Chương I: Thông tin và xử lý thông tin 19 1. Các thiết bị vào/ra (input-output devices) a. Thiết bị vào Dùng để cung cấp dữ liệu cho bộ vi xử lý máy tính. Thiết bị vào thông dụng là: Bàn phím (Keyboard), Chuột máy tính (Mouse), Máy quét ảnh (Scanner).
Bàn phím (Keyboard) Bàn phím của máy tính cũng giống như bàn phím của máy chữ với các nhóm phím bấm. Có bốn nhóm phím chính là: Nhóm các phím ký tự, nhóm các phím chức năng, nhóm các phím định hướng và nhóm các phím số. Chuột (Mouse) Chuột là một thiết bị nhập dữ liệu và ngày càng trở nên thông dụng. Thông thường chuột có hai má (nút bấm).
Nút trái thường dùng cho phẩn lớn các thao tác còn nút phải tùy theo phần mềm của các hãng sản xuất. Microsoft sử dụng triệt để nút chuột phải để cho hiện các bảng chọn rút gọn tạo đường tắt đến các chức nâng và các ứng dụng. Chuột của Microsoft hiện còn có thêm bánh xe để dùng với các ứng dụng của Microsoft Office 97. Ngoài bàn phím và chuột, ta còn có thể kể thêm các thiết bị nhập dữ liệu khác như màn hình tiếp xúc, bút điện, thiết bị, thiết bị nhận dạng âm thanh, máy quét ảnh.
Thiết bị ru Là phần đưa ra kết quả nhập số liệu và tính toán, đưa ra các thông tin cho con người biết. Thông dụng nhất là: màn hình, máy in, máy vẽ (plotter). Màn hình (Monitor) Màn hình có cấu trúc giống như màn hình của máy thu hình, là thiết bị để hiện thông báo, hình vẽ, văn bản, ảnh, đồ thị. cho người dùng.
Màn hình dùng một loạt các ô vuông rất nhỏ gọi là các chấm (pixel) để hiển thị hình ảnh. Số các chấm này càng nhiều thì độ phân giải màn hình càng lớn và khi đó ta thấy hình ảnh, màu sắc đẹp hơn, 20 Giáo trình Tin học cơ sở sắc nét hơn cũng như ta có thể hiển thị nhiều thông tin hơn. Những màn hình hiện nay có thể đặt độ phân giải đến 800 X 600, 1024 X 768, 1280 X 1024 hoặc cao hơn. Tuy nhiên khi độ phân giải cao thì tốc độ xử lý bị giảm xuống.
Làm việc ở chế độ 640 X 480 nhanh hơn ở chê' độ 1024 X 768. Màn hình được nôi với card màn hình, nó có nhiệm vụ dịch các tín hiệu máy tính thành dạng để nhận biết trên màn hình. Card màn hình quyết định độ phân giải màn hình. Ví dụ màn hình có khả nãng phân giải cao nhưng card màn hình chỉ có thể tạo ảnh với chế độ thấp hơn thì ta cũng chi nhận được hình ảnh ở độ phân giải đó.
Hiện nay, phần lớn card màn hình được tích hợp vào bo mạch chính (main board). Màn hình của máy tính xách tay do áp dụng công nghệ màn hình mỏng, nên độ dày của màn hình chỉ còn vài centimét và thường là màn tinh thể lỏng. Máy in (Printer) Là thiết bị thực hiện việc in dữ liệu ra giấy. Máy in có hai loại chủ yếu: Máy in gõ (impact), tiêu biểu là các máy in kim và máy in không gõ (non-impact) tiêu biểu là máy lade và ink-jet.
Máy in gõ hoạt động theo cơ chế giống như máy chữ là dùng búa gõ vào băng mực nằm giữa búa và giấy. Phần lớn các máy in gõ tạo các ký tự từ các điểm của một ma trận. Người ta phân loại máy in gõ bằng sô' các điểm trên ma trận. Thông thường chúng là 9, 18 hay 25 điểm.
Sô' điểm càng nhiều thì ký tự in ra càng mịn. Các máy in ma trận điểm có thể cho độ phân giải tới 360 dpi (điểm/inch). Tuy nhiên, in bằng máy lade thì không bị nhòe mực như in bằng các máy in điểm và khả năng in chất lượng cao hơn, nhanh hơn và không ồn. Các máy in lade càng ngày càng có độ phân giải cao, hình in ra càng mịn nhưng giá mua máy cũng đắt hơn.
Ngoài màn hình và máy in, thiết bị đầu ra còn phải kể đến đầu ra âm thanh, đầu ra tiếng nói và Multimedia-Projector. Đầu ra âm thanh như loa. Muốn dùng âm thanh ra từ máy tính, người ta phải dùng card âm thanh ví dụ như SoundBlaster hay dùng phần mềm như Xing MPEG. Đầu ra tiếng nói được tạo từ một phần mềm dịch dữ liệu máy Chương 1: Thông tin và xứ lý thông tin 21 tính thành giọng nói.
Ví dụ như dịch vụ thông tin truy cập số điện thoại từ cơ sở dữ liệu và chuyên thành tiếng nói đọc cho người hỏi. Multimedia-Projector kết nối với máy tính cho phép phóng to dữ liệu cúa máy tính lên màn hình lớn, thường dùng cho các bài giảng, các bản báo cáo trong Workshop, Seminar được soạn trên PowerPoint hay CorelSHOW. Cổng vào- ra (input-output devices) Bên cạnh thiết bị vào, ra, máy tính còn nối với nhiều thiết bị khác được gọi chung là thiết bị ngoại vi. Các thiết bị này được nối với máy tính thông qua các vi mạch vào ra.
Mỗi vi mạch này chứa vài thanh ghi gọi là các cổng vào/ra (I/O Port). Các cổng vào ra thường được bố trí cắm ở phía sau máy, thực hiện chức nãng là trung gian đé trao đổi giữa CPU và các thiết bị ngoại vi. Có hai loại cổng chính: cổng nối tiếp (serial) và cổng song song (parallel). Các cổng nôi tiếp và song song Phần lớn máy tính đều có ít nhất một cổng song song, còn gọi là cổng “LPT”.
Thông thường cổng này dùng cho máy in và phải có cáp song song. Ngoài cổng song song còn có cổng nối tiếp, cổng nối tiếp cũ thường có 25 chân. Những cổng mới có 9 chân. Thiết bị cắm vào máy tính có thể là máy in, chuột, modem.
sẽ quyết định dùng cổng nào theo hướng dẫn khi lắp ráp hoặc cài đặt. Dữ liệu truyền giữa một cổng và một thiết bị ngoại vi có thể là từng bit một (nối tiốp) huy 8 hoặc 16 bít một lúc (song song). Các thiết bị chậm như bàn phím thường nối với cổng nối tiếp, các thiết bị nhanh như ổ đĩa thường nối với cổng song song. Tuy nhiên có một vài thiết bị như máy in lại có thế’ nối với cả hai cổng: nối tiếp và song song.
Modem Modem (Modulator-Demodulator), nghĩa là Điều chế - Giải điều chế. MODEM là thiết bị truyền dữ liệu được dùng ôề’ nối các máy tính với nhau qua đường dây Telephone thông thường với cự ly bất kỳ trên thế giới. Truyền trên đường dài thì tín hiệu nhị phân bị méo nhiều. Đường dây Telephone tải tín hiệu tương tự chứ không tải được tín hiệu 22 Giáo trình Tin học cơ sở số.
Người ta phải dùng tín hiệu nhị phân để điều chế sóng mang. Sóng mang là sóng điện thoại tương tự có tần số phù hợp với đường truyền. Đầu máy thu nhân được tín hiệu điều chế này sẽ giải điều chế cho ra tín hiệu nhị phân ban đầu. Nguyên lý làm việc của máy tính Von Neumann Nguyên lý Von Neumann là kiến trúc chung cho các máy tính điện tử hoạt động theo chương trình được nhà toán học Mỹ Von Neumann phát biểu năm 1946 và vẫn là kiến trúc chủ chốt cho các máy tính hiện nay.
Theo nguyên lý Von Neumann, máy tính về mặt kiến trúc bao gồm các thành phần chính sau đây: 1. Bộ nhớ gồm các ô nhớ chứa cả dữ liệu và chương trình 2. Đơn vị điều khiển 3. Đơn vị xử lý sô' học 4.
Đơn vị vào/ra Về mặt hoạt động, đơn vị điều khiển thực hiện việc lấy lần lượt từng lệnh của chương trình từ bộ nhớ, giải mã lệnh để xác định thao tác cần xử lý và rút dữ liệu cần cho xử lý từ bộ nhớ ra, sau đó chuyển kết quả tính toán trở về bộ nhớ. Đơn vị xử lý thực hiện các thao tác sô' học và logic trên các dữ liệu. Đơn vị vào/ra thực hiện các giao tiếp với con người. Hai tính chất nổi bật của máy tính theo nguyên lý Von Neumann là: 1.
Máy tính thực hiện tuần tự các lệnh trong chương trình. Bộ nhớ được xem như kho dữ liệu chứa các giá trị tích lũy của quá trình xử lý. Nói riêng, chương trình cũng được coi như là một loại dữ liệu đặc biệt và có thể biến đổi trong quá trình xử lý. Như vậy chương trình trong kiến trúc Von Neumann đóng vai trò một dãy điều khiển các hoạt động tính toán của máy tính.
Các tính toán này xảy ra và để lại vết của chúng trong bộ nhớ là các giá trị tích lũy của dữ liệu. Chương trình đóng vai trò chủ động tạo ra kết quả tích lũy của quá trình tính toán. Dữ liệu đóng vai trò thụ động, chịu tác dụng của chương trình. Chương I: Thông tin và xử lý thông tin 23 1.
Các thế hệ máy tính điện tứ Máy tính điện tử có thê chia một cách tương đối thành các thế hệ sau đây: - Thế hệ 1: ra đời vào các năm 1940 - 1950, dùng đèn điện tử, kích thước rất cồng kềnh, độ tin cậy chưa cao, tiêu thụ điện năng lớn, tốc độ tính toán: 1-2 vạn phép tính/giây, sử dụng ngôn ngữ máy. - Thê hệ 2: ra đời vào những năm 1950 - 1960, dùng đèn bán dẫn, transistor và bộ nhớ ferit, tốc độ tính toán vài chục vạn phép tính/giây. - Thế hệ 3: ra đời vào những nãm 1960 - 1975, dùng mạch tích hợp IC (Integrated Circuit), tốc độ tính toán cỡ triệu phép tính/giây, ngôn ngữ bậc cao phát triển mạnh. - Thê' hệ 4: ra đời từ năm 1975 đến nay, dùng mạch tích hợp cỡ lớn và sử dụng bộ nhớ bán dẫn, tốc độ tính toán hàng chục triệu phép tính/giây, với thiết bị ngoại vi hiện đại, nhằm tăng cường khả năng trao đổi thông tin giữa người và máy tính, ngày càng được sử dụng rộng rãi xuất hiện mạng máy tính.
Hiện nay chúng ta đang ở cuối thế hệ thứ 4. Hiện đang có nhiều dự án chế tạo MTĐT thế hệ 5, tốc độ tính toán hàng tỷ phép tính/giây, ngôn ngữ giao tiếp giữa người với máy gần như ngôn ngữ tự nhiên. CÁC HỆ ĐẾM VÀ BIỂU DIEN thông tin TRONG MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ Muốn đưa thông tin vào máy tính, người ta phải dùng mã nhị phân đê’ biểu diễn. Vậy làm thế nào để biếu diễn được thông tin? Mã nhị phân là gì? Tại sao lại chỉ dùng mã nhị phân mà không dùng mã khác? Dưới đây ta sẽ xét cấc hệ đếm để trả lời các câu hỏi trên.
Hệ đếm Hệ đếm là tổng thể các ký hiệu và quy tắc viết và đọc các số. Hệ đếm La-mã Trong hệ đếm La-mã, mỗi ký hiệu biểu thị 1 giá trị: 24 Giáo trình Tin học cơ sở Vi dụ: ỉ = 1; v = 5; X = 10; L = 50; c = 100; D = 500; M = 1000.