zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Hệ điều hành

Tin học cơ sở - Chương 2

Chia sẻ: Nguyễn Văn Thành | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:5

Báo xấu

97
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Quá trình xử lý thông tin trên máy tính điện tử cũng có những bước tương tự như thực hiện các thao tác theo cách thủ công. · Để mô tả cách thức xử lý, lưu trữ dữ liệu và các kết quả xử lý, con người cần phải sử dụng một số phương tịên để nhất định ghi nhớ như giấy, bảng và chính trí nhớ của mình. MTĐT cũng cần có phương tiện ghi nhớ dữ liệu, kết quả và cách xử lý, đó là bộ nhớ....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tin học cơ sở - Chương 2

Ch¬ng 2 - Xö lý th«ng tin b»ng m¸y tÝnh ®iÖn tö CHƯƠNG 2. XỬ LÝ THÔNG TIN BẰNG MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ 2.1. XỬ LÝ THÔNG TIN TỰ ĐỘNG BẰNG MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ Quá trình xử lý thông tin trên máy tính đi ện t ử cũng có nh ững b ước t ương t ự nh ư thực hiện các thao tác theo cách thủ công. • Để mô tả cách thức xử lý, lưu trữ dữ liệu và các kết quả xử lý, con ng ười cần phải sử dụng một số phương tịên để nhất định ghi nhớ như giấy, bảng và chính trí nhớ của mình. MTĐT cũng cần có ph ương ti ện ghi nh ớ d ữ li ệu, kết quả và cách xử lý, đó là bộ nhớ. • Con người cần sử dụng một số công cụ nào đó như bàn tính, hay chính trí óc để thực hiện các phép toán. MTĐT sử dụng một số mạch tính toán có khả năng xử lý dữ liệu, đó chính là bộ số học và logic. • Để xử lý một công việc phức tạp, người ta cần thực hiện nhi ều phép x ử lý nhỏ theo một trình tự nhất định. Trong xử lý thủ công, tuỳ theo nh ững đi ều kiện cụ thể, con người tự xác định các thao tác cần thi ết và trình t ự th ực hiện các thao tác đó. MTĐT thì không thể chủ động được nh ư thế. Nó không thể tự quyết định được, khi nào thì phải làm gì, c ộng hay tr ừ, nhân hay chia, … Các dữ liệu tham gia xử lý sẽ lấy ở đâu, k ết qu ả l ưu tr ữ ở ch ỗ nào, ... Để làm được điều đó, người ta phải lập m ột quy trình x ử lý có đ ầy đủ mọi tình huống dưới dạng các câu lệnh để điều khi ển MTĐT th ực hi ện công việc theo đúng yêu cầu đã xác định. T ập h ợp các câu l ệnh nh ư v ậy được con người soạn thảo bằng một ngôn ngữ mà máy "hiểu" đ ược g ọi là chương trình (program). Máy tính cần có phương tiện để lưu chương trình đưa vào và cần có một thiết bị khác có chức năng đ ảm bảo kh ả năng t ự điều khiển theo chương trình. Ta có thể hình dung quá trình xử lý thông tin trên máy tính s ố b ằng s ơ đ ồ ở Hình 2.1 dưới đây: Chương trình Kết quả Máy tính Dữ liệu Hình 2.1 Thực ra, tương ứng với hai lớp thông tin liên t ục và rời rạc, có hai lo ại là máy tính tương tự (analog computer) và máy tính số (digital computer). MTĐT s ố cũng có thể xử lý thông tinh liên tục nếu nó được trang bị thêm các thi ết b ị bi ến đ ổi thông tin (modem A/D) từ dạng liên tục sang d ạng s ố (tr ước khi đ ưa vào đ ể x ử lý) và thiết bị biến đổi thông tin (modem D/A) từ d ạng s ố sang d ạng liên t ục đ ể đ ưa ra môi trường ngoài. MTĐT có bổ sung các thiết bị như vậy gọi là máy tính lai (hybrit computer). Trong giáo trình này ta chỉ xét MTĐT số. Sơ đồ cấu trúc logic c ủa máy tính lai nh ư ở Hình 2.2 D D MTĐT A/D D/A 5
Ch¬ng 2 - Xö lý th«ng tin b»ng m¸y tÝnh ®iÖn tö Hình 2.2. Sơ đồ cấu trúc Máy tính lai A ký hiệu dạng thông tin liên tục Trong đó : D ký hiệu dạng thông tin số (rời rạc) A/D modem biến đổi thông tin liên tục thành rời rạc D/A modem biến đổi thông tin rời rạc thành liên tục Như vậy, MTĐT thực hiện việc xử lý thông tin qua các thao tác sau đây: • Nhập thông tin từ thế giới bên ngoài thông qua thi ết b ị nh ập. • Xử lý thông tin: Thực hiện các phép toán số học, logic. • Đưa thông tin ra: đưa các kết quả sau khi x ử lý ra môi tr ường bên ngoài thông qua thiết bị ra. • Lưu trữ thông tin: ghi thông tin để lưu trữ tạm th ời cũng nh ư lâu dài ở b ộ nhớ của máy tính. Giả sử ta cần xử lý các thông tin X. Bằng m ột công c ụ tính toán nào đó, con người có thể thực hiện tính toán theo một quy trình f đ ể thu nh ận đ ược k ết qu ả Y. Với MTĐT, quá trình xử lý đó được tiến hành nh ư sau: mã hóa X nh ờ phép mã hoá C để thu được dữ liệu đã mã hoá x (sau này ta s ẽ th ấy là máy tính ch ỉ x ử lý trực tiếp với dữ liệu ở mã nhị phân gồm toàn các chữ số 0 và 1). Thay cho quy trình xử lý f, người ta phải lập một chương trình P n ạp vào trong máy và giao cho máy tính thực hiện. Sau khi chương trình P thực hi ện xong ta thu đ ược k ết qu ả y (trong dạng nhị phân). Nhờ phép giải mã C -1 ta thu được kết quả phải tìm Y dưới dạng mà con người có thể sử dụng trực tiếp. Tương ứng giữa hai cách xử lý có thể mô tả như Hình 2.3 dưới đây: f (người thực hiện) X Y Phép mã hóa Phép giải mã C -1 C y x P (Máy tính thực hiện) Hình 2.3 2.2. NGUYÊN LÝ MÁY TÍNH J. VON NEUMANN Năm 1946 Burks, Goldstine và J. Von Neumann công b ố bài báo khoa h ọc “Th ảo luận sơ bộ về thiết kế logic cho công cụ tính toán đi ện t ử”. Bài báo đã mô t ả s ơ bộ cấu trúc của MTĐT gồm các thành phần: một bộ ph ận để th ực hi ện các phép toán số học và logic; một bộ phận để ghi nhớ dữ liệu, ghi nh ớ t ập các l ệnh c ần thực hiện; một bộ phận có thể tự động thực hiện tập các lệnh theo đúng tr ật t ự đã được xác định và một bộ phận giao tiếp với con người. Như vậy, MTĐT có 4 bộ phận chính: Đơn vị số học / logic, b ộ nh ớ, đ ơn v ị đi ều khiển và đơn vị vào / ra. Máy tính thiết kế theo sơ đồ của J. Von Neuman có các đặc tr ưng quan tr ọng sau: 6
Ch¬ng 2 - Xö lý th«ng tin b»ng m¸y tÝnh ®iÖn tö • Điều khiển bằng chương trình. Máy tính hoạt động theo chương trình do con ng ười vi ết ra và đ ược l ưu tr ữ trong bộ nhớ của nó. Máy tính có khả năng tự điều khi ển không c ần có s ự can thi ệp của người trong quá trình xử lý. • Bộ nhớ thuần nhất. Các chương trình và dữ liệu đều được lưu trữ trong cùng một bộ nhớ. MTĐT không phân biệt trong ô nhớ chứa gì, số, văn bản hay câu lệnh c ủa ch ương trình. Đặc trưng này mở ra nhiều khả năng. Ví dụ, một ch ương trình khi th ực hi ện có thể tạo ra các câu lệnh của một chương trình khác. • Truy cập theo địa chỉ. Như đã biết, dữ liệu theo nghĩa rộng (dữ li ệu ban đ ầu, k ết qu ả trung gian, k ết quả cuối cùng, chương trình, ...) được đưa vào những vùng nh ớ đ ược ch ỉ đ ịnh bằng địa chỉ. Như vậy, việc truy cập tới dữ liệu là gián tiếp thông qua đ ịa ch ỉ c ủa nó trong bộ nhớ. Đặc trưng này đảm bảo tính mềm dẻo trong x ử lý thông tin. Người lập trình có thể viết yêu cầu một cách tổng quát theo v ị trí l ưu tr ữ các đ ối tượng không cần biết giá trị cụ thể của chúng. 2.3. TIN HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Tin học là ngành khoa học nghiên cứu các ph ương pháp và quá trình x ử lý thông tin một cách tự động dựa trên các phương tiện kỹ thuật mà hi ện nay ph ương ti ện đó là MTĐT. Như vậy, trong định nghĩa này ta thấy có hai phạm trù: • Phần cứng (hardware) là toàn bộ các thiết bị vật lý c ủa MTĐT. Nâng cao tốc độ xử lý, tăng khả năng lưu trữ, tăng độ tin cậy, gi ảm năng l ượng s ử dụng, tăng khả năng ghép nối, ... là nh ững m ục tiêu mà k ỹ thu ật ph ần cứng hướng tới. • Phần mềm (software) nghiên cứu phương pháp sử dụng công c ụ x ử lý thông tin tự động trong các tiến trình x ử lý thông tin. Ph ần m ềm bao g ồm các chương trình có chức năng điều khiển, khai thác ph ần c ứng và đ ể th ực hiện các yêu cầu xử lý thông tin. Phần mềm cũng bao gồm các ph ương pháp tổ chức dữ liệu tương ứng với chương trình xử lý thông tin. Tìm ra các phương pháp xử lý thông tin có hiệu quả, t ổ ch ức d ữ li ệu t ốt và l ập trình thể hiện các phương pháp xử lý đó là vấn đề của phần mềm. Các thành tựu mới trong viễn thông cho phép k ết n ối các máy tính thành m ạng máy tính. Do vậy, việc phối hợp giữa công cụ xử lý thông tin t ự đ ộng, k ết c ấu h ạ tầng viễn thông, các chuẩn giao tiếp trong các môi tr ường c ủa máy v ới máy và giữa người với máy ngày một phát triển. Khái niệm Công nghệ Thông tin có một nội dung đầy đ ủ, bao hàm đ ược nh ững lĩnh vực, những nền tảng chủ yếu của khoa học và công ngh ệ x ử lý thông tin d ựa trên máy tính. Khi nói đến yếu tố công ngh ệ, ng ười ta mu ốn nh ấn m ạnh đ ến tính quá trình, tính tổ chức và phương pháp xử lý thông tin h ướng t ới s ản ph ẩm. Đ ịnh nghĩa Công nghệ Thông tin đã được các chuyên gia Việt Nam nghiên c ứu, tham khảo từ các định nghĩa của chuyên gia trên thế giới và đã đ ược đ ưa vào Ngh ị 7
Ch¬ng 2 - Xö lý th«ng tin b»ng m¸y tÝnh ®iÖn tö quyết 49/CP của Chính phủ về phát triển Công nghệ Thông tin c ủa Vi ệt nam t ừ 1996 như sau: "Công nghệ Thông tin là tập hợp các phương pháp khoa h ọc, các ph ương ti ện và công cụ kỹ thuật hiện đại - chủ yếu là kỹ thuật máy tính và vi ễn thông - nh ằm t ổ chức và khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên thông tin r ất phong phú và tiềm tàng trong mọi lĩnh vực hoạt động c ủa con ng ười và xã h ội...Công nghệ thông tin được phát triển trên nền t ảng phát tri ển c ủa các công ngh ệ Tin học - Điện tử - Viễn thông và Tự động hoá". Công nghệ Thông tin mang một ý nghĩa rộng rãi h ơn, nó v ừa là khoa h ọc, v ừa là công nghệ, vừa là kỹ thuật, bao trùm cả tin học, viễn thông và t ự đ ộng hoá. Câu hỏi và bài tập 1. Hãy liệt kê các bước và công cụ cần dùng trong vi ệc x ử lý thông tin b ằng th ủ công. 2. Đặc trưng nào để phân biệt xử lý thông tin b ằng MTĐT khác v ới x ử lý th ủ công? 3. Hãy vẽ sơ đồ thể hiện hai cách xử lý thông tin bằng máy tính và b ằng th ủ công. 4. Hãy trình bày nguyên lý J. Von Neumann và các đ ặc tr ưng đi ều khi ển b ằng chương trình truy cập theo địa chỉ và bộ nhớ thuần nhất. 5. Hãy trình bày khái niệm phần cứng và phần mềm trong tin h ọc. 6. Hãy trình bày nội dung các khía cạnh công ngh ệ và thông tin trong công ngh ệ thông tin. 7. Có thể nói, trong nền kinh tế hiện nay của th ế gi ới, CNTT là đ ộng l ực phát tri ển chủ yếu được không? Vì sao? Bài đọc thêm : Lịch sử phát triển của kỹ thuật tính toán và sự ra đời của máy tính đi ện t ử. Từ thời nguyên thuỷ, con người đã có nhu cầu xử lý thông tin, nh ư tính, đ ếm. Công c ụ dùng đ ể x ử lý thông tin của họ là sỏi, lá cây, ngón tay. Năm trăm năm tr ước công nguyên, ng ười Trung hoa đã biết dùng bàn tính. Chức năng chủ yếu của các công cụ tính toán thô s ơ đó là ghi nh ớ thông tin. Cùng với sự phát triển của loài người, nhu cầu xử lý thông tin ngày càng nhi ều. Cũng vì l ẽ đó mà con người luôn tìm kiếm, cải tiến các công cụ tính đ ếm, nh ằm c ơ gi ới hóa, t ự đ ộng hóa nó. Vi ệc phát minh ra hệ đếm thập phân của người Ấn độ, vào th ế kỷ thứ 6 tr ước công nguyên là m ột bước tiến quan trọng, có ý nghĩa đối với lịch s ử tính toán nói riêng và l ịch s ử loài ng ười nói chung. Nhiều thế kỷ đã trôi qua, việc thực hiện các phép toán v ới các s ố ch ủ y ếu là b ằng tay, ho ặc b ằng các công cụ hết sức thô sơ như bàn tính của người Trung hoa. Mãi đến năm 1642 Blaise Pascal, người Pháp, đã phát minh ra chiếc máy tính cơ khí đ ầu tiên d ựa trên h ệ th ống bánh răng, cho phép thực hiện các phép tính cộng và trừ. Sau đó 30 năm, G. Leibnitz, nhà toán h ọc ng ười Đ ức đã cải tiến máy của Pascal để nó có thể thực hi ện thêm phép nhân và phép chia. Các máy tính c ơ học sau này về cơ bản chẳng khác gì với máy của Leibnitz cách đây h ơn 3 th ế k ỉ. H ạn ch ế c ơ bản của các máy loại này là chúng chỉ t ự động thực hiện các phép toán m ột cách riêng r ẽ, không có khả năng nhớ lại các kết quả trung gian. Từ thế kỷ 18, ngoài số học, nhiều ngành toán học khác như đ ại s ố, phép tính vi phân, tích phân... đã ra đời thúc đẩy ứng dụng toán học trong các lĩnh vực c ủa cuộc s ống. Nhu c ầu tính toán tăng không ngừng và người ta cần tìm các công cụ tính toán t ốt hơn. Vào năm 1819, Charles Babbage, một giáo s ư của đ ại h ọc Cambrige đã đ ưa ra đ ề án xây d ựng các máy tính có thể nhớ và thực hiện được dãy các phép c ộng, v ới m ục đích ch ủ y ếu là thi ết l ập các bảng số về thiên văn và hàng hải. Do nguyên nhân về tài chính và k ỹ thu ật, đ ề án này đã không thực hiện được. Tiếp đến năm 1834, Babbage l ại đ ưa ra m ột đ ề án m ới v ề chi ếc máy tính 8
Ch¬ng 2 - Xö lý th«ng tin b»ng m¸y tÝnh ®iÖn tö tự điều khiển được theo một chương trình định s ẵn, không ch ỉ dùng tính các b ảng s ố, mà còn phục vụ nhiều bài toán khác. Thứ tự thực hiện các phép toán không ch ỉ là tu ần t ự mà còn có th ể thay đổi tùy theo điều kiện nhờ một thiết bị có ch ức năng đi ều khi ển. Th ời b ấy gi ờ, đ ề án này là quá phức tạp, không thể thực hiện được. Cuối thế kỷ XIX, điện đã bắt đầu được ứng dụng rộng rãi trong k ỹ thuật. Vào th ời gian đó, H. Hollerith chế tạo thành công chiếc máy tính sử dụng bìa đ ục lỗ đ ể l ưu tr ữ và th ống kê s ố li ệu. S ự kiện này có ý nghĩa quan trọng ở chỗ dữ liệu đã được l ưu trữ bằng ph ương ti ện đ ể máy có th ể t ự động đọc được. Loại máy tính kiểu này đã được s ản xuất công nghi ệp v ới s ố l ượng l ớn, đ ược dùng ở nhiều nước trên thế giới, chủ yếu để xử lý số li ệu thống kê và trong công nghi ệp d ệt đ ể làm chuơng trình dệt hoa văn. Cũng nên nhắc lại rằng chính công ty c ủa Hollerith là ti ền thân c ủa công ty IBM nổi tiếng ngày nay. Các máy tính cơ điện và nhất là các máy tính cơ h ọc có nh ững h ạn ch ế có tính nguyên t ắc. T ốc độ tính toán chậm và độ tin cậy thấp, vì chuyển động cơ h ọc ch ịu ảnh h ưởng c ủa quán tính, ma sát. Hơn nữa, thực chất máy tính cơ điện chỉ là máy bán t ự đ ộng vì nó đòi h ỏi s ự can thi ệp tr ực tiếp của con người trong suốt quá trình xữ lí. Năm 1944, H. Aiken, giáo sư Đại học Harvard chế tạo thành công máy tính Mark-1, dùng các r ơ le điện từ để điều khiển tự động việc thực hiện một dãy liên ti ếp các phép toán. Cũng vào th ời gian đó J.Von Neumann (1903-1957) đã đề xuất nguyên lý máy hoạt động theo ch ương trình mà ta s ẽ thảo luận kỹ hơn trong cuối mục này. Những nguyên lý mang tên ông đã tr ở thành c ơ s ở cho các MTĐT ngày nay Theo nhịp độ phát triển mạnh mẽ của khoa học k ỹ thuật, kh ối lượng thông tin c ần x ử lý ngày càng tăng. Các máy tính điện cơ không còn đủ khả năng đáp ứng đ ược các nhu c ầu tính toán. k ỹ thuật tính toán, do vậy, cần phải phát triển theo m ột h ướng khác, có tri ển v ọng h ơn - h ướng ứng dụng điện tử. Kế tục, H.Aiken, W.Mauchly và P.Eckert đã ch ế t ạo thành công chi ếc MTĐT đ ầu tiên được đặt tên là ENIAC vào cuối năm 1945. V ới ENIAC, khoa h ọc x ử lý thông tin b ắt đ ầu b ước vào thời kì phát triển mới. Loài người đã trải qua hai nền văn minh là nền văn minh nông nghi ệp và n ền văn minh công nghiệp và chuẩn bị chuyển qua nền văn minh thông tin. Trong nền văn minh nông nghi ệp, con người phụ thuộc vào tự nhiên và phải chờ s ự ban phát của thiên nhiên. N ền văn minh công nghịêp bắt đầu từ thế kỷ thứ 18 với sự ra đời của máy hơi nước đánh d ấu th ời kỳ con ng ười b ắt đầu chế ngự được năng lượng, bước đầu tiên trên con đường chế ng ự thiên nhiên. Máy móc đã có thể thay thế được sức mạnh cơ bắp của con người. Với s ự ra đ ời của máy tính, máy móc đã có thể nhân lên gấp bội khả năng lao động trí óc. MTĐT đã trở thành m ột đi ểm m ốc quan tr ọng trong lịch sử phát triển của nền văn minh nhân loại. 9

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.