Bài 4. Bên trong máy tính SBT

Bên trong máy tính SBT trang 11 lớp 11 Tin học ứng dụng – NXB Kết Nối Tri Thức, mời các em tham khảo cùng Bumbii.

Chủ đề 1. Máy tính và xã hội tri thức. Bài 4. Bên trong máy tính.

Câu 4.1

Hãy mở một máy tính để bàn, quan sát bảng mạch chính để biết nơi đặt bộ nguồn, CPU, khe cắm RAM và các thanh RAM, các khe cắm bảng mạch mở rộng và các bảng mạch mở rộng nếu có, các cổng cắm cáp với đĩa cứng.

Đáp án:

Hs thực hành theo sự giám sát của giáo viên để tránh làm hỏng thiết bị. Nếu không có thiết bị thì có thể tìm hình trên mạng, phóng to để quan sát.

Câu 4.2

* Máy tính để bàn không có pin, nhưng có bộ nguồn cấp điện cho máy tính. Hãy tìm hiểu chức năng và các tham số của bộ nguồn cấp điện cho máy tính để bàn.

Đáp án:

Máy tính để bàn không dùng pin mà dùng nguồn điện xoay chiều 220 V, trong khi đó mạch điện của máy tính cần tạo ra một nguồn điện một chiều ổn định với nhiều mức điện áp như 3,3 V, 5 V, 12 V và -12 V.

Vì thế, bộ nguồn phải đảm nhiệm nhiều chức năng, trước hết là lọc nhiễu, sau đó chỉnh lưu thành dòng một chiều rồi biến đổi điện áp thành các mức điện áp khác nhau để cung cấp cho các linh kiện và thiết bị trong máy.

Các tham số quy định chất lượng của một bộ nguồn gồm:

– Công suất đầu vào và công suất đầu ra (liên quan đến thất thoát nhiệt).

– Các mức điện áp bộ nguồn cung cấp.

– Sự ổn định điện áp của đầu ra.

– Độ ồn của quạt.

Câu 4.3

Kí hiệu # là một trong 4 phép toán lôgic cộng, nhân, phủ định và hoặc loại trừ.

# có thể là phép toán nào trong các trường hợp sau?

a) 1#0 = 1

b) 1#1 = 0

c) 0#0 = 1

d) 0#1 = 0

Đáp án:

a) 1#0 = 1 có trong phép toán cộng và hoặc loại trừ.

b) 1#1 = 0 có trong phép toán hoặc loại trừ.

c) 0#0 = 1 có trong phép toán hoặc loại trừ.

d) 0#1 = 0 có trong phép toán nhân.

Câu 4.4

Nhiều gia đình mắc bóng đèn để có thể bật, tắt từ hai công tắc khác nhau. Để làm điều này người ta dùng hai công tắc đảo chiều có ba cực A, B, C mắc theo sơ đồ như trong Hình 4.1a.

Công tắc đảo chiều hoạt động như sau:

Nếu cực A đang nối với cực B thì khi bật công tắc, A được ngắt khỏi B và đảo sang nối với C. Khi bật ngược lại, A ngắt khỏi C và nối lại với B. Hãy cho biết khi nào thì đèn được bật sáng, khi nào đèn tắt.

Người ta có thể dùng một rơ le để đảo chiều công tắc. Dùng loại công tắc thường đóng ở cực B, bình thường khi rơ le không được cấp điện thì công tắc sẽ nối A với B, còn khi rơ le được cấp điện, rơ le sẽ hút để công tắc nối A với C.

Nếu quy ước trạng thái công tắc được cấp điện (để nối A với C) là 1, không được cấp điện (để nỗi A với B) là 0, trạng thái có điện qua đèn là 1 và không có điện qua đèn là 0 thì trạng thái của đèn là kết quả của phép toán logic nào đối với các trạng thái của hai công tắc K1 và K2?

Đáp án:

Đèn chỉ sáng khi một công tắc cực A nối với cực B, còn ở công tắc kia cực A nối với cực C.

Như vậy, trạng thái lôgic của đèn chỉ bằng 1 khi trạng thái lôgic của K1 và K2 khác nhau. Mạch điện này biểu diễn phép toán XOR.

Câu 4.5

Hoàn thành bảng các phép toán lôgic sau:

So sánh kết quả phép toán ở cột cuối cùng với phép toán x y. Có thể nói gì về kết quả này?

Đáp án:

Bảng các phép toán lôgic có thể như sau:

Cột cuối cùng chính là kết quả của phép toán XOR.

Nhận xét: Phép toán (XOR) có thể biểu diễn (tính) qua các phép tính cộng, nhân và phủ định lôgic. Tất cả các phép toán lô gic đều biểu diễn được qua ba phép tính cơ bản là nhân, cộng và phủ định lôgic.

Câu 4.6

* Sơ đồ cộng nêu trong sách giáo khoa chỉ dùng để cộng hai số một bit, thường được gọi là bộ nửa cộng (half adder), có hai đầu vào và hai đầu ra như Hình 4.2a.

Ta kí hiệu bộ nửa cộng này là A. Nếu cộng hai số nhiều bit, thì ở mỗi hàng không chỉ cộng hai bit tương ứng của hai số hạng mà còn phải cộng cả bất nhớ ở hàng bên phải chuyển sang.

Do vậy phải cần một bộ cộng ba đầu vào và hai đầu ra, thường được gọi là bộ cộng đầy đủ (full adder) như Hình 4.2b. Ta kí hiệu bộ nửa cộng này là B.

Để cộng hai số nhị phân n + 1 bit X_nX_n-1…X₁X₀ và Y_nY_n-1…Y₁Y₀ với kết quả Z_nZ_n-1…Z₁Z₀, ta có thể ghép nhiều bộ cộng kiểu A và B như minh hoạ trong Hình 4.2c.

Hãy ghép một số bộ cộng kiểu A để thiết lập một bộ cộng kiểu B. Tìm trên Internet thông tin về bộ cộng đầy đủ.

Đáp án:

Cách tích hợp đơn giản nhất là: cộng hai bit x, y bằng một bộ cộng kiểu A để có bit kết quả và bit nhớ thứ nhất để chuyển sang bên trái. Sử dụng một bộ cộng kiểu A khác cộng bit kết quả với số nhớ chuyển từ hàng bên phải.

Phép cộng này có thể phát sinh ra một số nhớ thứ hai. Số nhớ sang hàng bên trái chính là tổng của hai số nhỏ thứ nhất và thứ hai của hai phép cộng trên. Như vậy, có thể dùng ba bộ cộng kiểu A để xây dựng bộ cộng kiểu B như trong Hình 4.3.

Như vậy, bộ cộng kiểu B có 3 đầu vào gồm 2 bit x, y và số nhỏ từ hàng bên phải. Hai đầu ra là bit cùng hàng z của tổng và số nhớ chuyển sang hàng bên trái. Tuy nhiên, điều này chỉ đúng nếu tổng hai số nhớ thứ nhất và thứ hai chỉ gồm một bit (không phát sinh ra số nhớ nữa). Điều này có thể chứng minh như sau:

Nếu tổng hai số nhỏ lại phát sinh ra số nhớ sang hàng bên trái thì hai số nhớ đó phải cùng bằng 1 vì chỉ có phép tính 1 + 1 = 10 mới phát sinh số nhớ.

Nếu số nhớ thứ nhất là 1 thì lí luận tương tự, hai bit x và y cũng đều phải là 1. Khi đó số hạ xuống tổng là 0 vì 1 + 1 = 10.

Nếu số nhớ thứ hai cũng là 1 thì tương tự, số nhớ từ hàng bên phải phải là 1 và số hạ xuống tổng của phép tính x + y cũng phải là 1.

Điều này mâu thuẫn vì ta vừa chứng tỏ nó bằng 0. Vậy không bao giờ cả hai số nhớ thứ nhất và thứ hai đều bằng 1 và kết quả cộng hai số nhớ này không bao giờ phát sinh thêm một số nhớ sang hàng bên trái tiếp theo nên có thể dùng một bộ cộng kiểu A nữa để cộng hai số nhỏ.

Nhận xét rằng, nếu 2 bit p và q không đồng thời bằng 1 thì p + q = p v q. Vì vậy, hoàn toàn có thể thay bộ cộng kiểu A thứ ba này bằng một cổng logic OR như trong Hình 4.4.