dung lượng lớn.
  • USB: Lưu trữ dữ liệu với dung lượng vừa phải. Ưu điểm là có thê mang đi dễ dàng.
  • Thẻ nhớ: Lưu trữ dữ liệu với dung lượng vừa phải. Tương tự USB cũng có thể dễ mang đi dễ dàng.
  • Ổ đĩa quang: Lưu trữ dữ liệu với dung lượng vừa phải. Tùy loại ổ đĩa có thể chỉ đọc, hoặc đọc ghi. Yêu cầu thiết bị đặc thù.

Bộ xử lý trung tâm (PROCESSOR)

Là nơi thực hiện các phép tính và xử lý dữ liệu từ máy tính. Để thực hiện được điều này, máy tính cần rất nhiều thành phần khác nhau. Chúng ta sẽ tìm hiểu kỹ hơn về các thành phần này ở phần tiếp theo.

2. Các thành phần của bộ xử lý

Đơn vị điều khiển (Control Unit)

Đơn vị điều khiển (CU) là bộ não của bộ xử lý. Nó chịu trách nhiệm điều khiển và phối hợp hoạt động của các thành phần khác trong bộ xử lý. CU thực hiện cácchức năng sau:

1. Đọc các lệnh từ bộ nhớ
2. Giải mã các lệnh
3. Gửi tín hiệu điều khiển đến các thành phần khác trong bộ xử lý
4. Điều phối hoạt động của các thành phần khác trong bộ xử lý

Đơn vị số học và logic (Arithmetic Logic Unit)

Đơn vị số học và logic (ALU) là bộ phận thực hiện các phép tính số học và logic trong bộ xử lý. ALU thực hiện các phép tính sau:

Phép cộng
Phép trừ
Phép nhân
Phép chia
Phép so sánh
Phép logic

Bộ nhớ trong và Bộ nhớ ngoài

Mô hình bộ nhớ về mặt logic

Trong quá trình tính toán, CU cần đọc và ghi dữ liệu tạm thời hoặc vĩnh viễn. Để thực hiện được điều này, CU cần các thiết bị lưu trữ. Các thiết bị lưu trữ được chia thành hai loại:

1. Bộ nhớ trong: là các thiết bị lưu trữ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu tạm thời trong bộ xử lý. Bộ nhớ trong có tốc độ truy cập nhanh, giúp giảm thời gian xử lý.

Trong lập trình, máy tính sử dụng bộ nhớ trong để lưu trữ các dữ liệu cần thiết cho chương trình hiện tại, nhờ đó tăng tốc độ xử lý của chương trình.

2. Bộ nhớ ngoài: là các thiết bị lưu trữ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn. Bộ nhớ ngoài có tốc độ truy cập chậm hơn bộ nhớ trong, nhưng có dung lượng lớn hơn.

Trong lập trình, máy tính sử dụng bộ nhớ ngoài để lưu trữ các dữ liệu lâu dài, ví dụ như các file, thư mục, v.v. mà chương trình hiện tại đọc và ghi nhưng không cần sử dụng liên tục. Qua đó tiết kiệm bộ nhớ trong, và đảm bảo dữ liệu không bị mất khi chương trình kết thúc.

Mô hình bộ nhớ về mặt vật lý

Về mặt vật lý, có rất nhiều loại bộ nhớ trong máy tính với đặc điểm tốc độ kết nối và dung lượng khác nhau. Nguyên lý cơ bản là bộ nhớ càng “gần” với bộ xử lý thì cần tốc độ càng cao, dung lượng càng nhỏ và ngược lại.

3. Cách hoạt động của máy tính

Quá trình hoạt động tổng quát của máy tính như sau:

• Nhập dữ liệu từ thiết bị đầu vào
  • Các thiết bị đầu vào thu thập và tiếp nhận thông tin từ bên ngoài.
  • Bàn phím, chuột tiếp nhận yêu cầu của người sử dụng.
  • Micro, webcam tiếp nhận âm thanh và hình ảnh từ môi trường.
  • Các cảm biến tiếp nhận các thông tin vật lý như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, v.v.

• Xử lý dữ liệu trong bộ xử lý
  • Các thông tin đầu vào sau khi được thu thập sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu số và được đưa vào bộ xử lý. Tại đây bộ xử lý sẽ thực hiện yêu cầu của người dùng, hoặc chương trình bằng các phép toán trên dữ liệu. Trong quá trình đó, bộ xử lý sử dụng bộ nhớ để lưu trữ tạm thời.

• Xuất dữ liệu ra thiết bị đầu ra
  • Cuối cùng, bộ xử lý sẽ xuất dữ liệu ra thiết bị đầu ra để hiển thị cho người dùng. Ví dụ, sau khi tính toán, bộ xử lý sẽ xuất dữ liệu ra màn hình để hiển thị cho người dùng. Hoặc lưu trữ dữ liệu vào bộ nhớ ngoài để sử dụng sau này.

(Continue)