Giáo án - Bài giảng học tập công nghệ thông tin: Giáo trình lập trình và tin học đại cương giành cho người mới lập trình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM 280, An Dương Vương, Q5, Tp HCM ĐT: (08).8352020 - 8352021 Fax: (84-8).8398946 KHOA TOÁN - TIN TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG Introduction to Computer Science Thời lượng: đvht (Số tiết lý thuyết : 45 Số tiết thực hành : 45) Giảng viên phụ trách: Ths Lê Đức Long I Tóm tắt mơn học : Mục đích mơn học cung cấp cho sinh viên số kiến thức đại cương nguyên lý khoa học máy tính, khái niệm cách tư giải vấn đề - tốn máy tính điện tử Đồng thời bước đầu tập làm quen với ngôn ngữ lập trình Pascal để giải số tốn, ứng dụng thực tế II Nội dung môn học : Chương : Đại cương Tin học (6t) Tổng quan hệ thống tin học (Information systems hay Computer systems) Sơ lược hệ thống tin học Các thành phần hệ thống tin học Các dạng máy tính điện tử Máy tính PC nguyên lý hoạt động Cấu trúc máy tính Các phận máy tính Các thiết bị nhập - xuất hệ thống máy tính Nguyên lý Von Neumann - Hoạt động máy tính Biểu diễn thơng tin máy tính Hệ thống số - Cách chuyển đổi hệ thống số Dữ liệu lưu trữ liệu Mã hoá biểu diễn liệu máy tính Các loại nhớ Giới thiệu mạng máy tính Khái niệm mạng máy tính Mạng thơng tin tồn cầu Internet Một số dịch vụ Internet Chương : Giới thiệu số hệ điều hành thông dụng (6t) Tổng quan hệ điều hành (Operating Systems) Hệ điều hành - chức hệ điều hành Giao tiếp với hệ điều hành Một số hệ điều hành thông dụng Edited by Duc Long – Feb, 2005 Giới thiệu hệ điều hành MS-DOS Một số thuật ngữ bản: tập tin, thư mục, đường dẫn Dạng lệnh tổng quát – Thao tác với hệ điều hành MS-Dos Hệ điều hành MS-Dos 6.x - Một số lệnh thông dụng Giới thiệu hệ điều hành Windows Một số khái niệm Các thao tác Windows Trình ứng dụng Windows Explorer Trình ứng dụng Control Panel Một số ứng dụng Windows: Paint, WordPad, Calculator, Calendar Chương 3: Soạn thảo văn LATEX (15t) Tổng quan LATEX - Một số khái niệm Soạn thảo văn đơn giản Định dạng văn Chương 4: Giải vấn đề - tốn máy tính (3t) Vấn đề - toán Thế vấn đề - toán Một số phương pháp giải vấn đề - toán máy tính Thuật tốn - thuật giải Các phương pháp biểu diễn thuật tốn Ngơn ngữ tự nhiên Lưu đồ - sơ đồ khối Mã giả Các bước để giải toán máy tính Xác định tốn Lựa chọn xây dựng thuật tốn Viết chương trình Hiệu chỉnh Viết tài liệu Chương 5: Ngôn ngữ lập trình Pascal (60t) Giới thiệu ngơn ngữ lập trình Pascal Cấu trúc tổng quát chương trình Pascal Các kiểu liệu đơn giản Cấu trúc Cấu trúc điều kiện Cấu trúc lặp Chương trình con: thủ tục hàm Kiểu liệu mảng (Array) Kiểu ghi (Record) Kiểu tập tin (File) Đồ hoạ Pascal (Graphic) Khái niệm chương trình đệ qui (Recursion) Giới thiệu trỏ (Pointer) - cấp phát nhớ động (Dynamic Memory Allocation) Edited by Duc Long – Feb, 2005 Tài liệu tham khảo : Giáo trình tin học đại cương I, II GS.TS Hoàng Kiếm - NXB Giáo dục, 1998 Ngơn ngữ lập trình Pascal Quách Tuấn Ngọc - NXB Giáo dục, 1996 Cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ thống máy tính RON WHITE, biên dịch: Nhóm điện tử, vi tính FSC – NXB Thống kê, 1997 Giải tốn máy tính ? I, II GS.TS Hoàng Kiếm - NXB Giáo dục, 2001 Giáo trình Pascal I, II Trần Đan Thư – NXB Giáo dục, 2001 Bên máy tính PC đại I, II Phạm Hoàng Dũng, Hoàng Đức Hải, NXB KH KT, 1997 Information Systems for you, SE Stephen Doyle, , Stanley Thornes (Publishers) LTD, 1999 Turbo Pascal 6: The complete reference Stephen K O’Brien, Osborne McGraw-Hill, 1991 Sách giáo khố Tin học 10, 11 (chương trình thí điểm phân ban) Hồ Sĩ Đàm (chủ biên), NXB Giáo dục, 2004 Liên hệ - góp ý: Ths Lê Đức Long Khoa Toán Tin - Đại Học Sư Phạm Tp Hồ Chí Minh Cells phone: 0913.766.057 Email: longlddhsp@yahoo.com Một số địa Website tham khảo: ĐH Sư Phạm Tp HCM: http://www.hcmup.edu.vn/ Sở Giáo dục – Đào tạo Tp HCM: http://www.hcm.edu.vn/ Diễn đàn giáo dục: http://edu.net.vn/ Trang liên kết đến trang trường đại học:http://www.vnn.vn/chuyenmuc/utils/weblink.html Tin tức Việt Nam: http://www.vnexpress.net/Vietnam/Home/ Trang cung cấp mã nguồn: http://www.manguon.com/ ; http://www.soft32.com/index-1-8-0-1-4.html Thư viện đại học quốc gia: http://www.vnulib.edu.vn/e-resources/ Trang thông tin HCM: http://www.hochiminhcity.gov.vn/ Một số tài liệu tham khảo đĩa Cd: PC World 2000, Tin Học Nhà Trường, Website LH, … Edited by Duc Long – Feb, 2005 ĐẠI CƯƠNG VỀ TIN HỌC • • • • Edited by Duc Long – Feb, 2005 Tổng quan hệ thống tin học Máy tính PC nguyên lý hoạt động Biểu diễn thơng tin máy tính Giới thiệu mạng máy tính BÀI TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TIN HỌC DẪN NHẬP: Sự bùng nổ thông tin vài thập kỷ cuối kỷF 20 cho đời dạng tài ngun thơng tin, gắn liền với công cụ lao động máy tính điện tử làm cách mạng khoa học kỹ thuật lĩnh vực Ngành Tin học hình thành phát triển với khái niệm bản, hiểu biết hệ thống tin học kiến thức thiếu đối tượng khai thác sử dụng máy tính 1./ SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG TIN HỌC 1.1./ TIN HỌC (INFORMATIQUE) Tin học ngành khoa học chuyên xử lý liệu xuất thông tin cách tự động, dựa công cụ máy tính điện tử 1.2./ DỮ LIỆU VÀ THƠNG TIN Những việc hình ảnh giới thực gọi chung liệu (data), Thông thường việc, hình ảnh thơ mang ngữ nghĩa thực tiễn chúng xếp tính tốn vài thứ chúng, điều gọi xử lý liệu (data processing) Khi liệu xử lý xong, xuất thơng tin (information) Cũng xem thơng tin ngữ nghĩa gắn kết vào liệu Ví dụ: đèn giao thơng bật sáng màu đỏ, hình thức liệu Điều cho biết ngữ nghĩa gắn vào với liệu phương tiện giao thông phải dừng, dừng thơng tin Dữ liệu thường tối nghĩa Ví dụ: quan sát số 11092004, ta hiểu theo nhiều cách: - Số lượt truy cập đến trang Web Yahoo - Ngày 11, tháng 9, năm 2004 - Số điện thoại cá nhân A … 1.3./ XỬ LÝ THƠNG TIN Đầu vào DỮ LIỆU Máy tính xử lý _ Thu nhận phân loại, lưu trữ _ Tính tốn, thống kê _ Hỏi đáp, cập nhật, truy tìm _ Dự báo Đầu THƠNG TIN 1.4./ HỆ THỐNG THƠNG TIN ĐƯỢC MÁY TÍNH HOÁ - HỆ THỐNG TIN HỌC Tất tác vụ phân thành ba giai đoạn: nhập, xử lý xuất Vậy hệ thống thông tin (information system) hệ thống bao gồm việc nhập liệu, xử lý liệu xuất thông tin Edited by Duc Long – Feb, 2005 Hệ thống thông tin thủ công (manual information systems): người nhiều có sử dụng làm việc với hệ thống thơng tin thủ cơng Ví dụ: danh bạ điện thoại, có hàng trăm ngàn số điện thoại, Giả sử ta biết tên địa doanh nghiệp đó, tìm danh bạ số điện thoại tương ứng họ Hoặc với sổ danh trường học, lưu trữ thông tin học sinh năm học, Biết mã số (thường gọi số danh bộ) tên học sinh tra cứu để biết học sinh học lớp lý lịch trích ngang học sinh Hệ thống thơng tin thủ cơng có nhiều bất tiện Như danh bạ điện thoại số điện thoại để tra cứu theo thứ tự alphabet cá nhân, đơn vị; việc tìm kiếm có nhu cầu biết số điện thoại, cần tìm địa quan đó… Đối với sổ danh trường học vậy, danh sách học sinh xếp theo thứ tự mã số học sinh với qui tắc định, việc tra cứu tìm kiếm theo họ tên, theo lớp, … Hệ thống thơng tin máy tính hố (computerised information systems): ngày với đời phát triển máy tính điện tử, hệ thống thơng tin thủ cơng đa phần máy tính hố thơng qua việc xử lý liệu xuất thông tin cách tự động dựa vào công cụ máy tính điện tử Các hệ thống thơng tin máy tính hố mềm dẽo so với hệ thống thông tin thủ công xử lý nhanh nhiều Ví dụ với hệ thống tra cứu danh bạ điện thoại máy tính hố nhập vào số điện thoại chứa hệ thống, tên địa đối tượng tương ứng cung cấp Hệ thống thơng tin máy tính hố gọi tắt hệ thống máy tính hay hệ thống tin học gồm có ba thành phần: phần cứng (hardware), phần mềm (software), người sử dụng (user) Những ưu điểm hệ thống thơng tin máy tính hố: -Không phải tốn nhiều ngăn chứa hồ sơ, tài liệu Chỉ cần máy tính đơn lưu trữ tất thông tin cần thiết -Nhiều người truy xuất thơng tin máy tính khác nhau, nơi khác nhau, thời điểm -Khơng có trùng lắp thơng tin Ví dụ thơng tin lý lịch cần thiết học sinh cập nhật lần sử dụng với nhiều mục đích khác Ngồi ra, từ thơng tin có xuất báo cáo, thống kê có nhu cầu -Thơng qua hệ thống mạng diện rộng xử lý văn đưa thơng tin đến tận người dùng (như Email, …) -Việc nhập liệu vào hệ thống ngồi bàn phím cịn có nhiều thiết bị tiện ích khác như: máy quét ảnh, máy đọc mã vạch, máy quét thẻ từ, … Những khuyết điểm hệ thống thơng tin máy tính hố: -Mọi thứ phụ thuộc vào máy tính Khi có cố (về nguồn điện, bị virus,…) phải cần hệ thống khác thay -Để sử dụng hệ thống, cần có huấn luyện sử dụng đối tượng người dùng Khi có thay đổi, tốn thời gian để đào tạo đội ngũ lại -Cần có an toàn bảo mật liệu, thông tin hệ thống để chống lại cắp, rị rỉ thơng tin Edited by Duc Long – Feb, 2005 2./ THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA MỘT HỆ THỐNG TIN HỌC Tất hệ thống tin học có: phần cứng (hardware) phần mềm (software) Phần cứng từ sử dụng để phần máy tính mà ta có “cầm”, “nắm” Phần cứng tất thiết bị (mỗi thiết bị có tên gọi riêng) để cấu thành hệ thống máy tính Một cách thiết bị phân chia thành: -Thiết bị nhập (Input devices): sử dụng để đưa liệu vào máy tính -Bộ xử lý trung tâm (Central processing unit - CPU): phần não máy tính -Thiết bị lưu trữ (Backing storages): gồm loại ổ đĩa sử dụng để chứa liệu tắt nguồn điện vào máy -Thiết bị xuất (Output devices): bao gồm hiển thị (VDUs), máy in sử dụng để xuất báo cáo, xuất lên hình,… Phần mềm từ dùng để chương trình thực cho phép phần cứng thực cơng việc hữu ích máy tính Khơng có phần mềm, phần cứng trở nên vơ dụng Phần mềm xây dựng từ dãy lệnh thực thi cho biết máy tính phải làm Các máy tính điện tử thơng dụng thiết kế theo nguyên lý J Von Neumann (1903-1957) Theo nguyên lý này, hoạt động máy tính điều khiển chương trình lưu giữ nhớ Màn hình (Output) Chuột (Input) Máy in (Output) CPU Đĩa cứng (Backing storage) Đĩa mềm (Backing storage) Bàn phím (Input) Hình Phần cứng máy vi tính đơn giản Để hiểu khác biệt phần cứng phần mềm hình dung máy thâu băng (tape recorder) cuộn băng trắng (blank tape) Như vậy, máy thâu băng cuộn băng phần cứng ta tiếp xúc với chúng Khi ta ghi vào cuộn băng vài nhạc, nhạc cuộn băng phần mềm Edited by Duc Long – Feb, 2005 Phần mềm phân thành hai loại chính: phần mềm hệ thống (systems software) phần mềm ứng dụng (aplications software) -Phần mềm hệ thống chương trình điều khiển trực tiếp phần cứng máy tính Phần mềm hệ thống bao gồm: hệ điều hành (operating systems), chương trình dịch (translation programs) trình biên dịch (compiler), trình thơng dịch (intepreter), … Hệ điều hành cung cấp giao diện (user interface) để giao tiếp người sử dụng với máy tính, việc máy tính nối nguồn điện tìm kiếm hệ điều hành, khơng có hệ điều hành máy tính khơng thể làm việc tiếp Ví dụ số hệ điều hành thơng dụng như: Windows 98, Windows NT, UNIX, LINUX hay OS/2… -Phần mềm ứng dụng chương trình xây dựng để thực tác vụ chuyên biệt Phần mềm ứng dụng có nhiều loại phục vụ cho đối tượng sử dụng máy tính: phần mềm xử lý từ Word, Word Perfect, phần mềm bảng tính điện tử Lotus123, Excel, phần mềm sở liệu Access, … Một chương trình tập lệnh mà máy tính hiểu thực Do đó, để xây dựng viết chương trình người lập trình phải dùng ngơn ngữ lập trình để thể Tuy nhiên, máy tính cấu tạo thiết bị điện tử nên hiểu chương trình dạng mã nhị phân (tập giá trị 1), người lập trình cần phải có ngơn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ đọc để viết chương trình, ngơn ngữ lập trình chia thành loại: ngơn ngữ cấp thấp (low-level languages), ngôn ngữ cấp cao (high-level languages) Ứng dụng Ứng dụng Phần cứng User User Hệ điều hành Ứng dụng User Hình Giao tiếp hệ điều hành với người sử dụng Hoạt động hệ điều hành phần vỏ bao quanh phần cứng Để chương trình thực cần có hệ điều hành, để người dùng thực tác vụ từ máy tính phải dùng ứng dụng hệ điều hành để giao tiếp với phần cứng Ngôn ngữ cấp thấp: ngôn ngữ mà máy tính hiểu dễ dàng lại khó hiểu, khó viết người lập trình Các ngơn ngữ lập trình cấp thấp ngơn ngữ máy (machine language hay machine code), hợp ngữ (Assembly language) Ngơn ngữ máy ngơn ngữ mà máy tính trực tiếp hiểu được, nói cách khác chương trình viết ngôn ngữ máy tập bao gồm kí số Tất ngơn ngữ lập trình bắt buộc phải dịch thành ngơn ngữ máy trước thi hành ngoại trừ chương trình viết ngơn ngữ máy Ngơn ngữ máy thường phụ thuộc vào loại máy tính khác nhau, khơng cần phải biên dịch lại nên chạy nhanh (nhiều trị chơi máy tính chương trình giả lập viết ngơn ngữ máy lý này) Edited by Duc Long – Feb, 2005 Hợp ngữ ngôn ngữ sử dụng số lệnh đơn giản (như ADD, SUB, LDA, ) nên dễ dàng người lập trình việc sử dụng gỡ lỗi chương trình Chương trình viết hợp ngữ cần biên dịch thành ngơn ngữ máy trình hợp dịch (assembler) trước máy tính hiểu Tuy nhiên, giới hạn số lệnh thuộc loại ngơn ngữ lập trình cấp thấp nên chương trình viết hợp ngữ khó đọc khó viết Ngơn ngữ cấp cao: ngơn ngữ lập trình sử dụng câu lệnh có cú pháp gần giống với ngơn ngữ tự nhiên (thơng thường tiếng Anh), có đặc điểm tính độc lập cao, phụ thuộc vào loại maý tính sử dụng, đơn giản, dễ hiểu, dễ viết Ví dụ như: BASIC, C++, PASCAL, JAVA, HTML,… Ngoài ra, để chuyển đổi từ lệnh chương trình viết ngôn ngữ cấp cao thành mã lệnh chương trình máy để máy tính hiểu thực cần phải có chương trình dịch (translation programs) Thơng thường có ba loại chương trình dịch là: trình biên dịch (compilers), trình phiên dịch (interpreters) trình hợp dịch (assemblers) Assembly language code High level language code High level language code Assembler Compiler Interpreter Machine code Hình Sự liên hệ chương trình dịch 3./ CÁC DẠNG MÁY TÍNH Có ba dạng máy tính: máy vi tính (micro computer), máy tính trung (mini computer), máy tính lớn (mainframe computer) 3.1./ MÁY VI TÍNH (MICRO COMPUTER) Máy vi tính loại máy tính để bàn sử dụng cho cá nhân làm việc nhà, trường học văn phòng nhỏ, gọi máy tính cá nhân (Personal computer PC) Máy vi tính có nhiều kiểu, dáng thể loại khác nhau, ví dụ kiểu desktop, mini tower, tower, … loại Apples (Macintosh), Acorns, IBMs (PC),… Ngoài ra, cịn có số loại máy vi tính khác như: thiết bị hỗ trợ cá nhân kỹ thuật số (Personal Digital Assistants – PDAs), máy tính xách tay (Notebook computers hay Laptops) PDAs thiết bị máy tính cầm tay, có ưu điểm nhỏ gọn, nhiên giới hạn với số chức thơng dụng như: xử lý văn bản, bảng tính điện tử, gởi nhận thư Edited by Duc Long – Feb, 2005 điện tử, ghi thông tin cá nhân, … PDAs thường gặp có loại Palm Pocket PC Máy tính xách tay (Notebook computer hay Laptop) lớn PDAs, thường dùng với nguồn pin, nạp điện trước sử dụng, hình dạng tinh thể lỏng (liquid crystal displays – LCDs) nhu cầu nhỏ gọn, động tiêu thụ lượng điện 3.2./ MÁY TÍNH TRUNG (MINI COMPUTER) Máy tính trung thơng thường có kích thước, cơng suất giá khoảng máy vi tính máy tính lớn 3.3./ MÁY TÍNH LỚN (MAINFRAME COMPUTER) Máy tính lớn hay cịn gọi siêu máy tính loại máy tính kích thước lớn, cơng suất mạnh thường dùng hệ thống mạng lớn, khả đáp ứng số lượng lớn máy tính (khoảng 500) Một máy tính lớn thực đến 250 triệu phép tính giây Các hệ thống ngân hàng, cao ốc kinh doanh, công ty bảo hiểm, công ty cấp nước, điện lực phải sử dụng máy tính lớn Notebook computer Mainframe computer (4a) (4b) Hình 4: Các dạng máy tính điện tử Microcomputers - (4a) loại Desktop, (4b) loại Mini tower Edited by Duc Long – Feb, 2005 10 5./ THAY ĐỔI MÀU MÀN HÌNH NỀN / CỬA SỔ ỨNG DỤNG: + Thay đổi màu hình nền/cửa sổ ứng dụng: chọn phiếu Appearance + Thay đổi thơng số hình: chọn phiếu Settings Edited by Duc Long – Feb, 2005 71 6./ THAY ĐỔI CHỨC NĂNG CHUỘT: Cho phép thay đổi cách sử dụng nút chuột trái/ phải, thông số chuột, kể hình dáng trỏ chuột hình Edited by Duc Long – Feb, 2005 72 7./ CÀI ĐẶT CÁC THỂ HIỆN TIỀN TỆ / NGÀY GIỜ: Cho phép thay đổi thể dạng số, tiền tệ, ngày hệ thống IX./ SỬ DỤNG CHỨC NĂNG MÁY TÍNH (CALCULATOR) CƠNG DỤNG: Sử dụng chức máy tính bỏ túi, dùng để chuyển đổi qua lại dạng số nhị phân, thập phân, thập lục phân… KHỞI ĐỘNG : Start\Pograms\Accessories\Calculator Dạng Standard: Edited by Duc Long – Feb, 2005 73 Dạng Scientific: X./ TRÌNH ỨNG DỤNG WINDOWS EXPLORER 1./ CƠNG DỤNG: Explorer công cụ trợ giúp đắc lực Windows 95, qua xem xét tồn hệ thống máy tính dùng từ tổng quát đến chi tiết Thay cho File Manager phiên trước Windows, Explorer bổ sung thêm tính giúp cho việc truy tìm quản lí thơng tin thuận tiện đơn giản Tên ứng dụng Ổ đĩa Edited by Duc Long – Feb, 2005 Thư mục Nhóm chương trình Tập tin 74 +Phần bên trái cửa sổ: liệt kê tất tài nguyên có hệ thống: ổ đĩa mềm, đĩa cứng, ổ đĩa CD-ROM, Control Panel, Máy in, … +Phần bên phải cửa sổ: liệt kê chi tiết (bao gồm thư mục con, tập tin) đối tượng vệt sáng trỏ đến bên phải cửa sổ Explorer 2./ KHỞI ĐỘNG : Chọn lệnh Start\Programs\Windows Explorer -Nhấp nút Start, chọn Program -Chọn Windows Explorer, cửa sổ Explorer kích hoạt -Thực thao tác thư mục tập tin Thao tác: Nhấp chuột vào đối tượng (ổ đĩa, thư mục, tập tin) để chọn đối tượng hành cho phần bên phải cửa sổ -Nhấp chuột vào kí hiệu + trước tên thư mục để mở rộng thêm cấp thư mục -Nhấp chuột vào kí hiệu – trước tên thư mục để giảm lược bớt cấp thư mục 3./ MÀN HÌNH GIAO DIỆN 3.1./ Mơ tả: Thanh thực đơn Thanh công cụ Tập tin Cây thư mục Dòng trạng thái Edited by Duc Long – Feb, 2005 75 3.2./ Các thao tác bản: a Chọn ổ đĩa : Chọn ổ đĩa b Mở ngăn xếp (Folder) , trở ngăn xếp cha : Trở thư mục cha Thư mục mở Nhấp kép chuột để mở Các thư mục con, tập tin thư mục mở Edited by Duc Long – Feb, 2005 76 c Chọn nhiều tập tin : Chọn liên tiếp: Nhấp chuột chọn thư mục Giữ phím Shift nhấp chuột chọn thư mục cuối liên tiếp Chọn không liên tiếp: Nhấp chuột chọn thư mục Giữ phím Ctrl nhấp chuột chọn thư mục cuối liên tiếp Edited by Duc Long – Feb, 2005 77 d Tạo ngăn xếp - Folder (hay tạo thư mục con) : [File],New Chọn Folder Đặt tên Folder e Xoá hay nhiều ngăn xếp (hay tập tin) -Chọn hay nhiều ngăn xếp (hay tập tin) -Nhấn phín DELETE (DEL) hay nhấp chuột vào nút X công cụ -Yêu cầu xác nhận : Đồng ý xoá Edited by Duc Long – Feb, 2005 Khơng đồng ý xố 78 f Sao chép tập tin (hay thư mục) -Chọn hay nhiều ngăn xếp (hay tập tin) Chọn rê chuột thư mục cần chép đến vị trí mới, Hoặc dùng lệnh Edit, Copy Edit, Paste, Hoặc dùng nút lệnh Copy Paste Trong chép, xuất hộp thoại sau : Edited by Duc Long – Feb, 2005 79 BÀI GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX DẪN NHẬP: - Linux hệ điều hành mã nguồn mở phát triển nhanh giới - Hệ điều hành Linux bao gồm phần “lõi” (phần Kernel) Linus Torvalds đưa (1991) tập hợp ứng dụng, tiện ích, phần mềm tạo thành "vỏ" (phần Shell) cho phần “lõi” Tất ghép lại thành hệ điều hành máy tính hoàn chỉnh Một vài số Linux - Hiện có khoảng 20 triệu người giới sử dụng hệ điều hành Linux phương tiện làm việc - Khoảng 1/4 máy chủ Internet sử dụng Linux - Cứ sách Tin học xuất có viết Linux - Hiện có khoảng 60 cơng ty chun phát triển hệ điều hành Linux 1/ KIẾN TRÚC HỆ THỐNG LINUX 1.1./ Phần lõi (Kernel) Kernel phần “lõi” hay gọi phần “nhân” – “trái tim hệ điều hành” Nhằm nhiệm vụ điều khiển giao diện chương trình người sử dụng với thiết bị phần cứng, xếp lịch tiến trình để thực đa nhiệm, nhiều tác vụ khác hệ thống Kernel khơng phải tiến trình chạy riêng biệt hệ thống mà tập trình đơn nằm nhớ, tiến tiến trình gọi đến chúng Ví dụ: lệnh read hệ thống đọc liệu từ file mơ tả, đối người lập trình giống hàm C, thủ tục Pascal, thực mã lệnh read chứa Kernel Linux Trên nhiều cấu trúc máy tính, Kernel mô lệnh dấu chấm động (Floating Point Caculation) hệ thống khơng có đồng xử lý tốn học (Numerical Processor Unit) Kernel Linux hỗ trợ kỹ thuật như: phân trang nhớ (paging file), nhớ ảo (virtual memory), cache đĩa, … 1.2./ Phần vỏ (Shell) Shell thơng dịch lệnh, xem chương trình ứng dụng đặc biệt nhằm tương tác với hệ điều hành để dịch thực lệnh người dùng gõ vào từ bàn phím Khi bắt đầu phiên làm việc với máy tính ta làm việc với Shell Linux Applications Shell Kernel 1.3./ Ứng dụng tiện ích Utilities Hình Sơ đồ kiến trúc hệ thống Linux Edited by Duc Long – Feb, 2005 80 2/ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA PHẦN MỀM 2.1./ CÁC LỆNH CƠ BẢN VÀ TIỆN ÍCH Nói chung tất tiện ích lệnh Unix chuyển sang Linux -Các lệnh như: ls, more, … -Các phần mềm như: Perl, Python, Java Development Kit,… -Các trình soạn thảo văn như: vi, ex, GNU Emacs,… 2.2./ CÁC NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH Linux cung cấp mơi trường lập trình Unix đầy đủ, bao gồm thư viện chuẩn, cơng cụ lập trình, trình biên dịch gỡ rối Hai ngơn ngữ lập trình phổ biến C C++ hỗ trợ Linux với trình biên dịch gcc GNU Các ngơn ngữ lập trình khác đưa vào Linux như: Smalltalk, Fortran, Pascal, Lisp, … 2.3./ HỆ THỐNG X WINDOW Hệ thống X Window giao diện đồ hoạ chuẩn cho máy Unix Đó mơi trường mạnh hỗ trợ nhiều ứng dụng Phiên X Window Linux XFree86, môi trường X Window giống môi trường MS Windows thường sử dụng Chương trình XFree86 chứa thư viện lập trình tập tin include để phát triển ứng dụng X Window (X applications) X Window có sẵn font chuẩn, bitmaps tài liệu, đồng thời hỗ trợ công cụ đồ hoạ chiều (PEX, Mesa) 2.4./ KDE VÀ GNOME X Window có hai kiến trúc KDE GNOME Cả hai hệ thống cungcấp môi trường hồn tồn tích hợp đồ họa chạy bên X Window, với đầy đủ Window Manager, tiện ích ứng dụng vượt trội hệ thống MS Windows 98.Trong ngồi chức dành cho người sử dụng cung cấp KDE, GNOME cung cấp thêm số chức dành cho việc quản trị hệ thống Hầu hết phiên Linux cho phép đặt cấu hình cách tự động hai môi trường cài đặt 2.5./ LINUX VÀ MẠNG Linux hệ điều hành mạng mạnh nhất, ngày có nhiều người chọn Linux làm hệ điều hành mạng Linux hỗ trợ hai giao thức cho hệ thống Unix: TCP/IP UUCP Hầu hết mạng TCP/IP sử dụng card mạng Ethernet để kết nối Linux hỗ trợ nhiều loại card Ethernet thông dụng loại Fast Ethernet, ATM, ISDN, mạng LAN không dây, Token Ring, giao diện mạng hiệu cao khác Linux hỗ trợ PPP SLIP, cho phép kết nối Internet qua Modem Linux hỗ trợ trình duyệt Web Netscape Web Server Apache Các dịch vụ truyền thư điện tử như: sendmail, exim smail; dịch vụ telnet, rlogin, ssh, rsh cho phép truy nhập làm việc máy tính khác mạng 2.6./ GIAO TIẾP VỚI WINDOWS VÀ MS DOS Linux có nhiều tiện ích cho phép giao tiếp với Windows MS DOS Trong phải kể đến Wine – trình giả lập MS Windows X Window Linux Chương trình cho phép ứng dụng Windows chạy Linux Linux cung cấp giao diện để chuyển đổi tập tin Linux Windows Edited by Duc Long – Feb, 2005 81 3/ CẤU TRÚC Ổ ĐĨA – THƯ MỤC 3.1./ CẤU TRÚC Ổ ĐĨA Linux lưu trữ tập tin khơng dạng có ổ đĩa A:, C: giống MS DOS hay MS Windows -Đối với MS DOS, trước tiên phải phân hoạch ổ đĩa chương trình FDISK, để báo cho ổ đĩa biết tách nhỏ Sau đó, dùng lệnh Format để xác lập phân hoạch dùng DOS, gọi ổ đĩa (như ổ đĩa C:, E:) -Đối với Linux, phải phân hoạch ổ đĩa vật lý để chia nhỏ Sau đó, dùng chương trình mke2fs để định dạng phân hoạch, mà Linux gọi hệ thống tập tin (File System) Người dùng làm việc với ổ đĩa, thứ diễn tả theo dạng thư mục ổ đĩa Do phải có thư mục gốc để ráp nối thứ, kí hiệu / 3.2./ CẤU TRÚC THƯ MỤC Phân loại thư mục Có cách để phân loại kiểu thư mục: + Loại thư mục dùng chung (chia sẻ được) không dùng chung (không chia sẻ được) + Loại thư mục tĩnh (static) loại thư mục thay đổi (variable) Các thư mục dùng chung thư mục dùng chung nhiều máy tính Chúng kết gán (mount) thông qua mạng sử dụng thư mục cục máy tính Ngược lại, thư mục không dùng chung loại thư mục sử dụng máy tính cục bộ, khơng chia sẻ Thư mục tĩnh (static) loại thư mục chứa file nhị phân, file khả thi, thư viện, chí tài liệu có người quản trị hệ thống thay đổi nội dung chúng Ngược lại thư mục thay đổi (variable) thư mục mà nội dung chúng thay đổi ai, chương trình (miễn có quyền) mà khơng thiết người quản trị Ví dụ : Tĩnh Dùng chung /usr Khơng dùng chung /boot Thay đổi /opt /var/mail /var/run /etc /var/run /var/spool/news /var/lock Cấu trúc thư mục Mục đích Hệ thống file gốc hệ thống file mà hệ điều hành kết gán làm việc Nó phải thực việc khởi động hệ thống, lưu trữ, phục hồi hệ thống có cố, chứa điểm kết gán tới hệ thống file khác Theo nghĩa đó, hệ thống file gốc cần phải chứa chương trình, tiện ích khởi động hệ thống (hoặc điểm kết gán tới hệ thống file khác chứa liệu đó), ngồi tiện ích thao tác với file, thư Edited by Duc Long – Feb, 2005 82 mục, chương trình back up phục hồi liệu Tuy nhiên, hệ thống file gốc quan trọng nên người ta có xu hướng giữ nhỏ gọn tốt, thời điểm cần thiết NỘI DUNG THƯ MỤC GỐC Gồm thư mục sau: Thư mục /bin /boot /dev /etc /lib /mnt /opt /sbin /tmp /usr /var /home /root Mơ tả Các chương trình quan trọng, cốt lõi hệ thống Các file khởi động hệ thống (kernel, thông tin module) Các file thiết bị Các file cấu hình hệ thống cục Các thư viện liên kết động cốt lõi hệ thống, module nhân Các điểm kết gán đến hệ thống file khác (mang tính tạm thời) Các chương trình dạng ađ-on (khơng thực tối cần thiết với hệ thống) Các chương trình dành cho người quản trị hệ thống Các file lưu trữ tạm thời Hệ thống file thứ hai Các file liệu hệ thống (thường xuyên cập nhật hệ thống vận hành) Thư mục chứa thư mục chủ người dùng hệ thống Thư mục chủ người quản trị tối cao hệ thống (tài khoản root) Thư mục /bin Thư mục chứa chương trình sử dụng quản trị hệ thống người dùng Nó bao gồm hệ vỏ, lệnh thao tác với file, thư mục tạo mới, chép, thay đổi thuộc tính, xố/di chuyển Thơng thường nằm hệ thống file gốc, khơng có thư mục Thư mục /boot Thư mục chứa tất liệu liên quan đến tiến trình khởi động hệ thống trừ file cấu hình Bao gồm nhân hệ điều hành, file liệu nhân trình nạp hệ điều hành sử dụng, boot sector master boot record Thư mục /dev Thư mục /dev chứa file thiết bị hệ thống, bao gồm giao diện tới thiết bị phần cứng hệ thống Nó chứa tiện ích MAKEDEV để tạo file thiết bị Thư mục /etc Hầu tất file cấu hình hệ thống lưu trữ đây, đơi cịn chứa thư mục cho nhiều file cấu hình chương trình Nó phải chứa số file quan trọng hệ thống fstab, hosts, inittab, mtab, ld.so.conf Thư mục /lib Là thư mục chứa thư viện liên kết động tối quan trọng hệ thống, chúng sử dụng tất chương trình hệ thống có dùng thư viện chia sẻ Ngồi module nhân nạp vào nhớ cần thiết Thư mục /opt Đây thư mục không bắt buộc phải có hệ thống, nơi phần mềm ađ-on cài đặt, có tính chất tạm thời, thử nghiệm, file cấu hình lưu /etc/opt, liệu lưu /var/opt Edited by Duc Long – Feb, 2005 83 Thư mục /sbin Chứa chương trình dành riêng cho nhà quản trị hệ thống phân vùng đĩa cứng, kiểm tra hệ thống file, chương trình đăng nhập hệ thống, cấu hình mạng, tắt hệ thống Thư mục /home Toàn liệu người dùng hệ thống lưu trữ đây, thông thường người có thư mục riêng họ tồn quyền truy xuất thư mục Thư mục /root Cũng người dùng khác hệ thống, tài khoản root dành cho người quản trị tối cao có thư mục làm việc riêng, khơng nằm thư mục /home Thư mục /tmp Xu hướng gần đây, nhiều chương trình sử dụng file tạm thời trình làm việc, hệ thống cần phải có thư mục mà tất chương trình hệ thống có quyền đọc ghi Thuộc tính thư mục /tmp ln ln nên đọc/ghi/thực thi cho tất người dùng Thư mục /usr Được coi hệ thống thư mục thứ hai, thơng thường chứa chương trình, liệu tính dùng chung tồn hệ thống Với hệ thống lớn, thư mục thường điểm kết gán tới hệ thống file khác Chứa cấu trúc thư mục sau: /usr bin include lib sbin share local Chứa hầu hết lệnh mà người dùng sử dụng Các file tiêu đề (header file *.h) chương trình biên dịch C sử dụng Các thư viện dùng chung chương trình lưu trữ /usr/bin Các chương trình người quản trị sử dụng khơng quan trọng với hệ thống Các liệu không phụ thuộc vào tảng hệ thống tài liệu, trang trợ giúp trực tuyến, liệu tĩnh chương trình Là nhánh con, chứa cấu trúc thư mục giống /usr Các chương trình mà nhà quản trị hệ thống thấy không cần thiết đưa vào thư mục /usr lý an tồn thử nghiệm đặt Đây thư mục khơng dùng chung máy tính khác, có ý nghĩa với người dùng hệ thống cục Edited by Duc Long – Feb, 2005 84 Thư mục /var Đây thư mục thay đổi nhiều toàn hệ thống thời gian vận hành Với hệ thống lớn, thường lưu trữ hệ thống file riêng /var cache lib local lock log run spool tmp Thông tin số chương trình lưu trữ vào thư mục này, có tác dụng đệm liệu dùng chung cho nhiều máy tính chương trình khác (chẳng hạn proxy server hay web server) Nơi lưu trữ liệu cập nhật hơn, chẳng hạn sở liệu hệ thống DNS, NIS hay số hệ quản trị sở liệu MySQL, PostgreSQL Dữ liệu chương trình thư mục /usr/local lưu trữ Các file mà chương trình hệ thống muốn khoá lại thường copy lưu trữ Thơng tin tồn q trình hoạt động hệ thống từ lúc khởi động tắt máy tính thường chương trình deamon lưu lại file Một số chương trình, tiến trình (deamon) hệ thống thường lưu trữ liệu hoạt động liên quan đến quản lý tiến trình (số hiệu tiến trình, số hiệu nhóm tiến trình ) Dữ liệu chuẩn bị chuyển sang máy tính khác thiết bị ngoại vi thư điện tử, in đưa vào hàng đợi nằm thư mục Thông thường liên kết trỏ đến /tmp, lưu trữ liệu tạm thời trình khởi động lại hệ thống 4/ LÀM QUEN VỚI LINUX 4.1./ BẮT ĐẦU PHIÊN LÀM VIỆC: Khi bắt đầu bật máy tính (terminal), hình xuất thơng báo: Linux login: Trên Linux, người sử dụng phải có tài khoảng (account) riêng có quyền làm mà tài khoản phép Khi có tài khoản, nhập vào tài khoản, hình xuất tiếp: Password: Nhập mật tương ứng với tài khoản đăng nhập nhấn phím Enter để xác nhận Nếu tài khoản mật đăng nhập hình thơng báo như: [long@may10 longld] $ Đây dấu nhắc trình điều khiển dòng lệnh 4.2./ KẾT THÚC PHIÊN LÀM VIỆC: Gõ lệnh: $ exit 4.3./ CÚ PHÁP CƠ BẢN CỦA MỘT DÒNG LỆNH TRÊN LINUX: $ [ tùy chọn] [đối số 1] [đối số 2] … [đối số n] Ví dụ: $ cd /usr/bin chuyển vào thư mục usr/bin $ ls /home xem thư mục home $ rm bt* xóa tập tin có tên bắt đầu bt Edited by Duc Long – Feb, 2005 85 ... Long – Feb, 2005 Tài liệu tham khảo : Giáo trình tin học đại cương I, II GS.TS Hoàng Kiếm - NXB Giáo dục, 1998 Ngơn ngữ lập trình Pascal Qch Tuấn Ngọc - NXB Giáo dục, 1996 Cấu tạo nguyên lý hoạt... http://www.soft32.com/index- 1-8 - 0-1 -4 .html Thư viện đại học quốc gia: http://www.vnulib.edu.vn/e-resources/ Trang thông tin HCM: http://www.hochiminhcity.gov.vn/ Một số tài liệu tham khảo đĩa Cd: PC World 2000, Tin Học. .. a-1 Định nghĩa : Biểu diễn số N hệ số a, ký hiệu Na, a số tự nhiên lớn 1, Na = bnbn-1 b1b0b-1b-2 b-m số N có giá trị : N=bn x an + bn-1 x an-1+ + b1 x a1 + b0 x a0+ b-1x a-1 + b-2 x a-2 + + b-m