Phần cứng

Một máy tính đa năng có bốn khối xây dựng cơ bản:

• thiết bị đầu vào — thu thập dữ liệu (bàn phím, chuột, micro, máy quét, cảm biến).
• thiết bị đầu ra — xuất kết quả (màn hình, loa, máy in, cơ cấu chấp hành).
• bộ nhớ chính — bộ nhớ tốc độ cao mà bộ xử lý (CPU) truy cập trực tiếp (RAM và ROM). Lưu chương trình đang chạy và dữ liệu của nó.
• bộ nhớ thứ cấp — chậm hơn, dung lượng lớn hơn, giữ chương trình và dữ liệu khi không sử dụng (đĩa cứng, SSD, đĩa quang, USB).

Chương trình học yêu cầu giải thích tại sao mỗi loại cần thiết. Thiết bị đầu vào cần thiết vì máy tính chỉ có thể xử lý dữ liệu và lệnh đã được nhập. Thiết bị đầu ra cần thiết để hiển thị kết quả dưới dạng con người có thể sử dụng. Bộ nhớ chính cần thiết vì bộ xử lý chỉ có thể thực thi lệnh và sử dụng dữ liệu được lưu trong bộ nhớ mà nó có thể truy cập trực tiếp, và phải truy cập chúng với tốc độ cao. Bộ nhớ thứ cấp cần thiết vì bộ nhớ chính mang tính dễ mất và dung lượng hạn chế: chương trình và dữ liệu phải tồn tại sau khi tắt nguồn, được lưu trữ trong nơi lưu trữ lớn hơn và rẻ hơn, và bộ nhớ có thể tháo rời cho phép di chuyển dữ liệu giữa các máy tính hoặc giữ lại như bản sao dự phòng.

Một hệ thống nhúng là máy tính được tích hợp vào bên trong một thiết bị khác để thực hiện một công việc cố định (máy giặt, lò vi sóng, đơn vị động cơ ô tô, bộ điều nhiệt).

• lợi ích: tối ưu hóa cho một tác vụ, nên nó nhỏ gọn, tiêu thụ ít điện năng và rẻ để sản xuất hàng loạt; đáng tin cậy, vì nó chạy một chương trình cố định với ít cơ hội xảy ra lỗi; khởi động nhanh và không cần thiết lập người dùng; dễ sử dụng thông qua giao diện đơn giản.
• nhược điểm: chỉ giới hạn trong một nhiệm vụ, nên không thể nâng cấp để thực hiện thêm việc khác; khó cập nhật (phần firmware có thể cần công cụ đặc biệt hoặc không thể thay đổi hoàn toàn); khó khắc phục sự cố, và thường phải thay thế toàn bộ thiết bị khi nó hỏng; nếu được kết nối với mạng, nó có thể là lỗ hổng bảo mật, vì phần mềm của nó hiếm khi được vá lỗi.

Câu hỏi "mô tả các nhược điểm" yêu cầu mỗi nhược điểm phải là một ý đầy đủ: giới hạn đó là gì và nó có nghĩa gì đối với người dùng, ví dụ như "phần firmware không thể cập nhật, nên một lỗi bảo mật phát hiện sau này không thể sửa chữa".

Máy in laser

Một máy in laser quét hình ảnh trang lên một trống nhạy cảm với ánh sáng đã được tích điện. Mực in bám vào các vùng đã tích điện, chuyển sang giấy và được làm nóng chảy bởi đầu gia nhiệt. In nhanh, nét rõ, khối lượng lớn.

Cách hoạt động, theo các bước mà đáp án điểm số liệt kê:

1. Dữ liệu cho trang được gửi đến bộ đệm của máy in.
2. Trống được cấp điện tích tĩnh điện đồng đều.
3. tia laser, phản xạ qua gương quay, quét hình ảnh trang lên trống, loại bỏ điện tích nơi nó va chạm, do đó điện tích còn lại trên trống khớp với hình ảnh.
4. Mực in, một loại bột tích điện, chỉ bị hút về phía các phần đã tích điện của trống.
5. Giấy được cấp điện tích ngược lại và lăn sát vào trống, để mực in chuyển sang giấy.
6. Đầu gia nhiệt, gồm hai con lăn nóng, làm nóng chảy mực in vào giấy. Sau đó, trống được xả điện và làm sạch cho trang tiếp theo.

Máy in 3D

Máy in 3D 3D xây dựng vật thể từng lớp: FDM làm nóng chảy sợi nhựa thông qua vòi phun; tạo hình quang hóa curing resin lỏng bằng tia laser UV. Được dùng cho mô hình thử nghiệm và bộ phận y tế tùy chỉnh.

Cách hoạt động:

1. Mô hình của vật thể được thiết kế trong phần mềm CAD (hoặc được quét).
2. Phần mềm cắt lát chia mô hình thành các lớp ngang mỏng và tạo ra hướng dẫn cho từng lớp.
3. Máy in xây dựng vật thể từng lớp một: máy in FDM nung chảy sợi nhựa và đặt chúng xuống qua vòi phun di chuyển; máy in nhựa đông cứng nhựa lỏng bằng tia laser hoặc ánh sáng UV; máy in bột liên kết bột bằng tia laser.
4. Mỗi lớp liên kết với lớp bên dưới, và bệ (hoặc vòi phun) di chuyển đi một độ dày của lớp.
5. Khi lớp cuối cùng hoàn tất, bất kỳ vật liệu hỗ trợ nào được loại bỏ. Ứng dụng bao gồm mẫu thử, bộ phận y tế tùy chỉnh như chi tiết giả, và phụ tùng được in theo yêu cầu.

Microphone và loa

Một microphone biến âm thanh thành tín hiệu điện (màng rung, làm thay đổi điện tích tụ điện hoặc vị trí cuộn dây); tín hiệu được kỹ thuật hóa bởi bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC). Loa thực hiện ngược lại — tín hiệu biến thiên điều khiển cuộn dây trong từ trường, di chuyển màng loa để tạo âm thanh.

Cách microphone hoạt động: sóng âm làm màng loa rung; trong microphone động, cuộn dây gắn với màng loa di chuyển trong từ trường, tạo ra dòng điện biến thiên được cảm ứng trong nó, và trong microphone tụ điện, màng loa là một bản của tụ điện mà điện dung thay đổi khi nó di chuyển; tín hiệu tương tự biến thiên sau đó được lấy mẫu bởi ADC và lưu trữ dưới dạng dữ liệu số. Loa chạy quá trình ngược lại: bộ chuyển đổi số sang tương tự (DAC) tạo ra dòng điện biến thiên, dòng điện trong cuộn dây tạo ra từ trường thay đổi đẩy vào nam châm vĩnh cửu, cuộn dây và màng loa di chuyển vào ra, và sự di chuyển của màng loa tạo ra sóng áp suất trong không khí.

Ổ cứng từ tính (HDD)

Một ổ cứng lưu trữ dữ liệu trên các đĩa quay phủ vật liệu từ tính. Mỗi đĩa có vòng track được chia thành các sector. Một đầu đọc/ghi nổi ngay phía trên và từ hóa các vùng nhỏ (ghi) hoặc cảm biến chúng (đọc). Rẻ mỗi gigabyte, nhưng chậm hơn SSD và có các bộ phận chuyển động.

Cách hoạt động: các đĩa quay ở tốc độ cao (hàng nghìn vòng/phút); mỗi bề mặt được chia thành các track đồng tâm và mỗi track được chia thành các sector; các đầu đọc/ghi trên cánh tay actuator di chuyển qua các đĩa đến đúng track; để ghi, đầu từ hóa một vùng nhỏ bằng một trong hai cực tính, biểu thị 0 hoặc 1; để đọc, nó phát hiện cực tính khi vùng đó đi qua bên dưới. Thời gian chờ đợi, wait cho cánh tay đến đúng track và cho sector quay qua, là lý do tại sao ổ cứng chậm hơn SSD.

Bộ nhớ thể rắn (flash memory)

Một Ổ cứng thể rắn (SSD) lưu trữ dữ liệu dưới dạng điện tích trong các transistor, không có bộ phận chuyển động. Tốc độ truy cập ngẫu nhiên nhanh hơn HDD, bền hơn, tiêu thụ ít điện năng hơn nhưng đắt hơn mỗi gigabyte; mỗi ô nhớ bị hao mòn sau nhiều lần ghi.

Cách hoạt động: mỗi ô nhớ là một transistor cổng nổi; điện tích bị giam giữ trên cổng nổi đại diện cho một bit và duy trì trạng thái đó khi mất nguồn; chip điều khiển ánh xạ từng địa chỉ đến một ô nhớ và phân bổ các phép ghi xuyên qua các ô nhớ, bởi vì mỗi ô chỉ chịu được một số lượng giới hạn các phép ghi.

Câu hỏi "tại sao máy chủ dùng ổ cứng cơ thay vì SSD" yêu cầu liệt kê cột bên trái: giá thành mỗi gigabyte rẻ hơn cho dung lượng cực lớn, tuổi thọ dài dưới điều kiện ghi liên tục, và khả năng khôi phục dữ liệu dễ dàng hơn.

Đĩa quang

Tia laser phát hiện sự phản xạ từ những rãnh khắc nhỏ trên đĩa quang (CD, DVD, Blu-ray). Thiết bị đọc này là bộ đọc/ghi đĩa quang: quá trình ghi sử dụng tia laser mạnh hơn để thay đổi độ phản xạ của bề mặt.

Cách hoạt động: đĩa chứa một đường quỹ đạo xoắn ốc dài gồm các rãnh khắc (pits) và vùng phẳng (lands - phần bằng giữa các rãnh); đĩa quay và tia laser hội tụ lên đường quỹ đạo; ánh sáng phản xạ từ vùng phẳng khác với ánh sáng phản xạ tại mép rãnh khắc, và cảm biến ánh sáng đọc mỗi sự thay đổi đó là bit 1, không có thay đổi là bit 0. Quá trình ghi sử dụng tia laser mạnh hơn để thay đổi độ phản xạ của lớp thuốc nhuộm hoặc hợp kim. Blu-ray sử dụng tia laser màu xanh dương có bước sóng ngắn hơn, nên các rãnh khắc nhỏ hơn và sát nhau hơn, đây là lý do nó chứa được nhiều dữ liệu hơn so với DVD.

Màn hình cảm ứng

Màn hình cảm ứng phát hiện tiếp xúc. Cảm biến điện trở: hai lớp dẫn điện nhấn vào nhau; hoạt động với mọi vật nhưng độ chính xác thấp hơn. Cảm biến điện dung: ngón tay làm nhiễu trường điện tích; độ chính xác cao, hỗ trợ chạm đa điểm, thường dùng trong điện thoại thông minh.

Cách hoạt động: màn hình điện trở có hai lớp mỏng dẫn điện cách nhau bởi các khoảng trống; khi nhấn, lớp trên bị đẩy xuống lớp dưới, đóng mạch điện tại điểm đó, và bộ điều khiển đọc điện áp để tìm tọa độ. Màn hình điện dung có lớp kính phủ chất dẫn điện trong suốt mang điện tích; khi ngón tay chạm vào, nó rút đi một dòng điện rất nhỏ, dòng điện này được đo tại mỗi góc, và bộ điều khiển tính toán vị trí chạm dựa trên sự chênh lệch. Màn hình điện dung phản hồi nhạy bén với chạm nhẹ và nhiều ngón tay cùng lúc, nhưng không hoạt động với găng tay hay bút stylus thông thường.

Kính thực tế ảo

Kính thực tế ảo (VR) có hai màn hình nhỏ (một cho mỗi mắt) và các cảm biến chuyển động (accelerometer, gyroscope) theo dõi chuyển động đầu giúp khung cảnh dịch chuyển khi bạn nhìn quanh.

Cách hoạt động: mỗi mắt nhìn màn hình riêng qua thấu kính, và hai hình ảnh này khác nhau đôi chút nên não bộ tạo ra cảm giác chiều sâu; các cảm biến (accelerometer, gyroscope, đôi khi cả camera) báo cáo vị trí và hướng nhìn của đầu; máy tính vẽ lại khung cảnh từ góc nhìn đó nhiều lần mỗi giây, nên việc xoay đầu sẽ làm thay đổi góc nhìn; tai nghe cung cấp âm thanh đồng bộ với hướng nhìn. Được sử dụng cho trò chơi, đào tạo như mô phỏng bay hay phẫu thuật, và xem thiết kế trước khi chế tạo.

Một buffer (bộ đệm) là bộ nhớ lưu giữ dữ liệu tạm thời khi dữ liệu di chuyển giữa các thiết bị có tốc độ khác nhau. Ví dụ: CPU viết tài liệu vào bộ đệm máy in rất nhanh, sau đó giải phóng để làm việc khác trong khi máy in in dữ liệu từ bộ đệm theo tốc độ riêng. Bộ đệm ngăn thiết bị nhanh phải chờ thiết bị chậm (cũng được dùng trong phát trực tuyến, bàn phím và truy cập đĩa).

"Nêu lý do máy in 3D cần bộ đệm": máy tính gửi dữ liệu in nhanh hơn nhiều so với tốc độ máy in xây dựng các lớp, nên dữ liệu được giữ trong bộ đệm cho đến khi máy in sẵn sàng nhận, và bộ xử lý được giải phóng để làm việc khác. Khi bộ đệm gần cạn, máy in gửi một ngắt (interrupt) để yêu cầu thêm dữ liệu (chủ đề 4). Một luồng video hoạt động tương tự: bộ đệm được nạp trước để tránh tình trạng gián đoạn hình ảnh khi tốc độ mạng giảm đột ngột.

• RAM (Random Access Memory - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) — dễ tan (mất dữ liệu khi mất nguồn). Lưu trữ hệ điều hành, chương trình đang chạy và dữ liệu của chúng; đọc và ghi liên tục.
• ROM (Read-Only Memory - Bộ nhớ chỉ đọc) — không dễ tan (giữ dữ liệu khi mất nguồn). Thường chỉ được ghi một lần; lưu trữ firmware cần thiết khi khởi động (BIOS / boot loader).

ROM khởi động hệ thống; RAM sau đó giữ công việc đang diễn ra.

Nhiều RAM hơn cho phép máy tính lưu trữ nhiều chương trình và dữ liệu cùng lúc, do đó ít phải hoán đổi giữa bộ nhớ và ổ đĩa và chạy nhanh hơn; đó là câu trả lời cho "giải thích tại sao máy tính có nhiều RAM hơn lại hoạt động tốt hơn".

Sự phân chia bộ nhớ tương tự cũng quan trọng trong thiết bị đeo: chương trình cố định của nó phải vẫn sẵn sàng sau khi mất điện, trong khi các số liệu thời gian thực thay đổi trong quá trình sử dụng.

• SRAMRAM tĩnh (Static RAM) lưu mỗi bit trong một flip-flop gồm nhiều transistor. Nhanh nhưng đắt tiền và mật độ thấp. Dùng cho bộ nhớ đệm CPU.
• DRAMRAM động (Dynamic RAM) lưu mỗi bit dưới dạng điện tích trên tụ điện nhỏ. Rẻ hơn và mật độ cao hơn nhưng chậm hơn, và phải được làm mới (ghi lại) hàng nghìn lần mỗi giây. Dùng cho bộ nhớ chính.

Dùng SRAM cho bộ nhớ nhỏ, tốc độ cao (bộ nhớ đệm); DRAM cho bộ nhớ chính lớn.

"Giải thích tại sao hệ thống nhúng dùng DRAM": nó cần dung lượng bộ nhớ lớn với chi phí thấp trong không gian hẹp, và yêu cầu tốc độ không cao, nên DRAM rẻ hơn, mật độ cao là lựa chọn đúng; SRAM chỉ dành cho bộ nhớ đệm nhỏ nơi tốc độ là ưu tiên hàng đầu.

Các biến thể ROM có thể lập trình sau sản xuất:

• PROM (Programmable ROM) — chỉ ghi một lần (cầu chì bị cháy bởi bộ lập trình); không thể thay đổi.
• EPROM (Erasable Programmable ROM) — xóa bằng ánh sáng UV mạnh qua cửa sổ, sau đó ghi lại (toàn bộ chip cùng lúc).
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) — xóa và ghi lại bằng tín hiệu điện, từng byte, trực tiếp trên mạch. Bộ nhớ Flash là phiên bản tối ưu hóa cho xóa theo khối.

"Nêu hai điểm khác biệt giữa EPROM và EEPROM" yêu cầu lấy hai hàng từ bảng này, mô tả cho cả hai loại.

Cả hai đều đọc cảm biến; sự khác biệt nằm ở những gì chúng làm tiếp theo.

• giám sát — thu thập và báo cáo dữ liệu nhưng không thực hiện hành động (trạm khí tượng ghi lại số liệu).
• hệ thống điều khiển — sử dụng dữ liệu cảm biến để quyết định và tác động thông qua cơ cấu chấp hành, thường trong vòng lặp phản hồi (điều hòa nhiệt độ bật/tắt lò hơi).

Câu trả lời 3 điểm "mô tả sự khác biệt": hệ thống giám sát chỉ đo đạc, ghi lại hoặc hiển thị số liệu, và tối đa chỉ đưa cảnh báo; hệ thống điều khiển so sánh từng số liệu với giá trị đặt trước, nếu vượt ngoài phạm vi, sẽ gửi tín hiệu đến các cơ cấu chấp hành để thay đổi quy trình vật lý; sự thay đổi đó sau đó được đo lại, do đó hệ thống điều khiển có phản hồi còn hệ thống giám sát thì không. Việc xác định một hệ thống cụ thể là loại nào hay không phụ thuộc vào kiểm tra này: hệ thống cầu đo chiều cao phương tiện và bật biển báo cảnh báo là giám sát, vì mọi thứ nó làm không thay đổi phương tiện; hệ thống hạ rào chắn là điều khiển.

Ví dụ minh họa. Mô tả cách hệ thống tự động mở cửa khi có người trong phạm vi 2 mét và đóng cửa khi không có ai.

Cảm biến hồng ngoại hoặc siêu âm đo khoảng cách đến bất kỳ vật gì phía trước cửa; số liệu tương tự được chuyển sang kỹ thuật số bởi ADC và gửi đến bộ xử lý; bộ xử lý so sánh khoảng cách với giá trị đặt trước là 2 mét; nếu nhỏ hơn, bộ xử lý gửi tín hiệu đến cơ cấu chấp hành (động cơ) để mở cửa; cảm biến liên tục đo, và khi không nhận được số liệu nào dưới 2 mét, bộ xử lý ra lệnh cho động cơ đóng cửa. Việc đo lường lặp đi lặp lại sau mỗi hành động là phản hồi giúp ngăn cửa mở và đóng sai thời điểm.

Cảm biến và cơ cấu chấp hành

Một cảm biến biến đại lượng vật lý thành tín hiệu: nhiệt độ (thermistor hoặc cặp nhiệt điện), áp suất (strain gauge), hồng ngoại, âm thanh. Tín hiệu tương tự cần qua ADC trước. Một cơ cấu chấp hành làm ngược lại — biến tín hiệu thành hành động (động cơ, van, heater, còi).

Phản hồi

Trong hệ thống điều khiển, bộ chấp hành thay đổi môi trường, sau đó các cảm biến đo lại — tạo thành vòng phản hồi. Không có phản hồi, hệ thống không thể tự sửa hoặc biết khi nào nên dừng (một bộ điều nhiệt không có phản hồi nhiệt độ sẽ làm nóng mãi mãi).

Một cổng logic là một mạch nhỏ thực hiện một phép toán Boolean. Đầu vào và đầu ra là 0 (sai, thấp) hoặc 1 (đúng, cao). Hãy nhớ ký hiệu, chức năng và bảng chân lý cho từng cổng.

NOT (đảo)

AND — chỉ trả về 1 nếu tất cả đầu vào đều là 1

OR — trả về 1 nếu ít nhất một đầu vào là 1

NAND (NOT AND) — chỉ trả về 0 khi tất cả đầu vào đều là 1

NOR (NOT OR) — chỉ trả về 1 khi tất cả đầu vào đều là 0

XOR (Exclusive OR, còn gọi là EOR) — trả về 1 nếu các đầu vào khác nhau

Một mạch logic là mạng lưới các cổng thực hiện một biểu thức Boolean. Bạn cần có thể chuyển đổi giữa phát biểu bài toán, biểu thức logic, bảng chân lý và sơ đồ mạch.

Đề bài viết các biểu thức bằng chữ, X = (A AND NOT B) OR (B AND C), và chấp nhận dạng đại số $X = A\overline{B} + BC$ trong đó dấu chấm (hoặc không có gì) là AND, dấu cộng là OR, và gạch ngang là NOT. Sử dụng cách viết mà đề bài yêu cầu.

Từ biểu thức sang mạch

Vẽ một cổng cho mỗi toán tử và nối chúng lại. Với $X = (A \text{ AND } B) \text{ OR } (\text{NOT } C)$: một cổng NOT trên $C$, một cổng AND trên $A$ và $B$, sau đó một cổng OR trên hai kết quả.

Từ mạch sang biểu thức

Làm từ trái sang phải theo hướng dòng tín hiệu từ đầu vào, gán nhãn đầu ra của từng cổng cho đến khi đạt đến đầu ra cuối cùng.

Ví dụ đã giải. Viết biểu thức cho mạch bên dưới, sau đó hoàn thành bảng chân lý của nó.

Gán nhãn các đầu ra của cổng: $P = A \text{ AND NOT } B$, $Q = B \text{ AND } C$, vậy $X = P \text{ OR } Q = (A \text{ AND NOT } B) \text{ OR } (B \text{ AND } C)$. Sau đó thêm cột cho mỗi đầu ra trung gian vào bảng chân lý, để mỗi hàng có thể được kiểm tra từng cổng một:

Vẽ mạch từ biểu thức cũng là quá trình đi ngược lại: bắt đầu từ ngoặc trong cùng, vẽ một cổng cho mỗi toán tử, vẽ một cổng NOT trên đường dẫn của bất kỳ đầu vào nào xuất hiện kèm NOT, giữ các đầu vào ở bên trái và đầu ra đơn lẻ ở bên phải, và gán nhãn đầu ra bằng chữ cái tương ứng. Mỗi đường dây phải kết thúc tại đầu vào của một cổng hoặc tại đầu ra; một đường dây không kết thúc到哪里 sẽ bị mất điểm.

Từ mạch sang bảng chân lý

Đối với $n$ đầu vào, có $2^{n}$ hàng. Liệt kê mọi tổ hợp đầu vào; với mỗi tổ hợp, tính toán các cổng nội bộ rồi đến đầu ra.

Từ bảng chân lý sang biểu thức (tổng của tích)

Đối với mỗi hàng có đầu ra là 1, viết một phép AND của các đầu vào (với NOT trên bất kỳ đầu vào nào là 0 trong hàng đó); sau đó OR tất cả chúng lại với nhau. Ví dụ: một bảng chỉ có 1 tại $(A=0,B=1)$ và $(A=1,B=0)$ sẽ cho $\overline{A}B + A\overline{B}$, tức là $A \text{ XOR } B$.

Từ phát biểu bài toán

Chuyển đổi tiếng Anh thành biểu thức Boolean trước: "A and B" → A AND B; "A or B or both" → A OR B; "exactly one of A and B" → A XOR B; "neither A nor B" → A NOR B; "not both" → A NAND B.

Ví dụ đã giải. Chuông báo động của máy $X$ reo khi cửa bảo vệ mở ($A=1$) và hoặc động cơ đang chạy ($B=1$) hoặc nhiệt độ cao ($C=1$). Viết biểu thức Boolean, và cho các hàng mà $X=1$. Chuyển câu tiếng Anh thành logic từng mệnh đề một: "hoặc B hoặc C" là $B + C$, và "A và điều đó" là $X = A\cdot(B + C)$. Đối với các hàng, $X=1$ cần $A=1$ và ít nhất một trong $B$, $C$ bằng 1 - nên $(A,B,C) = (1,0,1)$, $(1,1,0)$ và $(1,1,1)$, ba hàng trong số tám. Notice $A=0$ không bao giờ có thể reo chuông báo động, bất kể $B$ và $C$ làm gì. Đặt ngoặc cho OR trước khi AND nó: $X = A\cdot B + C$ là một mạch hoàn toàn khác, một mạch sẽ reo chuông báo động ở nhiệt độ cao ngay cả khi cửa bảo vệ đóng.

Câu hỏi định nghĩa được chấm dựa trên văn phong cố định. Hãy học thuộc những định nghĩa này và chỉ đưa ra một đáp án duy nhất.

• Phân biệt RAM (nhớ tạm thời, đọc/ghi) và ROM (nhớ không mất, lưu bootstrap); SRAM (bộ nhớ đệm, nhanh hơn) so với DRAM (bộ nhớ chính, cần làm mới).
• Đối với mạch logic, xây dựng biểu thức Boolean từng cổng một, sau đó lập bảng chân lý bao phủ mọi tổ hợp đầu vào.
• Học ký hiệu, biểu thức và bảng chân lý cho từng loại cổng (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR).
• Giải thích bộ đệm (ngân hàng tạm thời kết nối hai tốc độ khác nhau) và vai trò của tín hiệu ngắt.

Lỗi thường gặp

• Đặt tên thiết bị thay vì mô tả hoạt động. "Nó sử dụng laser" sẽ không nhận điểm; các bước (sạc trống, laser xóa điện tích, toner hút vào, chuyển sang, định hình) mới là điểm số.
• Nói rằng hệ thống giám sát "điều khiển" thứ gì đó. Nếu không có sự thay đổi nào đối với quá trình vật lý, nó chỉ là giám sát; thêm cơ cấu chấp hành và phản hồi thì nó trở thành điều khiển.
• Viết rằng RAM "lưu trữ tập tin vĩnh viễn" hoặc ROM "lưu dữ liệu người dùng". RAM là bộ nhớ làm việc nhạy cảm (volatil); ROM chứa các lệnh khởi động cố định.
• Bảng chân lý có ít hơn $2^{n}$ hàng, hoặc các hàng theo thứ tự ngẫu nhiên. Đếm theo nhị phân từ 000 đến 111 để không bỏ sót tổ hợp nào.
• Vẽ hai đường dây từ một đầu ra của một cổng để an toàn, hoặc để lại dây dẫn không có đầu nối. Vẽ đúng chính xác các kết nối mà biểu thức yêu cầu.