Bài giảng Tin học đại cương: Chương 1 chuẩn nhất

CHƯƠNG 1: MÁY TÍNH VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH

GV: Trần Phước Tuấn EMAIL: tranphuoctuan.khoatoan.dhsp@gmail.com

Nội dung bài học 1. Máy tính là gì ? 2. Thông tin là gì? 3. Sự cần thiết phải biết sử dụng MVT 4. Tin học là gì? Các lĩnh vực chính của tin học 5. Phần cứng, phần mềm là gì? 6. Quy trình xử lý thông tin trong máy tính 7. Các thành phần trong máy tính 8. Lịch sử phát triển của máy tính điện tử 9. Hệ đếm 10. Biểu diễn thông tin trong máy tính 11. Đơn vị đo thông tin trong máy tính

Page 2

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

1. Máy tính là gì?

Soạn thảo văn bản

Thiết kế đồ họa

Nghe nhạc

Lưu trữ văn bản, sách

Máy tính là gì?

Xem phim

Soạn giáo án, lưu trữ giáo án

Quản lý tài chính, kế toán

Chơi game

Quản lý nhân viên

.............

Quản lý học sinh

Page 3

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

1. Máy tính là gì?

• Trong thời đại tin học, máy tính được dùng rộng rãi trong các lĩnh vực nghề nghiệp như giáo dục, thông tin, giải trí, ngân hàng, kinh doanh, y tế, dự báo thời tiết, và nghiên cứu khoa học. Tại nhà, chúng ta dùng máy tính để liên lạc với người khác, giải trí, thực hiện việc tìm kiếm, viết và soạn bài tập, tạo ảnh, theo dõi tài chính cá nhân và rất nhiều việc khác. Máy tính (xem Hình) có thể được mô tả là một thiết bị điện tử thực hiện các thao tác toán học, logic học và đồ hoạ. Để thực hiện các thao tác này và các nhiệm vụ của người sử dụng, máy tính cần được trang bị một hệ điều hành và các chương trình phần mềm.

Page 4

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

1. Máy tính là gì?

• Máy tính là công cụ dùng để lưu trữ và xử

lý thông tin.

Như vậy Thông tin là gì?

Page 5

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

2. Thông tin là gì?

Tiếp nhận thông tin

Page 6

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

2. Thông tin là gì?

• Thông tin là một khái niệm trừu tượng, chỉ những gì đem lại hiểu biết cho con người. • Khái niệm trừu tượng có nghĩa là chúng ta chỉ có thể cảm nhận được mà không thể mô tả được.

Page 7

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

3. Sự cần thiết phải biết sử dụng MVT

Thử so sánh khả năng làm việc giữa MT và con người trong một số lĩnh vực

Văn bản giấy, chỉnh sửa khó khăn, lưu trữ, trao đổi không thuận lợi

Chậm chạp đối với những phép toán phức tạp.

Soạn thảo văn bản

Tốn nhiều thời gian khi dữ liệu quá nhiều

Tính toán

Tìm kiếm thông tin

Văn bản dạng số, dễ dàng chỉnh sửa, lưu trữ cũng như trao đổi

Tốc độ tính toán cực kỳ nhanh.

Tìm kiếm hiệu quả nếu dữ liệu được tổ chức tốt

Page 8

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

3. Sự cần thiết phải sử dụng biết MVT

Khi sử dụng máy vi tính ta được gì?

• Tăng hiệu quả công việc của con người: thu nhận và xử lý thông tin nhanh giúp người quản lý đưa ra những quyết định kịp thời, đúng đắn

• Giảm thời gian lao động của con người nhưng vẫn đảm bảo năng suất • Tăng khả năng trao đổi thông tin • Phát triển kinh tế • Lưu trữ thông tin gọn gàn, ít tốn không gian • Tìm kiếm thông tin dễ dàng, trích xuất • Giải phóng con người ra khỏi môi trường làm việc độc hại, nặng nhọc,

nâng cao đời sống tin thần

• Giải trí dễ dàng thuận lợi • Tạo điều kiện cho mọi người có điều kiện tham gia học tập suốt đời

•

(thông qua internet) ...

Page 9

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

4. Tin học

Khái niệm

• Tin học là một nghành khoa học chuyên

nghiên cứu việc thu thập và xử lý thông tin dựa trên công cụ là máy tính điện tử. (MTĐT được hiểu như là một công cụ)

Page 10

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

4. Tin học

Lĩnh vực chính của Tin học

•

Phần cứng: Bao gồm các kỹ thuật để sản xuất ra các thiết bị của MTĐT. Phần mềm: là hệ thống các chương trình giải quyết các bài toán ứng dụng. –

–

Phần mềm hệ thống: là hệ thống các chương trình đảm bảo cho máy hoạt động tốt Phần mềm ứng dụng: bao gồm các chương trình giải quyết các bài toán ứng dụng (từ lớn đến nhỏ).

Page 11

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

5. Phần cứng, phần mềm là gì?

• Phần cứng (Hardware) • Phần mềm (Software)

5.

10.

2.

9.

1.

6.

7.

3.

4.

8.

Page 12

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

5. Phần cứng, phần mềm là gì?

Phần cứng: Những thiết bị vật lý, có thể sờ mó được, bao gồm:

• Thiết bị nhập

• Thiết bị lưu trữ

– Ổ đĩa mềm (5) (Floppy disk

drive)

– Chuột (3) (Mouse) – Bàn phím (4) (Keyboard) – Microphone (7)

– Ổ đĩa CD hoặc DVD (6) – Ổ cứng di động (Pen drive)

• Thiết bị xuất

• Thiết bị xử lý

– Máy chính (1) – Modem (8)

– Màn hình (2) (Monitor) – Loa (9) (Speaker) – Máy in (10) (Printer)

Page 13

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

5. Phần cứng, phần mềm là gì?

Phần mềm: Những chương trình lập trình sẵn làm nhiệm vụ điều khiển hoạt động của máy tính hay phục vụ một công việc nào đó, người ta chia phần mềm làm hai nhóm chính:

• Phần mềm hệ thống (System Software)

– Hệ điều hành (Operating System – OS) – Tiện ích hệ thống (System Utilities)

• Phần mềm ứng dụng (Application Software)

– Phần mềm văn phòng – Phần mềm đồ họa, multimedia – Các phần mềm khác…

Page 14

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

6. Quy trình xử lý thông tin trong máy tính

Nguyên lý Von Neumann

• John Von Neumann (1903 - 1957) là nhà toán

học Mỹ.

• Năm 1946 ông đã đề ra một nguyên lý máy tính hoạt động theo một chương trình được lưu trữ và truy nhập theo địa chỉ. Nguyên lý này được trình bày ở một bài báo nổi tiếng nhan đề: Thảo luận sơ bộvềthiết kếlogic của máy tính điện tử

Page 15

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

6. Quy trình xử lý thông tin trong máy tính

Nội dung nguyên lý Von Neumann

c lưu trữữ

nh đã đượợc lưu tr

•• MMááy ty tíính ho

nh hoạạt đt độộng theo chương tr

ng theo chương trìình đã đư

– Máy thi hành theo một chương trình được thiết kế và coi đó như một

tập dữ liệu

– Dữ liệu (chương trình) được cài vào trong máy và được truyền bằng

xung điện

i thiệện tn tốốc đc độộ rrấất lt lớớn so v

n so vớới trưi trướớc đc đóó

 CCảải thi

•• BBộộ nhnhớớ đư đượợc đc địịa cha chỉỉ hhóóaa

– Mỗi dữ liệu đều có một địa chỉ của vùng nhớ chứa số liệu đó – Để truy nhập dữ liệu ta chỉ cần xác định địa chỉ của nó trên bộ nhớ.

•• BBộộ đ đếếm cm củủa chương tr

a chương trìình nh

– Máy được gắn một thanh ghi để chỉ ra vị trí của lệnh tiếp theo cần được thực hiện và nội dung của nó tự động được tăng lên mỗi lần lệnh được truy cập

– Muốn đổi thứ tự lệnh ta chỉ cần thay đổi nội dung thanh ghi bằng một

địa chỉ của lệnh cần được thực hiện tiếp.

Page 16

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

6. Quy trình xử lý thông tin trong

máy tính

• Quy trình đơn giản:

NHẬN  XỬ LÝ  XUẤT

Page 17

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

6. Quy trình xử lý thông tin trong

máy tính

LƯU TRỮ (lâu dài)

• Quy trình đầy đủ:

XỬ LÝ

NHẬN

XUẤT

LƯU TRỮ (tạm thời)

Page 18

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

6. Quy trình xử lý thông tin trong

máy tính

• Quy trình đầy đủ:

Pause

Esc

F1

F2

F3

F4

F5

F6

F7

F8

F9

F10

F11 F12

Num Lock

Caps Lock

Scroll Lock

Print Screen

Scroll Lock

Insert

Home

Backspace

/

*

Num Lock

Page Up

! 1

@ 2

# 3

* 8

( 9

) 0

+ =

$ 4

% 5

^ 6

& 7

~ `

{

}

9 Q W E

R

T

Y

U I

O P

8

7 Delete

End

Tab

Page Down

Home

PgUp

[

]

| \

+

A

S

D

F

G H

J

K

L

6

5

4 Enter

Caps Lock

: ;

" '

Z

X

C

V

B

N M

3

2

1 Shift

< ,

> .

? /

End

PgDn

Enter

.

0 Ctrl

Alt

Ctrl

Ins

Del

Lưu trữ

Nhập dữ liệu

Xử lý

Xuất thông tin

Chu kỳ Xử lý Thông tin (Information Processing Cycle).

Page 19

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

7. Các thành phần bên trong máy tính

• CPU – Ðơn vịxửlý trung tâm (Central

Processing Unit)

• ROM – Bộnhớchỉ đọc (Read Only Memory)

• RAM – Bộnhớtruy cập ngẫu nhiên

(Random Access Memory) • Mainboard – Bo mạch chính

Page 20

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

7. Các thành phần trong máy tính

• CPU – Ðơn vịxửlý trung tâm (Central

Processing Unit)

933 Mhz, 1Ghz, 2Ghz

(Tốc độ xử lý)

Page 21

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

7. Các thành phần trong máy tính

• ROM – Bộnhớchỉ đọc (Read Only Memory)

Page 22

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

7. Các thành phần trong máy tính

• RAM – Bộnhớtruy cập ngẫu nhiên

(Random Access Memory)

128 MB, 256 MB, 512 MB, 1GB

(Dung lượng bộ nhớ)

Page 23

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

7. Các thành phần trong máy tính • Mainboard – Bo mạch chính

Page 24

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

7. Các thành phần trong máy tính • Mainboard – Bo mạch chính

Page 25

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

7. Các thành phần trong máy tính

D R A O B N I A M

Page 26

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

7. Các thành phần trong máy tính

HARD DISK

Page 27

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

7. Các thành phần trong máy tính

KẾT HỢP LẠI

Page 28

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

7. Các thành phần trong máy tính

KẾT HỢP LẠI

Page 29

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

8. Lịch sử phát triển của máy tính điện tử.

• Thế hệ thứ I

– Thời gian: Thế hệ này kéo dài từ khoảng giữa năm 1940 đến

năm 1955

– Đặc trưng: máy tính thế hệ thứ nhất là sự sử dụng đèn điện tử làm phần cơ bản , cùng với việc sử dụng bộ nhớ làm bằng dây trễ và bộ nhớ tĩnh điện. Phần lớn các máy tính ở thế hệ này đều hiện thực khái niệm chương trình lưu trữ, vào/ra dữ liệu bằng băng giấy đục lỗ , phiếu đục lỗ, băng từ. Các máy tính thế hệ này giải quyết được nhiều bài toán khoa học kĩ thuật và các bài toán phức tạp về dự báo thời tiết và năng lượng hạt nhân

Page 30

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

8. Lịch sử phát triển của máy tính điện tử.

• Thế hệ thứ I

1946

EDVAC

1948

Manchester Mark-I

EDSAC

Page 31

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

8. Lịch sử phát triển của máy tính điện tử.

• Thế hệ thứ II

– Thời gian: Thế hệ này kéo dài từ khoảng năm 1955 đến năm

1960

– Đặc trưng: máy tính thế hệ thứ hai là sự sử dụng Transistor cùng với đèn điện tử . Bộ nhớ trong làm bằng xuyến từ. Cùng làm việc với băng từ xuất hiện thêm trống từ và đĩa từ. Những ý định về lập trình bằng ngôn ngữ cấp cao đã dẫn đến sự ra đời của các ngôn ngữ BO, Comercial Translator, Fact, Fortran, Mathmatic

Page 32

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

8. Lịch sử phát triển của máy tính điện tử.

• Thế hệ thứ II

"Setun" computer 1958

Page 33

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

8. Lịch sử phát triển của máy tính điện tử.

• Thế hệ thứ III

– Thời gian: Thế hệ này kéo dài từ khoảng năm 1960 đến năm 1970. Do quá trình chế tạo các máy tính số phát triển không ngừng, nên khó xác định được thế hệ này bắt đầu và kết thúc khi nào

– Đặc trưng: Nhưng có lẽ tiêu chuẩn quan trọng nhất để phân biệt máy tính thứ hai và máy tính thế hệ thứ ba là các tiêu chuẩn dựa trên khái niệm kiến trúc máy tính. Kiến trúc máy tính là hệ thống tính toán ở cấp tổng thể, bao gồm hệ thống lệnh , tổ chức bộ nhớ, hoạt động vào/ra,phương tiện lập trình cho người sử dụng .... Những thành tựu trong lĩnh vực điện tử, đã cho phép các nhà thiết kế máy tính xây dựng một kiến trúc máy tính thỏa mãn yêu cầu của bài toán cần giải quyết, cũng như của người lập trình. Hệ Điều Hành trở thành một bộ phận của máy tính, điều khiển mọi hoạt động của máy tính, khả năng đa lập trình đã ló dạng. Nhiều vấn đề về quản lý bộ nhớ, quản lý các thiết xuất/ nhập và các tài nguyên khác đã được đãm nhận bởi Hệ Điều Hành hoặc trực tiếp bằng phần cứng của máy tính

Page 34

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

8. Lịch sử phát triển của máy tính điện tử.

• Thế hệ thứ IV

– Thời gian: tức gồm các máy tính chúng ta đang dùng. Được thiết kế nhằm sử dụng hiệu quả các ngôn ngữ lập trình cấp cao và giảm nhẹ quá trình lập trình cho người sử dụng. Đặc trưng cho máy tính thế hệ thứ tư là việc sử dụng các mạch tích hợp làm pnần tử cơ bản, và sự xuất hiện bộ nhớ làm bằng MOS (Metal Oxide Semiconductor) có tốc độ truy xuất nhanh và dung lượng bộ nhớ tăng lên, được tính bằng Mega Bytes

Page 35

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

9. Hệ đếm

Khái niệm hệ đếm:

• Các chữ số cơ bản của một hệ đếm là các chữ số tối thiểu để biểu diễn mọi số trong hệ đếm ấy.

• Ví dụ:

– Hệthập phân cócác chữsố cơ bản là0, 1, 2, 3,

4, 5, 6, 7, 8, 9.

– Hệnhịphân cócác chữsố cơ bản là0, 1.

Page 36

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

9. Hệ đếm

Khái niệm hệ đếm:

00,01,02,03, …, 09,10,11, ...

• Hệ cơ số 10:

00,01,10,11,…

• Hệ cơ số 2:

• Trong phép đếm của hai hệ cơ số trên ta nhận ra

có một sự tương ứng.

Quy luật của sự tương ứng trên là gì?

Page 37

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

9. Hệ đếm

Biểu diễn số trong hệ đếm:

• Ðặc biệt hệ thập lục phân có các chữ số cơ bản được ký hiệu là 0,.., 9, A, B, C, D, E, F. Nếu một số có giá trị lớn hơn các số cơ bản thì nó sẽ được biểu diễn bằng cách tổ hợp các chữ số cơ bản theo công thức sau:

(*)

X = an an-1 ... a1 a0 = anbn + an-1bn-1 +... + a1b + a0

Với b là cơ số hệ đếm, a0, a1, a2,...., an là các chữ số cơ bản X là số ở hệ đếm cơ số b.

Ví dụ:

X=73241=73241(10)=7104+3103+2102+410+1 X=10110(2)=124+023+122+12+0=22(10)

Page 38

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

+/(2) +/(2)

+/(10) +/(10)

9. Hệ đếm

Quy tắc chuyển đổi số giữa các hệ đếm:

• Quy tắc I: chuyển từ 10  b (b bất kỳ) • Quy tắc II: chuyển b  10 (b bất kỳ) • Quy tắc III: chuyển 2  16 • Quy tắc IV: chuyển 16  2

Page 39

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

9. Hệ đếm

Chuyển đổi giữa các hệ đếm:

• Từ công thức tổng quát trên ta có Quy tắc I đổi một số ở

hệ cơ số 10  một số ở hệ cơ số b như dưới đây.

• Quy tắc I: Lấy sốthập phân chia cho cơ số b cho đến khi phần thương của phép chia bằng 0, số đổi được chính là các phần dư của phép chia theo thứtự ngược lại.

• Ví dụ: 6(10)=110(2)

(ở đây b=2)

Page 40

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

9. Hệ đếm

Chuyển đổi giữa các hệ đếm:

• Quy tắc II: Chuyển đổi từhệ cơ sốb sang hệ cơ số10 sửdụng công thức (*) • Ví dụ: X = 1102 thì

X= 1*22 + 1*21 + 0 = 6(10). (ở đây b=2)

Page 41

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

Thập phân Nhị phân Thập lục phân 0 0 0 1 1 1 2 10 2 3 11 3 4 100 4 5 101 5 6 110 6 7 111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F

9. Hệ đếm

Chuyển đổi giữa các hệ đếm:

• Quy tắc III: Ðểchuyển sốtừhệ

nhịphân(2) vềhệthập lục phân(16) ta thực hiện như sau: Nhóm lần lượt 4 bit từphải sang trái, sau đóthay thếcác nhóm 4 bit bằng giátrị tương ứng với hệ thập lục phân (tra theo bảng chuyển đổi trên)

• Ví dụ:

X = 11’1011(2)= 3B(16)

Page 42

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

Thập phân Nhị phân Thập lục phân 0 0 0 1 1 1 2 10 2 3 11 3 4 100 4 5 101 5 6 110 6 7 111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F

9. Hệ đếm

Chuyển đổi giữa các hệ đếm:

• Quy tắc IV: Ðểchuyển sốtừhệ thập lục phân(16) sang hệnhị phân(2) ta thực hiện như sau: ứng với mỗi chữsốsẽ được biểu diễn dưới dạng 4 bit

• Ví dụ:

X = 3B(16) = 0011’1011(2) = 11’1011(2)

Page 43

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

Thập phân Nhị phân Thập lục phân 0 0 0 1 1 1 2 10 2 3 11 3 4 100 4 5 101 5 6 110 6 7 111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F

10. Biểu diễn thông tin trong máy tính

Hệ cơ số được sử dụng trong máy tính

• Máy tính điện tử được cấu tạo từ các thiết bị điện tử.

Các thiết bị này chỉ có thể thể hiện được hai trạng thái đó là có (có điện - 1) hoặc không (không có điện – 0).

• Máy tính sử dụng hệ cơ số 2(gồm hai chữ số 0, 1) để

biểu diễn thông tin.

Page 44

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008

10. Biểu diễn thông tin trong máy tính

Biểu diễn các ký tự

• Viện Chuẩn Hóa Hoa Kỳ (American National Standards Institute) đã đưa ra bộ mã chuẩn trong giao tiếp thông tin trên máy tính gọi là bộ mã ASCII (American Standard Code for Information Interchage). Bộ mã này dùng 7 bit để biểu diễn các ký tự, tuy vậy mỗi ký tự trong bảng mã ASCII vẫn chiếm hết một byte khi thực hiện trong bộ nhớ máy tính, bit dư ra sẽ bị bỏ qua hoặc được dùng cho biểu diễn một cho ký tự đặc biệt.

• Ví dụ: dãy bit sau

là biểu diễn của chuỗi ký

tự

"Hi Sue "

Page 45

T.P.Tuấn-TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG

6/9/2008