Tin đại cương - Chuyên

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA TIN HỌC    GIÁO TRÌNH TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG (Cho các lớp chuyên tin) Biên soạn: Đinh thị Đông Phương Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học Đà Nẵng, 2005 2 Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học MỤC LỤC Chương 1: MÁY TÍNH VÀ BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH 4 1. Thông tin và tin học .4 2. Lịch sử máy tính .4 3. Phân loại máy tính .4 4. Hệ đếm .5 5. Biểu diễn thông tin trong máy tính 7 6. Giải bài toán trên máy tính .11 Chương 2: CẤU TRÚC MÁY TÍNH .23 1. Máy tính là gì? 23 2. Mô hình cấu trúc cơ bản của một máy vi tính 24 3. Central Processing Unit (CPU) .24 4. Computer Memory 25 5. Computer Bus .25 6. Thiết bị ngoại vi 26 7. Phần mềm máy tính .27 Chương 3: HỆ ĐIỀU HÀNH WINDOWS 28 1. Khái niệm hệ điều hành .28 2. Phân loại hệ điều hành 28 3. Microsoft Windows .29 Chương 4: MẠNG VÀ INTERNET .37 1. Mạng máy tính 37 2. Internet 37 Chương 5: SOẠN THẢO VĂN BẢN BẰNG MS WORD .39 1. Giới thiệu chung .39 2. Các thao tác cơ bản trên tập tin văn bản 40 3. Soạn thảo tài liệu 41 4. Định dạng văn bản .52 5. Phân cột – Lập bảng 57 6. In tài liệu .61 Chương 6. MICROSOFT EXCEL .64 1. Giới thiệu Excel 64 2. Thao tác cơ bản với book 65 3.Khái niệm cơ bản 66 4. Các thao tác đối với Sheet .68 5. Các thao tác đối với hàng, cột và cell .70 6. Các kiểu dữ liệu của excel .72 7. Tính toán trong excel .78 8. Quản trị dữ liệu 86 PHỤ LỤC 91 3 Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học Chương 1: MÁY TÍNH VÀ BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH 1. Thông tin và tin học Dữ liệu (Data) chưa mang lại hiểu biết về đối tượng Thông tin (Information): dữ liệu sau khi được xử lý, cho ta hiểu biết về đối tượng Ví dụ: - Ảnh mây vệ tinh: Dữ liệu - Bản tin dự báo thời tiết: Thông tin Tin học: Là ngành khoa học nghiên cứu các vấn đề thu thập và xử lý dữ liệu để có được thông tin mong muốn, sử dụng máy tính như một công cụ hỗ trợ chính. 2. Lịch sử máy tính Chúng ta có thể điểm qua một số mốc chính và các tên tuổi trong tiến trình phát triển của máy tính: • 1937, Turing, khái niệm về các con số tính toán và máy Turing. • 1943-1946, ENIAC o Máy tính điện tử đa chức năng đầu tiên. o J.Mauchly & J.Presper Eckert. • 1945, John Von Neumann đưa ra khái niệm về chương trình được lưu trữ. • 1952, Neumann IAS parallel-bit machine. • 1945 – 1954, thế hệ 1 (first generation) o Bóng đèn chân không (vacuum tube) o Bìa đục lỗ o ENIAC: 30 tấn, 18.000 bóng đèn, 100.000 phép tính/giây. • 1955-1964, thế hệ 2 o Transitor o Intel transitor processor • 1965-1974, thế hệ 3 o Mạch tích hợp (Intergrated Circuit – IC) • 1975, Thế hệ 4 o LSI (Large Scale Integration), VLSI (Very LSI), ULSI (Ultra LSI). 3. Phân loại máy tính Tùy theo hình thức và mục đích sử dụng máy tính có thể được phân thành các loại như sau: • Personal Computer (PC)/Microcomputer: Máy tính cá nhân, máy vi tính • Minicomputer o Nhanh hơn PC 3-10 lần • Mainframe o Nhanh hơn PC 10-40 lần • Supercomputer: Siêu máy tính o Nhanh hơn PC 50-1.500 lần o Phục vụ nghiên cứu là chính o VD: Earth Simulator (NEC, 5104 CPUs, 35.600 GF). • Laptop Computer: Máy tính xách tay. • Handheld Computer: Pocket PC, Palm, Mobile devices. 4 Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học 4. Hệ đếm 4.1. Khái niệm Hệ đếm là hệ thống ký hiệu sử dụng để đếm (biểu diễn thông tin số). Cơ số là số lượng ký hiệu trong hệ đếm. Ví dụ: hệ đếm cơ số 10 10 ký hiệu (cơ số 10) : 0 9. 123789 là một số trong hệ 10. Hệ đếm cơ số a có a ký hiệu. 4.2. Hệ đếm cơ số 10 Hệ đếm cơ số 10 sử dụng 10 ký hiệu: 0,1,2,…,9 a n a n-1 …a 0 = a n .10 n + a n-1 .10 n-1 +…+ a 0 .10 0 Ví dụ: 123 = 1.10 2 + 2.10 1 +3.10 0 Ta viết một số trong hệ đếm cơ số 10 ví dụ số “2005” là 2005 hoặc 2005 10 4.3. Hệ đếm cơ số a bất kỳ Sử dụng a ký hiệu để biểu diễn. - Ký hiệu có giá trị nhỏ nhất là ‘0’ - Ký hiệu có giá trị lớn nhất là ‘a-1’ Một số N trong hệ cơ số a ký hiệu N a và: Được biểu diến: N a = b n b n-1 …b 1 b 0 b -1 …b -m Giá trị của N: b n .a n + b n-1 .a n-1 + … + b 1 .a 1 + b 0 .a 0 + b -1 .a -1 +… +b -m .a -m . Ở đây các chử số ở phần thập phân được đánh số âm (-1,-2,…,-m). 4.4. Hệ đếm cơ số 2 Hệ đếm cơ số 2 hay hệ nhị phân (Binary) sử dụng 2 ký hiệu 0 và 1 để biểu diễn các số. Hệ đếm này được sử dụng để biểu diễn thông tin trong máy tính vì Các linh kiện điện tử chỉ có hai trạng thái: - Đóng hoặc mở (công tắc). - Có điện hoặc không có điện. Do đó chỉ cần sử dụng 2 ký hiệu để biểu diễn Một số nhị phân ‘0’, hoặc ‘1’ tương ứng với một BIT (BInary digiT). Ta viết số nhị phân như sau: 1001 2 hoặc 1001 B 4.4.1. Chuyển từ hệ 2 sang hệ 10 Để chuyển các số từ hệ 2 sang hệ 10 ta áp dụng quy tắc biểu diễn số ở cơ số 2 ở trên: (a n a n-1 …a 0 ) B = a n .2 n + a n-1 .2 n-1 +…+ a 0 .2 0 Ví dụ: 0 B = 0; 10 B = 2 1001 B = 1.2 3 + 0.2 2 +0.2 1 + 1.2 0 = 9 4.4.2. Chuyển từ hệ 10 sang hệ 2 Ta có quy tắc chuyển một số từ hệ 10 sang hệ 2 như sau: - Gọi D = số cần chuyển - Chia D (chia nguyên) liên tục cho 2 cho tới khi kết quả phép chia = 0 - Lấy phần dư các lần chia viết theo thứ tự ngược lại. Như ví dụ trên số 11 10 sẽ tương ứng với số 1011 B 5 Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học 4.4.3. Chuyển đổi số lẻ thập phân từ hệ 10 sang hệ 2 Để chuyển đổi các số có phần lẻ thập phân (Ví dụ: 12,73) ta có quy tắc sau: • Phần nguyên: - Chia liên tiếp cho 2. - Viết phần dư theo chiều ngược lại. • Phần thập phân - X = phần thập phân. - Nhân X với 2 ta có kết quả: Phần nguyên là một trong 2 số (0,1) Còn lại phần thập phân - Lặp lại từ bước đầu, đến khi muốn dừng hoặc kết quả=0. - Viết các phần nguyên theo đúng thứ tự được kết quả. 4.4.4. Các phép toán trên hệ cơ số 2 • Cộng hai số nhị phân Cộng có nhớ các cặp số cùng vị trí từ phải sang trái Bảng cộng: Ví dụ: 1010 B + 1111 B = 11001 B • Số bù hai (số âm) Số bù một: Đảo tất cả các bit của một số nhị phân ta được số bù một của nó. Lấy số bù một cộng 1 ta được số bù hai của số nhị phân ban đầu. Ví dụ: B = 1001 Bù một của B: 0110 Bù hai của B: 0111 • Trừ hai số nhị phân B1- B2 B2 + bù hai của B2 = 0 (lấy số chữ số = số chữ số của B2). Có thể coi bù hai của B2 là số đối của B2. B1 – B2 = B1 + bù hai của B2. • Nhân hai số nhị phân Nhân từ trái phải qua trái theo cách thông thường Ví dụ: 1011 x 101 = 110111 6 Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học • Chia hai số nhị phân Sau khi đã biết cách nhân, cộng, trừ các số nhị phân, ta có cách chia số nhị phân giống như trong số hệ 10. Ví dụ: 11101/101=101, dư 100. 4.4.5. Chuyển đổi hệ 16 và hệ 2 Một chữ số hệ 16 tương đương 4 BIT của hệ hai 1 H = 0001 B F H = 1111 B Xem bảng chuyển đổi các hệ • Chuyển đổi hệ 16 sang hệ 2 Căn cứ vào bảng chuyển đổi, thay thế 1 chữ số của số hệ 16 bằng 4 bit nhị phân. Ví dụ: A H = 1100 B 7 H = 0111 B A7 H = 1100 0111 B 5. Biểu diễn thông tin trong máy tính 5.1. Cách biểu diễn Thông tin trong máy tính biểu diễn dưới dạng nhị phân. Ví dụ: - 5 bit biểu diễn được 32 trạng thái 7 Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học - 5 bit có thể dùng để biểu biểu diễn 26 ký tự… 5.2. Đơn vị thông tin Ta sử dụng các đơn vị sau để định lượng thông tin BIT: Là đơn vị nhỏ nhất, chỉ nhận giá trị 0 hoặc 1 5.3. Mã hóa Dù thông tin lưu trữ ở đâu cũng cần có quy luật để hiểu nó do đó thông tin phải được mã hóa. Ví dụ: Mã SV: 20041021234 2004: Vào trường năm 2004 102: Mã ngành 1234: Số hiệu sinh viên Phòng: B209 (Nhà B - Tầng 2 - Phòng 09) Biển số xe,… Mã hoá phải thỏa mãn hai yêu cầu: “rõ ràng” và “đầy đủ” 5.3.1. Mã hóa trong máy tính Ta sử dụng số nhị phân để mã hóa thông tin trong máy tính. Ở đây độ lớn của mã = số bit sử dụng để mã hoá. Ví dụ: Sử dụng 5 bit để mã hoá chữ cái hoa A Z (26 chữ cái) 00000 ß A 00001 ß B … 11001 ß Z 11001 – 11111: chưa sử dụng 5.3.2. Biểu diễn kí tự a. Mã ASCII ASCII (American Standard Code for Information Interchange) bảng mã hóa ký tự của Mỹ sử dụng 8 bit để mã hoá các chữ cái. Mỗi chữ cái được gọi là một ký tự. Mã hoá được 2 8 = 256 ký tự. Các ký tự từ 0à31,127: Các ký tự điều khiển 32à126: Các ký tự thông thường 128à255: Các ký tự đặc biệt b. Mã Unicode Sử dụng nhiều hơn 8 bit để mã hoá ký tự. Với 2 Bytes Unicode có thể mã hoá được 216 = 65536 ký tự. Do đó bảng mã có thể mã hóa được hầu hết các chữ cái của các nước trên thế giới như: Việt Nam, Trung Quốc, Nga, Thái … 8 1Byte 8 BIT 1KB 2 10 Bytes = 1024 Bytes 1MB 1024 KB 1GB 1024 MB Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học 5.3.3 Biểu diễn số Số được biểu diễn ở dạng nhị phân. Có các phương pháp biểu diễn sau: a. Phương pháp dấu lượng (sign - magnitude) Theo cách biểu diễn này, bit cực trái được dùng làm bit dấu (1 là dấu + và 0 là dấu -) các bit còn lại biểu diễn độ lớn của số. Ví dụ: Với mẫu là 4 bit thì các số biểu diễn như sau: Mẫu bit Giá trị được biểu diễn 1111 7 1110 6 1101 5 1100 4 1011 3 1010 2 1001 1 1000 0 0111 -1 0110 -2 0101 -3 0100 -4 0011 -5 0010 -6 0001 -7 0000 -8 b. Phương pháp biểu diễn số bù 1 (one’s complement) Theo cách biểu diễn này vẫn dùng bit cực trái làm bit dấu nhưng với qui định có thay đổi là 0 cho số dương và 1 cho số âm. Ðể biểu diễn số n theo dạng bù 1 ta thực hiện các thao tác sau: biểu diễn dưới dạng nhị phân của trị tuyệt đối n theo mẫu k bit cố định cho trước. Nếu n < 0 thì đổi 1 thành 0 và ngược lại trong dãy số nhị phân. Ví dụ: - Với n = 5 dùng mẫu 4 bit thì biểu diễn theo phương pháp bù 1 là 0101 n = -5 dùng mẫu 4 bit thì biểu diễn theo phương pháp bù 1 là 1010 - Với n = 6 dùng mẫu 4 bit thì biểu diễn theo phương pháp bù 1 là 0110 n = -6 dùng mẫu 4 bit thì biểu diễn theo phương pháp bù 1 là 1001 - Nếu biểu diễn nhị phân của 6 là: 0110 thì -6 được biểu diễn theo bù 1 là: 1001 c. Phương pháp biểu diễn số bù 2 (two’s complement) Theo cách biểu diễn này vẫn sử dụng bit cực trái làm bit dấu giống như bù 1, nhưng có một số khác biệt khi đổi sang hệ nhị phân có dấu, các buớc thực hiện như sau: Biểu diễn dưới dạng nhị phân của trị tuyệt đối n theo mẫu k bit cố định cho trước. Nếu n < 0 thì bắt đầu từ phải qua trái giữ nguyên các bit cho đến khi gặp bit có giá trị là 1 đầu tiên, sau đó các bit tiếp theo bên trái bit 1 đầu tiên đó đổi 1 thành 0 và ngược lại. Ví dụ: Cho n = -6 thì biểu diễn nhị phân của trị tuyệt đối của n cho mẫu 4 bit là 0110 khi đó biểu diễn của số bù 2 cho -6 là 1010 Biểu diễn số bù 2 qua mẫu 4 bit 9 Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học Mẫu bit Giá trị được biểu diễn 0111 7 0110 6 0101 5 0100 4 0011 3 0010 2 0001 1 0000 0 1111 -1 1110 -2 1101 -3 1100 -4 1011 -5 1010 -6 1001 -7 1000 -8 ** Thực chất số biểu diễn dưới dạng bù 2 là số biểu diễn ở bù 1 sau đó ta cộng thêm 1. Ví dụ: Số -6 có biểu diễn bù 1 là 1001 nếu ta lấy số bù 1 này cộng thêm 1 thì kết quả là 1001 + 1 = 1010 đây chính là dạng bù 2 Hình vẽ sau sẽ minh hoạ biểu diễn số bù 2 cho số -6: nếu biểu diễn nhị phân của 6 là 0 1 1 0 thì biểu diễn số bù 1 của -6 sẽ là 1 0 0 1 cộng thêm 1 + 1 thì biểu diễn số bù 2 của -6 sẽ là = 1 0 1 0 d. Phép cộng khi số được biểu diễn ở bù 1 và bù 2 - Ðối với số dạng bù 1 khi thực hiện phép cộng ta vẫn thực hiện như phép toán tương ứng trên hệ nhị phân, nếu ở 2 bit cực trái khi thực hiện phép cộng mà phát sinh bit nhớ thì sẽ cộng nhớ vào kết quả. Ví dụ 1: -6 biểu diễn ở bù 1 với mẫu 4 bit là 1001 4 biểu diễn ở bù 1 với mẫu 4 bit là 0100 Kết quả phép cộng ở dạng bù 1 là 1101 (là biểu diễn của -2 ở bù 1) 10 [...]... a0 = a 3 b0 = b 4 i = 0 5 Nếu ai khác bi thì thực hiện các thao tác sau, ngược lại qua bước 7 5.1 Tăng i lên 1 5.2 Nếu ai-1 > bi-1 thì ai = ai-1 - bi-1 bi = bi-1 5.3 Ngược lại bi = bi-1 - ai-1 ai = ai-1 6 Trở lại bước 5 7 Ước số chung lớn nhất của a, b là ai 14 Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học 6.2 Các phương pháp biểu diễn thuật toán Khi chứng minh hoặc giải một bài toán trong toán học, ta thường dùng những... Đĩa CDROM: 200 - 700MB - Đĩa DVD: 2GB – 15GB 6.3 Các thiết bị ngoại vi khác - Máy in (printer): Xuất thông tin, dữ liệu ra giấy - Máy quét ảnh (scaner): Nhập dữ liệu bằng cách quét hình ảnh - Thiết bị quay số (điện thoại): Modem (Modulation-Demodulation) - Các thiết bị mạng: Network Inteface Card (NIC) Wireless Adapter - Bút điện tử (light pen) - Máy ảnh số, quay phim số (digital camera) - Optical Charater... toán số học: + ,-, *,/ - Các phép toán logic: NOT, AND, OR,… - Các phép so sánh… Dữ liệu tính toán là: - Số nguyên (integer) - Số dấu phảy tĩnh (fixed point number) - Số dấu phảy động (floating point number) Tập thanh ghi (Registers) 24 Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học Lưu trữ toán hạng, kết quả và các thông số khác trong quá trình tính toán của CPU Bao gồm: - Con trỏ chương trình (PC - Program Counter) Các... nguyên - Chương trình: hệ điều hành, chương trình ứng dụng,… - Dữ liệu: văn bản, âm thanh, hình ảnh,… Được kết nối với máy tính dưới dạng thiết bị vào ra Có các loại bộ nhớ ngoài - Băng từ (magnetic tape) - Đĩa từ (magnetic disk): đĩa mềm, đĩa cứng - Đĩa quang (optical disk): CD, DVD - Electronic disk: USB flash memory Một vài thiết bị bộ nhớ ngoài: - Đĩa mềm 3 ½ inch: 1.44 MB - Đĩa cứng: 10 - 80GB - Đĩa... phần chính sau: - Bộ vi xử lý CPU - Thiết bị ngoại vi (Peripheral Devices) - Bộ nhớ chính (Main Memory) 3 Central Processing Unit (CPU) 3.1 Chức năng - Điều khiển MT hoạt động theo chương trình - Xử lý dữ liệu 3.2 Nguyên tắc hoạt động - Nhận lệnh từ chương trình nằm trong bộ nhớ chính - Giải mã lệnh - Thực hiện lệnh tuần tự 3.3 Cấu tạo Một CPU bao gồm: - CU – Control Unit: Khối điều khiển - ALU – Arithmetic... thời điểm” (nhiều chương trình chạy đan xen nhau) - Số lượng CPU Single-processing: Chạy chương trình trên một CPU Multi-processing: Chạy một chương trình trên nhiều CPU - Luồng (thread) Single-threading Multi-threading: Các phần khác nhau của một chương trình chạy “đồng thời” - Mạng (network): Network OS: Hỗ trợ giao tiếp mạng máy tính Non-Network OS - Server/Workstation (máy chủ/máy trạm) Server OS:... và dữ liệu giữa các thành phần - Bus điều khiển (control bus): vận chuyển tín hiệu điều khiển (đọc, ghi, ngắt,…) 25 Đại Học Sư Phạm Khoa Tin Học 6 Thiết bị ngoại vi Thiết bị ngoại vi (peripheral devices) hay thiết bị vào/ra (I/O - Input/Output devices), có chức năng trao đổi thông tin giữa máy tính và thế giới bên ngoài - Vào: Nhập chương trình, dữ liệu - Ra: Xuất thông tin, kết quả Hệ thống vào/ra bao... điều hành theo các yếu tố sau: - Giao diện người dùng: Giao diện văn bản (Command driven) Giao diện đồ hoạ (GUI - Graphical User Interface): - Dựa vào số lượng người dùng và sự riêng tư của người dùng: Single-user: Đơn người dùng Multi-user: Nhiều người dùng, bảo mật giữa các người dùng - Tác vụ (tasks) Single-tasking: Một công việc (chương trình) tại “một thời điểm” Multi-tasking: Nhiều công việc tại... toán - Registers: Tập thanh ghi Khối điều khiển (CU - Control Unit): Điều khiển hoạt động của CPU và các thành phần khác: - Đọc lệnh từ chương trình trong bộ nhớ chính (instruction fetch) - Giải mã lệnh (instruction decode) - Thực thi lệnh đã giải mã một cách tuần tự (instruction excution) Khối tính toán (ALU - Arithmetic Logic Unit): Thực hiện các phép toán số học và logic - Các phép toán số học: + ,-, *,/... tập tin thực thi - Help: Kích hoạt chức năng trợ giúp - Search: Các chức năng tìm kiếm - Settings: Một số chức năng cài đặt, thiết lập cấu hình Windows như: Control Panel: Mở bảng điều khiển Network and Dialup Connections: Thiết lập mạng nội bộ và mạng Internet Printer: Máy in Taskbar and Start menu: Thiết lập thanh Taskbar và menu start - Documents: Danh sách các tập tin được mở gần đây nhất - Programs: . ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA TIN HỌC    GIÁO TRÌNH TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG (Cho các lớp chuyên tin) Biên soạn:. 5.1 Tăng i lên 1 5.2. Nếu a i-1 > b i-1 thì a i = a i-1 - b i-1 b i = b i-1 5.3. Ngược lại b i = b i-1 - a i-1 a i = a i-1 6. Trở lại bước 5 7. Ước số