Slide Tin học đại cương
Trang 1VI Ệ N CÔNG NGH Ệ THÔNG TIN VÀ TRUY Ề N THÔNG
Trang 3• Ch ủ ñộ ng ñọ c tr ướ c tài li ệ u, in/photo bài gi ả ng, chu ẩ n b ị s ẵ n các câu h ỏ i
– Link: http://is.hut.edu.vn/~oanhnt/THDC
3
Trang 4Ph ầ n 1: Tin h ọ c c ă n b ả n
Trang 5Ph ầ n 2: Gi ả i quy ế t bài toán
5
Trang 77
Trang 8• ð i ể m quá trình (0.4) =
Trang 99
Trang 10VI Ệ N CÔNG NGH Ệ THÔNG TIN VÀ TRUY Ề N THÔNG
Trang 111.1 Thông tin và Tin h ọ c
2
Trang 121.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 131.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 14Thông tin là khái ni ệ m tr ừ u t ượ ng, giúp chúng ta hi ể u và nh ậ n th ứ c th ế gi ớ i
Trang 16• Thông tin n ằ m trong d ữ li ệ u Cần phải xử lý dữ liệu ñể thu ñược thông tin cần thiết, hữu ích phục vụ cho con ngườ i
• Quá trình xử lý dữ liệ u
NH Ậ P (INPUT)
X Ử LÝ (PROCESSING)
XU Ấ T (OUTPUT)
L Ư U TR Ữ (STORAGE)
Trang 181.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 2011
Trang 21• Trong máy tính m ọ i thông
Trang 22• ðơ n v ị nh ỏ nh ấ t ñể bi ể u di ễ n thông tin g ọ i là bit.
• 0 = OFF ; 1 = ON
13
Trang 24• Theo kh ả n ă ng s ử d ụ ng chung:
Computer)
– Máy vi tính ( Micro Computer)
15
Trang 26u p e r
C o m p u t e r
Trang 28• S ử d ụ ng vi x ử lý
– Máy tính cá nhân – Personal Computer (PC)
– Máy tính “nhúng” – Embedded Computer
– Các thiết bị cầm tay như ñiện thoại di dộng, máy tính bỏ tú i
–
19
Trang 29Máy tính ñể bà n
Laptop
Máy tính bả ng
– Máy tính xá ch tay (Laptop Computer)
– Máy tính b ỏ túi (PDA - Personal Digital Assistant)
• Máy tính bả ng – Tablet Computer
PDA
Trang 30• Là máy tính chuyên dụ ng
(special-purpose computer)
thi ế t b ị hi ệ u qu ả h ơ n
thi ế t b ị hi ệ u qu ả h ơ n
21
Trang 31• Sự phát triển về công nghệ Sự phát
triển về máy tính
22
Trang 32Bóng ñ èn
chân không
(vacumm
• 1930’s: Bóng ñèn ñược sử dụng làm các bảng mạch tín hiệu ñiều khiển (electric circuits or switches)
• ðiều khiển bằng tay, kích thước rất lớn 23
tube)
Trang 33ENIAC
-Electronic
Numerical
Integrator
• Máy tính ñiện tử ñầu tiên với công nghệ bóng chân không:
• Kích thước: dài 10m, rộng 3m, cao 3m
• Trong 1 giây thực hiện ñược 3 phép toán
24
Integrator
and
Calculator
Trang 34• 1947: Bóng bán dẫn ñược phát minh tại Bell
Trang 35• Máy tính ñầu tiên sử dụng hoàn toàn bóng bán dẫn:
TRADIC - TRAnsistorized Airborne DIgital Computer
Trang 36• 1959 – thiết kế ra vi mạch ñầu tiên dựa trên công nghệ
silicon (silicon chip or microchip)
• Trên 1 vi mạch tích hợp hàng triệu transitor
(IC – integrated circuit)
Trang 37• Nhỏ hơn,
• Rẻ hơn,
• Hiệu quả hơn
28
Trang 39• Microprocessor = Central Processing Unit (CPU) thiết kế
trong 1 vi mạch ñơn
• 1971 : Intel 4004
30
Trang 40Máy tính cá nhân ñầu
tiên – Altair 8800
31
Trang 4132
Trang 42Thế hệ máy tính cá nhân mới với kiến trúc
mở IBM
Trang 4334
Trang 44• Tốc ñộ vi xử lý tăng nhanh:
• CPU 1 lõi,
• CPU ña lõi
• Kiến trúc ít thay ñổi
35
Trang 46• Artificial Intelligence (AI)
Trang 481.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 49• Tin h ọ c (Computer Science/Informatics)
and Communication Technology – ICT).
Trang 50• 1957, Karl Steinbuch ng ườ i ðứ c ñề
"Informatik "
“informatique "
“informatique "
science’,
41
Trang 51• Tin h ọ c ñượ c xem là ngành khoa h ọ c nghiên
khác
42
Trang 52• Xu ấ t hi ệ n ở Vi ệ t nam vào nh ữ ng n ă m 90
an toàn
( Information Technology Association of America )
43
Trang 53• Một ngành sử dụng hệ thống các thiết bị và máy tính, bao gồm phần cứng và phần mềm ñể cung cấp một giải pháp xử lý thông tin cho các cá
Trang 54• Information and Communication Technology
Trang 551.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 561.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 58g ọ n s ố nh ị phân
Trang 63• Trong bi ể u di ễ n trên, s ố N (b) có n+1 ký s ố
54
Trang 65• Dùng n bit có th ể bi ể u di ễ n ñượ c 2 n giá tr ị
Trang 691 0 1 + 1 1 1
-1 -1 0 0
60
Trang 771.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 78• Tr ườ ng h ợ p t ổ ng quát, m ộ t s ố N trong h ệ
Trang 79• B ước 1:L ấ y ph ầ n nguyên c ủ a N (10) chia cho b, ta
• B ước 2: N ế u T 1 khác 0, L ấ y T 1 chia ti ế p cho b, ta
ñượ c th ươ ng s ố là T 2 , s ố d ư là d 2
(C ứ làm nh ư v ậ y cho t ớ i b ướ c th ứ n, khi ta ñượ c T n =0)
• B ước n: N ế u T khác 0, l ấ y T chia cho b, ta ñượ c
Trang 80• Ví d ụ : Cách chuy ể n ph ầ n nguyên c ủ a s ố
71
Trang 82• Ví d ụ : Cách chuy ể n ph ầ n th ậ p phân c ủ a
73
Trang 83• 12.6875 (10) = 1100.1011 (2)
74
Trang 87• Chuy ể n sang h ệ nh ị phân
– 124.75
– 65.125
78
Trang 881.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 891.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 90• M ọ i d ữ li ệ u khi ñư a vào máy tính ñề u ph ả i
Trang 92( ð i ề u ch ế và Gi ả i ñ i ề u ch ế )
Trang 941.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 95• Dùng 1 chu ỗ i bit ñể bi ể u di ễ n
Trang 97• Bi ể u di ễ n các s ố nguyên không d ấ u sau
Trang 98• Cho các s ố nguyên không d ấ u X, Y ñượ c
Trang 100• 123 + 164 =?
• Chú ý tr ườ ng h ợ p phép tính v ượ t quá
d ả i bi ể u di ễ n
1111 1111 + 0000 0001
1 0000 0000
KQ sai: 255 + 1 = 0 ? (do phép c ộ ng b ị nh ớ
ra ngoài)
91
Trang 103• U: Universal Set (T ậ p toàn th ể )
94
Trang 104• Gi ả s ử có 1 s ố nguyên th ậ p phân A ñượ c
Trang 105• Gi ả s ử có 1 s ố nguyên nh ị phân ñượ c
Trang 108• D ạ ng t ổ ng quát c ủ a s ố nguyên có d ấ u A:
a n-1 a n-2 a 2 a 1 a 0
2 1
Trang 111• C ộ ng/ tr ừ s ố nguyên không d ấ u:
– Ti ế n hành c ộ ng/tr ừ l ầ n l ượ t t ừ ng bít t ừ ph ả i
qua trái.
102
• N ế u t ổ ng c ủ a hai s ố ñ ó l ớ n h ơ n 2 n -1thì khi ñ ó s ẽ
tràn s ố và k ế t qu ả s ẽ là sai.
Trang 112• Dùng 8 bit ñể bi ể u di ễ n s ố nguyên không
Trang 115• VD: không tràn s ố
106
Trang 116• Có x ả y ra tràn s ố :
107
Trang 117• Tr ừ s ố nguyên có d ấ u
là: X – Y = X + (-Y).
– C ộ ng l ầ n l ượ t các c ặ p bit t ừ ph ả i qua trái, b ỏ
– C ộ ng l ầ n l ượ t các c ặ p bit t ừ ph ả i qua trái, b ỏ
– Ví d ụ :
108
Trang 118• Nhân/chia s ố nguyên không d ấ u
– VD: Phép nhân
1011 (11 c ơ s ố 10) x
1101 (13 c ơ s ố 10)
109
1101 (13 c ơ s ố 10) -
1011 0000
1011 1011 -
Trang 119• Chia hai s ố nguyên không d ấ u
110
Trang 120• Nhân s ố nguyên có d ấ u:
Trang 121• Chia s ố nguyên có d ấ u:
t ắ c sau:
112
Trang 1261.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 129= 0.000 000 314
Trang 130• Khi th ự c hi ệ n phép toán v ớ i s ố d ấ u ch ấ m
121
Trang 140• D ạ ng 64 bit: a = 2 -1023 ≈ 10 -308 b = 2 +1023 ≈ 10 +308
Trang 1411.1 Thông tin và Tin h ọ c
Trang 142• Các ký t ự c ũ ng c ầ n ñượ c chuy ể n ñổ i
Trang 143• Do ANSI (American National Standard
thông tin chu ẩ n c ủ a M ỹ Lúc ñầ u ch ỉ dùng
Trang 144• 95 kí t ự hi ể n th ị ñượ c: Có mã t ừ 20 (16) ÷ 7E (16)
Trang 146BS Backspace - Lùi lại một vị trí: Ký tự ñiều khiển con trỏ lùi lại một vị trí
HT Horizontal Tab - Tab ngang: Ký tự ñiều khiển con trỏ dịch tiếp một khoảng ñã
FF Form Feed - ðẩy sang ñầu trang: Ký tự ñiều khiển con trỏ di chuyển xuống
ñầu trang tiếp theo
CR Carriage Return - Về ñầu dòng: Ký tự ñiều khiển con trỏ di chuyển về ñầu
dòng hiện hành
Trang 147SOH Start of Heading - Bắt ñầu tiêu ñề: Ký tự ñánh dấu bắt ñầu phần thông tin tiêu
ñề
STX Start of Text - Bắt ñầu văn bản: Ký tự ñánh dấu bắt ñầu khối dữ liệu văn bản
và cũng chính là ñể kết thúc phần thông tin tiêu ñề
ETX End of Text - Kết thúc văn bản: Ký tự ñánh dấu kết thúc khối dữ liệu văn bản
ñã ñược bắt ñầu bằng STX
EOT End of Transmission - Kết thúc truyền: Chỉ ra cho bên thu biết kết thúc
truyền
138
ENQ Enquiry - Hỏi: Tín hiệu yêu cầu ñáp ứng từ một máy ở xa
ACK Acknowledge - Báo nhận: Ký tự ñược phát ra từ phía thu báo cho phía phát
biết rằng dữ liệu ñã ñược nhận thành công
NAK Negative Aknowledge - Báo phủ nhận: Ký tự ñược phát ra từ phía thu báo cho
phía phát biết rằng việc nhận dữ liệu không thành công
SYN Synchronous / Idle - ðồng bộ hóa: ðược sử dụng bởi hệ thống truyền ñồng bộ
ñể ñồng bộ hoá quá trình truyền dữ liệu
ETB End of Transmission Block - Kết thúc khối truyền: Chỉ ra kết thúc khối dữ
liệu ñược truyền
Trang 148FS File Separator - Ký hiệu phân cách tập tin: đánh dấu ranh giới giữa các tập tin
GS Group Separator - Ký hiệu phân cách nhóm: đánh dấu ranh giới giữa các
Trang 149NUL Null - Ký tự rỗng: ðược sử dụng ñể ñiền khoảng trống khi không có dữ liệu
BEL Bell - Chuông: ðược sử dụng phát ra tiếng bíp khi cần gọi sự chú ý của con người
SO Shift Out - Dịch ra: Chỉ ra rằng các mã tiếp theo sẽ nằm ngoài tập ký tự chuẩn cho
ñến khi gặp ký tự SI
SI Shift In - Dịch vào: Chỉ ra rằng các mã tiếp theo sẽ nằm trong tập ký tự chuẩn
DLE Data Link Escape - Thoát liên kết dữ liệu: Ký tự sẽ thay ñổi ý nghĩa của một hoặc
nhiều ký tự liên tiếp sau ñó
DC1 ÷ Device Control - ðiều khiển thiết bị : Các ký tự dùng ñể ñiều khiển các thiết bị
CAN Cancel - Hủy bỏ: Chỉ ra rằng một số ký tự nằm trước nó cần phải bỏ qua
EM End of Medium - Kết thúc phương tiện: Chỉ ra ký tự ngay trước nó là ký tự cuối
cùng có tác dụng với phương tiện vật lý
SUB Substitute - Thay thế: ðược thay thế cho ký tự nào ñược xác ñịnh là bị lỗi
ESC Escape - Thoát: Ký tự ñược dùng ñể cung cấp các mã mở rộng bằng cách kết hợp
với ký tự sau ñó
DEL Delete - Xóa: Dùng ñể xóa các ký tự không mong muốn
Trang 152143
Trang 153NGUYỄN Thị Oanh
oanhnt@soict.hut.edu.vn
Bộ môn Hệ thống thông tin - Viện CNTT và Truyền Thông
Đại học Bách Khoa Hà nội
2010 - 2011
Trang 155Tổng quan về hệ thống máy tính
Máy tính gồm 2 thành phần cơ bản:
F Phần cứng: toàn bộ máy móc, thiết bị vật lý cấu tạo máy tính
F Phần mềm: là chương trình chạy trên máy tính
Trang 156Phần cứng
Tháo ốc vít → mở nắp hộp
Trang 157Phần cứng
Trang 159Phần mềm
Trang 160Hệ điều hành
Trang 161Mạng máy tính
Các máy tính được kết nối với nhau để tạo thành mạng máy tính
Trang 1621 Tổng quan về HTMT
2 Tổ chức bên trong máy tính
Mô hình cơ bản của máy tính
Bộ xử lý trung tâm – CPU
Trang 164Chức năng cơ bản của máy tính
F Ví dụ:
F Chức năng:
– Xử lý dữ liệu (tính toán, play, )
– Lưu trữ dữ liệu (lưu trữ, )
– Trao đổi dữ liệu (nhập điểm, in ra, sao chép, )
– Điều khiển
Trang 165Chức năng cơ bản của máy tính( )
F Xử lýdữ liệu : chức năng quan trọng nhất
– dữ liệu có thể córất nhiều dạng khác nhau và cóyêu cầu xử lýkhác nhau
F Lưu trữdữ liệu
– dữ liệu đưa vào máy tính có thể được xử lý ngay hoặc có thể
được lưu trong bộ nhớ
– khi cần chúng sẽ được lấy ra xử lý
F Trao đổi dữ liệu
– trao đổi dữ liệu giữa các thành phầnbên trong và bên ngoài máytính-> Quá trình vào ra (input-output)
– các thiết bị vào-ra: nguồncung cấp hoặc nơitiếp nhận dữ liệu
– dữ liệu được vận chuyển trên khoảng cách xa gọi làtruyền dữliệu(data communication)
F Điều khiển: máy tính cần phải điều khiển được 3 chức năng trên
Trang 166Chức năng cơ bản của máy tính( )
F Xử lýdữ liệu : chức năng quan trọng nhất
– dữ liệu có thể córất nhiều dạng khác nhau và cóyêu cầu xử lýkhác nhau
F Lưu trữdữ liệu
– dữ liệu đưa vào máy tính có thể được xử lý ngay hoặc có thể
được lưu trong bộ nhớ
– khi cần chúng sẽ được lấy ra xử lý
F Trao đổi dữ liệu
– trao đổi dữ liệu giữa các thành phầnbên trong và bên ngoài máytính-> Quá trình vào ra (input-output)
– các thiết bị vào-ra: nguồncung cấp hoặc nơitiếp nhận dữ liệu
– dữ liệu được vận chuyển trên khoảng cách xa gọi làtruyền dữliệu(data communication)
F Điều khiển: máy tính cần phải điều khiển được 3 chức năng trên
Trang 167Chức năng cơ bản của máy tính( )
F Xử lýdữ liệu : chức năng quan trọng nhất
– dữ liệu có thể córất nhiều dạng khác nhau và cóyêu cầu xử lýkhác nhau
F Lưu trữdữ liệu
– dữ liệu đưa vào máy tính có thể được xử lý ngay hoặc có thể
được lưu trong bộ nhớ
– khi cần chúng sẽ được lấy ra xử lý
F Trao đổi dữ liệu
– trao đổi dữ liệu giữa các thành phầnbên trong và bên ngoài máytính-> Quá trình vào ra (input-output)
– các thiết bị vào-ra: nguồncung cấp hoặc nơitiếp nhận dữ liệu
– dữ liệu được vận chuyển trên khoảng cách xa gọi làtruyền dữliệu(data communication)
F Điều khiển: máy tính cần phải điều khiển được 3 chức năng trên
Trang 168Chức năng cơ bản của máy tính( )
F Xử lýdữ liệu : chức năng quan trọng nhất
– dữ liệu có thể córất nhiều dạng khác nhau và cóyêu cầu xử lýkhác nhau
F Lưu trữdữ liệu
– dữ liệu đưa vào máy tính có thể được xử lý ngay hoặc có thể
được lưu trong bộ nhớ
– khi cần chúng sẽ được lấy ra xử lý
F Trao đổi dữ liệu
– trao đổi dữ liệu giữa các thành phầnbên trong và bên ngoài máytính-> Quá trình vào ra (input-output)
– các thiết bị vào-ra: nguồncung cấp hoặc nơitiếp nhận dữ liệu
– dữ liệu được vận chuyển trên khoảng cách xa gọi làtruyền dữliệu(data communication)
F Điều khiển: máy tính cần phải điều khiển được 3 chức năng trên
Trang 169Chức năng cơ bản của máy tính ( )
Trang 170Cấu trúc máy tính
Các thành phần cơ bản của máy tính
Trang 171Cấu trúc máy tính( )
F Bộ xử lý trung tâm – CPU (Central Processor Unit):
điều khiểncác hoạt động của máy tính và thực hiệnxử lý dữ liệu
F Bộ nhớ chính (Main Memory):
lưu trữchương trình và dữ liệu
F Hệ thống vào ra (Input-Output System):
trao đổi thông tingiữa máy tính và thế giới bên ngoài
F Liên kết hệ thống (System Interconnection):
kết nối và vận chuyển thông tingiữa CPU, bộ nhớ chính và hệthống vào ra của máy tính với nhau
Trang 172Hoạt động của máy tính
F Hoạt động cơ bản của máy tính là thực hiện chương trình
F Chương trình gồm một tập các lệnh được lưu trữ trong bộ nhớ
Trang 1731 Tổng quan về HTMT
2 Tổ chức bên trong máy tính
Mô hình cơ bản của máy tính
Bộ xử lý trung tâm – CPU
Trang 174Bộ xử lý trung tâm – CPU
Trang 175– giải mã lệnh và phát các tín hiệuđiều khiển thực thi lệnh
– CPU có thểtrao đổi dữ liệu với bộ nhớ chính hay hệ thốngvào-ra
– thực hiện lệnh
– ghi kết quả
Trang 176Các thành phần cơ bản
Trang 177Các thành phần cơ bản
Trang 178Các thành phần cơ bản
Trang 179Các thành phần cơ bản
Trang 180Các thành phần cơ bản
Trang 181Các thành phần cơ bản
Trang 182Các thành phần cơ bản
F Khối điều khiển (Control Unit – CU):
điều khiểnhoạt động của máy tính theo chương trình đã định sẵn
F Khối tính toán số học và logic (Arithmetic – Logic Unit - ALU)
thực hiện các phép toán số họcvà các phép toán logictrên các
dữ liệu cụ thể
F Tập các thanh ghi (Register File - RF)
lưu trữcác thông tin tạm thời phục vụ cho hoạt động của CPU
F Bus bên trong (Internal Bus)
kết nối các thành phần bên trongCPU với nhau
F Đơn vị ghép nối bus (Bus Interface Unit – BIU)
kết nối và trao đổi thông tinvới nhau giữacác bus bên trong với
các bus bên ngoài
Trang 183– làCPUđược chế tạo trên một vi mạch
– có thể gọi CPU là bộ vi xử lý Tuy
nhiên, cácbộ vi xử lý hiện nay có cấu
trúc phức tạp hơn nhiều so với một
CPU cơ bản
Trang 184F Tần số xung nhịp của bộ vi xử lý:
– bộ xử lý hoạt động theo một xung nhịp (clock) có tần số xác định
– tốc độ của bộ xử lý đượcđánh giá gián tiếp thông qua tần sốxung nhịp
Trang 185Tốc độ bộ vi xử lý
Trang 186F Nabulae – 2nd ,China 1.2 petaflops
F Jaguar – 1st , USA 1.8 petaflops
Trang 1871 Tổng quan về HTMT
2 Tổ chức bên trong máy tính
Mô hình cơ bản của máy tính
Bộ xử lý trung tâm – CPU
Trang 188Tổng quan
F Chức năng:lưu trữ chương trình và dữ liệu
F Các thao tác cơ bản với bộ nhớ: đọc (read) và ghi (write)
F Các thành phần chính
– bộ nhớtrong (internal memory)
– bộ nhớngoài (external memory)
Trang 190F Tổ chức thành các ngăn nhớ được đánh địa chỉ,
ngăn nhớ thường được tổ chức theo Byte
F Nội dung của ngăn nhớ có thể thay đổi, song địa
chỉ vật lýcủa ngăn nhớ luôn cố định
F Thông thường, bộ nhớ chính gồm 2 phần: ROM và
RAM
Trang 191Bộ nhớ chính - ROM (Read Only Memory)
F Vùng nhớchỉ đọc -> thông tin không bị mất khi mất nguồn điện
Trang 192Bộ nhớ chính - RAM (Random Access Memory)
F Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên
– không phải di chuyển tuần tự
– được chia thành các ô nhớ có đánh địa chỉ
– thời gian thực hiện thao tác đọc hoặc ghiđối với mỗi ô nhớ là
như nhau, cho dù đang ở bất kỳ vị trí nào trong bộ nhớ
F Lưu trữ cácthông tin thay đổi và các thông tin được sử dụnghiện hành
F Thông tin lưu trên RAM chỉ làtạm thời, chúng sẽ mất đi khi mấtnguồn điện cung cấp
Trang 193Phân loại RAM theo công nghệ
F SRAM (static RAM): RAM tĩnh
F DRAM (dynamic RAM): RAM động
– SDRAM (Synchronous Dynamic RAM):
SDR (Single Data Rate): Đã lỗi thời DDR (Double Data Rate): Đã được thay thế bởi DDR2
DDR2 (Double Data Rate 2), DDR3: Là thế hệ tiếp theo của DDR, hiện được sử dụng rộng rãi
– RDRAM (Rambus Dynamic RAM): Ít người dùng vì khôngnhanh hơn SDRAM là bao nhưng lại đắt hơn nhiều
F Dung lượng: 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 MB, 1GB, 2GB,