CHƯƠNG I. HIỂU BIẾT VỀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN CƠ BẢN Mã chương: MH05-01 ❖ Giới thiệu: Chương này chúng ta cùng tìm hiểu các khái niệm về công nghệ thông tin, các kiến thức về tin học, phần cứng, phần mềm, phân biệt được các thiết bị phần cứng, loại phần mềm, cách thức biểu diễn thông tin ở máy tính,… ❖ Mục tiêu: - Học xong chương này, người học có khả năng: - Trình bày được một số kiến thức cơ bản về máy tính, phần mềm, biểu diễn thông tin trong máy tính; - Nhận biết được các thiết bị phần cứng, phần mềm hệ thống, phần mềm ứng dụng. ❖ Nội dung chính: 1. Kiến thức cơ bản về máy tính Một số khái niệm Dữ liệu (data) là các dữ kiện không có ý nghĩa rõ ràng.
Khi dữ liệu được xử lý để xác định ý nghĩa thực sự của chúng, khi đó chúng được gọi là thông tin (information). Đối với con người, dữ liệu được hiểu là mức thấp nhất của kiến thức và thông tin là mức độ thứ hai. Thông tin mang lại cho con người sự hiểu biết về thế giới xung quanh. Khoa Công nghệ thông tin – TCN Quang Trung Trang 6 Giáo trình Tin học Quá trình xử lý thông tin cơ bản như sau: Dữ liệu được nhập ở đầu vào (Input), sau đó máy tính (hay con người) sẽ thực hiện xử lý nhận được thông tin ở đầu ra (Output).
Lưu ý là dữ liệu có thể lưu trữ ở bất cứ giai đoạn nào. Vài nét lịch sử Thiết bị tính toán cổ xưa nhất là bàn tính, có thể bắt nguồn từ Babylon vào khoảng 2400 năm trước công nguyên. Một phiên bản quen thuộc nhất hiện nay là bàn tính của người Trung Quoc. Năm 1642, Blaise Pascal (1623 – 1662) chế tạo máy cộng cơ học đầu tiên.
Năm 1945, John Von Neumann đưa ra nguyên lý có tính chất quyết định, đó là chương trình được lưu trữ trong máy và sự gián đoạn quá trình tuần tự Khoa Công nghệ thông tin – TCN Quang Trung Trang 7 Giáo trình Tin học Các thế hệ máy tính Thế hệ thứ nhất (1950 – 1958): • Sử dụng đèn chân không. • Tốc độ thấp: 103 phép tính/giây. • Chtrình viết bằng ngôn ngữ máy. • Máy ENIAC nặng 30 tấn! Thế hệ thứ hai (1959 – 1963): • Sử dụng đèn bán dẫn.
• Tốc độ nhanh: 106 phép tính/giây. • Chtrình viết bằng COBOL, ALGOL. Thế hệ thứ ba (1964 – 1977): • Sử dụng mạch tích hợp (IC). • Tốc độ cao: 109 phép tính/giây.
• Ngôn ngữ lập trình cấp cao & các phần mềm ứng dụng. Thế hệ thứ tư (1978 – 1983): • Mạch tích hợp quy mô lớn (LSI). • Tốc độ cao: 1012 phép tính/giây. • Nhỏ gọn và bộ nhớ tăng dần.
• Phần mềm đa dạng và mạng máy tính ra đời Thế hệ thứ năm (1984 đến nay): • Mạch tích hợp quy mô lớn (WSI). • Tốc độ: 100 Mega LIPS # 1 Giga LIPS. • Xử lý theo cơ chế song song Khoa Công nghệ thông tin – TCN Quang Trung Trang 8 Giáo trình Tin học Phân loại máy tính điện tử Máy tính lơn (Mainframe): Kích thước vật lý lớn, thực hiện, hàng tỉ phép tính/giây. Phục vụ tính toán phức tạp trong cơ quan nhà nước.
Siêu máy tính (Super Computer): Nhiều bộ vi xử lý ghép song song, tốc độ cực lớn. Dùng trong lĩnh vực đặc biệt như quân sự, vũ trụ. Máy tính cá nhân (Personal Computer - PC): Còn gọi là máy tính để bàn (Desktop), dùng ở văn phòng, gia đình. Máy tính xách tay (Laptop): Còn gọi là “Notebook”.
Loại máy tính nhỏ, có thể mang theo người, sử dụng bằng pin. Máy tính bỏ túi (Pocket PC): Thiết bị kỹ thuật số cá nhân có chức năng rất phong phú như kiểm tra email, xem phim, nghe nhạc, duyệt web, … • Nhiều máy còn tính hợp chức năng điện thoại di động. Hiện nay, loại máy tính náy không còn xuất hiện ở thị trường được thay thế các thiết bị điện thoại thông minh (smartphone),… Đơn vị đo thông tin Máy tính chỉ “hiểu” một trong hai trạng thái, được trừu tượng hóa bởi hai ký hiệu 0 và 1. Phù hợp với hệ đếm cơ số 2.
Ký hiệu 0, 1 được gọi là bit (binary digit). # Một số đơn vị đo thông tin: Đơn vị đo thông tin được sử dụng là BIT và chỉ nhận giá trị 0 hoặc 1. Khoa Công nghệ thông tin – TCN Quang Trung Trang 9 Giáo trình Tin học 2. Phần cứng - Hardware Phần cứng là thiết bị vật lí của tất cả các phần trong máy tính mà chúng ta có thể thấy hoặc sờ được bao gồm các thành phần sau: ✓ Đơn vị xử lý trung ương (Central Processing Unit -CPU) ✓ Bộ nhớ (Memory) ✓ Bảng mạch chủ (Mainboard) ✓ Thiết bị nhập xuất (Input/Output Device) Khoa Công nghệ thông tin – TCN Quang Trung Trang 10 Giáo trình Tin học Bộ xử lí trung tâm: Chỉ huy các hoạt động của máy tính.
Bao gồm 3 khối chính: Bộ nhớ: Thiết bị lưu trữ thông tin trong quá trình máy tính xử lý. Bộ nhớ trong gồm: • ROM (Read Only Memory) là bộ nhớ chỉ đọc. ROM lưu chương trình hệ thống và dữ liệu này vẫn tồn tại khi nguồn điện cung cấp bị ngắt. • RAM (Random Access Memory) là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên.
Dữ liệu lưu trên RAM chỉ là tạm thời, chúng sẽ mất đi khi nguồn điện cung cấp bị ngắt. Bộ nhớ ngoài: Đĩa mềm (floppy disk): Đường kính 3.44 MB Đĩa cứng (hard disk): Dung lượng đa dạng 20 GB, 40 GB, 120 GB, 750 GB, … Đĩa thể rắn SSD (Solid State Drive): dung lương 128GB, 500GB, 1TB, 2TB,… Đĩa quang (compact disk): CD (700 MB), DVD (4. Thẻ nhớ (Memory Stick hay Compact Flash Card): Dung lượng khoảng 128 MB, 256 MB, 1 GB, 4 GB, … USB Flash Drive: Dung lượng khoảng 256 MB, 512 MB, 1 GB, 4 GB, … Bo mạch chủ: Bảng mạch chủ đóng vai trò quan trọng, là cầu nối cho các thành phần khác. Có rất nhiều thiết bị gắn trên bảng mạch chủ như: nguồn máy tính, CPU, RAM, bảng mạch Khoa Công nghệ thông tin – TCN Quang Trung Trang 11 Giáo trình Tin học điều khiển (đồ họa, âm thanh, mạng), ổ đĩa cứng, đầu đọc đĩa (CD, đĩa mềm), màn hình, bàn phím, chuột, … Thiết bị nhập: Bàn phím (keyboard): thiết bị nhập chuẩn, nhập dữ liệu và câu lệnh, loại phổ biến có 104 phím.
Máy quét hình (Scanner): Nhập văn bản hay hình vẽ, hình chụp vào máy tính. Camera & Webcam: Quay hình ảnh bên ngoài đưa vào máy tính. Bàn vẽ: Thiết bị gồm bảng điện tử và bút cảm ứng. Chuột (Mouse): Dùng để di chuyển con trỏ chuột trong môi trường đồ họa.
Thiết bị xuất: Màn hình (Monitor), Máy chiếu (Projector), máy in (Printer), loa (Speaker), Máy vẽ (Plotter) dùng in đồ thị, đồ họa vec-tơ… 3. Phần mềm - Software Là các chương trình được lập trình theo các yêu cầu nhất định, phục vụ giải quyết các vấn đề cho người dùng, bao gồm : ✓ Phần mềm hệ thống ✓ Phần mềm ứng dụng Phần mềm hệ thống: Là phần mềm giúp điều khiển phần cứng máy tính, các thiết bị chuyên dụng và là nền cho các ứng dụng khác hoạt động: Ví dụ: hệ điều hành, trình điều khiển phần cứng,… Khoa Công nghệ thông tin – TCN Quang Trung Trang 12 Giáo trình Tin học Phần mềm ứng dụng: Là các phần mềm giúp người sử dụng thực hiện các công việc của mình trên máy tính một cách hiệu quả, nhanh chóng và dễ dàng. Ví dụ: Phần mềm Zalo, Microsoft Office, Autodesk, Photoshop,… 4. Biểu diễn thông tin ở máy tính Dữ liệu số trong máy tính gồm có số nguyên và số thực.
Biểu diễn số nguyên Số nguyên gồm số nguyên không dấu và số nguyên có dấu. Số nguyên không dấu là số không có bit dấu như 1 byte = 8 bit, có thể biểu diễn 28 = 256 số nguyên dương, cho giá trị từ 0 (0000 0000) đến 255 (1111 1111). Số nguyên có dấu thể hiện trong máy tính ở dạng nhị phân là số dùng 1 bit làm bit dấu, người ta qui ước dùng bit ở hàng đầu tiên bên trái làm bit dấu (S): 0 là số dương và 1 cho số âm. Biểu diễn ký tự Để có thể biễu diễn các ký tự như chữ cái in và thường, các chữ số, các ký hiệu.
trên máy tính và các phương tiện trao đổi thông tin khác, người ta phải lập ra các bộ mã (Code System) qui ước khác nhau dựa vào việc chọn tập hợp bao nhiêu bit để diễn tả 1 ký tự tương ứng, ví dụ các hệ mã phổ biến : Hệ thập phân mã nhị phân BCD (Binary Coded Decimal) dùng 4 bit. Hệ thập phân mã nhị phân mở rộng EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) dùng 8 bit tương đương 1 byte để biễu diễn 1 ký tự. Hệ chuyển đổi thông tin theo mã chuẩn của Mỹ ASCII (American Standard Code for Information Interchange) là hệ mã thông dụng nhất hiện nay trong ngành tin học. Hệ mã ASCII dùng nhóm 7 bit hoặc 8 bit để biểu diễn tối đa 128 hoặc 256 ký tự khác nhau và mã hóa theo ký tự liên tục theo cơ số 16.
Hệ mã ASCII 7 bit, mã hóa 128 ký tự liện tục như sau: 0 : NUL (ký tự rỗng) 1 - 31 : 31 ký tự điều khiển 32 - 47 : các dấu trống SP (space) ! “ # $ % & ‘ ( ) * + , -. / 48 - 57 : ký số từ 0 đến 9 58 - 64 : các dấu : ; < = > ? @ 65 - 90 : các chữ in hoa từ A đến Z 91 - 96 : các dấu [ \ ] _ ` 97 - 122 : các chữ thường từ a đến z 123 - 127 : các dấu { | } ~ DEL (xóa) Khoa Công nghệ thông tin – TCN Quang Trung Trang 13 Giáo trình Tin học Hệ mã ASCII 8 bit (ASCII mở rộng) có thêm 128 ký tự khác ngoài các ký tự nêu trên gồm các chữ cái có dấu, các hình vẽ, các đường kẻ khung đơn và khung đôi và một số ký hiệu đặc biệt. Hệ đếm: Hệ đếm là hệ thống các quy tắc giúp xác định và thể hiện độ lớn của một giá trị. Ví dụ: • Hệ thập phân (Decimal – DEC) • Hệ nhị phân (Binary – BIN) • Hệ thập lục phân (Hexadecimal – HEX) Hệ thập phân: Hệ đếm quen thuộc của con người, sử dụng 10 ký số từ 0 đến 9.
Hệ nhị phân: Hệ đếm sử dụng trong máy tính điện tử.