Bài giảng Tin học đại cương - Chương I: Đại cương về khoa học máy tính

07/06/2021

Nội dung Chương I

— Các khái niệm: Thông tin, Dữ liệu, — Khái niệm hệ điều hành

Tin học

— Giới thiệu MS Windows 7

— Các đơn vị đo thông tin

— Biểu diễn thông tin (Hệ đếm)

— Lịch sử phát triển MTĐT

— Phần cứng

— Các đối tượng điều khiển cơ bản

của MS Windows

— Khái niệm: Tập tin, Thư mục

— Windows Explorer

— Quản lý thư mục, tập tin

— Quản lý chương trình ứng dụng

— Control Panel

ĐẠI CƯƠNG VỀ

KHOA HỌC MÁY TÍNH

— Bộ xử lý trung tâm (CPU)

— Bộ nhớ trong

— Bộ nhớ ngoài

— Thiết bị nhập (Input)

— Thiết bị xuất (Output)

— Phần mềm

— Mạng máy tính

— Phân loại mạng máy tính

1

2

Thông tin và xử lý thông tin

Thông tin (Information)

Dữ liệu (Data)

— Thông tin là một phạm trù vật chất bao gồm những cảm

nhận, suy đoán, nhận thức, biểu hiện của con người tại

một thời điểm nhất định về sự vật hiện tượng của thế

giới khách quan.

— Là những thông tin đã được máy tính điện tử xử lý và lưu

trữ lại trong các bộ nhớ lưu trữ.

— Các loại dữ liệu: 3 dạng cơ bản…

— Dạng số: Số nguyên, số thực.

— Dạng phi số: Văn bản, âm thanh, hình ảnh.

— Dạng tri thức: Các sự kiện, các luật (logic)…

— Điều kiện dữ liệu:

— Khách quan: Không phụ thuộc vào ý nghĩa chủ quan.

— Đo được: Xác định được bằng một đại lượng.

— Rời rạc: Các giá trị kế cận của nó là rời nhau.

3

4

07/06/2021

Thông tin và xử lý thông tin

Quy trình xử lý thông tin cơ bản

Ä Lượng thông tin lớn

— Sơ đồ tổng quát của quy trình xử lý thông tin

Ä Thiết bị xử lý thông tin tự động

Ä Máy tính điện tử

Xử lý

(Processing)

Vào

(Input)

Ra và lưu trữ

(Output)

Ä Khoa học máy tính / Tin học / CNTT

Tin học (Informatics)

— Ví dụ:

— Là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công

nghệ, kỹ thuật lưu trữ và xử lý thông tin tự động. Công cụ

chủ yếu là máy tính điện tử và các thiết bị truyền tin.

— Thu thập thông tin khí hậu

Dự báo thời tiết

— Thu thập thông tin sinh viên (Họ tên, ngày sinh, điểm…)

Quản lý danh sách SV, xếp loại kết quả học tập…

5

6

Thông tin và xử lý thông tin

Đơn vị lưu trữ thông tin

Các lĩnh vực nghiên cứu của Tin học

— Đơn vị cơ sở: bit (Binary Digit)

— Phần cứng: Chế tạo các thiết bị, linh kiện điện tử, công

nghệ mới… hỗ trợ cho máy tính tăng khả năng xử lý và

truyền thông tin.

— Phần mềm: Phát triển các phần mềm hệ điều hành, ứng

dụng, mô phỏng điều khiển tự động, tổ chức dữ liệu và

quản lý hệ thống thông tin

— Là phần nhỏ nhất của bộ nhớ máy tính có thể lưu trữ một

trong 2 trạng thái thông tin là 0 hoặc 1 tại mỗi thời điểm.

— Trạng thái bật hoặc tắt của bóng bán dẫn trong máy tính.

— 0 Tắt (off) khi mạch điện qua công tắc là hở (mở).

— 1 Mở (on) khi mạch điện qua công tắc là đóng.

7

8

07/06/2021

Đơn vị lưu trữ thông tin

Biểu diễn thông tin

— Đơn vị bội của bit:

Thông tin dạng số

— Byte

— Kilobyte

B

1 B = 8 bit

— Khái niệm hệ đếm: Tập các ký hiệu và quy tắc sử dụng tập

các ký hiệu đó để biểu diễn và xác định giá trị các số.

KB 1 KB = 2¹⁰= 1024 B

— Hệ thập phân (Hệ đếm cơ số 10)

— Hệ nhị phân (Hệ đếm cơ số 2)

— Hệ thập lục phân (Hệ đếm cơ số 16)

— Megabyte MB 1 MB

= 1024 KB

= 1024 MB

= 1024 GB

= 1024 TB

— Gigabyte

— Terabyte

— Petabyte

GB 1 GB

TB 1 TB

PB 1 PB

— EB (Exabyte), ZB (Zettabyte), YB (Yottabyte),

Brontobyte, Geopbyte

9

10

Biểu diễn thông tin dạng số

— Hệ thập phân (Hệ đếm cơ số 10)

— Dùng 10 ký số 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

— VD: 30126₍₁₀₎

— Hệ thập lục phân (Hệ đếm cơ số 16)

— Dùng 10 ký số từ 0 … 9 và 6 ký hiệu từ A … F

— A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15

— VD: 509A₍₁₆₎

— Hệ nhị phân (Hệ đếm cơ số 2)

— Dùng 2 ký số là 0 và 1

— VD: 11101₍₂₎

— Hệ đếm cơ số 16 được sử dụng trong việc biểu diễn giá trị

của màu sắc dưới dạng RGB khi lập trình thiết kế Web

bằng ngôn ngữ HTML.

— Ví dụ: Màu đỏ được mã hóa sang hệ thập lục phân là

#EE093F

11

12

07/06/2021

Biểu diễn thông tin dạng số

Chuyển đổi giữa các hệ cơ số

— Đổi một số nguyên từ hệ cơ số b sang hệ cơ số 10

— Đổi một số nguyên từ hệ cơ số 10 sang hệ cơ số b

— Lấy số nguyên hệ cơ số b: N_(b)biểu diễn được dưới

dạng tổng các tích các số thành phần với lũy thừa cơ số

b.

— Ví dụ: 11101₍₂₎= 1 ↔ 2⁴+ 1 ↔2³+ 1 ↔ 2²+ 0 ↔ 2¹+ 1 ↔ 2⁰

= 16 + 8 + 4 + 0 +1 = 29₍₁₀₎

— Ví dụ: 1101₍₂₎= 1 ↔ 2³+ 1 ↔ 2²+ 0 ↔ 2¹+ 1 ↔ 2⁰

— Lấy số nguyên thập phân N₍₁₀₎lần lượt chia liên tiếp

cho b lấy thương là số nguyên và lấy số dư, cho đến khi

thương số bằng 0. Kết quả số chuyển đổi N_(b)là các số

dư trong phép chia viết ra theo thứ tự ngược lại

— Ví dụ: 12₍₁₀₎1100₍₂₎

12

0

2

6

0

2

3

1

2

1

— Ví dụ: 2A₍₁₆₎

= 2 ↔ 16¹+ A ↔ 16⁰

2

0

= 32 + 10 = 42₍₁₀₎

F Đổi số nguyên từ cơ số 16 sang cơ số 2?

13

14

Biểu diễn thông tin dạng phi số

— Các ký tự chữ cái, các ký hiệu, âm thanh, hình ảnh...

Mã hóa thành các dãy bit Lưu trữ trong máy tính

— Bảng mã ASCII

American Standard Code for Information Interchange

Bảng mã định chuẩn của Mỹ trong Tin học được dùng để

mã hoá tất cả các kí tự, ký số, ký hiệu từ ngôn ngữ tự nhiên

sang ngôn ngữ máy

15

16

07/06/2021

Ví dụ một phần Bảng mã ASCII

Biểu diễn thông tin dạng phi số

— Mã hóa hình ảnh

17

18

Cấu trúc cơ bản của máy tính

Lịch sử máy tính điện tử

Máy tính điện tử

— Thế hệ thứ nhất (1945 – 1955):

— Phần cứng: Sử dụng đèn điện tử, độ tin cậy thấp, tốc độ

chậm tiêu hao năng lượng rất lớn; băng giấy đục lỗ, phiếu

đục lỗ, băng từ.

— Máy tính điện tử đầu tiên: ENIAC (Electronic Numberical

Intergrator and Calculator) bao gồm 18.000 đèn điện tử,

1500 rơ-le, nặng 30 tấn, tiêu thụ 140 KW điện.

— Là một thiết bị điện tử và cơ khí chính xác dùng để xử lý

và lưu trữ thông tin theo các chương trình định trước do

con người tạo ra.

— Tính năng của máy tính điện tử:

— Tốc độ xử lý rất nhanh: hàng tỷ phép tính/giây.

— Khả năng lưu trữ lượng thông tin lớn trên một thiết bị nhỏ.

— Xử lý thông tin một cách tự động theo chương trình, không

cần sự can thiệp từng bước của con người.

— Phần mềm: Chủ yếu dùng ngôn ngữ máy và đặt công tắc

bật/tắt trực tiếp.

19

20

07/06/2021

Lịch sử máy tính điện tử

— Thế hệ thứ hai (1955 – 1965):

Máy tính ENIAC

— Phần cứng: Dùng linh kiện Transistor (thiết bị bán dẫn)

— Bộ nhớ máy tính được tăng lên đáng kể và trở nên nhỏ gọn

hơn.

— Chiếc máy đầu tiên của thế hệ này là chiếc TX-0.

— Phần mềm: Các ngôn ngữ lập trình bậc cao như Fortran,

Cobol,…

— Xử lý được 5.000 phép tính cộng/giây.

— Sử dụng hệ thống thập phân.

— Không thể lưu trữ được các chương trình.

21

22

Lịch sử máy tính điện tử

— Thế hệ thứ hai (1955 – 1965):

— Máy tính TX-0.

— Transistor: Thiết bị khuếch đại hoặc một khóa điện tử. Là

khối cơ bản xây dựng nên cấu trúc mạch ở máy tính điện

tử. Thường được kết hợp thành mạch tích hợp (IC), có thể

tích hợp tới một tỷ transistor trên một diện tích nhỏ.

23

24

07/06/2021

Lịch sử máy tính điện tử

— Thế hệ thứ ba (1965 – 1980):

— Phần cứng: Công nghệ cho phép đặt hàng chục Transitor

vào một vỏ chung gọi là con chip. Linh kiện chủ yếu là các

mạch tích hợp (IC).

— Máy IBM 360 là máy tính đầu tiên sử dụng mạch tích hợp,

được sử dụng trong quá trình điều khiển tàu vũ trụ Apollo

của NASA.

— Đã bắt đầu xuất hiện đĩa từ

— Phần mềm: Đã xuất hiện các hệ điều hành thế hệ đầu tiên.

Các phần mềm ứng dụng ngày càng phát triển.

25

26

Lịch sử máy tính điện tử

— Thế hệ thứ tư (1980 – 199x):

— Phần cứng: Công nghệ VLSI (Very Large Scale Integrator)

tích hợp hàng triệu Transitor trong một con chip.

— Công nghệ VLSI (Very Large Scale Integrator)

— Máy tính nhỏ hơn, nhanh hơn với tốc độ hàng triệu phép

tính/giây

— Làm nền tảng cho chiếc máy tính cá nhân (PC - Personal

Computer) ngày nay.

27

28

07/06/2021

Thế hệ máy tính trong tương lai

Các loại máy tính điện tử

— Máy vi tính/Máy tính cá nhân (Personal Computer)

— Máy tính mini (Mini Computer)

— Màn hình trong suốt

— Điều khiển bằng giọng nói, hay cử chỉ hoạt động của mắt.

— Máy tính lớn (Mainframe Computer)

— Siêu máy tính (Super Computer)

29

30

Các loại máy tính điện tử

— Máy tính cá nhân (PC - Personal Computer)

— Là máy điện toán nhỏ với kích thước và sự tương thích của

nó khiến nó hữu dụng cho từng cá nhân.

— Thường dùng cho một người, độc lập hoặc dùng trong

mạng máy tính.

31

32

07/06/2021

Các loại máy tính điện tử

— Máy tính cá nhân (PC - Personal Computer)

— Máy tính mini (Minicomputer)

— Sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng: Điều khiển hàng

không, tự động hoá sản xuất…

33

34

Các loại máy tính điện tử

— Máy tính lớn / Server (Mainframe Computer)

— Là loại máy tính có kích thước lớn, có khả năng hỗ trợ cho

hàng trăm đến hàng ngàn người sử dụng.

— Được sử dụng chủ yếu bởi các công ty lớn như các ngân

hàng, các hãng bảo hiểm…

— Chạy các ứng dụng lớn xử lý khối lượng lớn dữ liệu như kết

quả điều tra dân số, thống kê khách hàng và doanh nghiệp,

và xử lý các giao tác thương mại…

— Hoạt động 24/24 giờ không ngừng nghỉ. Có thể nhận hàng

ngàn lệnh cùng 1 lúc.

35

36

07/06/2021

Các loại máy tính điện tử

— Máy tính lớn / Server (Mainframe Computer)

— Siêu máy tính (Super Computer)

— Là máy tính vượt trội trong khả năng và tốc độ xử lý.

— Tốc độ xử lý hàng trăm nghìn tỷ phép tính/giây

— Là hệ thống những máy tính làm việc song song.

— Được sử dụng trong lĩnh vực nghiên cứu vũ khí hạt nhân,

trong đó có các vụ nổ hạt nhân giả định.

37

38

— Siêu máy tính Blue Gene/P, sử dụng 250.000 bộ xử lý.

đạt tốc độ khoảng 180 nghìn tỷ phép tính/giây

— Siêu máy tính RoadRunner của IBM được sử dụng trong

phòng thí nghiệm nghiên cứu vũ khí hạt nhân của Mỹ.

39

40

07/06/2021

Cấu trúc tổng quát của MTĐT

Phần cứng (Hardware)

— Bao gồm các thiết bị vật lý mà người dùng có thể quan sát

được.

3 thành phần cơ bản:

— Bộ xử lí trung tâm

— Bộ nhớ trong

— Là các thiết bị điện tử được lắp ghép lại với nhau và được

cung cấp điện năng để hoạt động.

Phần mềm (Software)

— Là các chương trình do con người tạo ra nhằm giao tiếp

với phần cứng

— Các thiết bị ngoại vi

— Bộ nhớ ngoài

— Thiết bị nhập

— Thiết bị xuất

— Điều khiển các hoạt động của phần cứng, xử lý dữ liệu

theo yêu cầu của người sử dụng.

41

42

Phần cứng (Hardware)

Bộ xử lý trung tâm (CPU)

— Sơ đồ tổ chức phần cứng

43

44

07/06/2021

Bộ xử lý trung tâm (CPU)

CPU (Central/Center Processing Unit)

— Là bộ não của máy tính, điều khiển mọi hoạt động của

— Khối điểu khiển (Control Unit): Điều khiển, điều phối toàn

bộ hoạt động của máy tính theo yêu cầu người dùng.

máy tính.

— Gồm 4 thành phần chính sau:

— Khối điểu khiển (Control Unit)

— Khối tính toán số học và logic (ALU – Arithmetic Logical

Unit): Thực hiện chức năng tính toán

— Các phép tính số học (cộng, trừ, nhân, chia)

— Các phép tính logic (AND, OR, NOT, XOR)

— Các phép tính quan hệ (so sánh >, <, = …)

— Khối tính toán số học và logic (ALU – Arithmetic

Logical Unit)

— Thanh ghi (Register)

— Clock

— Thanh ghi (Register): Bộ nhớ trung gian lưu giữ tạm thời

các chỉ thị từ bộ nhớ trong khi chúng được xử lý, giúp

tăng tốc độ trao đổi thông tin trong máy tính.

45

46

Bộ xử lý trung tâm (CPU)

— Clock:

— Là bộ phận phát xung nhịp nhằm đồng bộ hoá sự hoạt

động của CPU.

— Tốc độ của CPU chỉ ra số chu kì của xung Clock trong

một giây.

— Clock chính là một chu kỳ tín hiệu được sử dụng để

đồng bộ hóa mọi thứ bên trong máy tính.

— Tần số Clock càng cao thì tốc độ xử lý càng nhanh.

— Tốc độ Clock được tính bằng Megahertz (MHz) hay

Gigahertz (GHz). Mỗi MHz tương ứng với 1.000.000

xung nhịp trong một giây đồng hồ.

— Ví dụ, một máy tính có tốc độ clock 3.0 GHz

(Gigahertz), nghĩa là clock thực hiện ba tỉ chu kì trong

một giây, và thực thi số lệnh tương ứng.

47

48

07/06/2021

Bộ nhớ trong (Memory)

— Bộ nhớ trong là nơi xử lý thông tin chủ yếu là dưới dạng

nhị phân.

— ROM (Read Only Memory – Bộ nhớ chỉ đọc)

— Bao gồm 2 loại bộ nhớ chính

— ROM (Read Only Memory – Bộ nhớ chỉ đọc)

— RAM (Random Access Memory – Bộ nhớ truy xuất ngẫu

nhiên)

49

50

Bộ nhớ trong (Memory)

— ROM (Read Only Memory – Bộ nhớ chỉ đọc):

— RAM (Random Access Memory – Bộ nhớ truy xuất ngẫu

nhiên):

Bộ nhớ RAM và khe cắm bộ nhớ RAM trên Mainboard

— Là một chip IC lưu trữ các thông số của nhà sản xuất,

các chương trình hệ thống, chương trình điều khiển

việc nhập xuất cơ sở (BIOS). Các chương trình này sẽ tự

động hoạt động và kiểm tra các thiết bị mỗi lần vận

hành.

— Chỉ có thể đọc thông tin trên ROM và không thể ghi

hoặc xóa.

— Các thông tin trên ROM không bị mất đi sau khi tắt

máy hoặc khi cúp điện đột ngột.

51

52

07/06/2021

Bộ nhớ trong (Memory)

So sánh ROM & RAM

— RAM (Random Access Memory – Bộ nhớ truy xuất ngẫu

ROM

RAM

nhiên):

— Chỉ có thể đọc thông tin

trên ROM và không thể

ghi hoặc xóa.

— Các thông tin trên ROM

không bị mất đi sau khi tắt

máy hoặc khi cúp điện đột

ngột.

— Có thể đọc, ghi và xoá các

thông tin lưu trên RAM.

— Gồm các linh kiện IC dùng để lưu trữ tạm thời dữ kiện

các chương trình trong quá trình thực thi, xử lý, tính

toán.

— Có thể đọc, ghi và xoá các thông tin lưu trên RAM.

— Các thông tin trên RAM sẽ mất sau khi tắt máy hoặc khi

cúp điện đột ngột.

— Các thông tin trên RAM sẽ

mất sau khi tắt máy hoặc

khi cúp điện đột ngột.

53

54

Bộ nhớ ngoài (Storage devices)

— Bộ nhớ ngoài (thiết bị lưu trữ) là phương tiện dùng để

đọc, ghi và lưu trữ lâu dài dữ liệu của người sử dụng.

— Có dung lượng lưu trữ lớn (tùy thuộc loại thiết bị, tùy nhà

sản xuất).

— Đĩa từ:

— Bề mặt được phủ một lớp vật liệu có khả năng nhiễm

từ.

— Các loại đĩa từ: Đĩa cứng và đĩa mềm.

— Dữ liệu không bị mất đi khi nguồn điện bị cúp đột ngột.

— Các loại đĩa phổ biến:

— Đĩa mềm thông dụng 1.44 MB. Để sử dụng được cần

phải có một ổ đĩa mềm gắn trong máy tính.

— Đĩa từ: đĩa cứng, đĩa mềm

— Đĩa quang: CD, DVD

— Đĩa Flash: đĩa SSD, ổ đĩa di động…

— Đĩa cứng được lắp cố định trong máy tính, có dung

lượng lớn hơn, tốc độ truy xuất dữ liệu nhanh hơn đĩa

mềm.

55

56

07/06/2021

Bộ nhớ ngoài (Storage devices)

— Đĩa cứng (HDD - Hard Disk Drive)

— Đĩa mềm (Floppy Disk) và Ổ đĩa mềm (Floppy Drive)

Dung lượng lưu trữ 1.44 MB

Mặt ngoài

Bên trong

Floppy Disk

Floppy Drive

57

58

Bộ nhớ ngoài (Storage devices)

— Đĩa quang (Compact Disk):

— Đĩa quang và Đầu đọc đĩa quang

— Lưu trữ dữ liệu trên nguyên tắc quang học, sử dụng tia

Laser để đọc và ghi dữ liệu.

Trong một số trường hợp, đĩa CD/DVD đã khóa dữ liệu sẽ

không cho phép người dùng thay đổi dữ liệu trên đĩa.

— Các loại đĩa quang:

— Đĩa CD-ROM: Đĩa chỉ đọc.

— Đĩa CD Recordable: Đĩa CD trắng (chưa có dữ liệu) cho

phép ghi dữ liệu duy nhất một lần.

— Đĩa CD-RW (Rewritable): Đĩa cho phép đọc ghi nhiều lần

giống như đĩa cứng, đĩa mềm.

— Đĩa DVD: Có khả năng lưu trữ lớn, thường được sử dụng

để lưu các đoạn phim, video chất lượng cao.

CD Disk

CD Drive

59

60

07/06/2021

Bộ nhớ ngoài (Storage devices)

— Đĩa Flash: Ổ đĩa SSD (Solid State Drive)

— Đĩa Flash di động và Cổng USB

Sử dụng chip Flash để ghi và lưu dữ liệu, giải pháp thay thế

cho đĩa cứng HDD. Cải thiện về tốc độ, độ an toàn dữ liệu và

điện năng tiêu thụ.

F USB (Universal Serial Bus)

61

62

Bộ nhớ ngoài (Storage devices)

Thiết bị nhập (Input devices)

— Thẻ nhớ (Memory Stick)

Thiết bị nhập là các thiết bị có chức năng nhập dữ liệu cho

máy tính

— Bàn phím (Keyboard)

63

64

07/06/2021

Thiết bị nhập (Input devices)

Thiết bị nhập

— Chuột (Mouse)

— Cổng kết nối Chuột và Bàn phím

Cổng PS/2

Cổng USB

65

66

Thiết bị nhập

— Kết nối Chuột và Bàn phím

— Kết nối Chuột và Bàn phím không dây

67

68

07/06/2021

Thiết bị nhập

— Máy quét (Scanner)

— Webcam

Cổng USB

69

70

Thiết bị nhập

Thiết bị nhập (Input devices)

— Microphone

— Bảng vẽ (Graphic Tablet)

71

72

07/06/2021

Thiết bị nhập (Input devices)

Thiết bị xuất (Output devices)

Thiết bị xuất là các thiết bị có chức năng xuất dữ liệu cho

máy tính.

— Màn hình (Monitor)

73

74

— Cổng kết nối Màn hình

Digital Visual Interface

Video Graphics Array

Cổng VGA

Cổng DVI

75

76

07/06/2021

Thiết bị xuất

— Máy chiếu (Projector)

Cổng VGA máy tính xách tay

Cổng VGA

77

78

Thiết bị xuất

Thiết bị xuất (Output devices)

— Máy in (Printer)

— Máy vẽ (Plotter)

Cổng USB

79

80