Tài liệu về máy tính

Máy tính Biên tập bởi: Vien CNTT – DHQG Hanoi Máy tính Biên tập bởi: Vien CNTT – DHQG Hanoi Các tác giả: Vien CNTT – DHQG Hanoi Phiên bản trực tuyến: http://voer.edu.vn/c/0deabc24 MỤC LỤC 1. Máy tính là gì ? 2. Lịch sử máy tính 3. Đặc tính kỹ thuật 4. Các khả năng và hạn chế của máy tính 5. Phần cứng và phần mềm 6. Số học máy tính 7. Máy tính lớn (mainframe) và máy tính mini và máy vi tính 8. Các thiết bị nhập, xuất và lưu trữ bên ngoài 9. Chương trình và ngôn ngữ lập trình chương trình và ngôn ngữ lập trình 10. Hệ điều hành và quá trình khởi động máy tính pc 11. Virus máy tính 12. Các mạng máy tính 13. Máy tính trong cuộc sống chúng ta Tham gia đóng góp 1/29 Máy tính là gì ? • Máy tính là cỗ máy gồm một mạng mạch các điện tủ phức tạp điều hành các công tắc hay thực hiện từ hoá các lõi kim loại nhỏ xíu. Công tắc cũng như lõi từ, chỉ có khả năng ở một trong hai trạng thái: tắt hay mở, từ hoá hay bị khử từ. Máy tính có khả năng thao tác hay lưu trữ các con số, mẫu tự và ký tự. Ý niệm cơ bản về máy tính là ta có thể khiến máy thực hiện những điều mình muốn bằng các đưa vào các tín hiệu để mở công tắc này, tắt công tắc kia, hoặc từ hoá hay khử từ các lõi từ. • Công việc cơ bản của máy tính là xử lý thông tin. Vì lý do này, máy tính có thể được định nghĩa như là thiết bị tiếp nhận thông tin dưới hình thức các chỉ thị được gọi là chương trình và các ký tự được gọi là dữ liệu, thực hiện những phép tính logic (phép AND/OR) toán học về thông tin, rồi cho kết quả. Chương trình, hay một phần chương trình, ra lệnh cho máy tính những điều cần thực hiện trên dữ liệu chứa đựng thông tin cần được giải quyết. Dữ liệu được lưu vào máy tính tại một nơi gọi là bộ nhớ. • Người ta cho rằng máy tính có nhiều năng lực siêu phàm nhưng tất cả máy tính dù lớn hay nhỏ đều có ba khả năng cơ bản. Trước hết máy tính có các mạch để thực hiện những phép tính số học như cộng, trừ, nhân, chia và luỹ thừa. Thứ đến, máy tính có phương tiện giao tiếp với người sử dụng. Sau cùng, nếu ta không đưa thông tin vào máy tính và nhận lại kết quả thì máy tính chẳng có tác dụng gì. Tuy nhiên, một số máy tính nhất định ( thông thường là máy tính mini và máy vi tính ) được dùng để điều khiển trực tiếp những thiết bị khác như người máy, hệ điều hành không lưu, thiết bị y khoa v.v… • Một số phương pháp thông thường nhất để nhập thông tin là sử dụng thẻ (card) đục lỗ, băng từ, đĩa Để xuất thông tin ra ngoài, hai thiết bị thường được sử dụng là máy in để in kết quả lên giấy, hoặc màn hình hiển thị hình ảnh hoạt động giống như màn hình tivi. • Máy tính có thể đưa ra quyết định nhưng các loại quyết định do máy tính đưa ra không thuộc loại câu hỏi: • “ Ai là kẻ thắng trận giữa hai quốc gia ?" hay “ Ai là người giàu nhất thế giới ?". • Máy tính chỉ quyết định được ba điều đó là: • "Có phải số này nhỏ hơn số kia không?" "Hai số này bằng nhau không?" và "Số này lớn hơn số kia không?" • Máy tính có thể giải hàng loạt bài toán và thực hiện hàng trăm, thậm chí hàng ngàn quyết định hợp lý mà không mệt mỏi hay buồn chán. Nó có thể tìm giải đáp cho một bài toán trong khoảng thời gian ngắn hơn hàng ngàn lần so với thời gian con người cần phải thực hiện để giải bài toán này. Máy tính có thể thay thế con người trong những công việc buồn tẻ hàng ngày, nhưng nó không có tính sáng tạo vì nó chỉ hoạt động dựa theo các chỉ thị và không thể thực hiện 2/29 sự phán đoán nào có giá trị. Máy tính không làm được gì trừ khi con người cho biết công việc của nó cần làm và đưa vào máy tính thông tin phù hợp; nhưng do các rung động điện tử có thể chuyển động với tốc độ ánh sáng, nên máy tính có thể thực hiện gần như lập tức vô số phép tính logic – số học. Một người có thể làm được mọi công việc mà máy tính có thể làm nhưng trong nhiều trường hợp, người đó có lẽ sẽ chết từ lâu trước khi công việc được hoàn thành. 3/29 Lịch sử máy tính • Chúng ta hãy xem qua lịch sử của máy tính. Dụng cụ tính toán đầu tiên được sử dụng là 10 ngón tay của con người. Đây là lý do tại sao đến nay chúng ta vẫn đếm đến mười và các bội số của mười. Sau đó bàn tính được phát minh, một khung có hột tròn từ trái sang phải. Mãi đến thế kỷ thứ 16 người ta vẫn tiếp tục sử dụng một số loại bàn tính, và nó còn đang được sử dụng tại một số nơi trên thế giới vì người ta có thể sử dụng được mà không cần biết đọc. • Suốt thế kỷ 17 và 18 nhiều người đã cố tìm ra phương pháp tính toán dễ dàng. J.Napier, người Xcôt-len, sáng tạo một phương pháp nhân chia cơ học, và đó chính là phương thức hoạt động của thước lô-ga hiện đại. Henry Briggs đã dùng ý tưởng của Napier để phát minh bảng lôgarít mà hiện nay tất cả các nhà toán học sử dụng. • Máy tính đầu tiên thật sự xuất hiện năm 1820 là kết quả thí nghiệm của nhiều người.Loại máy này, giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian và giảm khả năng sai sót. Đến năm 1830, Charles Babbage, người Anh, thiết kế một cỗ máy gọi là “động cơ phân tích”. Máy này, được Babbage trưng bày tại triển lãm Paris năm 1885, là một cố gắng tách hẳn vai trò của con người ra khỏi máy, ngoại trừ cung cấp cho máy những dữ kiện cần thiết về bài toán phải giải. Ông đã chẳng bao giờ hoàn thành công trình của mình, nhưng nhiều ý tưởng của ông trở thành cơ sở cho việc hình thành máy tính ngày nay. • Năm 1930, máy tính tương tự do một người Mỹ tên Vannevar Bush chế tạo. Thiết bị này được sử dụng trong Thế chiến thứ II để trợ ngắm súng. Mark I là tên đặt cho máy tính kỹ thuật số đầu tiên được hoàn tất vào năm 1944. Chịu trách nhiệm về phát minh này là Giáo sư Howard Aiken và một số người của hãng IBM. Đây là máy đầu tiên có thể giải hàng loạt bài toán với một tốc độ rất nhanh. Năm 1946, hai kỹ sư tại đại học Pennsylvania, J.Eckert và J.Mauchly, chế tạo máy tính kỹ thuật số đầu tiên sử dụng các bộ phận gọi là ống chân không. Họ đặt tên phát minh mới của mình là ENIAC. Một tiến bộ quan trọng khác về máy tính xuất hiện năm 1947, khi John Von Newmann triển khai ý tưởng lưu chỉ thị dùng cho máy tính vào trong bộ nhớ của máy. Thế hệ máy tính đầu tiên dùng ống chân không ra đời năm 1950. UNIVAC I là ví dụ về loại máy tính này, nó có thể thực hiên hàng ngàn phép tính trong một giây. Năm 1960 thế hệ máy tính thứ hai được phát triển, có khả năng thực hiện nhanh hơn mười lần so với thế hệ trước. Lý do của sự vượt bậc về tốc độ này là việc sử dụng bóng bán dẫn (transitor) thay cho đèn ống chân không. Máy tính thế hệ thứ hai nhỏ hơn, nhanh hơn và đáng tin cậy hơn máy tính thế hệ đầu tiên. Máy tính thế hệ thứ ba xuất hiện trên thị trường năm 1965, có thể thực hiện một triệu phép tính trong một giây, nhiều gấp 1000 lần so với thế hệ máy tính thứ nhất. Không như máy tính thế hệ thứ hai, máy tính thế hệ thứ ba được đều khiển bằng mạch tích hợp nhỏ li ti, do đó chúng nhỏ hơn và đáng tin 4/29 cậy hơn. Hiện nay máy tính thế hệ thứ tư được thiết kế để kích thước ngày càng giảm và ít tiêu thụ điện năng. Điều này nhờ vào công nghệ vi hoá, nghĩa là các mạch nhỏ hơn nhiều so với trước, hiện nay cả ngàn mạch li ti được gắn khít trên một chíp đơn lẻ. Chip là một mạch silicon hình vuông hay hình chữ nhật, thông thường từ 1 / 10 đến ¼ inch, trên đó có nhiều lớp mạch tích hợp được ép hay khắc lên, sau đó được bọc bằng chất dẻo, bằng gốm hay kim loại. Máy tính thế hệ thứ tư có tốc độ nhanh gấp 50 lần so với thế hệ máy tính thứ ba và có thể hoàn thành khoảng 1.000.000 chỉ thị trong một giây. 5/29 Đặc tính kỹ thuật • Máy tính là máy được thiết kế để xử lý những mẫu tin đã được chuẩn bị sẵn gọi là dữ liệu. Việc điều khiển hay thao tác thông tin đã đưa vào máy tính bằng những phương pháp như tính toán, bổ sung hay so sánh thông tin, được gọi là xử lý. Máy tính được cấu thành từ hàng triệu thiết bị điện tử có khả năng lưu trữ hay chuyển dữ liệu với tốc độ rất lớn qua các mạch phức tạp có chức năng khác nhau. • Thế nhưng tất cả máy tính đều có chung một số đặc tính, không kể đến việc chế tạo hay thiết kế. Dữ liệu được đưa vào máy gồm chỉ thị và số liệu sau đó máy thực hiện xử lý và cho kết quả. Bộ phận đưa dữ liệu vào máy tính gọi là thiết bị nhập (input); bộ phận tính toán bên trong gọi là bộ xử lý (processing); và kết quả được đưa ra cho người sử dụng nhờ thiết bị nhập. Ba khái niệm cơ bản về nhập dữ liệu, xử lý dữ liệu và xuất dữ lịêu có thể lấy dẫn chứng từ nhiều lãnh vực của cuộc sống con người, dù là khi đang làm việc hay chơi đùa cũng thế. Ví dụ trong sản xuất quần áo, đầu nhập là vải được cắt, xử lý là ráp và may, và đầu xuất là quần áo hoàn chỉnh. Hình 3.1 • Hình 3.1 mô tả các bộ phận cơ bản cấu thành phần cứng trong hệ thống máy tính dưới dạng sơ đồ. Bộ xử lý hay thường gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU- Central Processing Unit). Thuật ngữ “ máy tính” bao gồm tất cả các bộ phận phần cứng. Khi cần lưu trữ dữ liệu trong thời gian thực hiện xử lý, dữ liệu được lưu vào thiết bị lưu trữ. • Máy tính thường được nhìn theo khía cạnh có khả năng thực hiện các phép cộng cực nhanh, nhưng đó là cách nhìn rất hạn hẹp về chức năng của chúng. Mặc dù máy tính chỉ có thể phản hồi một số chỉ thị nhất định, nhưng nó không phải là một cỗ máy đơn năng vì những chỉ thị này có thể được kết hợp thành vô số chỉ thị khác. Do vậy, máy tính không bị giới hạn ở loại công việc mà nó có thể được thực hiện; khả năng của máy chỉ bị giới hạn bởi trí tưởng tượng của người sử dụng. 6/29 Vào cuối những năm 1950 và 1960, khi máy tính điện tử - loại mà ngày nay bạn thường sử dụng – đang trên đà phát triển, mua và vận hành chúng rất đắt tiền. Hơn nữa cần một số nhân viên phụ trợ chuyên ngành mới giúp cho máy vận hành được. Hiện nay, điều này đã thay đổi, máy tính có thể xách tay, gọn hơn và rẻ tiền hơn. Chỉ trong một thời gian rất ngắn, máy tính đã thay đổi cách thực hiện nhiều loại công việc một cách đáng kể. Máy có thể loại bỏ nhiều công việc nhàm chán khỏi cuộc sống của chúng ta, do đó chúng ta có nhiều thời gian hơn dành cho hứng thú và sáng tạo. Điều hấp dẫn là máy tính đã tạo ra những lãnh vực mới, công việc mới chưa từng tồn tại trước khi máy tính phát triển như mua bán qua mạng máy tính, học tập từ xa, diễn đàn khoa học toàn cầu, thử nghiệm sản phẩm thiết kế qua môi trường ảo, 7/29 Các khả năng và hạn chế của máy tính • Như mọi loại máy móc, máy tính cần được chỉ đạo và điều khiển để thực hiện công việc thành công. Ngay cả máy tính vi phức tạp nhất, cho dù có nhiều khả năng đến đâu đi chăng nữa, cũng phải được nạp chỉ thị thì mới biết việc cần làm. Người sử dụng không thể hiểu thấu đáo ích lợi của máy tính cho đến khi biết được những khả năng và hạn chế của nó. • Trước hết ta phải nhận thức rằng máy tính có khả năng thực hiện các hoạt động trùng lặp. Máy tính thực hiện những hoạt động tương tự hàng ngàn lần không biết chán, mỏi mệt và thậm chí không hề bất cẩn. • Thứ hai, máy tính có thể xử lý thông tin với mức độ cực nhanh. Ví dụ: máy tính hiện đại có thể giải các cấp toán số học nhanh hơn hàng triệu lần so với một nhà toán học thiên tài. Tốc độ thực hiện những phép tính cho quyết định có thể so sánh với tốc độ thi hành phép tính số học, tuy nhiên những hoạt động nhập - xuất có liên quan chuyển động cơ học do vậy đòi hỏi nhiều thời gian hơn. Trên một hệ thống máy tính điển hình, thẻ từ được đọc với tốc độ trung bình 1000 thẻ mỗi phút và khoảng 1.000 dòng được in ra với tốc độ tương tự. • Thứ ba, máy tính có thể được lập chương trình để tính toán trả lời với bất kỳ mức chính xác nào do lập trình viên quy định. Vì máy tính là thiết bị nhân tạo nên đôi khi chúng vẫn bị trục trặc hay hỏng hóc và cần được sửa chữa. Tuy nhiên, trong hầu hết trường hợp, máy tính sai là do lỗi con người chứ hoàn toàn không phải do máy. • Thứ tư, máy tính đa năng có thể được lập chương trình để giải nhiều dạng bài toán khác nhau do tính linh hoạt của chúng. Một trong những lý do quan trọng nhất về việc tại sao ngày nay máy tính được sử dụng rộng rãi là hầu như mỗi bài toán lớn đều có thể được giải bằng cách giải một số bài toán nhỏ - từng bài toán một. • Cuối cùng, máy tính không giống như con người, nó không có trực giác. Một người có thể bất chợt tìn ra lời giải cho một vấn đề mà không cần tính toán quá nhiều chi tiết, trong khi máy tính chỉ có thể tiến hành theo các chỉ thị đã được lập trình. 8/29 [...]... máy tính nhỏ muốn thực hiện một động tác cụ thể nào đó phải thi hành qua nhiều chỉ thị còn máy tính lớn chỉ cần một chỉ thị là đã hoàn thành động tác • Máy tính lớn có hai loại: máy tính kỹ thuật số và máy tính tương tự Máy tính kỹ thuật số, hay thường được biết đến với cái tên máy tính đa năng, chiếm khoảng 90% số lượng máy tính lớn đang sử dụng hiện nay Sở dĩ nó mang tên kỹ thuật số là bởi vì dữ liệu. .. 13/29 Máy tính lớn (mainframe) và máy tính mini và máy vi tính • Những hệ thống máy tính lớn có thể được tìm thấy tại nơi cần xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ như ngân hàng, trạm khí tượng thủy văn, trạm điều hành các chuyến bay vũ trụ, Những cỗ máy mạnh mẽ này sử dụng đồng thời nhiều bộ nhớ có tốc độ rất cao Máy tính lớn có tập hợp chỉ thị phức tạp hơn để thực hiện xử lý dữ liệu nhanh chóng hơn Khi máy. .. Virus máy tính • Một virus máy tính là một chương trình thâm nhập bất hợp pháp vào hệ thống chương trình trên máy tính của bạn Một trong những đặc điểm của virus máy tính để phân biệt với các chương trình khác là khả năng tự sao chép bản thân nó vì thế mà nó thể thực hiện lây lan đến các máy tính khác qua con đường sao chép và chuyển đi bằng đĩa mềm hay sao chép qua mạng máy tính • Một virus máy tính. .. Thông thường, các tập hợp lệnh của máy vi tính hơi có phần đơn giản và kém linh hoạt hơn máy tính mini, và chậm hơn rất nhiều Giá cả cực thấp của máy vi tính đã mở ra những kỷ nguyên hoàn toàn mới của lĩnh vực ứng dụng máy tính Do giá rẻ không ngờ, hiện nay đã có thể dùng chỉ một phần nhỏ khả năng của máy tính trong một ứng dụng hệ thống cụ thể mà vẫn có lợi về mặt tài chính vượt xa bất kỳ các hình... nào mà trước đây máy tính tương tự đã từng làm Hơn nữa, nó lại rất dễ lập trình, đồng thời vận hành với giá rẻ hơn Giờ đây người ta đã sản xuất một dạng hệ thống máy tính khoa học mới gọi là máy tính lai, kết quả hợp cả hai loại máy tính nói trên thành một • Cho đến giữa thập kỷ 60, máy tính kỹ thuật số rất cồng kềnh và đắt tiền Thế nhưng, điều mà người sử dụng thực sự cần đến là máy tính có công suất... cầu đi theo sản phẩm mới được xem là đúng luật pháp 23/29 Các mạng máy tính • Các máy tính cần có sự kết nối với nhau đó ý tưởng xuất hiện ngay từ thời kỳ đầu tiên của máy tính PC Sức mạnh của máy tính được nhân lên hàng nghìn lần khi được nối kết chính vì thế mà mạng máy tính không thể thiếu trong các công sở, trường học Nếu có mạng máy tính thì chúng ta không cần phải sao chép những tệp văn bản lên... liệu đưa vào máy được cấu thành từ một dãy số theo hệ cơ số 2 (là số 0 hoặc số 1) Máy tính kỹ thuật số giống như một cỗ máy tính tiền khổng lồ ở chỗ nó có thể thực hiện tính toán theo từng bước, bước này tiếp đến bước kia với tốc độ ghê gớm và độ chính xác cao Việc lập trình máy tính kỹ thuật số hiện trở nên thông dụng nhất trong xử lý dữ liệu điện tử nhằm mục đích kinh doanh và thống kê Máy tính tương... các chi tiết bên trong máy tính được chế tạo bằng cách thức nào, được lắp ráp ra sao Thế nhưng không thể bỏ qua những chức năng mà máy tính hỗ trợ và sử dụng các chức năng đó ra sao để đạt hiệu quả tốt nhất tương xứng với số tiền đã được chi Vậy câu hỏi về quá trình khởi động máy tính PC sẽ được nhiều người đặt ra? • Ngay sau khi bật nguồn điện cho máy tính, điều gì sẽ xảy ra? Máy tính bắt đầu thực hiện... hiện tính toán một cách liên tục Máy tính tương tự chủ yếu được dùng để giải các bài toán có liên quan đến phép đo lường Nó có thể mô phỏng, hoặc bắt chước những kiểu đo lường khác nhau bằng phương tiện điện tử Cả hai loại máy tính – máy tính kỹ thuật số và máy tính tương tự - đều được cấu thành từ các linh kiện điện tử nhiều đến mức phải cần đến một căn phòng lớn mới chứa hết chúng Ngày nay, máy tính. .. vốn được xem là máy tính Phần mềm là các chương trình điều khiển và phối hợp hoạt động của phần cứng máy tính để thực hiện tiến trình xử lý dữ liệu • Có thể chia phần mềm máy tính thành hai nhóm lớn: phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng Phần mềm hệ thống phải được cài đặt trên tất cả các máy tính để liên kết và điều khiển phần cứng Phần mềm ứng dụng có thể được nhà cung cấp máy tính bán cùng với . Máy tính là gì ? 2. Lịch sử máy tính 3. Đặc tính kỹ thuật 4. Các khả năng và hạn chế của máy tính 5. Phần cứng và phần mềm 6. Số học máy tính 7. Máy tính lớn (mainframe) và máy tính mini và máy. máy tính lớn chỉ cần một chỉ thị là đã hoàn thành động tác. • Máy tính lớn có hai loại: máy tính kỹ thuật số và máy tính tương tự. Máy tính kỹ thuật số, hay thường được biết đến với cái tên máy. khởi động máy tính pc 11. Virus máy tính 12. Các mạng máy tính 13. Máy tính trong cuộc sống chúng ta Tham gia đóng góp 1/29 Máy tính là gì ? • Máy tính là cỗ máy gồm một mạng mạch các điện tủ phức