Tin học cơ sở phần 1

09/30/2015 TIN HỌC CƠ SỞ Chương I: MỘT SỐ KHÁI NIỆM Tháng 9/2015 NỘI DUNG „ „ „ „ „ „ Thông tin xử lý thông tin Biểu diễn thông tin máy tính điện tử Giải thuật Máy tính Mạng máy tính Internet 09/30/2015 Thông tin xử lý thông tin Thông tin: „ „ Biểu hiện, đặc điểm, tính chất giúp nhận biết, đánh giá vật, tượng „ „ Dữ liệu: „ ¾ ¾ Căn phòng nóng, lớp đông, giá vàng nhảy múa … Sự biểu diễn thông tin thể tín hiệu vật lý „ Nhiệt độ phòng: 28oC „ Sĩ số lớp 120 sinh viên „ Biểu đồ giá vàng: Thông tin "ý nghĩa" liệu Dữ liệu khách quan, trung thực thông tin mang tính chất chủ quan, cảm tính Thông tin xử lý thông tin „ Xử lý thông tin: „ „ Là trình ghi nhận liệu, xử lý liệu để tạo thành thông tin liệu Quy trình xử lý thông tin: Nhập Æ Xử lý Æ Xuất Dữ ữ liệu ệu Nhập Xử lýý Xuất ấ Dữ liệu/ Thô ti Thông tin Hệ thống thông tin 09/30/2015 Biểu diễn thông tin máy tính điện tử „ Biểu diễn số nguyên hệ đếm „ Hệ đếm tập ký hiệu quy tắc xử lý chúng để biểu diễn giá trị số „ Các ký hiệu gọi ký số (digit) „ Tổng số digits gọi số (base), ký hiệu b „ Ký số nhỏ 0, ký số lớn b-1 „ Giá trị vị trí thứ n số hệ đếm bn „ Số N biểu diễn hệ b viết N(b) „ Giả sử N(b) biểu diễn anan-1an-2 a2a1a0, giá trị bằng: n ∑ a b i =0 i i = an.bn + an-1.bn-1 + + a1.b1 + a0b0 Biểu diễn thông tin máy tính điện tử „ Hệ đếm thập phân (Decimal system, system b=10) „ „ „ „ Có 10 ký số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, Mỗi đơn vị hàng có giá trị 10 đơn vị hàng liền kề bên phải Ví dụ: 2011(d) = 1*100 + 1*101 + 0*102 + 2*103 Hệ đếm nhị phân (Binary system, b=2) „ „ „ Có ký số: 0, Mỗi đơn vị hàng có giá trị đơn vị hàng liền kề bên phải Ví dụ: 10101(b)= 1*20 + 0*21 + 1*22 + 0*23 + 1*24 = + + + + 16 = 21(d) 09/30/2015 Biểu diễn thông tin máy tính điện tử Hệ đếm bát phân (Octal system, system b=8) „ „ Có ký số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, „ Mỗi đơn vị hàng có giá trị đơn vị hàng liền kề bên phải „ Ví dụ: 235(o) = 5*80 + 3*81 + 2*82 = + 24 + 128 = 157(d) Hệ đếm thập lục phân (Hexa-decimal system, b=16) „ „ Còn gọi số hexa hay số hex „ Có 16 ký số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, A B, B C, C D, D E, E F „ Mỗi đơn vị hàng có giá trị 16 đơn vị hàng liền kề bên phải „ Ví dụ: 1CACAFE(h) = 14*160 + 15*161 + 10*162 + 12*163 + 10*164 + 12*165 + 1*166 = 14 + 240 + 2,560 + 49,152 + 655,360 + 12,582,912 + 16,777,216 = 30,067,454(d) Biểu diễn thông tin máy tính điện tử „ Đổi số nhị phân sang hệ thập phân „ „ „ Đối với phần nguyên: từ phải sang trái vị trí 20 (tức 1), vị trí thứ hai 21 (tức 2), vị trí thứ ba 22 (tức 4), vị trí thứ n 2n-1 Đối với phần phân số: từ trái sang phải vị trí 2-1 (tức 1/2), vị trí thứ hai 2-2 (tức 1/4), vị trí thứ ba 2-3 (tức 1/8), vị trí thứ n 2-n Ví dụ: 1011.012 = (1 x 23) + (0 x 22) + (1 x 21) + (1 x 20) + (0 x 2-1) + (1 x 2-2) 0 / = 8+0+2+1+0+1/4 = 11,2510 09/30/2015 Biểu diễn thông tin máy tính điện tử „ Đổi số thập phân sang hệ nhị phân „ Đối với phần nguyên: „ „ „ Đối với phần phân số (có thể lặp vô tận, không tìm kết quả): „ „ „ Lấy phần nguyên chia cho 2, ghi nhớ số dư, tiếp tục lấy kết chia cho 2, ghi nhớ số dư tiếp tục nhận kết phép chia Kết hợp số dư theo chiều từ lên kết Lấy phần phân số nhân cho 2, tiếp tục lấy phần phân số kết nhân cho nhận kết có phần phân số Kết hợp phần nguyên số kết theo chiều từ xuống kết Ví dụ: d chuyển h ể số ố thập hậ phân hâ 162.375 162 37510 sang số ố nhị hị phân hâ 162 / 81 / 40 / 20 / 10 / 5/2 2/2 1/2 = 81 = 40 = 20 = 10 =5 =2 =1 =0 dư dư dư dư dư dư dư dư 0.375 x = 0.750 0.750 x = 1.500 0.500 x = 1.000 Kết 162.37510 = 10100010.0112 Biểu diễn thông tin máy tính điện tử „ Mệnh đề logic „ Là mệnh đề nhận giá trị Đúng (TRUE) Sai (FALSE) „ Câu cảm, câu mệnh lệnh hiệu mệnh đề logic „ „ „ Ví dụ: “Anh đi” MĐ logic; “Anh đi!” MĐ logic; “Sao anh lại đi?” MĐ logic Từ MĐ logic đơn, ta xây dựng nên MĐ logic phức tạp nhờ p phép p toán logic g AND/VÀ, / , OR/HOẶC, / Ặ , NOT/KHÔNG / Cho X Y MĐ logic Kết phép toán logic X Y sau: X Y T T T F F T F F NOT X NOT Y X AND Y X OR Y F F T T F T F T T F F T T T F F 10 09/30/2015 Biểu diễn thông tin máy tính điện tử „ Biểu diễn thông tin máy tính điện tử „ „ „ „ Máy tính lưu liệu dạng điện/từ, mà điện/từ có trạng thái: Có-điện/không-có-điện, nhiễm-từ/không-nhiễm-từ Cho nên máy tính sử dụng dạng số nhị phân để lưu liệu Các số chuyển sang dạng nhị phân để lưu trữ xử lý Chữ cái, âm thanh, màu sắc quy ước số chuyển sang số nhị phân để lưu trữ xử lý Ví dụ: Chữ A = 65(d) = 1000001(b); Màu đỏ = 4(d) = 100(b); Nốt đô = 23(d) = 10111(b) 11 Biểu diễn thông tin máy tính điện tử „ Biểu diễn thông tin máy tính điện tử „ „ ASCII-8 (American Standard Code for Information Interchange): dùng bits để biểu diễn ký tự Được sử dụng rộng rãi máy vi tính Unicode: dùng 16 bit để biểu diễn ký tự Có thể dùng để biểu diễn gần tất ngôn ngữ viết có giới 12 09/30/2015 Biểu diễn thông tin máy tính điện tử „ Đơn vị liệu „ Đơn vị nhỏ để lưu liệu gọi bit Một bit tương ứng với trạng thái ô nhớ, hay ký số hệ nhị phân „ Bit chữ viết tắt BInary digiT „ Các đơn vị đo liệu lớn hơn: Tên gọi Byte KiloByte MegaByte GigaByte TeraByte Ký hiệu B KB MB GB TB Giá trị bit 210 B = 1024 Byte 210 KB 210 MB 210 GB 13 Biểu diễn thông tin máy tính điện tử Tên gọi Byte KiloByte MegaByte GigaByte TeraByte Ký hiệu B KB MB GB TB Giá trị bit 210 B = 1024 Byte 210 KB 210 MB 210 GB 14 09/30/2015 Biểu diễn thông tin máy tính điện tử Lưu trữ liệu: „ 15 Giải thuật (Algorithm) „ Định nghĩa: „ „ Là dãy thao tác xác định đối tượng, cho sau thực số hữu hạn bước đạt mục tiêu Ví dụ: Giải thuật nấu cơm: Bước Cho gạo vô nồi Bước Đổ nước vô Æ Vo gạo Æ Chắt nước Bướ Bước Nếu Nế chưa hư h trở t lại l i bước bướ Bước Đổ nước vô vừa đủ Æ Lau khô bên Æ Đặt vô vỏ nồi Æ Xoay cho ngắn Æ Bật công tắc Æ Kết thúc 16 09/30/2015 Giải thuật (Algorithm) „ Các phương pháp diễn tả giải thuật: „ Liệt kê bước „ Dùng lưu đồ: 17 Giải thuật (Algorithm) „ Các phương pháp diễn tả giải thuật: „ Dùng ngôn ngữ giả: Cho gạo vô nồi; While not (Gạo sạch) { Đổ nước vô; Vo gạo; Chắt nước ra; } Đổ nước vô vừa đủ; Bật công tắc; 18 09/30/2015 Máy tính điện tử „ Lịch sử phát triển: „ Bàn tính tay người Trung quốc „ Máy cộng học Blaise Pascal (1623 - 1662) „ „ Máy tính điện tử: Từ 1950s, trải qua hệ: „ Thế hệ (1950 - 1958): bóng đèn điện tử chân không, phiếu đục lỗ „ Thế hệ (1958 - 1964): đèn bán dẫn „ Thế hệ (1965 - 1974): mạch điện tử cở nhỏ „ Thế hệ (1974 - 1990): vi mạch đa xử lý … „ Thế hệ (1990 đến nay): mô hoạt động não hành vi người 19 20 10 09/30/2015 Máy tính điện tử „ Cấu trúc tổng quát hệ thống máy tính „ Phần cứng (Hardware): phần máy tính mà thấy sờ 21 Máy tính điện tử „ Cấu trúc tổng quát hệ thống máy tính „ Phần cứng (Hardware): 22 11 09/30/2015 Máy tính điện tử 23 Máy tính điện tử „ Bộ xử lý trung ương (CPU – Central Processing Unit) „ Điều khiển hoạt động máy tính „ Thành phần bao gồm: „ „ „ „ „ Đơn vị điều khiển (Control Unit - CU): thực lệnh giải mã lệnh, tạo tín hiệu điều khiển công việc phận máy tính Đơn vị xử lý toán học/luận lý (Arithmetic Logic Unit - ALU): thực phép tính (+, -, x, /) luận lý (so sánh) Thanh ghi (Register): lưu trữ có tốc ố độ xuất ấ nhập ấ cao dùng để ể lưu trữ liệu trình xử lý Clock: tạo xung nhịp Tốc độ CPU tốc độ clock Khả CPU: word - số bit CPU xử lý lưu trữ thởi điểm Vd: CPU 8bit, CPU 16bit, CPU 32bit, CPU 64bit 24 12 09/30/2015 Máy tính điện tử „ Bộ xử lý trung ương (CPU – Central Processing Unit) „ Hoạt động CPU: Lấy lệnh – Giải mã lệnh – Thực lệnh (1) Lấy lệnh (3) Lấy liệu (2) Giải mã lệnh (4) Thực lệnh 25 Máy tính điện tử „ Bộ nhớ (Memory) „ Là thiết bị lưu trữ liệu cho máy tính hoạt động „ Bộ nhớ nhớ „ Bộ nhớ trong: ROM RAM „ „ - ROM (Read Only Memory - Bộ nhớ đọc): lưu trữ chương trình hệ thống RAM (Random Access Memory - Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên): lưu trữ liệu chương trình trình thao tác tính toán Bộ nhớ loại đĩa từ, đĩa quang, CD, USB flash, thẻ nhớ 26 13 09/30/2015 Máy tính điện tử „ Thiết bị nhập xuất „ „ Thiết bị nhập: Bàn phím (keyboard), chuột (mouse), Máy quét hình (scanner) Thiết bị xuất: Màn hình (display/monitor), máy in (printer), máy vẽ (plotter), máy chiếu (projector) … 27 Máy tính điện tử „ Phần mềm (Software) „ „ „ „ Là tập hợp thị điện tử làm cho máy tính hoạt động theo ý muốn người Không nhìn thấy hay sờ mó Phần mềm ví phần hồn, phần cứng phần xác máy tính Phân loại: „ „ „ Phần mềm hệ thống (System Software): Là phần mềm giúp cho máy tính hoạt động máy tính thực thụ Ngôn ngữ lập trình trình dịch Phần mềm ứng dụng (Application Software): Là phần mềm viết để chạy máy tính nhằm thực nhiệm vụ cụ thể 28 14 09/30/2015 Mạng máy tính „ Là tập hợp máy tính thiết bị xử lý thông tin kết nối theo cách thức đó, có trao đổi thông tin với 29 Mạng máy tính „ Phân loại: „ „ „ Theo mối quan hệ máy: „ Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer) „ Mạng Khách/chủ (Client/Server) Theo quy mô địa lý: „ LAN: Local Area Network „ MAN: Metropolitan Area Network „ WAN: Wide Area Network „ GAN: Globe Area Network Theo kỹ thuật chuyển mạch: „ Chuyển mạch kênh (Circuit-switched Network) „ Chuyển mạch thông báo (Message-Switched Network) „ Chuyển mạch gói (Packet-Switched Network) „ Chuyển mạch nhãn (Label-Switched Network) 30 15 09/30/2015 Mạng máy tính 31 Mạng máy tính „ LAN (Local Area Network): „ „ „ „ „ „ Cáp đồng trục Kết nối thiết bị gần Hoạt động diện tích giới hạn Phương tiện băng thông cao Kết nối liên tục Quản trị mạng riêng Kết nối mạng LAN: Cáp xoắn UTP & STP Cáp quang 32 16 09/30/2015 Mạng máy tính Băng thông (Bandwidth): lượng thông tin truyền khoảng thời gian 33 Mạng máy tính „ WAN (Wide Area Network): „ „ „ „ Kết nối thiết bị diện rộng Hoạt động diện tích rộng Tốc độ thấp Kết nối liên tục không liên tục 34 17 09/30/2015 Mạng máy tính „ WAN (Wide Area Network): Mạng điện thoại ISDN Packet switching: Frame, Relay, X25, ATM 35 Mạng máy tính 36 18 09/30/2015 Internet „ „ „ „ Là hệ thống thông tin toàn cầu truy nhập công cộng gồm mạng máy tính liện kết với dựa giao thức sử dụng chủ yếu TCP/IP ARPANET (1969): mạng cho hoạt động nghiên cứu tổ chức quân sự, công nghiệp trường ĐH Mỹ TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): giao thức dùng Địa Internet „ Các máy tính Internet có địa phân biệt VD: 192.168.5.201 „ Hệ thống đặt tên miền truy cập VD: www.ptithcm.edu.vn „ Các truy cập vào nguồn thông tin cung cấp máy chủ thông qua tên miền chuẩn giao tiếp máy tính Internet 37 Internet „ Internet te et cu cung g cấp dịc dịch vụ: ụ „ Email „ Usenet newgroup: trao đổi thông tin nhóm „ Mailing list: trao đổi thông tin nhóm qua email „ FTP: cung cấp dịch vụ tập tin „ Telnet: truy cập máy tính từ xa 38 19 09/30/2015 Internet „ World Wide Web: „ „ „ „ „ „ „ „ Là hệ thống bao gồm miền (site) lưu trữ cung cấp thông tin đa phương tiện (multimedia): âm thanh, hình ảnh, video, văn bản… kết nối với HTML – HyperText Markup Language ngôn ngữ định nghĩa văn bản: cấu trúc, định dạng, liên kết http:// Hypertext Transfer Protocol Website: miền cung cấp văn siêu liên kết Web page: văn siêu liên kết Web browser: phần mềm chuyển đổi tài liệu HTML thành “siêu văn bản” truy cập Web URL – Uniform Resource Locator: địa tài nguyên Web http:// Hyperlink: liên kết trang Web cho phép di chuyển đến trang web khác theo địa liên kết 39 20 [...]...09/30/2 015 Máy tính điện tử „ Cấu trúc tổng quát của một hệ thống máy tính „ Phần cứng (Hardware): các phần trong máy tính mà chúng ta có thể thấy hoặc sờ được 21 Máy tính điện tử „ Cấu trúc tổng quát của một hệ thống máy tính „ Phần cứng (Hardware): 22 11 09/30/2 015 Máy tính điện tử 23 Máy tính điện tử „ Bộ xử lý trung ương (CPU – Central Processing Unit) „ Điều khiển mọi hoạt động của máy tính „ Thành phần. .. được Phần mềm được ví như phần hồn, trong khi phần cứng là phần xác của máy tính Phân loại: ạ „ „ „ Phần mềm hệ thống (System Software): Là phần mềm giúp cho máy tính hoạt động như là một máy tính thực thụ Ngôn ngữ lập trình và trình dịch Phần mềm ứng dụng (Application Software): Là phần mềm được viết để chạy trên máy tính nhằm thực hiện một nhiệm vụ cụ thể nào đó 28 14 09/30/2 015 Mạng máy tính „ Là tập... (Label-Switched Network) 30 15 09/30/2 015 Mạng máy tính 31 Mạng máy tính „ LAN (Local Area Network): „ „ „ „ „ „ Cáp đồng trục Kết nối những thiết bị gần nhau Hoạt động trên một diện tích giới hạn Phương tiện băng thông cao Kết nối liên tục Quản trị mạng riêng Kết nối trong mạng LAN: Cáp xoắn UTP & STP Cáp quang 32 16 09/30/2 015 Mạng máy tính Băng thông (Bandwidth): lượng thông tin truyền đi trong một... liên tục và không liên tục 34 17 09/30/2 015 Mạng máy tính „ WAN (Wide Area Network): Mạng điện thoại và ISDN Packet switching: Frame, Relay, X25, ATM 35 Mạng máy tính 36 18 09/30/2 015 Internet „ „ „ „ Là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng gồm các mạng máy tính được liện kết với nhau dựa trên bộ giao thức sử dụng chủ yếu là TCP/IP ARPANET (19 69): mạng cho các hoạt động nghiên... có địa chỉ phân biệt VD: 19 2 .16 8.5.2 01 „ Hệ thống đặt tên miền truy cập VD: www.ptithcm.edu.vn „ Các truy cập vào nguồn thông tin cung cấp bởi máy chủ thông qua tên miền như chuẩn giao tiếp giữa các máy tính trong Internet 37 Internet „ Internet te et cu cung g cấp các dịc dịch vụ: ụ „ Email „ Usenet newgroup: trao đổi thông tin trong một nhóm „ Mailing list: trao đổi thông tin trong một nhóm qua email... 13 09/30/2 015 Máy tính điện tử „ Thiết bị nhập xuất „ „ Thiết bị nhập: Bàn phím (keyboard), chuột (mouse), Máy quét hình (scanner) Thiết bị xuất: Màn hình (display/monitor), máy in (printer), máy vẽ (plotter), máy chiếu (projector) … 27 Máy tính điện tử „ Phần mềm (Software) „ „ „ „ Là tập hợp các chỉ thị điện tử làm cho máy tính hoạt động theo ý muốn của con người Không nhìn thấy hay sờ mó được Phần. .. thông tin trong một nhóm „ Mailing list: trao đổi thông tin trong một nhóm qua email „ FTP: cung cấp các dịch vụ về tập tin „ Telnet: truy cập máy tính từ xa 38 19 09/30/2 015 Internet „ World Wide Web: „ „ „ „ „ „ „ „ Là hệ thống bao gồm các miền (site) lưu trữ và cung cấp thông tin đa phương tiện (multimedia): âm thanh, hình ảnh, video, văn bản… được kết nối với nhau HTML – HyperText Markup Language... Khả năng của CPU: word - số bit CPU có thể xử lý và lưu trữ tại một thởi điểm Vd: CPU 8bit, CPU 16 bit, CPU 32bit, CPU 64bit 24 12 09/30/2 015 Máy tính điện tử „ Bộ xử lý trung ương (CPU – Central Processing Unit) „ Hoạt động của CPU: Lấy lệnh – Giải mã lệnh – Thực hiện lệnh (1) Lấy lệnh (3) Lấy dữ liệu (2) Giải mã lệnh (4) Thực hiện lệnh 25 Máy tính điện tử „ Bộ nhớ (Memory) „ Là thiết bị lưu trữ dữ... xử lý toán học/ luận lý (Arithmetic Logic Unit - ALU): thực hiện các phép tính (+, -, x, /) và luận lý (so sánh) Thanh ghi (Register): lưu trữ có tốc ố độ xuất ấ nhập rất ấ cao được dùng để ể lưu trữ các dữ liệu trong quá trình xử lý Clock: bộ tạo xung nhịp Tốc độ của CPU chính là tốc độ của clock Khả năng của CPU: word - số bit CPU có thể xử lý và lưu trữ tại một thởi điểm Vd: CPU 8bit, CPU 16 bit, CPU... mềm được viết để chạy trên máy tính nhằm thực hiện một nhiệm vụ cụ thể nào đó 28 14 09/30/2 015 Mạng máy tính „ Là tập hợp các máy tính và các thiết bị xử lý thông tin được kết nối nhau theo những cách thức nào đó, và có sự trao đổi thông tin với nhau 29 Mạng máy tính „ Phân loại: „ „ „ Theo mối quan hệ giữa các máy: „ Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer) „ Mạng Khách/chủ (Client/Server) Theo quy mô địa lý: