Bài giảng Công nghệ thông tin và chuyển đổi số: Chương 2 - Phần cứng và phần mềm

Trong kỷ nguyên số hóa hiện nay, sự hiểu biết về các thành phần cơ bản của hệ thống máy tính là vô cùng thiết yếu. Chương này đóng vai trò nền tảng, giới thiệu khái niệm và vai trò quan trọng của phần cứng và phần mềm – hai trụ cột không thể tách rời tạo nên chức năng của mọi thiết bị điện toán. Việc nắm vững cách thức các thành phần này tương tác, từ các máy tính cá nhân đến siêu máy tính phức tạp, không chỉ giúp người học hiểu sâu về nguyên lý hoạt động của máy tính mà còn là cơ sở để phát triển các ứng dụng và hệ thống công nghệ thông tin tiên tiến. Mục tiêu là cung cấp một cái nhìn toàn diện về cấu trúc và hoạt động của máy tính.

Sinh viên các ngành công nghệ thông tin, kỹ thuật máy tính, hoặc bất kỳ ai quan tâm đến nguyên lý hoạt động và cấu trúc cơ bản của máy tính.

Chương này đi sâu vào phân tích phần cứng và phần mềm máy tính, làm rõ định nghĩa và mối quan hệ cộng sinh giữa chúng. Về phần cứng, tài liệu trình bày tổng quan về các loại máy tính phổ biến như máy vi tính, máy tính nhỏ, máy tính lớn (mainframe) và siêu máy tính, cùng với các đặc điểm, khả năng và ứng dụng cụ thể của từng loại. Các tiêu chí đánh giá hiệu suất của máy tính, như MIPS và FLOPS, cũng được giới thiệu để người đọc hiểu rõ hơn về khả năng xử lý. Phần quan trọng tiếp theo là kiến trúc chung của một hệ thống máy tính, bao gồm chức năng của máy tính (nhập, xử lý, xuất, lưu trữ) và sơ đồ cấu trúc chi tiết. Các thành phần cốt lõi như Bộ xử lý trung tâm (CPU) với các đơn vị điều khiển, số học-logic và thanh ghi, bộ nhớ (trong và ngoài) với các thao tác đọc/ghi cơ bản, và hệ thống vào-ra (thiết bị ngoại vi, mô-đun I/O) đều được giải thích rõ ràng về cấu tạo và vai trò. Sự phân tích này không chỉ củng cố kiến thức nền tảng về khoa học máy tính mà còn mang lại cái nhìn sâu sắc về cách các hệ thống phức tạp này được thiết kế và vận hành. Từ đó, người học có thể hình dung được giá trị ứng dụng trong việc xây dựng, bảo trì và phát triển các giải pháp công nghệ.