ThS. Trần Thị Mỹ Tiên
BÀI GIẢNG
TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG
(Tài liệu dùng cho sinh viên khối ngành kĩ thuật)
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – NĂM 2013
1
MỤC LỤC
PHẦN 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ TIN HỌC ...................................................................................................... 2
Chương 1 CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ TIN HỌC ...................................................................... 3
1.1 Giới thiệu về máy tính điện tử ...................................................................................................... 3
1.2 Thông tin và xử lí thông tin .......................................................................................................... 7
1.3 Hệ đếm và biểu diễn thông tin trong máy tính .............................................................................. 9
1.4 Cấu trúc cơ bản của máy tính...................................................................................................... 16
1.5 Phần mềm máy tính .................................................................................................................... 20
Chương 2 HỆ ĐIỀU HÀNH VÀ CÁC CHƯƠNG TRÌNH TIỆN ÍCH ........................................... 22
2.1 Khái niệm và các chức năng chính của hệ điều hành .................................................................. 22
2.2 Phân loại hệ điều hành ................................................................................................................ 29
2.3 Một số hệ điều hành phổ biến ..................................................................................................... 29
2.4 Các chương trình tiện ích của hệ điều hành Windows ................................................................ 30
Chương 3 THUẬT TOÁN .................................................................................................................. 34
3.1 Giới thiệu .................................................................................................................................... 34
3.2 Khái niệm thuật toán ................................................................................................................... 34
3.3 Các phương pháp biểu diễn thuật toán ........................................................................................ 35
3.4 Các cấu trúc cơ bản ..................................................................................................................... 38
PHẦN 2 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C ................................................................................................... 45
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH C ............................................................. 47
1.1 Giới thiệu ngôn ngữ C ................................................................................................................ 47
1.2 Các thành phần cơ bản của ngôn ngữ C ...................................................................................... 48
1.3 Cấu trúc cơ bản của một chương trình C .................................................................................... 65
1.4 Biên dịch và thực thi chương trình C .......................................................................................... 67
Chương 2 NHẬP XUẤT DỮ LIỆU VÀ CÁC LỆNH ĐIỀU KHIỂN ............................................... 70
2.1 Nhập xuất dữ liệu ....................................................................................................................... 70
2.2 Các lệnh điều khiển .................................................................................................................... 81
Chương 3 HÀM VÀ TỔ CHỨC CHƯƠNG TRÌNH ...................................................................... 100
3.1 Tổ chức chương trình thành các chương trình con .................................................................... 100
3.2 Định nghĩa hàm và khai báo nguyên mẫu hàm ......................................................................... 101
3.3 Lời gọi hàm .............................................................................................................................. 104
3.4 Truyền đối số cho hàm ............................................................................................................. 107
3.5 Phạm vi của biến....................................................................................................................... 110
3.6 Hàm đệ quy .............................................................................................................................. 113
Chương 4 MẢNG VÀ CON TRỎ .................................................................................................... 118
4.1 Mảng......................................................................................................................................... 118
4.2 Con trỏ ...................................................................................................................................... 132
2
PHẦN 1
ĐẠI CƯƠNG VỀ TIN HỌC
3
Chương 1
CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ TIN HỌC
1.1 Giới thiệu về máy tính điện tử
Máy tính là một trong những công cụ mạnh nhất mà con người đã tạo ra. Nó hiện
diện ở khắp mọi nơi, từ trường học cho đến các cơ quan, ngân hàng, bệnh viện, siêu
thị, căn nhà của chúng ta,…Với sự phát triển vượt bậc trong lĩnh vực công nghệ thông
tin, máy tính hiện nay rất đa dạng về tính năng và kích cỡ, đáp ứng được nhu cầu của
nhiều người tiêu dùng khác nhau.
Thông qua máy tính, xã hội có thể tiếp cận ngay lập tức thông tin từ khắp mọi
nơi trên thế giới như tin tức, thông tin dự báo thời tiết, tỉ số của các trận đấu, lịch trình
các chuyến bay, danh bạ điện thoại, bản đồ và đường đi, …. Mọi người cũng có thể
gửi những tin nhắn, chia sẻ sách, hình ảnh, nhạc, video, thực hiện các cuộc gọi, kết bạn
mới, chia sẻ ý kiến, đặt vé máy bay, mua sắm, hoặc tham gia các khóa học chỉ với một
chiếc máy tính có kết nối mạng internet.
Hình 1.1 - Ứng dụng của tin học
Dù ở nhà hay đang đi trên đường, mọi người đều có thể sử dụng máy tính để
quản lí lịch biểu, kiểm tra tài khoản, chuyển tiền, thanh toán hóa đơn hoặc mua bán cổ
phiếu. Khi công nghệ càng phát triển thì máy tính trở thành một phần trong cuộc sống
hàng ngày. Nhiều người tin rằng, có kiến thức và kinh nghiệm sử dụng máy tính hiệu
quả sẽ góp phần tạo nên thành công cho họ.
Vậy máy tính điện tử là gì?
Máy tính là một thiết bị điện tử hoạt động dưới sự điều khiển của các chỉ thị
được lưu trữ trong bộ nhớ. Nó có khả năng đọc, xử lí, xuất và lưu trữ dữ liệu. Rất
nhiều kiểu dữ liệu khác nhau có thể được xử lí bởi máy tính bao gồm dữ liệu số (số
nguyên, số thực), dữ liệu kí tự (tên, địa chỉ,…), dữ liệu đồ họa (hình vẽ, biểu đồ, ….),
và âm thanh. Trong đó, hai kiểu dữ liệu phổ biến nhất là dữ liệu số và dữ liệu kí tự.
4
1.1.1 Lịch sử phát triển của máy tính
Năm 1945, Von Neumann là người đề xuất ra nguyên lý làm việc của máy tính
số, Theo đó, máy tính làm việc theo chương trình được lưu trữ trong bộ nhớ chính của
nó cùng với các dữ liệu liên quan. Và chiếc máy tính điện tử đầu tiên “ENIAC” đã ra
đời năm 1946 được phát triển bởi Eckert và Mauchly. Từ đó đến nay, sự phát triển
của máy tính đã trải qua nhiều thế hệ.
Thế hệ thứ nhất (1940-1956): sử dụng một số lượng lớn bóng đèn chân không.
UNIVAC và ENIAC là ví dụ điển hình của thiết bị tính toán nhanh nhất thời kì này.
Tuy nhiên, chúng là một thiết bị rất khổng lồ, chiếm diện tích lớn, tiêu thụ nhiều điện
năng và độ tin cậy thấp, thường xuyên bị trặc do lỗi phần cứng. Tốc độ tính toán cũng
chỉ từ vài nghìn đến vài chục nghìn phép tính trên một giây. Phần mềm chưa phát
triển, chủ yếu là sử dụng ngôn ngữ máy để lập trình. Dữ liệu được đưa vào máy sử
dụng thẻ đục lỗ. Thế hệ máy tính này đắt đến mức chỉ có các chính phủ hay các viện
nghiên cứu lớn mới có đủ điều kiện để duy trì hoạt động của chúng.
Thế hệ thứ hai (1956-1963): Bóng bán dẫn (Transistor) được sử dụng để thay
thế cho bóng đèn chân không. Bóng bán dẫn giúp máy tính trở nên nhỏ gọn hơn, tiêu
thụ điện năng ít hơn, bộ nhớ có dung lượng lớn hơn, và tin cậy hơn. Ở thế hệ này đã
bắt đầu chuyển từ mã nhị phân sang sử dụng kí tự và ngôn ngữ bậc thấp cho phép lập
trình viên viết các chỉ thị bằng các từ. Một số ngôn ngữ bậc cao cũng được phát triển
trong thời gian này, chẳng hạn như COBOL, FORTRAN, ALGOL, SNOBOL.
Thế hệ thứ 3 (1964-1971): Phát triển mạch tích hợp (IC) là một sự cải tiến lớn
trong giai đoạn này. Các bóng bán dẫn được thu nhỏ và tích hợp trên một con chip
đơn, làm tăng đáng kể tốc độ và hiệu suất của máy tính. Các ngôn ngữ bậc cao như
COBOL và FORTRAN được chuẩn hóa theo chuẩn ANSI. Ngoài ra, một số ngôn ngữ
mới cũng được giới thiệu trong thời gian này như PL/I PASCAL và BASIC. Các tiến
bộ khác cần phải kể đến: người dùng có thể tương tác với máy tính thông qua bàn
phím và màn hình, hệ điều hành bắt đầu xuất hiện cho phép máy tính có thể chạy
nhiều ứng dụng cùng một lúc.
Thế hệ thứ 4 (1971-1989): Hàng ngàn mạch tích hợp được xây dựng trên một
con chip đơn gọi là bộ vi xử lí (microprocessor). Con chip Intel 4004 được phát triển
năm 1971 có thể chứa tất cả các thành phần của máy tính, từ CPU, bộ nhớ, cho đến các
điều khiển xuất/nhập. Bên cạnh sự nhỏ gọn, máy tính trở nên mạnh mẽ hơn với khả
năng liên kết với nhau qua hình thức kết nối mạng, đánh dấu sự phát triển của
Internet. Máy tính ở thế hệ thứ 4 cũng cho thấy sự phát triển của giao diện đồ họa,
chuột và các thiết bị cầm tay. Đĩa mềm đã được sử dụng thay thế cho đĩa từ, các hệ
điều hành mới được giới thiệu như MS-DOS, MS-WINDOWS UNIX và hệ điều hành
độc quyền của hãng Apple.
Thế hệ thứ 5 (ngày nay): Lĩnh vực nghiên cứu hiện nay chủ yếu tập trung vào
việc phát triển những máy tính biết suy nghĩ, có khả năng tự học, tự xử lí gọi là trí tuệ
nhân tạo. Một số ứng dụng của nó đã được dùng rộng rãi, chẳng hạn như nhận dạng
hình ảnh, nhận dạng giọng nói, dịch thuật,…