Bài giảng Tin học đại cương - Bài 1: Giới thiệu chung

TIN ĐẠI CƯƠNG Bài 1: GIỚI THIỆU CHUNG Bùi Thị Thu Cúc Bộ môn Hệ thống thông tin, Khoa CNTT 1 Nội dung chính 1. Giới thiệu môn học 2. Giới thiệu chung về máy tính 3. Viết chương trình cho máy tính 4. Giới thiệu C++ 5. Bài tập 2 1. Giới thiệu môn học I Thời lượng : 3 tín chỉ I Giáo trình, tài liệu tham khảo I Introduction to Engineering Programming : Solving Problems with Algorithms, James Paul Holloway I Bản dịch : Giới thiệu Lập trình kỹ thuật I C++ Language Tutorial, I Công cụ trên máy tính : Dev-C++ 5.11 I Website môn học : lịch trình, bài giảng, bài tập. . . I Cách đánh giá I Điểm quá trình : 50% (thi giữa kỳ, điểm chuyên cần, thưởng/phạt) I Điểm thi cuối kỳ : 50% 3 Nội dung giảng dạy I Khái niệm cơ bản của lập trình C++ I Các lệnh cơ bản I Chương trình con I Câu lệnh lặp và lựa chọn I Mảng I Vector I Xâu ký tự (string) I Tập tin (file) I Cấu trúc (struct) I Bài tập tổng hợp 4 Mục tiêu của môn học I Hiểu biết cơ bản về lập trình C++ I Nắm được các kỹ năng viết, dịch, sửa lỗi và chạy một chương trình C++ I Biết cách giải một số bài toán bằng lập trình C++ I Biết ứng dụng kiến thức về thuật toán và lập trình vào công việc sau này 5 2. Giới thiệu chung về máy tính I Máy tính là công cụ để xử lý và lưu trữ thông tin 27 Nhập (Input) Xử lý (Processing) Xuất (Output) Lưu trữ (Storage) I Phần cứng (Hardware) : các thiết bị vật lý I có thể đụng chạm, cân đo được I Ví dụ : màn hình, bàn phím, máy in, đĩa CD/DVD. . . I Phần mềm (Software) : các chương trình máy tính I không thể đụng vào, phải có phần cứng mới thực thi được I Ví dụ : hệ điều hành Windows, PowerPoint. . . 6 Phần cứng Các thành phần cơ bản của phần cứng : I Khối xử lý trung tâm (CPU) : xử lý, tính toán, điều hành các hoạt động tính toán I Thiết bị lưu trữ : cất giữ thông tin Bộ nhớ trong : ROM, RAM Bộ nhớ ngoài : đĩa CD/DVD, USB. . . I Thiết bị nhập : đưa dữ liệu vào Bàn phím, con chuột. . . I Thiết bị xuất : gửi thông tin ra bên ngoài Màn hình, máy in. . . 7 Phần mềm Theo phương thức hoạt động, có thể chia thành 3 loại phần mềm chính : I Hệ điều hành (Operating System) : tập hợp các chương trình điều khiển các hoạt động cơ bản của máy tính và là nền tảng để chạy các chương trình ứng dụng Ví dụ : Windows, Mac OS, Linux. . . I Phần mềm ứng dụng (Application) : các chương trình ứng dụng vào một lĩnh vực cụ thể Ví dụ : Photoshop, OpenOffice, Skype. . . I Ngôn ngữ lập trình (Programming Language) : dùng để viết chương trình cho máy tính thực hiện Ví dụ : Pascal, C, C++, Python. . . 8 Biểu diễn thông tin trong máy tính Máy tính chỉ làm việc với các con số I Mọi dữ liệu đều phải số hóa để lưu trữ và xử lý trong máy tính I Ảnh = ma trận các số I Âm thanh = chuỗi các số I . . . I Ra lệnh cho máy tính cũng viết ở dạng số I Con người dùng hệ thập phân : các con số và phép toán được xây dựng trên 10 chữ số I Máy tính dùng hệ nhị phân : tất cả các dữ liệu, thao tác lệnh được xây dựng trên 2 chữ số 0, 1 → Tại sao nhị phân mà không phải thập phân hay các hệ đếm khác (hệ bát phân, hệ Hexa) ? 9 Tại sao dùng hệ nhị phân I Máy tính có 2 tín hiệu : bật & tắt I trạng thái đèn tắt : 0 I trạng thái đèn bật : 1 I Có thể làm thiết bị với 10 tín hiệu (trạng thái) nhưng tốn kém hơn nhiều (đặc biệt khi làm việc ở tốc độ cao như trong máy tính) I Chuyển đổi từ hệ nhị phân sang thập phân và ngược lại rất đơn giản 10 Đơn vị đo thông tin I Bit (Binary digit) : đơn vị nhỏ nhất của thông tin, chỉ có thể là 0 hoặc 1 I Byte : 1 Byte = 8 bits I KiloByte : 1 KB = 210 Bytes = 1024 Bytes I MegaByte : 1 MB = 210 KBs = 1024 KBs I GigaByte : 1 GB = 210 MBs = 1024 MBs I TetaByte : 1 TB = 210 GBs = 1024 GBs 11 Bảng mã ASCII I ASCII = American Standard Code for Information Interchange, bảng mã chuẩn do Mỹ xây dựng để biểu diễn thông tin I Mỗi kí tự trong bảng mã được mã hóa bởi 8 bit (1 Byte) → có tổng cộng 28 = 256 kí tự khác nhau 12 3. Viết chương trình cho máy tính Ngôn ngữ máy (Machine Language) I Mỗi máy tính có một tập hợp hữu hạn các lệnh máy I Lệnh máy I dãy các bit 0 & 1 I làm những thao tác rất cơ bản, ví dụ : đọc/ghi số, cộng/trừ hai số. . . I Mỗi dòng máy khác nhau (Intel, AMD, . . .) có các tập hợp lệnh máy khác nhau I Chương trình máy tính = dãy các lệnh máy để chỉ thị làm từng bước 13 Ngôn ngữ máy Nhược điểm I Vì viết dưới dạng các dãy số 0 & 1 I không trực quan I rất dễ phát sinh lỗi I Vì mỗi dòng máy khác nhau (Intel, AMD,. . .) có các tập hợp lệnh máy khác nhau I viết một chương trình cho máy Intel không thể sử dụng được trên máy AMD I nếu có một máy mới ra đời → phải học/nhớ tập hợp lệnh máy của máy mới này → Giải pháp : sử dụng các ngôn ngữ bậc cao 14 Ngôn ngữ lập trình bậc cao (High-level Language) I Các lệnh trực quan, dễ hiểu I Sử dụng trình biên dịch để dịch các lệnh này thành các lệnh máy Ngôn ngữ lập trình bậc cao (High-level Language) 28 int a = 3; int b = a + 1; Tập hợp lệnh máy tương ứng cho Intel Tập hợp lệnh máy tương ứng cho AMD Trình Biên Dịch 15 Ngôn ngữ lập trình bậc cao I Phải tuân thủ tuyệt đối cú pháp của ngôn ngữ, nếu không trình biên dịch sẽ không hiểu và báo lỗi I Phân loại : I Ngôn ngữ lập trình thủ tục (Pascal, C. . .) I Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng (Java, C++. . .) I . . . 16 Các bước viết chương trình máy tính I Bước 1 : Mô tả / xác định bài toán / vấn đề cần giải quyết I Bước 2 : Xây dựng thuật toán / lời giải (có thể viết dưới dạng mã giả pseudo code) I Bước 3 : Triển khai lời giải trên bằng một ngôn ngữ lập trình (C++) I Bước 4 : Dịch chương trình thành dạng mã máy để máy tính hiểu và thực hiện được Ví dụ : Biết độ dài cạnh của hình vuông, tính chu vi và diện tích của hình vuông đó. 17 Ví dụ Tính chu vi và diện tích của hình vuông. Ví dụ Mã giả (pseudo code) Mã C++ !  Nhập kích_thước !  Tính chu_vi = kích_thước * 4 !  Tính diện_tích = kích_thước * kích_thước 19 Nhập kích thước 1 chiều của hình vuông. Tính c u vi và diện tích của nó. 18 4. Giới thiệu C++ Lịch sử C++ I Năm 1979 : Ý tưởng bắt đầu bởi Bjarne Stroustrup I Năm 1985 : Phiên bản C++ 1.0 I Phiên bản mới nhất : C++ 14 I Phiên bản sử dụng rộng rãi hiện nay : C++ 11 19 Môi trường lập trình Dev-C++ I Tải bộ cài đặt ở https://sourceforge.net/ projects/orwelldevcpp/ I Các thao tác cơ bản I Tạo một tệp (file) mới, lưu (save) dưới dạng .cpp I Viết mã (code) I Dịch mã I Chạy chương trình I Sửa lỗi (debug) nếu có 20 5. Bài tập Bài 1 Viết mã giả cho các bài toán sau. 1. Giải và biện luận phương trình ax + b = 0. 2. Giải và biện luận phương trình ax 2 + bx + c = 0. 21 5. Bài tập Bài 2 I Cài đặt Dev-C++ trên máy tính. I Tạo file XinChao.cpp và viết đoạn mã sau. Dịch và chạy thử (sửa lỗi nếu có). #include using namespace std ; int main() { cout << "Xin chao cac ban" << endl ; } 22