nhập môn điện toán c1 new khái niệm cơ bản sinhvienzone com

Nhập mơn điện tốn Sinh viên năm thứ khoa Khoa Học & Kỹ thuật Máy Tính, trường Đại Học Bách Khoa TpHCM .C om Đối tượng: See Schedule & Plan Phần lý thuyết: C1 Khái niệm C2 Phần cứng máy tính C3 Hệ điều hành C4 Mạng máy tính C5 Lập trình với máy tính C6 Cơ sở liệu C7 Các ứng dụng Si nh Vi en Zo ne Thời lượng học: Tài liệu tham khảo : [1] Computing, 3rd ed., Geoffrey Knott & Nick Waites, 2000 [2] Tập Slide giảng & thực hành môn học Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide Chương KHÁI NIỆM CƠ BẢN C om 1.1 Định nghĩa sơ khởi máy tính số nh Vi en 1.3 Hệ thống số đếm Zo ne 1.2 Lịch sử phát triển máy tính số 1.4 Biểu diễn liệu Si 1.5 Luận lý máy tính Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 1.1 Định nghĩa sơ khởi máy tính số C om  Trong sống, người biết chế tạo ngày nhiều công cụ, thiết bị để hỗ trợ hoạt động ne  Các cơng cụ, thiết bị chế tạo ngày tinh vi, phức tạp nh Vi en Zo  công cụ, thiết bị thường thực vài công việc cụ thể (ví dụ, chổi để qt, radio để bắt nghe đài audio )  Máy tính số (digital computer) thiết bị đặc biệt,  thực số hữu hạn chức (tập lệnh) Si  chế thực lệnh tự động  danh sách lệnh thực gọi chương trình Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide Định nghĩa sơ khởi máy tính số (tt) om  Các lệnh mà máy hiểu thực được gọi lệnh máy .C  Ngôn ngữ lập trình dùng để miêu tả lệnh, gồm yếu tố chính: ne  cú pháp qui định trật tự kết hợp phần tử để cấu thành lệnh (câu), Zo  ngữ nghĩa cho biết ý nghĩa lệnh nh Vi en  Để giải cơng việc (bài tốn), ta chia vấn đề thành trình tự nhiều cơng việc nhỏ gọi giải thuật Si  Mỗi công việc nhỏ chia nhỏ phức tạp, ⇒ giải pháp miêu tả trình tự lệnh máy (chương trình ngơn ngữ máy) Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide Định nghĩa sơ khởi máy tính số (tt) om  Q trình máy tính giải cơng việc ngồi đời gọi lập trình (qui trình xác định trình tự lệnh) ne C  Cho đến nay, lập trình cơng việc người (với trợ giúp ngày nhiều máy tính) nh Vi en Zo  Máy tính bao gồm tập lệnh máy sơ khai, lệnh máy thực cơng việc nhỏ đơn giản ⇒ giải pháp thực tế gồm trình tự lớn lệnh máy Si  Lập trình ngơn ngữ máy phức tạp, tốn nhiều thời gian, công sức, kết khó bảo trì, phát triển  Nhu cầu máy luận lý với tập lệnh (được đặc tả ngơn ngữ lập trình) cao cấp gần gủi với người Ta thường thực máy máy vật lý + chương trình dịch Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide Định nghĩa sơ khởi máy tính số (tt)  Có loại chương trình dịch : C om  trình biên dịch (compiler)  trình thơng dịch (interpreter) nh Vi en Zo ne  Gọi ngôn ngữ máy vật lý N0; trình biên dịch ngơn ngữ N1 sang ngơn ngữ N0 nhận đầu vào chương trình viết ngơn ngữ N1, phân tích lệnh N1 chuyển thành danh sách lệnh ngôn ngữ N0 có chức tương đương  Để viết chương trình dịch từ ngôn ngữ N1 sang N0 dễ dàng, độ phức tạp lệnh ngôn ngữ N1 không cao so với lệnh ngôn ngữ N0 Si  sau có máy luận lý hiểu ngơn ngữ luận lý N1,  định nghĩa thực máy luận lý N2 theo cách  …và tiếp tục đến có máy luận lý hiểu ngôn ngữ Nm gần gũi với người, dễ dàng miêu tả giải thuật toán cần giải  Tuy nhiên, qui trình chưa có điểm dừng ! Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide Định nghĩa sơ khởi máy tính số (tt)  Ngơn ngữ máy vật lý : ngơn ngữ cấp thấp mà lập trình C om  loại ngôn ngữ mà máy vật lý hiểu trực tiếp, người gặp nhiều khó khăn việc viết bảo trì chương trình cấp ne  Ngơn ngữ assembly gần với ngôn ngữ máy + "lệnh macro" để nâng sức mạnh miêu tả giải thuật Zo  lệnh tương ứng với lệnh máy, dạng gợi nhớ nh Vi en  Ngôn ngữ cấp cao theo trường phái lập trình cấu trúc (Pascal, C, )  tập lệnh ngôn ngữ mạnh gần với tư người  Ngôn ngữ hướng đối tượng (C++, Visual Basic, Java, C#, ) Si  Cải tiến phương pháp lập trình cấu trúc cho sáng, ổn định, dễ phát triển thay linh kiện Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 1.2 Vài dòng lịch sử đơn vị đơn vị Si nh Vi en Zo ne C om • Máy tính xuất từ lâu theo nhu cầu buôn bán trao đổi tiền tệ • Bàn tính tay abacus dạng sơ khai máy tính Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide Các hệ máy tính số Blaise Pascal (Pháp-1642) om C ne Charles Babbage (Anh-1830) ENIAC (1946) 18.000 bóng đèn 1500 rờ le 30 140 KW Zo Von Neumann (1945) Cơ Si nh Vi en Đèn điện tử (1642 - 1945) Herman Hollerith lập IBM (International Business Machine) Mỹ - 1890 Khoa KH & KT SinhVienZone.com y Intel 8080 (1974) xem CPU tích hợp chip nh, (1945 - 1955) Bộ nhớ dây trễ, tĩnh điện Giấy, phiếu đục lổ Băng từ CH KHOA TP.HCM PDP-1 (1961) IBM 360 (1965) 80x86 (1978) Transistors IC ? (1955 - 1965) (1965 - 1980) (1980 - ????) Bộ nhớ xuyến từ Băng từ, trống từ, đĩa từ https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập môn Điện Toán - Chương Slide 1.3 Hệ thống số đếm nh Vi en Zo ne C om  Hệ thống số (number system) công cụ để biểu thị đại lượng Một hệ thống số gồm thành phần : 1) số : số lượng ký số (ký hiệu để nhận dạng số bản) 2) qui luật kết hợp ký số để miêu tả đại lượng 3) phép tính số  có thành phần khác hệ thống số, thành phần giống hệ thống số Ví dụ - hệ thập phân (decimal, denary) dùng 10 ký số : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 Si - hệ nhị phân (binary) dùng ký số : 0,1 - hệ bát phân (octal) dùng ký số : 0,1,2,3,4,5,6,7 - hệ thập lục phân (hexadecimal) dùng 16 ký số : 9,A,B,C,D,E,F Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 10 om Phép And Bảng thật x y 1 Khoa KH & KT Zo 0 nh Vi en 0 Si x.y SinhVienZone.com y nh, ne C Ký hiệu dấu chấm phép nhân CH KHOA TP.HCM Nhận xét y.0=0 y.1=y https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 56 om Phép Or C Ký hiệu dấu cộng phép cộng ne Bảng thật y x+y 0 1 Khoa KH & KT nh Vi en 1 Si Zo x SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM Nhận xét y+0=y y+1=1 https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 57 Ví dụ phép luận lý y 0 1 1 1 nh, f(x,y) 0 0 1 1 0 0 Si SinhVienZone.com y x.y CH KHOA TP.HCM ne x Khoa KH & KT x.y Zo y nh Vi en x C om Tính hàm f(x,y) = x y + x y https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 58 om Phép Xor (Ex-Or) C Ký hiệu dấu cộng vòng tròn phép modulo 1 Khoa KH & KT Zo 0 nh Vi en x y 1 Si ne Bảng thật x y SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM Nhận xét y0=y y1=y https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 59 Bảng tóm tắt 1 1 Khoa KH & KT nh, XOR x or y x xor y 0 1 1 1 Si SinhVienZone.com y ne y and = y and = y not y x and y Zo y OR nh Vi en x AND C NOT om Bảng thật y or = y y or = CH KHOA TP.HCM y xor = y y xor = not y https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 60 Cổng luận lý BUFFER ne C om NOT NAND nh Vi en Zo AND Si OR XOR Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM NOR EX-NOR https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 61 Chức đóng mở C om mức luận lý = 5V mức luận lý = 0V Zo ne VCC mức S1 Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, Cổng AND CH KHOA TP.HCM y and = y = mở Si mức nh Vi en R1 y and = 0 = đóng https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 62 Chức đóng mở (tt.) C om mức luận lý = 5V mức luận lý = 0V Zo ne VCC nh Vi en R1 mức 1 S1 Cổng OR Khoa KH & KT Si mức SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM y or = 1 = đóng y or = y = mở https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 63 Ứng dụng đơn giản cổng luận lý om • Mạch cộng bán phần thực phép cộng hai C bit, cho kết bit tổng S bit nhớ C Zo ne • Mạch cộng toàn phần tương tự mạch cộng nh Vi en bán phần đầu vào có cộng thêm bit nhớ C0 • Mạch cộng tồn phần thiết kế dựa vào Si mạch cộng bán phần Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 64 x S Mạch cộng C x XOR C y om Mạch cộng bán phần S y 0 1 Khoa KH & KT XOR AND 0 0 1 SinhVienZone.com y C nh Vi en S Si x nh, Zo ne y CH KHOA TP.HCM C AND https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập môn Điện Tốn - Chương Slide 65 Mạch cộng tồn phần S ne C nh Vi en Zo x y C Mạch cộng toàn phần om C0 Cần cộng bán phần Si S = x + y + C0 S = (x + y) + C0 Tính: S1 = x + y Tính: S2 = S1 + C0 Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM Cần cộng bán phần https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập môn Điện Toán - Chương Slide 66 C0 C Bán phần Si nh Vi en C1 Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, C2 Cổng gì? Zo Bán phần y S ne S1 x om Mạch cộng toàn phần (tt.) CH KHOA TP.HCM Nhớ (C = 1) trường hợp ? C https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 67 y S C 0 0 0 1 0 1 1 1 1 C1 C2 C 0 0 0 0 0 0 1 Zo 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 nh Vi en Si S1 om x ne C0 C0 C Mạch cộng toàn phần (tt.) C = C1 = C2 = Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập môn Điện Toán - Chương Slide 68 y C om Khoa KH & KT ne S C2 nh Vi en y Mạch cộng bán phần C C1 Si x S1 Mạch cộng bán phần Zo C0 SinhVienZone.com nh, CH KHOA TP.HCM https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 69 Cộng y1 Cộng y2 Si x2 x3 y3 Khoa KH & KT SinhVienZone.com y nh, Cộng CH KHOA TP.HCM S0 C y0 ne x1 Cộng Zo x0 nh Vi en om Mạch cộng nhiều bit + x3x2x1x0 y3y2y1y0 S4 S3S2S1S0 S1 S2 S3 C https://fb.com/sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide 70 ... thức Boole biểu thức toán học cấu thành từ phép toán Boole toán hạng biến chứa trị Khoa KH & KT SinhVienZone. com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb .com/ sinhvienzonevn Nhập mơn Điện Tốn - Chương Slide... AND: toán tử C om Biểu thức Boole biểu thức toán học cấu thành từ phép toán Boole toán hạng biến chứa trị Khoa KH & KT SinhVienZone. com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb .com/ sinhvienzonevn Nhập. .. từ thập lục phân (hay bát phân) nhị phân Khoa KH & KT SinhVienZone. com y nh, CH KHOA TP.HCM https://fb .com/ sinhvienzonevn Nhập môn Điện Toán - Chương Slide 19 Chuyển đổi hệ số C om 10 Dec2Bin