Bài giảng Tin học đại cương - Chương 1: Tổng quan về máy tính

Giảng viên: Trần Thanh San Email: santranthanh@gmail.com Chương 1 Tổng quan về máy tính 2 NỘI DUNG TRÌNH BÀY 1. Một số khái niệm cơ bản 2. Đơn vị lưu trữ thông tin 3. Máy vi tính 4. Phần cứng, phần mềm 5. Hệ đếm 6. Biểu diễn ký tự 7. Ổ đĩa, tập tin, thư mục 3 1. Khái niệm cơ bản Thông tin (Information) • Khái niệm: Thông tin là nguồn gốc của nhận thức. Là những cảm nhận, suy đoán, biểu hiện của con người về một sự kiện, hiện tượng nào đó tại một thời điểm nhất định. • Đặc điểm: Thông tin có thể phát sinh, lưu trữ, tìm kiếm, xử lý, sao chép, biến dạng, nhân bản,.... • Vai trò của thông tin: Thông tin thường dùng làm cơ sở cho mọi quyết định và có liên hệ nhau một cách trật tự và ổn định. 4 1. Khái niệm cơ bản (tt) • Đơn vị lưu trữ và đo lường thông tin - Đơn vị đo lường Đơn vị đo lường thông tin gọi là bit (Binary digit - số nhị phân). - Đơn vị lưu trữ Là một chuỗi 8 bit liên tục kết hợp với nhau thành 1 byte, ký hiệu là B (1 byte = 8 bits) - Các bội số của byte Kilo byte (KB) : 1KB = 210 B = 1024 B Mega byte (MB) : 1MB = 210KB = 1024 KB = 210.210 B Giga byte (GB) : 1GB = 210MB = 1024 MB = 210.210.210 B Tetra byte (TB) : 1TB = 210GB = 1024 GB = 210.210.210 .210B 5 1. Khái niệm cơ bản (tt) Dữ liệu (Data)  - Là dạng thông tin được chọn lọc và chuẩn hóa để có thể đưa vào xử lý trong chương trình  - Cơ sở dữ liệu (Database) : là các dữ liệu được tổ chức lại để quản lý về một đối tượng Tin học (Information technology / Computer science)  Là ngành khoa học nghiên cứu quá trình thu thập thông tin và xử lý thông tin một cách tự động bằng máy tính 6 a. Theo nguyên lý làm việc  Máy tính số (Digital Computer): Là loại máy tính sử dụng các đại lượng vật lý biến thiên rời rạc (dạng số) để biểu diễn các đại lượng cần tính toán.  Máy tính tương tự (Analog Computer): Là loại máy tính sử dụng các đại lượng vật lý biến thiên liên tục để biểu diễn các đại lượng cần tính toán  Máy tính lai (Hybrid Computer): Sử dụng cả hai nguyên lý số và tương tự, trong hệ thống này có một nửa là dạng số và một nửa là dạng tương tự. 2. Phân loại máy tính 7 2. Phân loại máy tính (tt) b. Phân theo khả năng tính toán  Supercomputer: Loại máy tính được thiết kế đăc biệt để đạt tốc độ thực hiện các tính dấu phẩy động cao nhất và có kiến trúc song song  Mainframe: Là máy tính điện tử có kích thước lớn chiếm nhiều không gian. Có năng lực rất lớn vá có thể xử lý một lượng dữ liệu khổng lồ. Thường sử dụng trong chế độ các công việc sắp theo lô lớn hay xử lý các giao dịch như trong ngân hàng, đặt vé may bay, 8 2.Phân loại máy tính (tt)  Supermini: Là các máy minicomputer có tốc độ xử lý nhanh nhất trong họ mini. Thường được sử dụng trong các hệ thống phân chia thời gian như network fileserver  Minicomputer: Là các máy tính trung bình được dùng cho những cá nhân không đủ khả năng mua máy tính lớn. Sử dụng trong các ứng dụng thời gian thực như trong điều khiển không lưu, trong tự động hóa sản xuất.  Microcomputer: Còn được gọi là PC (Personal Computer), là những máy tính có thể để bàn hay mang xách được (portable 9 2.Phân loại máy tính (tt) c. Phân theo vai trò và ứng dụng Máy tính hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành nghề khác nhau của xã hội từ khoa học kỹ thuật, y học, kinh tế, công nghệ sản xuất đến khoa học xã hội, nghệ thuật,... như : - Tự động hóa văn phòng - Quản trị kinh doanh - Thống kê - An ninh, quốc phòng - Công nghệ thiết kế - Giáo dục - Ngân hàng – Ngành hàng không - Y học - Công nghệ in - Nông nghiệp - Nghệ thuật, giải trí, v.v... 10 3. Phần cứng, phần mềm: a. Phần cứng (hardware)  Là tất cả các thiết bị cơ, cơ điện, điện tử, như các vi mạch, bộ nhớ, bộ xử lý, các thiết bị ngoại vi, ... nghĩa là tất cả những gì của hệ thống máy tính mà có thể chạm tay vào được b. Phần mềm (Software)  Là các chương trình và dữ liệu dùng giải quyết một vấn đề, công việc thực tiễn nào đó trên máy tính hay để điều khiển và khai thác thiết bị của phần cứng. 11 Phân loại phần mềm Phần mềm được chia làm 2 loại: a.Phần mềm hệ thống (System Software) : Là những chương trình giúp điều khiển hoạt động của các thiết bị phần cứng, dùng làm môi trường để viết và phát triển các chương trình ứng dụng và kiểm soát việc thi hành của các chương trình này trên máy. Phần mềm hệ thống gồm có: - Hệ điều hành (Operating System) - Chương trình kiểm tra tình trạng hoạt động của máy (Test program hay Diagnostic program) 12 Phân loại phần mềm (tt) b.Phần mềm ứng dụng (Application program): Là những chương trình được viết để thực hiện một ứng dụng. - Phần mềm xử lý văn bản (Word Processing) - Phần mềm xử lý bảng tính (Wordsheet Processing) - Phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu DBMS - Phần mềm tiện ích (Utility) - Phần mềm xử lý hình ảnh - Phần mềm đa phương tiện (Multimedia) - Trình duyệt Internet (Internet browser) - Ngôn ngữ lập trình (Programming language) 13 4. Máy vi tính (Micro Computer) 4. 1. Khái niệm: Máy vi tính là loại máy tính độc lập được thiết kế cho các ứng dụng một người dùng ở gia đình hay những công việc riêng tư không liên quan đến các kho dữ liệu dùng chung với người khác. 4.2. Kiến trúc tổng quát của một máy vi tính: Gồm 2 phần: Phần cứng và phần mềm 4.3. Các thành phần của máy tính: a. Thiết bị nhập. b. Khối xử lý. c. Bộ nhớ ngoài. d. Thiết bị xuất. 14 4. Máy vi tính (tt) 15 5. Hệ đếm a. Khái niệm về hệ đếm: Là một tập hợp các ký hiệu, qui tắc dùng để biểu diễn và tính toán các giá trị số. Một đại lượng số có thể biểu diễn theo nhiều cơ số hệ đếm khác nhau 16 5. Hệ đếm (tt) b. Phân loại hệ đếm Có 2 loại hệ đếm: Hệ đếm có vị trí và hệ đếm không có vị trí (hệ đếm La Mã) Hệ đếm có vị trí: Giá trị của một số không những phụ thuộc vào bản thân con số mà còn phụ thuộc vào vị trí con số trong chữ số. Ví dụ : (1993)10 = 1x1000 + 9x100 + 9x10 + 3x1 Trong hệ đếm này có một tập hợp chữ số cần thiết để biểu diễn một số. Số lượng chữ số đó gọi là cơ số của hệ đếm 17 Một số cơ số của hệ đếm  Hệ đếm 10 (thập phân) có các chữ số cơ bản là: {0, 1, 2, 3, ..., 9}  Hệ đếm 2 (nhị phân) có các chữ số cơ bản {0, 1}  Hệ đếm 8 (bát phân) có các chữ số cơ bản là {0, 1, 2, 3, ..., 7}  Hệ đếm 16 (thập lục phân) có các chữ số cơ bản là: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F} 18 Một số cơ số của hệ đếm (tt) 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 = anan-1 ... a1a0 = anb n + an-1b n-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 1: Hệ thập phân cho X = 123 thì theo công thức ta được: X=1*102 + 2*101 + 3 với b=10 Ví dụ 2: Hệ bát phân cho X = 123 thì theo công thức ta được: X=1*82 + 2*81 + 3 với b=8 19 Chuyển đổi giữa các hệ đếm Các qui tắc chuyển đổi giữa các hệ đếm: Qui tắc 1: dùng chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ có cơ số b (b  10), thực hiện như sau : Lấy số thập 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 được sắp theo thứ tự ngược lại. Ví dụ : X= 610 nghĩa là X=6 theo hệ thập phân, ta chuyển sang hệ nhị phân thành 1102 20 Chuyển đổi giữa các hệ đếm (tt) Qui tắc 2: dùng để chuyển đổi một số từ hệ có cơ số b về hệ thập phân, ta sử dụng công thức (*) Ví dụ : chuyển từ hệ nhị phân sang hệ thập phân số sau: X = 10110.1 Thực hiện như sau: X = 1*24 + 0*23 + 1*22 + 1*21 + 0*20 + 1*2-1 = 16 + 4 + 2 +0.5 = 22.510 X = 110 = 1*22 + 1*21 + 0*20 = 610 21 Chuyển đổi giữa các hệ đếm (tt) Hệ 16 (thập lục phân) Hệ 10 (thập phân) Hệ 2 (nhị phân) Hệ 8 (Bát phân) 0 0 0 0 1 1 1 1 2 2 10 2 3 3 11 3 4 4 100 4 5 5 101 5 6 6 110 6 7 7 111 7 8 8 1000 10 9 9 1001 11 A 10 1010 12 B 11 1011 13 C 12 1100 14 D 13 1101 15 E 14 1110 16 F 15 1111 17 22 Qui tắc 3: dùng chuyển đổi từ hệ nhị phân sang hệ thập lục phân: Nhóm lần lượt 4 bit từ phải sang trái, sau đó thay thế các nhóm 4 bit bằng giá trị tương ứng với hệ thập lục phân (tra bảng trên) Ví dụ 1: X = 1110112 = 11’10112 = 3B16 Ví dụ 2: X = 111101102 = 1111’01102 = F616 Chuyển đổi giữa các hệ đếm (tt) 23 Qui tắc 4: dùng chuyển đổi từ nhị phân sang hệ bát phân Nhóm lần lượt 3 bit từ phải sang trái, sau đó thay thế các nhóm 3 bit bằng giá trị tương ứng với hệ bát phân (tra theo bảng trên) Ví dụ : X = 1110011102 = 111’001’1102 = 7168 Chuyển đổi giữa các hệ đếm (tt) 24 6. Biểu diễn ký tự a. Bộ mã ASCII (American Standard Code for Information Interchange)  Là bộ mã do Viện tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ đưa ra dùng để trao đổi thông tin trên máy tính và sau này đã trở thành chuẩn công nghiệp cho các nhà sản xuất máy tính.  Lúc đầu bộ mã ASCII dùng 7 bit để mã hóa 27 = 128 ký tự bao gồm các ký tự điều khiển, ký tự chữ, ký số, ... gọi là 128 ký tự chuẩn. Nhưng khi lưu trữ, mỗi ký tự vẫn chiếm 1 byte, bit dư bỏ qua. Sau này bit dư được dùng để biểu diễn các ký tự đặc biệt và đồ họa, gọi là ký tự mở rộng.  Như vậy, bô mã ASCII có 28 = 256 ký tự 25 b. Bộ mã EBCDIC (Extended Binary Code Decimal Interchange Code)  Là bộ mã do IBM đưa ra dùng trên máy tính lớn (mainframe).  Bộ mã EDCDIC dùng 8 bit để mã các ký tự.  Đặc trưng của bộ mã này là các ký tự chữ không liên tục nhau 6. Biểu diễn ký tự 26 c. Bộ mã UNICODE  Là bộ mã của tổ chức Unicode Consortium đưa ra.  Dùng 2 byte để mã hóa hết toàn bộ các ký tự của các ngôn ngữ trên thới giới. (Bao gồm: các dấu chấm câu, ký hiệu toán học, các dấu mũi tên và các ký hiệu Dingbats).  Để thuận tiện cho các nhà lập trình cũng như trong quá trình xử lý thông tin, 256 ký tự đầu tiên của Unicode được địng nghĩa giống như bộ mã ASCII  Hiện nay, Unicode 3.0 định nghĩa khoảng 39000 ký tự. 6. Biểu diễn ký tự 27 d. Tiếng Việt trong Unicode (Vietnamese Unicode): Tiếng Việt dùng tổng cộng 140 mã để định nghĩa cho các ký tự tiếng Việt gồm:  134 ký tự chữ Việt  5 dấu thanh  Chữ “đ” (đồng) Trong đó có 31 ký tự thuộc bảng mã 8-bit ASCII mở rộng Unicode là đề án của Unicode Consortium, thực hiện từ 01/1991. Đề án có sự hợp tác giữa hầu hết các công ty lớn thuộc ngành công nghiệp máy tính như : Apple, IBM, Microsoft, HP, Oracle, Sun, Xerox, Netscape 6. Biểu diễn ký tự 28 7. Ổ đĩa, tập tin, thư mục Ỗ đĩa mềm (Floppy Disk Drive – FDD): Nằm trong thùng máy tính, dùng để đọc và ghi thông tin lên đĩa mềm. - Đĩa mềm (Floppy Diskette) : Dạng đĩa tròn cấu tạo bằng vật liệu mềm nhiễm từ, trên bề mặt phủ oxid từ tính và bọc trong một bao vuông bằng plastic. Bên trong bao vuông có phủ một lớp lụa mịn để đĩa mềm chuyển động dễ dàng Read/write opening Index hole Write protect notch View 29 Ỗ đĩa cứng (Hard Disk Drive – HDD): Làm bằng vật liệu cứng, nhẹ, trên bề mặt phủ oxid từ tính.  Tổ chức và cách lưu trữ thông tin giống như đĩa mềm.  Tốc độ truy xuất nhanh và dung lượng đĩa lớn hơn đĩa mềm rất nhiều.  Đĩa cứng gồm nhiều chồng đĩa đặt chồng lên nhau và bọc kín trong hộp bằng nhôm, được đặt cố định trong máy.  Đĩa cứng thông dụng hiện nay có đường kính 3.5 inches và có dung lượng từ hàng chục GB, hàng trăm GB hay TB. 7. Ổ đĩa, tập tin, thư mục (tt) 30 7. Ổ đĩa, tập tin, thư mục (tt) Tổ chức đĩa từ: Gồm 2 mặt, mỗi mặt chia thành các đường tròn đồng tâm gọi là rãnh (track), được đánh số từ ngoài vào trong, bắt đầu từ số 0. Các rãnh của các mặt cùng nằm trên một hình chiếu đứng tạo thành trụ (cylinder). Mỗi rãnh lại chia thành nhiều cung (sector) (thường là 8 hay 9 cung). Mỗi cung thường chứa 512 bytes. Nhiều cung tạo thành liên cung (cluster), đối với đĩa mềm 1 cluster = 2 sectors = 1024 bytes = 1KB, còn đĩa cứng có thể là 4,8 hay 16 sectors tùy theo dung lượng đĩa 31 7. Ổ đĩa, tập tin, thư mục (tt) Track Sector Clustor View 32 Thư mục (folder) Thư mục là sự phân vùng trong ổ đĩa (ổ cứng, ổ mềm, USB,) dùng để chứa đựng, lưu trữ các tập tin, các thư mục khác. Thư mục được tạo trong các ổ đĩa, tại gốc, trong thư mục cha, mỗi thư mục đều có tên để phân biệt. Trong cùng một vị trí (trên đĩa, hay cùng một thư mục cha) thì không có hai thư mục cùng tên. Thư mục có kích thước bằng không (0 kb) và kích thước thật sự của thư mục phụ thuộc vào vật mà nó chứa. 7. Ổ đĩa, tập tin, thư mục (tt) 33 Tập tin (File):  Tập tin là tập hợp các byte thông tin liên quan đến nhau được đặt tên và lưu trên đĩa sao cho có thể tiếp tục làm việc trên đó  Tập tin có thể chứa bất kỳ loại thông tin nào như: chương trình, tài liệu, hình ảnh, âm thanh,  Tên tập tin gồm 2 phần: Phần tên và phần mở rộng, chúng cách nhau bởi dấu chấm (.) - Tên chính: Có thể dài đến 255 ký tự - Tên mở rộng: dùng để phân loại tập tin thường dài 3 hay 4 ký tự (còn gọi là kiểu của tập tin) 7. Ổ đĩa, tập tin, thư mục (tt) 34 Đường dẫn (path): Là một đãy liên tiếp các thư mục ngăn cách bởi dấu “\” và được phân theo từng cấp. Lớn nhất là thư mục gốc, kế đến là thư mục cấp 2, 3, Ví dụ: C:\Folder1\Folder2\Folder3\.... Tên Đường dẫn (pathname): Tương tự như đường dẫn nhưng kết thúc bằng tên tập tin Ví dụ: C:\My Documents\Picture\pic1.jpg 7. Ổ đĩa, tập tin, thư mục (tt) 35 Kết thúc phần 1