(NB) Giáo trình Sửa chữa máy tính được biên soạn nhằm mục đích giới thiệu cho các em học sinh, sinh viên các nghành nghề sữa chữa máy tính, cũng như làm cuốn sách tham khảo đối với các kỹ thuật viên sửa chữa máy tính các kiến thức về máy vi tính trong lĩnh vực lắp ráp, sửa chữa và khắc phục các sự cố về phần cứng và phần mềm.
Các thành phần chính của máy tính
Giới thiệu
Hình 1.1- Một số loại máy tính thông dụng
Máy tính điện tử là thiết bị đặc biệt giúp giải quyết các công việc do con người đặt ra bằng cách thực hiện tuần tự các lệnh trong chương trình mô tả công việc đó Để hoàn thành nhiệm vụ, 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 1.2
Hình 1.2- Sơ đồ các khối cơ bản của máy tính điện tử
Cấu tạo và chức năng của các thiết bị máy tính
Vỏ máy tính là thành phần quan trọng dùng để lắp ráp các cấu kiện, bảo vệ và làm mát thiết bị Có hai dạng chính là vỏ đứng (tower) và vỏ nằm (desktop), trong đó loại vỏ ATX đang được ưa chuộng Vỏ máy thường đi kèm với nguồn điện, cần phải tương thích với mainboard về cả công suất và kích thước, đồng thời có thiết kế công nghiệp phù hợp.
Vỏ máy tính bao gồm nhiều thành phần quan trọng: phía trước có phím bật nguồn, phím Reset, đèn báo nguồn và đèn HDD, cùng với các khoang để lắp ổ đĩa mềm, ổ cứng và CD Ở phía sau, có ổ cắm nguồn, quạt gió, các cổng kết nối như USB, connector song song và nối tiếp, cũng như các khe để cắm card mở rộng và ổ cắm cho keyboard, chuột Bên trong vỏ máy, có khoang rộng để lắp mainboard, các khoang trên-sau để gá nguồn và các khoang trên-trước để lắp ổ đĩa.
Hình 1.3- Case dạng đứng Hình 1.4- Case nằm ngang
Nguồn cung cấp cho máy vi tính là một hộp kim loại, nhận điện đầu vào từ 220V hoặc 110V và cung cấp các nguồn điện khác nhau cho bo mạch chủ (MB) và các ổ đĩa Bên trong nguồn có lắp đặt quạt để làm mát thiết bị.
Nguồn máy PC hoạt động theo nguyên tắc switching, giúp thiết bị trở nên gọn nhẹ Có hai loại nguồn chính là AT và ATX Nguồn AT không thể tắt bằng phần mềm và không cung cấp điện +3.3V cho CPU, trong khi nguồn ATX cho phép tắt bằng phần mềm và cung cấp điện +3.3V trực tiếp cho CPU Nguồn ATX tiêu chuẩn có công suất 300W.
Hình 1.5- Nguồn ATX quạt làm cánh bản rộng
Hình 1.6- Nguồn ATX quạt làm cánh bản nhỏ
Hình 1.7- Bo mạch chính (Mainboard ) slot slot panel shield
SATA connectors: FDD 24-pin ATX
* Chipset cầu bắc (North Bridge) và Chipset cầu nam (South Birdge) Nhiệm vụ của Chipset:
+ Nhận biết, kết nối các thành phần trên Mainboard và các thiết bị ngoại vi lại với nhau
+ Điều khiển tốc độ Bus cho phù hợp giữa các thiết bị
Khi CPU có tốc độ Bus 400 MHz và RAM có tốc độ Bus 266 MHz, việc giao tiếp giữa hai thành phần này cần thông qua Chipset để điều chỉnh tốc độ Bus cho phù hợp.
Hình 1.8- Sơ đồ minh hoạ tốc độ Bus của các thiết bị liên lạc với nhau qua Chipset hệ thống
- Đế cắm CPU kiểu Socket – cho các máy Pentium 4 trở lên
Hình 1.9-Đế cắm CPU - Socket 1155
* Khe cắm bộ nhớ Ram:
- Khe cắm DDRam (Double Data Rate Synchronous Dynamic Ram) => Chính là SDRam có tốc độ dữ liệu nhân 2
Hình 1.11- Khe cắm mở rộng
PCI (Peripheral Component Interconnect) là khe cắm mở rộng phổ biến nhất, hoạt động với Bus 33MHz Đến nay, các khe cắm này vẫn được sử dụng rộng rãi trong các máy tính Pentium 4.
AGP (Accelerated Graphics Port) là cổng tăng tốc đồ họa chuyên dụng cho card video, với tốc độ bus tối thiểu đạt 66MHz, tương đương với 1X.
PCI Express (PCIe) là một giao diện bus hệ thống mở rộng cho máy tính, nhanh hơn nhiều so với các giao diện trước đây như PCI, PCI-X và AGP Thiết kế của PCIe nhằm thay thế các khe cắm này cho các card mở rộng và card đồ họa, mang lại hiệu suất vượt trội cho người dùng Khe cắm PCI Express tương tự như PCI và PCI Extended (PCI-X).
Bộ nhớ Cache, nằm giữa RAM và CPU, giúp rút ngắn thời gian truy xuất dữ liệu trong quá trình xử lý của CPU Có hai loại Cache: Cache L1 và Cache L2 Trên các máy Pentium 2, Cache L1 được tích hợp trong CPU, trong khi Cache L2 nằm ngoài CPU Đối với các máy Pentium 3 và 4, cả hai loại Cache đều được tích hợp trong CPU Khác với bộ nhớ RAM, bộ nhớ Cache được làm từ RAM tĩnh, mang lại tốc độ nhanh nhưng có giá thành cao.
- ROM BIOS (Read Only Memory Basic Input/Output System => Bộ nhớ chỉ đọc, lưu trữ các chương trình vào ra cơ sở)
Bộ nhớ chỉ đọc (ROM) là loại bộ nhớ mà các nhà sản xuất Mainboard đã nạp sẵn các chương trình quan trọng, phục vụ cho việc khởi động máy tính và kiểm tra các thành phần như bộ nhớ RAM, Card Video, bộ điều khiển ổ đĩa và bàn phím.
+ Tìm hệ điều hành và nạp chương trình khởi động hệ điều hành
Chương trình cài đặt cấu hình máy (CMOS Setup) cho phép người dùng truy cập phiên bản mặc định của cấu hình máy từ BIOS Sau khi thay đổi các thông số và lưu lại, các thông số mới sẽ được lưu vào RAM CMOS, bộ nhớ nhỏ được tích hợp trong South Bridge và được cung cấp năng lượng bởi pin 3V.
Hình 1.12- Các cổng giao tiếp trên Mainboard
- Là bản mạch chính liên kết tất cả các linh kiện và thiết bị ngoại vi thành một bộ máy vi tính thống nhất
- Điều khiển tốc độ và đường đi của luồng dữ liệu giữa các thiết bị trên
- Điều khiển điện áp cung cấp cho các linh kiện gắn chết hoặc cắm rời trên Mainboard
Bộ xử lý (processor) đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện các phép tính toán trên máy tính Các máy tính cá nhân phổ biến hiện nay thường sử dụng bộ xử lý của Intel hoặc AMD, với tốc độ xử lý cao từ 2-3 GHz Ngoài ra, bộ xử lý ngày nay còn hỗ trợ tập lệnh phong phú, đặc biệt là cho việc xử lý đồ họa 3 chiều.
Hình 1.13- Bộ xử lý (CPU) của hãng Intel
Hình 1.14- Bộ xử lý (CPU) của hãng AMD
1.2.5 Bộ nhớ trong (RAM, ROM)
RAM (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) là loại bộ nhớ dùng để lưu trữ tạm thời các chương trình và dữ liệu trong quá trình xử lý Một đặc điểm quan trọng của RAM là dữ liệu sẽ bị mất khi thiết bị tắt nguồn hoặc mất điện.
Hình 1.15- Bộ nhớ trong SDRAM Hình 1.16- Bộ nhớ trong DDRAM 2
Hình 1.17- Bộ nhớ trong DDRAM 3 H
Hình 1.18- Bộ nhớ trong DDRAM 4
ROM (Read-Only Memory) là bộ nhớ chỉ đọc trong máy tính, thường có dung lượng nhỏ và lưu trữ thông tin về cấu hình BIOS Bộ nhớ này thường được gắn chặt với bo mạch chủ (mainboard).
Hình 1.19- Bộ nhớ trong ROM
1.2.6.1 Đĩa cứng (Hard disk drive (HDD)) Đĩa cứng là thiết bị cực kỳ quan trọng trong máy tính cá nhân Đĩa cứng lưu trữ hệ điều hành, các chương trình ứng dụng và dữ liệu của người sử dụng máy Khi bộ nhớ vật lý (RAM) hết dung lượng, hệ điều hành còn sử dụng tệp tin tráo đổi trên đĩa cứng như một bộ nhớ ảo Vì vậy đĩa cứng có vai trò quyết định rất lớn đến tốc độ, sự ổn định và an toàn dữ liệu cho người sử dụng Đĩa cứng có dung lượng nhớ rất lớn và tốc độ đọc/ghi rất nhanh
Hình 1.20- Đĩa cứng chuẩn ATA Hình 1.21- Đĩa cứng chuẩn SATA
Hình 1.22- Đĩa cứng di động
1.2.6.2 Đĩa mềm (FDD) Đĩa mềm là thiết bị lưu trữ có dung lượng nhỏ (1.44 MB)
Tốc độ truy cập rất chậm so với đĩa cứng Đĩa mềm thuận tiện cho việc di chuyển các tài liệu kích thước nhỏ như các văn bản
- Được sử dụng bằng công nghệ ánh sáng laser
- Dung lượng đĩa CD khoảng 600 – 800MB; DVD khoảng 4GB
Hình 1.24- Đĩa CD Hình 1.25- Đĩa DVD
1 Nêu các thành phần cơ bản của máy tính và chức năng của các thành phần đó?
2 Dựa vào các đặc trưng nào để nhận biết các thành phần, thiết bị của máy tính
3 So sánh phần cứng máy tính (Hardware) và phần mềm máy tính (Software)?
4 RAM là gì? Có mấy loại RAM cơ bản? Khi nâng cấp RAM cần phải chú ý những điều gì?
5 Kể tên các dòng sản phẩm Chip CPU của hãng Intel có trên thị trường mà bạn biết?
Quá trình khởi động máy tính
Hệ thống cấp bậc trong máy tính
- Nêu được hệ thống cấp bậc trong máy tính
- Trình bày được các hệ thống trong máy tính
Phần cứng là yếu tố cốt lõi của máy tính PC, bao gồm các mạch điện tử, ổ đĩa, bo mạch mở rộng, bộ nguồn, thiết bị ngoại vi và các dây cáp kết nối Ngoài máy tính, phần cứng còn bao gồm monitor, bàn phím và máy in Qua việc gửi thông tin số hóa đến các cổng hoặc địa chỉ trong bộ nhớ, phần cứng có khả năng điều khiển hầu hết mọi thiết bị kết nối với CPU Tuy nhiên, việc điều khiển phần cứng đòi hỏi kiến thức sâu sắc về kiến trúc điện tử và kỹ thuật số của máy tính.
Làm thế nào mà Microsoft có thể phát triển hệ điều hành mà hoạt động được trên máy ATdùng chip 286 cũng như máy đời mới dựa trên chip Pentium?
Mỗi nhà sản xuất PC thiết kế hệ thống mạch điện tử độc đáo, đặc biệt là bo mạch chính, khiến việc phát triển một hệ điều hành "vạn năng" cho mọi máy trở nên khó khăn Để giải quyết vấn đề này, cần có một phương tiện giao tiếp giữa hệ điều hành chuẩn và phần cứng đa dạng trên thị trường, và phương tiện này được thực hiện thông qua BIOS (Basic Input/Output System).
BIOS là một tập hợp các dịch vụ được thiết kế để điều hành các tiểu hệ thống phần cứng chính của PC như hiển thị hình, đĩa và bàn phím Ban đầu được IBM phát minh, BIOS sử dụng các lời gọi chuẩn để thực hiện các dịch vụ này theo yêu cầu của hệ điều hành Khi hệ điều hành yêu cầu một dịch vụ BIOS, một đoản trình cụ thể sẽ thực hiện chức năng tương ứng cho tiểu hệ thống phần cứng Do đó, mỗi thiết kế PC cần có BIOS riêng, đóng vai trò như "chất keo" giúp các phần cứng khác nhau hoạt động cùng một hệ điều hành duy nhất.
BIOS không chỉ cung cấp các dịch vụ mà còn thực hiện chương trình tự kiểm tra (POST: Power On Self Test) mỗi khi máy tính khởi động Chương trình POST này có nhiệm vụ kiểm tra các hệ thống chính của PC trước khi tiến hành nạp hệ điều hành.
BIOS là phần mềm độc quyền cho từng kiểu thiết kế PC, được lưu trữ trên bo mạch chính dưới dạng IC bộ nhớ chỉ đọc (ROM) Các máy tính hiện đại sử dụng ROM có thể ghi lại bằng điện (Flash ROM), cho phép cập nhật BIOS mà không cần thay chip Do đó, BIOS thường được gọi là phần dẻo (Firmware) thay vì phần mềm (software) Chất lượng mã chương trình BIOS ảnh hưởng sâu sắc đến hiệu suất của PC; mã tốt sẽ cải thiện hiệu năng hệ thống, trong khi mã không hiệu quả có thể gây ra sự cố Các lỗi trong BIOS có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng như mất mát dữ liệu và hệ thống bị treo.
Hệ điều hành: thuật ngữ tiếng Anh gọi là “Operating System”
- 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)
- Tài nguyên: CPU, bộ nhớ, thiết bị ngoại vi, chương trình
- 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 BIOS và cung cấp một phần mở rộng gọi là DOS, giúp các ứng dụng truy cập vào nhiều hàm điều khiển đĩa và xử lý tệp ở mức cao Sự phong phú của các hàm liên quan đến đĩa đã dẫn đến việc gọi hệ điều hành này là disk operating system (DOS) Khi các chương trình ứng dụng cần truy cập đĩa hoặc xử lý tệp, lớp DOS sẽ thực hiện hầu hết các công việc này Nhờ vào thư viện các hàm thường dùng trong DOS, lập trình viên có thể viết ứng dụng mà không cần phải tích hợp mã lệnh phức tạp cho các chức năng này vào chương trình.
Hệ điều hành và BIOS hoạt động chặt chẽ với nhau, giúp các ứng dụng dễ dàng truy cập vào các tài nguyên của hệ thống.
Hệ điều hành tạo ra một môi trường để thực thi ứng dụng và cung cấp giao diện người dùng, cho phép người dùng tương tác với máy tính MS-DOS sử dụng giao diện dòng lệnh, điều khiển bằng bàn phím với dấu nhắc lệnh quen thuộc như c:>\_ Trong khi đó, các hệ điều hành Windows cung cấp giao diện người dùng đồ họa (GUI), cho phép người dùng chọn biểu tượng và hình ảnh bằng chuột hoặc thiết bị điểm trỏ khác.
2.1.4 Các chương trình ứng dụng
Mục tiêu cuối cùng của máy tính là thực thi các chương trình ứng dụng như xử lý từ chương, bảng tính và trò chơi Hệ điều hành nạp và cho phép người dùng khởi chạy các ứng dụng cần thiết Khi các ứng dụng yêu cầu tài nguyên hệ thống, chúng sẽ thực hiện lời gọi dịch vụ đến DOS hoặc BIOS DOS và BIOS sẽ truy cập các chức năng cần thiết và gửi thông tin cần thiết trở 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
Hệ thống cấp bậc trong một máy tính cá nhân (PC) bao gồm nhiều lớp khác nhau, mỗi lớp đóng vai trò quan trọng và tương tác với nhau để tạo nên sự hoạt động hiệu quả của toàn bộ hệ thống.
Tìm hiểu các hệ điều hành thông dụng
- Liệt kê được công dụng của các hệ điều hành thông dụng
Để một máy tính hoạt động, cần phải cài đặt một Hệ Điều Hành (HDH) Hiện nay, có nhiều HDH phổ biến, trong đó ba loại lớn nhất là Windows, Mac OSX và Linux Đặc biệt, Microsoft Windows là dòng phần mềm hệ điều hành độc quyền của Microsoft, được giới thiệu lần đầu vào tháng 11 năm 1985 Phiên bản Windows đầu tiên đã mang đến một giao diện đồ họa thân thiện, cải tiến so với hệ điều hành đĩa từ trước đó.
2.2.1 Hệ điều hành Windows 7, Windows 8, Windows 10
Windows 7 là một bản nâng cấp đáng giá nhất của Windows sau phiên bản “vang bóng một thời” là Windows XP, nó được phát hành trên toàn thế giới vào ngày 22/10/2009 Windows 7 ra đời tương thích với rất nhiều phần cứng cho phép nó hoạt động mượt mà cũng như khai thác hết sức mạnh phần cứng mà các phiên bản trước không làm được
Windows 7 được phát hành với các phiên bản chính:
Phiên bản rút gọn này cung cấp các tính năng cao cấp mà không phức tạp về giao diện, mang lại sự gọn nhẹ lý tưởng cho các máy netbook Sản phẩm hướng đến người dùng mới bắt đầu làm quen với máy tính và những người có thu nhập thấp, giúp họ tiếp cận công nghệ một cách dễ dàng hơn.
- Home Basic: Lược bỏ một số các chức năng giải trí nâng cao (như
Media Center trong phiên bản Home Premium là lựa chọn lý tưởng cho netbook, máy tính cá nhân và các công ty vừa và nhỏ, nhắm đến đối tượng người dùng mới mua netbook và các gia đình có thu nhập trung bình.
Home Premium cung cấp các chức năng giải trí, giao tiếp và kết nối ở mức tốt, phù hợp với netbook thế hệ mới, máy tính cá nhân (PC) và laptop Sản phẩm này hướng tới người dùng là các hộ gia đình và doanh nghiệp vừa và nhỏ.
Các chức năng kết nối mạng văn phòng và kết nối mạng toàn diện được thiết kế đặc biệt cho các công ty lớn và doanh nhân, giúp họ dễ dàng trao đổi dữ liệu khi làm việc với máy tính.
Phiên bản Ultimate và Enterprise cung cấp đầy đủ chức năng của tất cả các phiên bản khác, mang lại sức mạnh toàn năng cho người dùng trong việc trao đổi thông tin và giải trí mọi lúc mọi nơi Ultimate phù hợp cho cá nhân, trong khi Enterprise tập trung vào các tổ chức và cộng đồng, với giải pháp giá cả và hỗ trợ toàn diện hơn Ngoài ra, Ultimate là phiên bản thương mại toàn cầu, trong khi Enterprise chỉ được cung cấp cho các tổ chức đặt hàng số lượng lớn.
Thin PC: Dành cho máy có cấu hình thấp (nhẹ gần bằng windows XP), tất nhiên sẽ bị lượt bỏ một số phần không cần thiết lắm trong Windows
Windows 7 đã nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường nhờ vào sự đa dạng của nó và trở thành hệ điều hành phổ biến nhất hiện nay Tuy nhiên, Microsoft đã chính thức ngừng hỗ trợ Windows 7 vào ngày 13/1/2015 để mở đường cho các phiên bản Windows mới hơn.
Windows 8 kế nhiệm Windows 7, được chính thức ra mắt vào 26 tháng
Vào năm 2012, Windows 8 đã có những thay đổi đáng kể với giao diện Metro mới, sau này được đổi tên thành Modern do vấn đề bản quyền, nhằm tối ưu hóa cho các thiết bị cảm ứng Khi khởi động, màn hình Start thay thế cho màn hình Desktop truyền thống, hiển thị các Live Tile động để cập nhật thông tin mà không cần mở ứng dụng Khi người dùng nhấp vào một ô Live Tile, ứng dụng Modern sẽ mở ra toàn màn hình với giao diện thân thiện cho cảm ứng.
Windows 10 sẽ là một nền tảng hợp nhất dành cho tất cả thiết bị của
Microsoft cung cấp nhiều sản phẩm như máy tính cá nhân, máy tính bảng, smartphone và thiết bị đeo thông minh, với giao diện người dùng và tính năng có sự khác biệt tùy thuộc vào loại sản phẩm Phiên bản Windows mới này hứa hẹn sẽ thu hút hàng triệu người dùng hiện đang sử dụng Windows 7 và XP nhờ vào sự tiện lợi và thoải mái mà nó mang lại.
Microsoft đã thiết kế lại Thanh Start Menu quen thuộc từ các thế hệ Windows cũ, mang đến giao diện đẹp mắt và tiện dụng hơn, điều này đang được nhiều người dùng mong đợi.
Hình 2.3 Giao diện Windows 10 Ưu điểm của HĐH Windows
Windows là nền tảng chiếm thị phần lớn nhất hiện nay, điều này dẫn đến việc hầu hết các nhà sản xuất đều chú trọng đầu tư vào phần mềm và phần cứng tương thích với hệ điều hành này.
Mặc dù Windows không đạt được mức độ bảo mật toàn diện như các nền tảng khác như Linux hay Mac OS, Microsoft vẫn nỗ lực hàng ngày để cung cấp các bản vá lỗi bảo mật thường xuyên, giúp người dùng bảo vệ hệ thống của mình tốt hơn.
Windows hỗ trợ một loạt các ứng dụng phong phú, vượt trội hơn hẳn so với các hệ điều hành khác Điều này xuất phát từ việc các nhà phát triển luôn muốn tiếp cận với một thị trường lớn và đông đảo người dùng như Windows.
Laptop hỗ trợ màn hình cảm ứng hoạt động hiệu quả trên nền tảng Windows 8 trở lên, mang đến trải nghiệm người dùng tốt hơn so với Windows 7, mặc dù phiên bản này cũng có khả năng hỗ trợ cảm ứng nhưng chưa hoàn thiện.
Khảo sát hệ điều hành MS - DOS
- Nắm được chức năng của hệ điều hành MS-DOS
- Biết được giao diện của hệ điều hành MS-DOS
- Nêu được cấu trúc lệnh của hệ điều hành MS-DOS
MS-DOS cung cấp tài nguyên nhập/xuất cho các ứng dụng và môi trường thực thi chương trình, sử dụng ba file chính: IO.SYS, MSDOS.SYS và COMMAND.COM Mặc dù có nhiều file khác đi kèm, nhưng chúng chỉ là tiện ích hỗ trợ bảo trì hệ thống, không phải thành phần cốt lõi của hệ điều hành Bài viết này sẽ khảo sát chi tiết từng file trong ba file chính của MS-DOS, đồng thời nhấn mạnh rằng việc nạp và chạy hệ điều hành phụ thuộc vào tài nguyên xử lý, bộ nhớ và hệ thống đĩa thích hợp.
File IO.SYS cung cấp nhiều trình điều khiển thiết bị cấp thấp, tương tác với BIOS và phần cứng máy tính Một số phiên bản IO.SYS được tùy biến bởi các nhà sản xuất thiết bị để bổ sung cho BIOS cụ thể trên máy của họ Tuy nhiên, việc tùy biến hệ điều hành hiện nay khá hiếm gặp do có thể gây ra sự bất tương thích hệ thống Ngoài các trình điều khiển cấp thấp, IO.SYS còn chứa một đoạn mã khởi động hệ thống.
IO.SYS là file quan trọng trong hệ thống MS-DOS, chứa nội dung cần thiết cho quá trình khởi động, ngoại trừ thủ tục khởi sự File này được lưu trong bộ nhớ dưới thấp và có thuộc tính ẩn, nên không thể thấy khi sử dụng lệnh DIR trên đĩa khởi động Mặc dù tên file là IO.SYS, các phiên bản DOS khác như PC-DOS của IBM gọi nó là IBMBIO.COM Để một đĩa khởi động được trong MS-DOS 3.x hoặc 4.x, IO.SYS phải nằm ở vị trí đầu tiên trong thư mục gốc và chiếm ít nhất cluster đầu tiên có thể sử dụng trên đĩa.
Vị trí của IO.SYS trên đĩa được xác định rõ ở boot sector, nhưng từ MS-DOS 5.x trở đi, IO.SYS có thể nằm ở bất kỳ thư mục nào trong ổ đĩa Khi quá trình khởi động bắt đầu, boot sector sẽ được đọc và IO.SYS sẽ được nạp vào bộ nhớ, sau đó nó sẽ điều khiển hệ thống Nếu IO.SYS hoặc các file liên quan bị mất, người dùng sẽ gặp thông báo lỗi boot hoặc hệ thống có thể bị treo.
2.3.1.2 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
2.3.1.3 Các biến thể của IO.SYS và MSDOS.SYS dưới Windows
Với sự ra đời của Windows 95, các file hệ thống cổ điển của DOS đã được cải tiến để tối ưu hóa quá trình khởi động Windows 95 gộp tất cả chức năng từ IO.SYS và MSDOS.SYS vào một file ẩn duy nhất mang tên IO.SYS, có thể đổi thành WIN-BOOT.SYS khi khởi động bằng phiên bản hệ điều hành cũ hơn Nhiều tùy chọn trước đây trong file CONFIG.SYS giờ đã được tích hợp vào IO.SYS của Windows 95, trong đó IO.SYS thiết lập một số lựa chọn mặc định, nhưng vẫn có thể được thay thế bởi các mục trong file CONFIG.SYS, bao gồm các giá trị như: dos=high, himem.sys, và ifshlp.sys, cho phép các thành phần hệ thống của DOS được tự động nạp vào bộ nhớ cao.
+ Trình quản lý bộ nhớ được nạp
+ Tiện ích tăng cường cho hệ thống file được nạp setver.exe Tiện ích qui định phiên bản DOS được nạp
Files` lastdriver=z buffers0 stacks=9,256 + Số đề mục quản lý file được cấp phát
+ Chỉ định mẫu tự ổ đĩa cuối cùng có thể phân bổ
+ Số ngăn đệm cache dùng trong truy cập file
+ Số chồng ngăn xếp được được tạo ra
Shell=command.com Ấn định trình xử lý lệnh cần dùng fcbs=4
Trong MS-DOS 7.x, file MSDOS.SYS đã được chuyển đổi thành file văn bản, loại bỏ chức năng kiểm soát của phiên bản cũ, đặc biệt trong Windows 95 File này chủ yếu được sử dụng để điều chỉnh quá trình khởi động hệ thống, và thường không cần truy cập vào nó Thông thường, nội dung của file MSDOS.SYS có dạng cụ thể, nhưng việc điều chỉnh số lượng tối đa các khối kiểm soát file vẫn có thể thực hiện được.
WinDir=C:\WINDOWS WinBootDir=C:\WINDOWS HostWinBootDrv=C
; The following lines are required for compatibility with orther program
; Do not remove them (MSDOS.SYS needs to be > 1024 bytes)
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
+ 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 trong hệ điều hành
BootDelay=n : Cho phép ấn định khoảng thời gian trì hoãn khởi động hệ thống n giây (mặc định là 2 giây)
2.3.2 Cấu trúc lệnh của MS – DOS
File COMMAND.COM là chương trình tạo môi trường (shell) cho MS-DOS, đồng thời cũng là bộ xử lý lệnh của hệ thống Đây là chương trình cho phép người dùng tương tác thông qua dấu nhắc đợi lệnh.
COMMAND.COM là file thứ ba được nạp vào bộ nhớ khi khởi động máy tính, cùng với IO.SYS và MSDOS.SYS trong vùng bộ nhớ thấp Số lượng lệnh khả dụng phụ thuộc vào phiên bản MS-DOS đang sử dụng Trong quá trình hoạt động bình thường, MS-DOS sử dụng hai loại lệnh: lệnh thường trú (resident) và lệnh trạm trú (transient).
Lệnh thường trú, hay còn gọi là lệnh nội trú, là những thủ tục được mã hóa trong COMMAND.COM, cho phép chúng được thực thi ngay lập tức khi được gọi từ dòng lệnh.
Các lệnh tạm tú (hay còn gọi là lệnh ngoại trú) là một nhóm lệnh mạnh mẽ hơn, nhưng chúng không được nạp cùng với COMMAND.COM Thay vào đó, các lệnh này xuất hiện dưới dạng các file tiện ích có đuôi *.COM hoặc *.EXE với kích thước nhỏ trong thư mục DOS Trước khi thực thi, các lệnh ngoại trú sẽ được nạp từ đĩa vào bộ nhớ.
2.3.2.2 Việc nhận ra và giải quyết những trục trặc của hệ điều hành
Hệ điều hành là phần không thể thiếu trong hệ thống máy tính, và mọi vấn đề liên quan đến việc sử dụng và nâng cấp chúng có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của hệ thống Mặc dù phần mềm không bị hỏng hóc như phần cứng do tác động vật lý, nhưng việc nâng cấp từ hệ điều hành này sang hệ điều hành khác có thể gây ra sự xáo trộn Những lỗi (bug) trong hệ điều hành có thể khiến hoạt động của hệ thống trở nên khó đoán và làm giảm tính tin cậy của nó.
Hầu hết các phiên bản hệ điều hành đều chứa lỗi, đặc biệt là các ấn bản ban đầu Những lỗi này thường xuất hiện trong các lệnh ngoại trú chạy từ dòng lệnh, không phải trong ba file cốt lõi Ngoài ra, lỗi phần mềm có thể gây ra các vấn đề tương tự như lỗi phần cứng, khiến máy tính hoạt động không chính xác hoặc không phản hồi Để khắc phục, người dùng nên theo dõi các hãng chế tạo hệ điều hành để tìm kiếm các ấn bản và phần mềm sửa lỗi mới nhất Microsoft cung cấp một trang web lớn hỗ trợ cho các hệ điều hành của họ, vì vậy chúng ta cần kiểm tra thường xuyên để cập nhật các báo cáo lỗi và nâng cấp mới.
Một trong những mối quan tâm lớn của các kỹ thuật viên là cách xử lý các phiên bản cũ của hệ điều hành Điều quan trọng cần lưu ý là một trong những nhiệm vụ chính của hệ điều hành là quản lý tài nguyên hệ thống, bao gồm dung lượng lưu trữ của đĩa và bộ nhớ.
Quá trình khởi động của máy
- Trình bày được quá trình khởi động của máy
- Biết được các lỗi thường xảy ra khi khởi động máy
Quá trình khởi động máy tính là một chuỗi các bước có thể dự đoán được, bắt đầu từ khi điện năng được cung cấp cho đến khi hệ thống chạy không tải tại dấu nhắc lệnh hoặc màn hình Desktop Hiểu rõ từng bước trong quá trình này giúp kỹ thuật viên đánh giá mối tương quan giữa phần cứng và phần mềm, đồng thời tăng cường khả năng nhận diện và giải quyết sự cố khi máy không khởi động đúng cách.
Mục này sẽ mang lại cho chúng ta một cái nhìn bao quát về từng bước một của quá trình khởi động máy PC thông thường
Quá trình khởi động máy PC bắt đầu khi bật nguồn, và nếu các điện thế ngõ ra của bộ nguồn hợp lệ, nó sẽ phát ra tín hiệu Power Good (PG) sau khoảng 100ms đến 500ms Khi IC đếm thời gian trên bo mạch chính nhận được tín hiệu PG, nó sẽ ngừng gửi tín hiệu RESET đến CPU, cho phép CPU bắt đầu xử lý công việc.
2.4.2 Quá trình khởi động (bootstrap)
CPU bắt đầu hoạt động bằng cách lấy lệnh từ địa chỉ FFFF:0000h, nằm ở cuối vùng ROM có thể sử dụng Lệnh này thường là một lệnh nhảy (JMP) dẫn đến các địa chỉ khởi đầu của BIOS ROM Việc tất cả các CPU bắt đầu từ một điểm xuất phát chung giúp ROM BIOS có thể chuyển quyền điều khiển chương trình đến một vị trí cụ thể trong ROM của máy, và mỗi ROM thường có sự khác biệt.
Quá trình truy tìm địa chỉ FFFF:0000h và sự định hướng lại của CPU được gọi là tự khởi động (bootstrap).
PC tự thân vận động, hay còn gọi là Boot, là thuật ngữ dùng để chỉ quá trình tự tìm đường để khởi động Hiện nay, Boot không chỉ đơn thuần là việc khởi động máy mà còn bao hàm toàn bộ quy trình khởi động của máy tính.
2.4.3 Những cuộc kiểm tra cốt lõi
Các cuộc kiểm tra cốt lõi là một phần quan trọng trong quy trình tự kiểm tra lúc mở máy (Power-On-Self-Test - POST), giúp BIOS xác định tính toàn vẹn của hệ thống khi khởi động Việc cho phép hệ thống khởi động với các lỗi trên bo mạch chính, bộ nhớ hoặc hệ thống đĩa có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng cho dữ liệu Để đảm bảo khởi động an toàn, một bộ thủ tục tự kiểm tra phần cứng sẽ kiểm tra các thành phần chính của bo mạch chính và nhận diện các chip BIOS chuyên dụng khác trong hệ thống như BIOS của bộ điều khiển ổ đĩa, BIOS của mạch điều hợp màn hình và BIOS dành cho Bus SCSI.
BIOS khởi động bằng cách thực hiện kiểm tra phần cứng trên bo mạch chính, bao gồm CPU, bộ đồng xử lý toán học, các IC đếm thời gian, chip điều khiển DMA và chip điều khiển ngắt Nếu phát hiện lỗi trong giai đoạn kiểm tra này, BIOS sẽ phát ra chuỗi mã bip Nhờ vào thông tin về nhà sản xuất BIOS, người dùng có thể dễ dàng xác định nguyên nhân của sự cố.
BIOS sẽ kiểm tra sự hiện diện của ROM hiển thị hình tại các địa chỉ bộ nhớ từ C000:0000h đến C780:000h Trong hầu hết các máy PC, BIOS sẽ phát hiện một BIOS ROM hiển thị hình trên card màn hình được cắm vào khe mở rộng Nếu tìm thấy, nội dung của BIOS hiển thị hình sẽ được kiểm tra bằng mã checksum; nếu thành công, quyền điều khiển sẽ chuyển sang BIOS hiển thị đó để nạp và khởi động card màn hình Sau khi khởi động hoàn tất, một con trỏ sẽ xuất hiện trên màn hình và quyền điều khiển sẽ trở lại BIOS hệ thống Nếu không tìm thấy BIOS mở rộng, BIOS hệ thống sẽ khởi động mạch điều hợp hiển thị trên bo mạch chính, cũng dẫn đến việc xuất hiện một con trỏ.
Sau khi hệ thống hoàn tất hiển thị, có thể xuất hiện thông tin về nhà sản xuất ROM BIOS của card mở rộng hoặc các mạch hiển thị trên bo mạch chính cùng với mã số phiên bản Nếu kiểm nghiệm Checksum không thành công, người dùng sẽ nhận được thông báo lỗi như C000P ROM Error hoặc Video ROM Khi gặp lỗi này, quá trình khởi động thường sẽ bị treo.
Sau khi hệ thống hiển thị trạng thái sẵn sàng, BIOS sẽ tìm kiếm ROM trong bộ nhớ từ địa chỉ C800:0000h đến DF80:0000h, với khoảng cách 2KB Nếu phát hiện ROM trên các card điều hợp khác, nội dung sẽ được kiểm tra và thực thi Mỗi ROM bổ sung khi được chạy sẽ cung cấp thông tin về nhà sản xuất và mã phiên bản Trong một số trường hợp, ROM hoặc bo mạch mở rộng có thể thay đổi Routine hiện có của ROM BIOS.
Khi một ROM không vượt qua kiểm tra Checksum, hệ thống sẽ hiển thị thông báo lỗi như "XXXX ROM Error" kèm theo địa chỉ phân đoạn của ROM gặp sự cố Sự cố này thường dẫn đến việc hệ thống không thể khởi động.
BIOS kiểm tra ô nhớ tại địa chỉ 0000:0472h để xác định loại khởi động, phân biệt giữa khởi động nguội (cold start) khi dòng điện được cung cấp lần đầu tiên và khởi động nóng (warm start) khi sử dụng nút Reset hoặc tổ hợp phím.
Khi thực hiện tổ hợp phím + + , giá trị 1234h tại địa chỉ này biểu thị một khởi động ấm (warm start), dẫn đến việc bỏ qua quy trình POST Ngược lại, nếu tìm thấy một vị trí khác trong ô nhớ, BIOS sẽ coi đây là khởi động lạnh (cold start) và thực hiện quy trình POST đầy đủ.
Quá trình POST kiểm tra toàn bộ các bộ phận chức năng quan trọng trên bo mạch chính, bao gồm 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 Trong quá trình này, nhiều cuộc kiểm tra được thực hiện, và khi phát hiện lỗi, một mã POST một byte sẽ được ghi vào cổng I/O số 80h để được đọc bởi trình đọc mã POST Trong một số trường hợp, thông báo lỗi cũng có thể hiển thị trên màn hình và hệ thống sẽ dừng lại.
- 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
2.4.5 Tìm kiếm hệ điều hành
Hệ thống cần nạp hệ điều hành, thường là DOS hoặc Windows, bắt đầu với BIOS tìm kiếm Boot sector của Volume DOS trên ổ đĩa A: Nếu không có đĩa, đèn báo ổ đĩa sẽ sáng lên và BIOS sẽ chuyển sang ổ đĩa tiếp theo, thường là ổ đĩa C: Nếu có đĩa trong ổ A:, BIOS sẽ nạp nội dung của sector 1 từ Volume Boot Sector (VBS) DOS vào bộ nhớ tại địa chỉ 0000:7C00h Quá trình nạp VBS DOS có thể gặp nhiều vấn đề, nếu thành công, chương trình đầu tiên trong thư mục gốc (IO.SYS) sẽ được nạp, tiếp theo là MSDOS.SYS.
