Bài giảng Tin học (Phần 1: Tin học cơ sở)(cao học Vật lý): Chương 1 - TS. Ngô Văn Thanh

Ngo Van Thanh, IOP 11/2011

Chương 1: Hệ điều hành, phần mềm ứng dụng (LT: 8, TH:8)

 Quản lý dữ liệu trên Windows  Các câu lệnh cơ bản trên hệ điều hành Linux  Cluster, phần mềm kết nối SSH.  Phần mềm hỗ trợ chạy các chương trình qua SSH  Phần mềm đồ họa: Gnuplot, Origin  Phần mềm soạn thảo trên shell vi  Phần mềm soạn thảo và dịch LaTeX

1.1 Quản lý dữ liệu trên Windows  Tổng quan về hệ điều hành Windows

 Quá trình phát triển

MS-DOS  Win. 3.1/3.11

 Win. 95/98  Win. XP  Win. Vista  Win. 7 Windows NT  Win. Server 2000  Win. Server 2003/2008

 Ưu điểm

Dễ cài đặt và sử dụng, Có giao diện thân thiện, Nhiều phần mềm ứng dụng.

 Nhược điểm

Tính ổn định thấp, Mức độ bảo mật chưa cao, Dễ bị lây nhiễm Virus.

1.1 Quản lý dữ liệu trên Windows  Quest. : Tại sao chúng ta cần phải quản lý dữ liệu ?

 Dễ dàng tìm kiếm file khi cần sử dụng  Bảo vệ dữ liệu phòng khi máy tính bị hỏng

 Phân loại dữ liệu

 Phân loại theo thuộc tính dữ liệu : “văn bản”, “âm nhạc”…

 Sắp xếp dữ liệu theo cấu trúc cây thư mục

 Theo trình tự mang tính tổng quát đến chi tiết  Phân chia theo nội dung của dữ liệu  Phân chia theo thời gian

 Truy cập nhanh đến thư mục

 Tạo shortcut trên màn hình nền (desktop).

1.1 Quản lý dữ liệu trên Windows  Phân chia harddisk (Đĩa cứng).  Số ổ đĩa Logic tối thiểu : 02

01 đĩa cho hệ điều hành, 01 đĩa cho dữ liệu cá nhân

 Chia đĩa ngay khi cài đặt Windows

Đĩa C: dành cho hệ điều hành có kích thước vừa đủ  Windows XP : 30GB-50GB  Windows Vista/Seven : 80GB-120GB Phần còn lại có thể chia thêm đĩa Logic  Chia đĩa khi đã có hệ điều hành Windows

Laptop: Khi khôi phục (restore) cần chọn giữ nguyên Data Phần mềm hỗ trợ : Acronis Disk Director  http://iop.vast.ac.vn/ftpsite/Win32/Acronis/

1.1 Quản lý dữ liệu trên Windows  Sao lưu dữ liệu

 Sao lưu hệ điều hành (partition)  Sao lưu dữ liệu cá nhân  Phương pháp sao lưu dữ liệu

 Sao lưu bằng tay  Sao lưu tự động bằng phần mềm

Phần mềm hỗ trợ : Acronis True Image Workstation http://iop.vast.ac.vn/ftpsite/Win32/Acronis/

 Thiết bị sao lưu dữ liệu

 Thiết bị ngoại vi : đĩa mềm, đĩa quang, portable drive,

flashdisk.

 Đĩa cứng phụ (sao lưu tự động)

1.1 Quản lý dữ liệu trên Windows  Phòng chống Virus:

 Hạn chế sử dụng flashdisk trên các máy tính lạ  Hạn chế truy cập các trang web đen.  Kiểm tra virus trên flashdisk trước khi mở

 Khóa chế độ tự động mở flashdisk trên Windows XP  Chạy “gpedit.msc” trên màn hình command hoặc “RUN”

Double click vào: “Administrative Templates” Click vào “Turn Off Autoplay” Trong properties : Chọn “Enable” Loại drives : chọn “All drives”

 Phần mềm hỗ trợ : AVG Antivirus Free Edition

 Tools  Advanced settings  Scans  Removable device  Enable

1.2 Các câu lệnh cơ bản trên hệ điều hành Linux  Tổng quan về hệ điều hành Linux

Unix : chạy trên máy tính SUN  Solaris

 Quá trình phát triển

Linux : chạy trên máy tính PC

 Các phiên bản Linux

 Ưu điểm

Redhat, Mandrake (Mandriva), Debian, Ubuntu

Tính ổn định cao

Khả năng bảo mật tốt

 Nhược điểm

Không bị lây nhiễm Virus.

Khó cài đặt và cấu hình

Chưa thân thiện với người sử dụng

Dữ liệu hệ thống dễ bị hỏng khi bị tắt máy đột ngột

1.2 Các câu lệnh cơ bản trên hệ điều hành Linux

 Cấu trúc thư mục

Tên partition Ý nghĩa

/boot Chứa các tệp dùng trong quá trình khởi động.

/home Chứa các thư mục home của người dùng.

/bin Chứa các chương trình Linux cơ bản viết dưới dạng mã máy.

/etc Chứa các thư mục và tệp cấu hình hệ thống/ dịch vụ.

/dev Chứa các tệp khai báo thiết bị.

/tmp Thư mục chứa các thư mục con và tệp tạm thời.

/usr Thư mục chứa các thư mục con và tệp mức người dùng.

/var Thư mục chứa các thư mục con và tệp khác.

1.2 Các câu lệnh cơ bản trên hệ điều hành Linux

 Thuộc tính file (folder):

 Tên file phân biệt chữ hoa và chữ thường.  Không phân biệt thuộc tính file chạy bằng các đuôi : exe, com

 thuộc tính : d : thư mục

r : cho phép đọc

w : cho phép ghi, sửa chữa

x : cho phép chạy (tương tự các file có đuôi .exe trên windows) .* : file ẩn

1.2 Các câu lệnh cơ bản trên hệ điều hành Linux

 Phân quyền sử dụng

So sánh quyền sử dụng của các thư mục trên 2 ví dụ sau: Người sử dụng ngothanh có những quyền gì?

 owner : quyền chủ nhân  group : quyền theo nhóm  Other : quyền cho mọi người

1.2 Các câu lệnh cơ bản trên hệ điều hành Linux  pwd : hiển thị vị trí hiện thời trên đường dẫn.  mkdir folder_name : tạo thư mục

 -p : tạo thư mục nhiều cấp

 cd : lệnh chuyển thư mục.

nếu thư mục mẹ không tồn tại thì sẽ tự động tạo thêm thư mục mẹ

 ls : liệt kê các file (thư mục)  (dir trong MS-DOS)

 cd path : chuyển đến thư mục theo đường dẫn path.  cd.. : chuyển ra thư mục mẹ.  cd : chuyển đến thư mục home của người sử dụng.

 mv : chuyển dời file hoặc thư mục (có thể đổi tên file)

 -l : liệt kê chi tiết các file (long list); hoặc lệnh ll  -a : liệt kê các file ẩn (bắt đầu bằng ký tự “.”

 mv sour. dest.

chuyển file từ nguồn sourse sang đích destination

1.2 Các câu lệnh cơ bản trên hệ điều hành Linux  cp : sao chép file (có thể đổi tên file).

 rm : lệnh xoá file

 cp file_sour. dest_path/file_dest.  -r : sao chép thư mục

 cat filename : xem nội dung file (dạng mã ASCII).

 > : ghi kết quả hiển thị trên màn hình ra file

 rm –r folder_name : xoá thư mục  rm –f : xoá file không cần trả lời câu hỏi (Y/N).

 command > filename : ghi nội dung ra filename

ghi đè nếu filename đã tồn tại.

 command >> filename : chèn thêm vào filename

Tạo file mới nếu filename không tồn tại.

1.2 Các câu lệnh cơ bản trên hệ điều hành Linux

 passwd : đổi mật khẩu.

 chown owner files : thay đổi chủ sở hữu

 chgrp group files : thay đổi nhóm sở hữu

 chmod đối_tượng [=/+/-]mode files : đổi thuộc tính

Đối tượng

Ý nghĩa

Thuộc tính

Kiểu chữ Kiểu số

u user Không có quyền gì 0

g group execute x 1

o other read r 2

a all write w 4

chmod 644 files  -rw-r--r--

chmod u=rw files ; chmod go=r files

Ta có: -rw-r--r-- ; chmod a+x files  -rwxr-xr-x

1.2 Các câu lệnh cơ bản trên hệ điều hành Linux

 ps : hiển thị các chương trình đang chạy.

quyền sở hữu của người sử dụng username

 ps -u username : chỉ hiển thị các chương trình thuộc

 ps -e : hiển thị tất cả các chương trình

 ps -f : hiển thị đầy đủ thông tinh của các chương trình

 top : hiển thị các tác vụ trong hệ thống

 ps -x : chỉ hiển thị các chương trình đang chạy

 Tương tự như chương trình “task manager” của windows.

 kill -9 pids : kết thúc các chương trình có pids được

 u + username : chỉ hiển thị các tác vụ của username

liệt kê trong lệnh ps hoặc lệnh top.

1.2 Các câu lệnh cơ bản trên hệ điều hành Linux  tar : gộp nhiều file và thư mục thành một file đơn.

 tar –cf file.tar files_folders  -u : update file tar ; thêm hoặc thay thế file mới.  tar –xf file.tar : giải gộp file .tar (extract) Tương tự như file .zip .rar… nhưng không nén.

 gzip file : nén file thành file có đuôi .gz (compress)

 -d : giải nén (decompress)  gunzip file.gz : giải nén  tar –czvf file.tgz files : gộp files rồi nén  tar –xzvf file.tgz : giải nén rồi extract

 file.tar.gz tương đương với file.tgz

1.3 Cluster, phần mềm kết nối SSH  Giới thiệu chung về Cluster

 Trích nguồn : http://www.arete.com/index.php?view=cluster_computing

1.3 Cluster, phần mềm kết nối SSH  Giới thiệu chung về Cluster

 Master node:

Quản lý dữ liệu của người sử dụng

Quản lý các chương trình chạy

Cân bằng tải trên các node

 Workstation nodes:

Thực hiện các chương trình được gửi đến từ Master node

Chỉ có các processor và RAM

Có thể có hoặc không có đĩa cứng hệ thống

Các node kết nối với nhau và kết nối với Master node thông qua mạng LAN

1.3 Cluster, phần mềm kết nối SSH  Giới thiệu chung về Cluster

 Ưu điểm:

Hiệu quả tương đối cao; giá thành hạ

Dễ dàng nâng cấp, sửa chữa

Không giới hạn số workstation node

Các nodes không đòi hỏi phải đồng bộ

 Nhược điểm:

Không thực hiện được các chương trình đòi hỏi dung lượng bộ nhớ RAM cao.

Tốc độ tính toán song song phụ thuộc nhiều vào

 Tốc độ truyền dữ liệu qua mạng LAN

 Tính đồng bộ của các node

1.3 Cluster, phần mềm kết nối SSH  Các loại Cluster:

Đòi hỏi đồng bộ hóa các thư viện, trình biên dịch Cho phép tính toán song song; hiệu quả cao đối với các chương trình chạy ngầm (background).

 Beowulf:

Hiệu quả cao đối với các chương trình chạy nổi (matlab, mathematica…) Tự động chuyển các chương trình giữa các node Hiệu quả thấp đối với các chương trình chạy song song

 openMosix:

Không đòi hỏi đồng bộ trình biên dịch và hệ điều hành

Hiệu quả cao đối với các trường đại học có nhiều máy tính PC

Không hỗ trợ tính toán song song

 Condor:

 Phần mềm kết nối SSH:

 Account thực hành

hostname: 1.0.0.70 username : caohoc password: ****

http://www.putty.org/

Link: http://iop.vast.ac.vn/ftpsite/Win32/SSH/putty.exe

 Putty:

 Putty:

Màn hình “Quick Connect”

 SSH Tectia Client: http://iop.vast.ac.vn/ftpsite/Win32/SSH/SSH_Tectia_Client.exe

Edit Profiles

 SSH Tectia Client:

Edit Profiles

Cần phải chọn “Tunnel X11 connections”

 SSH Tectia Client:

File Transfer

 SSH Tectia Client:

1.4 Phần mềm hỗ trợ chạy các chương trình trên Linux sử dụng X-Windows  X11 forwarding thông qua kết nối SSH

 Cho phép hiển thị giao diện GUI của các chương trình Linux

trên màn hình windows

 X-Windows server chạy trên hệ điều hành Windows:

 Xming:

Website: http://straightrunning.com/XmingNotes/

http://iop.vast.ac.vn/ftpsite/Win32/SSH/Xming-6-9-0-31-setup.exe

http://iop.vast.ac.vn/ftpsite/Win32/SSH/Xming-fonts-7-5-0-34-setup.exe

 Xmanager

 Chú ý: chương trình X-windows phải được khởi động trước chương

trình kết nối SSH.

Website: http://www.netsarang.com/

1.4 Phần mềm hỗ trợ chạy các chương trình trên Linux sử dụng X-Windows

1.5 Phần mềm đồ họa: Gnuplot, Origin  Gnuplot: http://gnuplot.info/  Gnuplot chạy trên windows http://iop.vast.ac.vn/ftpsite/Win32/Gnuplot/gp443win32.zip

 Gnuplot:

 Vẽ đồ thị theo hàm số

p func(x) ex.

p sin(x): vẽ đồ thị hàm sin với biến x p sin(x)+2*cos(3*x)

 Gnuplot:

 Vẽ đồ thị từ file dữ liệu

p ‘data_file’ u colx:coly colx, coly : số thứ tự cột trong bảng dữ liệu colx tương ứng với trục x; coly tương ứng với trục y

ex.

p ‘datae.dat’ p ‘datae.dat’ u 1:3

 Gnuplot:

Khoảng dữ liệu

p [range_x][range_y] ‘data_file’

ex.

p [4:12] 'datae.dat' u 1:3 p [4:12][0:3] 'datae.dat' u 1:3

 Gnuplot:

tham số with (w)

p ‘data_file’ with point p ‘data_file’ w p

 pointsize : p ‘datae.dat’ w p ps 2.5  pointtype : p ‘datae.dat’ w p pt 2.5 pt 6

 Gnuplot:

Lines p ‘data_file’ with line p ‘data_file’ w l

 linewidth : p ‘datae.dat’ w l lw 2  pointtype : p ‘datae.dat’ w l lw 2 lt 4

 Gnuplot:

Lines-points p ‘data_file’ with linespoints

p ‘data_file’ w lp

 p ‘datae.dat’ w lp  p ‘datae.dat’ w lp ps 2 pt 6 lt 3

 Gnuplot:

Vector

p ‘data_file’ u 1:2:3:4 with vectors p ‘data_file’ u 1:2:3:4 w vec

 Cột 1, 2 : tọa độ x, y  Cột 3, 4 : độ dài dx, dy  p [5:10][3:8] ‘vector.dat' u 1:2:3:4 w vec

 Gnuplot:

Sai số

p ‘data_file’ u 1:2:3:4 with errorbars

 p 'error.dat' u (log($1)):(log($2)):3 w yerrorbars pt 6

 errorbars : xerrorbars; yerrorbars; xyerrorbars

ps 2

 p 'error.dat' u (log($1)):(log($2)):3:4 w xyerrorbars pt

6 ps 2

 Gnuplot: Ghép nhiều đồ thị

p ‘data_file_1’ u 1:2,‘data_file_2’ u 1:2

 p 'datam.dat' u 1:2 pt 6 ps 2,'datam.dat' u 1:6 pt 4 ps 2

 Gnuplot: đồ thị 3 chiều (splot)

sp func(x,y)

 sp sin(x)*cos(y)

sp 'datam.dat' u 1:2:3

 Thay đổi góc nhìn: giữ chuột trái trên hình và kéo xoay để chọn góc nhìn

 Gnuplot:

Export hình vẽ

Đặt kiểu file đồ họa  set term gif/jpeg/png/postscript  size : kích thước hình vẽ  set term postscript eps  set term jpeg size 200,150

Đặt tên file  set output „file_name.eps‟

Vẽ đồ thị  p ‘datae.dat’ w lp ps 2 pt 6 lt 3

 Chú ý: Các hình vẽ sẽ chồng lên nhau trên cùng một file hình, để vẽ lại một hình nào đó thì phải đặt lại tên file bằng lệnh:

set output „file_name.eps‟

 Origin:

Website : http://originlab.com/

Documents : http://originlab.com/www/helponline/Origin/en/origin.htm

Download : http://iop.vast.ac.vn/ftpsite/Win32/Origin/OriginSetup.zip

 Origin:

Import file dữ liệu

 Origin: plot

 Origin:

Edit hình vẽ

 Origin:

Export hình vẽ

 Origin:

Làm khớp dữ liệu

vi filename

1.6 Phần mềm soạn thảo văn bản vi  Document : http://www.ccsf.edu/Pub/Fac/vi.html  Chế độ soạn thảo và chế độ câu lệnh : ESC  Các câu lệnh cơ bản:

 a : chuyển chế độ soạn thảo, chèn ký tự từ vị trí con trỏ  :q : kết thúc chương trình vi  :q! : kết thúc chương trình vi; không ghi ra file  :wq : kết thúc chương trình vi, ghi ra file  dw : xoá một từ tại vị trí con trỏ  dd : xoá một dòng tại vị trí con trỏ  yw : copy một từ tại vị trí con trỏ  yy : copy một dòng tại vị trí con trỏ  p : dán nội dung trong bộ nhớ đệm vào sau vị trí con trỏ  :u : undo lệnh vừa thực hiện

1.7 Phần mềm soạn thảo và dịch LaTeX  Ngôn ngữ soạn thảo TeX/LaTeX…

 Ưu điểm: Soạn thảo công thức toán học nhanh và đẹp  Nhược điểm: Không trực quan; định dạng văn bản phức tạp.  Document: http://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX

 Chương trình dịch MikTeX

 Website: http://www.miktex.org/  download: http://iop.vast.ac.vn/ftpsite/Win32/MikTeX/

 Chương trình soạn thảo WinEdt  Website: http://www.winedt.com/  download: http://iop.vast.ac.vn/ftpsite/Win32/WinEdt/

 Một số phần mềm soạn thảo khác:

 PcTeX : http://www.pctex.com/  Scientific Work/Workplace : http://www.mackichan.com/  LyX : http://www.lyx.org/  …

 Các bước thực hiện soạn thảo và dịch văn bản TeX

 Soạn văn bản TeX:

Sử dụng phần mềm WinEdt Định dạng file kiểu text thông thường Tên file có phần mở rộng : *.tex

 Biên dịch TeX/LaTeX:

 Convert

Sử dụng chương trình dịch latex trong bộ phần mềm MikTeX. Output là file dạng *.dvi.

$$ \mathcal H=\mathcal H_1+\mathcal H_2=-\sum_{\left}J_{k,\ell}\left(\vec S_k\cdot\vec S_\ell\right)-\sum_{}d_i\left(S^z_i\right)^2, $$

Chuyển từ file *.dvi sang postscript (*.ps) hoặc PDF Sử dụng các chương trình trong trong bộ phần mềm MikTeX.

 Chương trình soạn thảo WinEdt

 Cấu trúc văn bản TeX  Document Class :

\documentclass[options]{class}

Option : 12pt; a4paper; twocolumn; landscape Class : article; book; report…

\documentclass[12pt,a4paper]{article}

 Packages : liệt kê các package sử dụng trong văn bản

\usepackage{package name} \usepackage{bm} % 1 package \usepackage{epsfig,epsf,graphics}

 Phần nội dung chính

Bắt đầu và kết thúc bởi cặp macro : \begin{document} … \end{document}

 Soạn thảo TeX

\textbf{…} hoặc \bf

 Xuống dòng : \\ hoặc \newline  Ngắt trang : \newpage  Chữ đậm :  Chữ nghiêng : \emph{…} hoặc \textit{…} hoặc \it  Gạch dưới : \underline{…} hoặc \ul

 Định dạng:

\section{} \subsection{} \subsubsection{} \appendix \chapter{}  Tiêu đề, tác giả …

\title{} \author{}

Kết thúc phần tiêu đề: \maketitle

 Mục/chương:

 Font size

\tiny \scriptsize \footnotesize \small \normalsize \large \Large \LARGE \huge

 \begin{name} … \end{name}

 name :

equation, eqnarray, abstract, itemize…

\Huge  Environment

 Bảng biểu

\begin{tabular}{|…|…|} \end{tabular}  Định dạng trong một hàng Chia text thành các cột : & Kết thúc hàng : \\ Vẽ đường nằm ngang dưới hàng : \hline

Date & Price & Size \\ \hline Yesterday & 5 & big \\ \hline Today & 3 & small \\ \hline

\begin{tabular}{|l|r|c|} \hline \end{tabular}

 Hình vẽ

\begin{figure}[options] \end{figure}

\begin{figure}[ht] \centering\epsfig{file=fig1.ps, width=5cm} \caption{Total energy vs temperature} \label{fig:f1} \end{figure}

 Ví dụ:

 Option :

 Caption : chú thích hình  Label : sử dụng để trích dẫn hình vẽ trong text : \ref{fig:f1}

h : here => đặt hình tại vị trí đặt hình t : top => đặt hình tại đầu trang b : bottom => đặt hình tại vị trí cuối trang

\usepackage{epsfig}

Chú ý : phải sử dụng package epsfig bằng lệnh

 Công thức toán \begin{equation} \end{equation}

\label{eq:yeq} y=\frac{a^3+2c_{x}}{1+\sqrt{b_{x}}}

 Label : sử dụng để trích dẫn công thức : \ref{eq:yeq}

 Nhiều công thức hoặc công thức quá dài \begin{eqnarray} \end{eqnarray}

\label{eq:y1eq} y_1 &=& \frac{a_1^3+2c_{x}}{1+\sqrt{b_{x}}} \\ \label{eq:y2eq} y_2 &=& \frac{a_2^3+2c_{x}}{1+\sqrt{b_{x}}}

 Công thức không đánh số: \nonumber  \begin{eqnarray*} … \end{eqnarray*}  \begin{equation*} … \end{equation*}

 Biểu thức toán trong text

$y=\frac{a^3+2c_{x}}{1+\sqrt{b_{x}}}$

$$y=\frac{a^3+2c_{x}}{1+\sqrt{b_{x}}}$$

 Biểu thức toán học đặt giữa dòng

 Tài liệu tham khảo

{\it Internetworking with TCP/IP: Principles, Protocols and Architecture}, volume 1, 3rd edition. Prentice-Hall, 1995.

\begin{thebibliography}{} \bibitem{Come95} Comer, D. E., \end{thebibliography}

 Sử dụng trích dẫn :

\cite{Come95} \cite{key1,key2,…}

 Ký hiệu toán học

^{}

_{}

\frac{}{}

 Chỉ số trên :  Chỉ số dưới :

\int ; \sum

 Phân số :

 Tích phân/tổng :

\dot{}; \ddot{}  Vector/đạo hàm theo thời gian : \vec{} ;

 Ký hiệu toán học

 Móc (), [], {} : \left( … \right)  Móc một bên : \left\{ … \right. \[ \left\{ \begin{array}{lc} y = \frac{a^3+2c_{x}}{1+\sqrt{b_{x}}} &\mathrm{ If}\ \ a > 0}\\ y = 0 & \mathrm{otherwise} \end{array} \right. \]

 Dấu cách trong công thức : \_

Ký hiệu

Macro Ký hiệu Macro

\alpha \epsilon

\gamma

\zeta

\beta \varepsilon

\delta \eta

\theta \kappa

\iota

\mu

\vartheta \lambda

\nu \varpi

\xi \rho

\sigma

\psi

\pi \omega

\varsigma \varphi

\tau \phi

\upsilon \chi

 Ví dụ: \documentclass[prb,aps]{revtex4} \usepackage{epsfig,bm,epsf,graphics} \begin{document} \title{CROSSOVER FROM FIRST TO SECOND-ORDER…} \author{V. Thanh Ngo, and H. T. Diep} \address{Institute of Physics, … Vietnam} \begin{abstract} … \end{abstract} \maketitle \section{Introduction} … \begin{thebibliography}{} … \end{thebibliography} \end{document}