Cơ cấu máy vi tính

Năm Hai Ngố vào lớp 12 môn Vi Tính, cậu được cụ thân sinh mua cho cái máy IBM loại Tương Thích (IBM compatible), cộng thêm cái máy mô-đêm. Máy có tốc độ kinh hồn thời bấy giờ là 20 mêga Hertz (MHz), dùng bộ xử lý 80286 của Intel. Đây là thời kỳ có rất nhiều hiệu máy, xuất hiện trên thị trường người tiêu thụ, như, Atari, Amiga, và Commodore. Trong số đó có hiệu tiêu biểu nhất: IBM PC và Apple MacIntosh.

Sáu tháng sau, tốt độ 20 MHz đã bị lỗi thời, vì các nhà sản xuất đã tung ra một loạt bộ xữ lý với tốt độ 33 MHZ, 66MHz, và 100 Mhz.
Cho dù những bộ phận trong máy ngày càng tinh vi hơn, mạnh chức năng hơn, cơ cấu căn bản của một máy tính cũng vẫn phải bao gồm những bộ phận chính như sau:

• Thùng máy (case)
• Bộ Mạch Chủ (motherboard)
• Thiết Bị Lưu Trữ (ổ HD, FD, CD, DVD)
• Thẻ Đồ Họa (graphics card)
• Thẻ Âm Thanh (sound card)
• Thẻ Nối Mạng (network interface card)
• Màn Hình (monitor)
• Bàn Phím (keyboard)
• Chuột (mouse)

Lúc xưa, thẻ đồ họa, thẻ âm thanh, và thẻ nối mạng là ba bộ mạch riêng biệt. Nhưng, những năm gần đây, các nhà sản xuất đã phối hợp thiết bị đồ họa, âm thanh, và nối mạng vào trong bộ mạch chủ.

Thùng Máy (Chassis/Case)

Đây là bộ phận thân thể của máy, chứa đựng và bao bọc cho mọi bộ phận then chốt khác. Thành phần của thùng máy gồm có:

1. bộ nắn điện (power supply),
2. chỗ ở cho bộ mạch chủ
3. chỗ ở cho những thiết bị lưu trữ như ổ đĩa cứng, CDROM, DVD
4. vỏ bọc thùng máy

Bộ Mạch Chủ (Motherboard)

Đây là bộ xương sống của máy tính, là mạch chính liên kết mọi bộ phận khác. Từ “motherboard” còn được gọi tắc là mobo (đọc là mô-bô).

Những thành phần của Bộ Mạch Chủ gồm có:

1. Bộ Xữ Lý Trung Ương
2. Bộ Nhớ RAM
3. Các khe cắm cho những thẻ phụ (expansion cards)
4. Ổ cắm chuột và bàn phím
5. Ổ cắm cho các mạch ngoại vi USB, dùng để câu máy quét (scanner), máy in (printer), máy fax, ổ cứng ngoài, v.v…

Bộ Xữ Lý Trung Ương (CPU)

CPU là viết tắc cho Central Processing Unit (Bộ phận xữ lý trung ương), còn được gọi là microprocessor (vi xữ lý). Đây là bộ óc của máy vi tính. Bộ óc ấy làm việc với tốc độ Hertz–hiểu nôm na, 1 Hertz là tốc độ xữ lý 1 mệnh lệnh trong 1 giây. Các bộ sữ lý đương thời (năm 2006) có tốc độ phổ thông khoảng 3 giga Hertz (GHz), tức: 3,000,000,000 (3 tỉ) mệnh lệnh trong 1 giây.
Bộ phận CPU

Mạch gắn CPU trên bộ mạch chủ

Quạt tản nhiệt, ráp bên trên CPU

Năm 2006, lại có xuất hiện công nghệ xữ lý lưỡng cốt (Dual-Core processors), với hai bộ phận xữ lý nòng cốt trú ngụ trong một CPU. Hai bộ óc sẽ làm được nhiều việc hơn một bộ óc nếu chúng được tận dụng. Dual-Core giúp cho những chương trình–chuyên thi hành nhiều động tác cùng một lúc–được hoạt động nhanh hơn.

Bộ Nhớ Ngắn hạn (RAM)

RAM (đọc như trong từ “sường ram”) là viết tắc cho Random Access Memory (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên), trái với SAM (Sequential Access Memory–Bộ nhớ truy cập liên tục). Các bộ nhớ trong máy vi tính tất cả đều được ấn định từng địa chỉ riêng biệt, tương tự như địa chỉ nhà ở của chúng ta ngoài đời. Có điều khác là, thay vì một địa chỉ “800 đường Richmond, phòng 316, thành phố Toronto, tỉnh bang Ontario, Canada, bưu mã M6N 2N8″, thì địa chỉ trong bộ nhớ máy tình có dạng “00000300″. Theo RAM thì truy cập đến địa chỉ 66019927 rất đơn giản và rất nhanh, chỉ cân bước một bước là tới ngay. Trái lại, theo SAM, muốn đi đến địa chỉ 00000300, ta phải bắt đầu bằng địa chỉ 00000000, đi qua 00000001, 00000002, 00000003, v.v.

Thêm một điểm đáng lưu ý ở RAM là dữ kiện lưu trữ chỉ có thể tồn tại trong khoảng thời gian ngắn khi máy vi tính đang hoạt động. Khi ta tắc máy hoặc tái khới động máy thì toàn bộ dữ kiện lưu trong RAM sẽ biến mất hết.

RAM còn được xem là bộ lưu trữ hàng đầu (primary storage).

Ổ Đĩa Cứng (Hard Drive – HD)

Đĩa cứng được xem như một loại bộ nhớ dài hạn, cũng thuộc loại bộ lưu trữ phụ (secondary storage).

Xem thêm: Bài viết bên Wikikipedia

Ổ Đĩa Mềm (Floppy Disk Drive – FDD)

Ổ đĩa mềm dùng cho những đĩa cở 3.5 inch(“) với sức chứa là 1.44MB. Lúc xưa, đĩa mềm có hai loại cỡ: 5.25″ và 3.5“. Nhưng loại 5.25″ dần dần đã biến mất,c òn lại loại 3.5″ là thông dụng nhất.

Xem Thêm: Giải Phẩu một Đĩa Mềm

Những Linh Kiện Phụ

Những mạch cắm cho linh kiện phụ có thể dùng cho:

• Thẻ đồ họa phụ, dùng để bắt thêm màn hình thứ hai, thứ ba, v.v…
• Thẻ fax
• Thẻ bắt sóng truyền hình dây cáp
• Thẻ chỉnh sửa phim ảnh thu từ máy quay phim kỹ thuật số

Mạch cắm có vài phân loại.

• Mạch PCI có 32 hoặc 64 chấu
  
• Mạch ISA (xưa)
  
• Mạch AGP (loại 32 và 64 chấu ghim) dùng cho thẻ đồ họa:
  

Trong một bài tới đây, Hai Ngố sẽ tập nâng cấp máy vi tính.

Bài Học Đầu: 1 + 1 = 10

Hai Ngố mới vừa được định cư ở Canada được 1 năm và đang theo học chương trình lớp 10 trung học. Một hôm, Hai Ngố đang đi rong trên lầu ba của nhà trường thì chợt đi ngang phòng máy chi chi đó có nhiều màn hình và bàn phím giống hao hao như mấy cái bàn đánh chữ mà cậu ta đã từng thấy trong văn phòng kế bên nhà bà cô ở Sài Gòn lúc trước. Có mấy cô cậu đang ngồi chăm chú vào màn hình, tay gõ lia lịa mà không cần nhìn vào bàn phím tí nào.

Hai Ngố lấy làm lạ, men tới gần ghé xem, thấy có 1 anh người Việt cũng đang ngồi gõ, nên kề tới, gạ hỏi thăm, được biết anh tên Nghĩa, và đây là lớp “còm” (còm-píu-tờ). Hai Ngố cao hứng, hỏi làm thế nào để vào lớp này được, có cần dự bị bằng môn nào trước không? Được đáp là “không”. Hai Ngố mừng quýnh lên, chạy xuống văn phòng Ban Hướng Dẫn xin đổi lớp ngay.

Vào lớp đã trễ gần 2 tháng, Hai Ngố càng ngơ ngác hơn. Hên được cái, có ông thầy tốt bụng, đang lúc giờ thực hành của mấy học sinh khác, ông bắt cậu ta ngồi lại để truyền cho chút nội công lý thuyết. Bài dạy đầu tiên ông viết trên bảng đen:

1 + 1 = 10

Hai Ngố vừa đọc vừa gãi đầu. Đây là thứ toán ma quái gì đây?

Viết xong, thầy nhìn xuống nói:

“This is a binary number expression”.

Hả??? “binary”??? “expression”??? Điếc!

Hai Ngố lúc còn ở VN vừa học xong lớp sáu, sang đây trường lại cho tọt vào lớp chín, chỉ biết số thập phân chứ có biết “nhị phân” là khỉ khô gì đâu, đừng nói gì gì là “binary numbers”? Cậu nhìn ông thầy, ngơ ngáo. Thầy giáo lật sách ra chương nói về số “binary number system”, đưa cho, bảo về nhà đọc.

Hai Ngố đem sách về nhà lật sách ra để một bên, quyển tự điển để một bên, cặm cụi mò đỏ mắt, chữ nào cũng phải tra tự điển, cuối cùng cũng mơ hồ hiểu được phần nào. Thì ra “binary numbers” là số nhị phân, một hệ số với đơn vị là 0 và 1 (khác với số thập phân, với đơn vị từ 0 tới 9). Biểu thức 1 + 1 = 10 là phép cộng của hai con số nhị phân. Một đơn vị trong hệ số nhị phân còn được gọi là một tí (bit). 8 tí hợp lại thành một miếng (byte–byte là lối chơi chữ của các tiền nhân sáng lập máy vi tính, dựa theo từ bite).

Sau này Hai Ngố mới được biết là gọi “tí” với “miếng” nghe không mấy hay, nên người Việt chúng ta mượn luôn của bên Anh ngữ, gọi thành “bít” và “bai”, tương tự như lúc ta đã mượn từ “kílô” trong đơn vị đo lường.)

Theo định nghĩa, 1 kílô bai (KB) bằng 2¹⁰ bai (tương đương với 1024 bai), và 1 mêga bai (MB) bằng 1024KB. 1 giga bai (GB) bằng 1024MB, vân vân, 1 té ra bai (TB) bằng 1024GB, và vân vân…

Hai Ngố đọc tới đây, tuy thường thì ngu quá cỡ, nhưng giờ này cũng có chút khôn để thắc mắc: tại sao máy vi tính lại không dùng hệ thập phân mà lại dùng nhị phân nhỉ. Cậu bèn lật tới lật lui nát bấy chương sách, coi mình có bỏ sót khúc nào không. Lật tới mấy trang nữa thì cậu tìm ra câu trả lời. Thật là đơn giản. Thì ra mấy cha nội sáng chế máy vi tính đã dùng số nhị phân để mô tả 2 trạng thái của máy: tắt (0) hoặc mở (1). Tất cả những bộ phận điện trong máy vi tính đều qui theo hai trạng thái {tắt, mở} trên, nên lấy số nhị phân để tiện bề tính toán. Từ đó, có biểu số nhị phân tương đương với số thập phân:

Thập phân	Nhị phân
0	0
1	1
2	10
3	11
4	100
5	101
6	110
7	111
8	1000
9	1001
10	1010
11	1011
…	…

Và có phép cộng tương tự như thập phân:

01
+ 01
====
  10

À, thì ra 1 + 1 = 10 là vậy!

Lại đọc tới phép trừ thì thấy có one’s complement (số bù 1), two’s complement (bù 2). Chao ôi! Đầu óc heo của Hai Ngố đã bắt đầu nhức nhối. Nhìn lên đồng hồ đã 12 giờ khuya rồi. Thôi, cuốn gói đi ngủ cho xong kẻo cái đầu nó nổ tung mất. Hôm khác lại đọc tiếp vậy. Hôm nay học nhiêu đó đủ xài gùi.