TIN HỌC ĐẠI CƯƠNGBài 2-Hệ thống máy tínhBùi Trọng Tùng, SoICT, HUST

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG Bài 2-Hệ thống máy tính Bùi Trọng Tùng, SoICT, HUST Tổng quan v h thng mỏy tớnh ã Phn cng Đ Tồn máy móc, thiết bị điện tử cấu tạo nờn mỏy tớnh ã Phn mm Đ L chng trỡnh chạy máy tính Nội dung Tổ chức bên máy tính Phần mềm máy tính Giới thiệu hệ điều hành Mạng máy tính Nội dung Tổ chức bên máy tính Phần mềm máy tính Giới thiệu hệ điều hành Mạng máy tính Nội dung Tổ chức bên máy tính 1.1 Mơ hình máy tính 1.2 Bộ xử lý trung tâm – CPU 1.3 Bộ nhớ 1.4 Hệ thống vào-ra 1.5 Liên kết hệ thống (buses) Phần mềm máy tính Giới thiệu hệ điều hành Mạng máy tính Chức hệ thống máy tính • Xử lý liệu: § Chức quan trọng máy tính § Dữ liệu có nhiều dạng khác có yêu cầu xử lý khác ã Lu tr d liu: Đ D liu a vào máy tính xử lý lưu nhớ § Khi cần chúng lấy xử lý Chức h thng mỏy tớnh ã Trao i d liu: Đ Trao đổi liệu thành phần bên bên ngồi máy tínhà Q trình vào (input-output) § Các thiết bị vào-ra: nguồn cung cấp liệu nơi tiếp nhận liệu § Dữ liệu vận chuyển khoảng cách xa gọi truyền liu (data communication) ã iu khin: Đ Mỏy tớnh cn phải điều khiển ba chức Chức hệ thống máy tính INPUT THIẾT BỊ VÀO CENTRAL PROCESSING UNIT BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM OUTPUT THIẾT BỊ RA STORAGE THIẾT BỊ LƯU TRỮ Các thành phần máy tính Cấu trúc hệ thống máy tính • Bộ xử lý trung tâm – CPU (Central Processor Unit) § Điều khiển hoạt động máy tính thực xử lý liệu • Bộ nhớ (Main Memory) § Lưu trữ chương trình liệu • Hệ thống vào (Input-Output System): § Trao đổi thơng tin máy tính giới bên ngồi • Liên kết hệ thống (System Interconnection): § Kết nối vận chuyển thơng tin CPU, nhớ hệ thống vào máy tính với 10 Nội dung Tổ chức bên máy tính 1.1 Mơ hình máy tính 1.2 Bộ xử lý trung tâm – CPU 1.3 Bộ nhớ 1.4 Hệ thống vào-ra 1.5 Liên kết hệ thống (buses) Phần mềm máy tính Giới thiệu hệ điều hành Mạng máy tính 11 Bộ xử lý trung tâm - CPU 12 Bộ x lý trung tõm - CPU ã Chc nng Đ Điều khiển hoạt động toàn hệ thống máy tớnh Đ X lý d liu ã Nguyờn tc hot động: CPU hoạt động theo chương trình nằm nhớ chính, cách: § Nhận lệnh từ nhớ § Giải mã lệnh phát tín hiệu điều khiển thực thi lệnh § CPU trao đổi liệu với nhớ hay hệ thống vào-ra § Thực lệnh § Ghi kết 13 Bộ xử lý trung tâm - CPU Bus bên Bus bên 14 Bộ xử lý trung tâm - CPU • Khối điều khiển (Control Unit – CU):giải mã lệnh, phát tín hiệu điều khiển thành phần khác máy tính • Khối tính tốn số học logic (Arithmetic – Logic Unit ALU): § Thực phép toán số học phép toán logic liệu cụ thể • Tập ghi (Register File - RF) § Lưu trữ thơng tin tạm thời phục vụ cho hoạt động CPU • Bus bên (Internal Bus) § Kết nối thành phần bên CPU với • Đơn vị ghép nối bus (Bus Interface Unit – BIU) § Kết nối trao đổi thông tin với bus bên với bus bên 15 Bộ xử lý trung tâm - CPU • Bộ vi xử lý (Microprocessor) § Là CPU chế tạo vi mạch § Có thể gọi CPU vi xử lý Tuy nhiên, vi xử lý có cấu trúc phức tạp nhiều so với CPU 16 Bộ vi xử lý (Microprocessor) ã Tc ca b vi x lý Đ Số lệnh thực 1s § MIPS (Milliions of Intructions per Second) § Khó đánh giá xác (cịn phụ thuộc nhớ, bo mạch đồ họa…) • Tần số xung nhịp xử lý § Bộ xử lý hoạt động theo xung nhịp (clock) có tần số xác định § Tốc độ xử lý đánh giá gián tiếp thông qua tần số xung nhịp • Siêu máy tính: số phép tính dấu phảy động đơn vị thời gian 17 Nội dung Tổ chức bên máy tính 1.1 Mơ hình máy tính 1.2 Bộ xử lý trung tâm – CPU 1.3 Bộ nhớ 1.4 Hệ thống vào-ra 1.5 Liên kết hệ thống (buses) Phần mềm máy tính Giới thiệu hệ điều hành Mạng máy tính 18 Bộ nhớ • Chức năng: Lưu trữ chương trình liệu • Các thao tác với nhớ: § Thao tác đọc (read) § Thao tác ghi (write) • Các thành phần § Bộ nhớ (Internal Memory) § Bộ nhớ (External Memory) 19 Hệ thống nhớ thông dụng Từ trái sang phải: • Dung lượng tăng dần • Tốc độ giảm dần • Giá thành/1bit giảm dần 20 10 Tệp (tip) ã Phn tờn: Đ Ký t ch t A đến Z § Chữ số từ đến 9, § Ký tự khác #, $, %, ~, ^, @, (, ), !, _, khoảng trắng § Lưu ý: Nên đặt tên mang tính gợi nhớ § VD: ü Tên file hợp lệ: dulieu100101.txt, dulieu$100101.dat ü Tên file không hợp lệ: ‘dulieu100101.txt, ?abc.dat 63 Tệp (tiếp) • Phần mở rộng: § Thường ký tự hợp lệ § Chương trình ứng dụng tạo tập tin tự đặt § VD: üCOM, EXE : Các file khả thi chạy trực tiếp ü TXT, DOC, : Các file văn üBMP, GIF, JPG, : Các file hình ảnh ü MP3, DAT, WMA, … : Các file âm thanh, video 64 32 Quản lý tệp tin hệ điều hành • Tổ chức ghi thơng tin đĩa § Thơng tin lưu trữ đĩa dạng tệp § Hệ điều hành cho phép chia ổ đĩa cứng thành phân vùng Mỗi vùng chứa: üThông tin quản lý phân vùng üThông tin tập tin üTệp lưu trữ vùng, tổ chức lưu trữ có dạng (Tree) 65 Quản lý tệp tin hệ điều hành (tiếp) C:\ WINDOWS WORD EXCEL TP BIN TPU TC GRAPH BIN B1.C TPU GRAPH B1.C • Thư mục nơi lưu giữ tập tin theo chủ đề theo ý người sử dụng • Trong Windows § Trên đĩa có thư mục chung gọi thư mục gốc § Thư mục hay cịn gọi Folder § Thư mục gốc khơng có tên riêng ký hiệu \ 66 33 Quản lý tệp tin hệ điều hành (tiếp) • Cách xác định tên đầy đủ tệp § Tên tệp đầy đủ gồm nơi lưu trữ tệp : đường dẫn từ gốc đến tệp (Path) + tên tệp § Ký hiệu “\” : ngăn cách tên thư mục • Ví dụ : C:\TC\BIN\B1.C 67 Hệ lệnh hệ điều hành • Thao tác với tệp: Sao chép, di chuyển, xố, đổi tên, xem nội dung tệp • Thao tác với thư mục: tạo, xố, chép • Thao tác với đĩa: tạo khuôn ( Format), chép đĩa 68 34 Nội dung Tổ chức bên máy tính Phần mềm máy tính Giới thiệu hệ điều hành Mạng máy tính 69 Nội dung Tổ chức bên máy tính Phần mềm máy tính Giới thiệu hệ điều hành Mạng máy tính 4.1 Lịch sử phát triển mạng máy tính 4.2 Phân loại mạng máy tính 4.3 Mạng Internet 70 35 Các khái niệm • Là tập hợp gồm nhiều máy tính(PC, điện thoại, ) thiết bị mạng (modem, phát sóng WiFi, trạm phát sóng di ng,) c kt ni vi ã Mc ớch Đ Trao đổi thơng tin máy tính § Chia sẻ tài nguyên mobile network global ISP home network regional ISP institutional network 71 Đường truyền vật lý • Là phương tiện vật lý kết nối máy tính thiết bị mạng • Vơ tuyến: sóng radio, viba, sóng hồng ngoại,… • Hữu tuyến: cáp xoắn, cáp đồng trục, cáp quang,… • Băng thơng: tốc độ truyền tin tối đa (bps, Kbps, Mbps,…) 72 36 Một vài ví dụ • Mạng Internet • Mạng nội quan, trường học • Mạng gia đình • Hệ thống ATM ngân hàng • Mạng điện thoại • 73 Nội dung Tổ chức bên máy tính Phần mềm máy tính Giới thiệu hệ điều hành Mạng máy tính 4.1 Lịch sử phát triển mạng máy tính 4.2 Phân loại mạng máy tính 4.3 Mạng Internet 74 37 Theo mối quan hệ máy • Mạng bình đẳng (peer-to-peer) máy có quan hệ ngang hng ã Mng khỏch/ch (client/server) Đ mt s mỏy server (máy phục vụ/máy chủ) chuyên phục vụ § máy khác gọi máy khách (client) hay máy trạm (workstation) 75 Theo phạm vi địa lý Mạng cá nhân (PAN – Personal Area Network) § Phạm vi kết nối: vài chục mét § Số lượng người dùng: vài người dùng § Thường phục vụ cho cá nhân § Ví dụ: Bluetooth, NFC 76 38 Theo phạm vi địa lý Mạng cục LAN (Local Area Network) § Mạng cục phạm vi nhỏ: văn phòng, tịa nhà, số tịa nhà gần nhau… § Số lượng máy tính khơng q nhiều, mạng khơng q phức tạp § Ví dụ: mạng qn Game, trường học 77 Theo phạm vi địa lý Mạng đô thị MAN (Metropolitan Area Network) § Phạm vi kết nối thành phố vùng địa lý § Bán kính 100-200 km Ví dụ: Mạng truyền hình cáp 78 39 Theo phạm vi địa lý Mạng diện rộng WAN (Wide Area Network) § Mạng diện rộng, phạm vi kết nối lên tới tồn cầu § Thường kết nối mạng LAN, MAN Ví dụ: mạng Internet 79 Nội dung Tổ chức bên máy tính Phần mềm máy tính Giới thiệu hệ điều hành Mạng máy tính 4.1 Lịch sử phát triển mạng máy tính 4.2 Phân loại mạng máy tính 4.3 Mạng Internet 80 40 Mạng Internet • Internet mạng máy tính có qui mơ tồn cầu, gồm nhiều mạng máy tính nối với nhiều loại phương tiện truyền • Trên 8.4 tỉ thiết bị kết nối • 3.9 tỉ người dùng(51.7%) • Đường truyền: cáp quang, cáp đồng, Wimax, 3G… • Truyền tải ~Nx109 GB ngày • Dịch vụ: Web, email, mạng xã hội, Skype… 81 Sự phát triển Internet Ý tưởng phịng thí nghiệm ARPA (9/1969) 82 41 Sự phát triển Internet (2) • 1974: khái niệm “Internet” xuất • 1983: ARPANET tách thành MILNET(quân đội) NSFnet (nghiên cứu) • 1987: NSFnet mở cửa cho cá nhân • 1988: Internet hình thành • 1997: Việt Nam kết nối Internet http://www.youtube.com/watch?v=9hIQjrMHTv4 83 Internet of Thing (IoT) 84 42 Địa Internet • Sử dụng để phân biệt máy tính mạng Internet • Địa IP: chuỗi 32 bit, máy tính sử dụng trao đổi liệu với • Tên miền: chuỗi ký tự dễ nhớ để người dùng truy cập vào máy tính § Máy tính khơng dùng tên miền trao đổi liệu với • Dịch vụ DNS: chuyển đổi tên miền thành địa IP ngược lại 85 Chuyển đổi địa ví dụ • Máy tính dùng địa IP • NSD dùng tên miền Tơi muốn truy cập vào website dk-sis.hust.edu.vn NSD Cần có chuyển đổi địa Mời truy cập vào 202.191.57.210 Máy chủ DNS Máy chủ web 202.191.57.210 Bạn nhập địa trực tiếp 86 43 Word Wide Web (WWW) • Internet trước thập kỷ 1990s: § Hầu sử dụng hạn chế quan phủ, phịng nghiên cứu § Các dịch vụ email, FPT khơng phù hợp cho chia sẻ thơng tin đại chúng § Khơng có chế hiệu để liên kết tài ngun thơng tin nằm rải rác Internet • Năm 1990, Tim Berners-Lee giới thiệu World Wide Web: § Trao đổi thông tin dạng siêu văn (hypertext) sử dụng ngơn ngữ HTML (Hypertext Markup Language) § Các đối tượng khơng cần đóng gói “tất một” văn trước § Siêu văn chứa chứa liên kết (hypertext) tới đối tượng khác (định vị địac URL) 87 Web v HTTP ã WWW: World Wide Web Đ trao i liệu siêu văn HTML (HyperText Markup Language) mạng • HTTP: HyperText Transfer Protocol Máy tính cá nhân (cài đặt trình duyệt Web) § Mơ hình Client/Server § Client yêu cầu truy nhập tới trang web (chứa đối tượng web) hiển thị chúng trình duyệt § Server: Nhận yêu cầu trả lời cho client • HTTPS: Giao thức truy cập dịch vụ Web an toàn bảo mật HTTP Máy chủ Web Điện thoại thơng minh (cài đặt trình duyệt Web) 88 44 Website địa URL • Website: Tập hợp nhiều trang web (webpage) đặt máy tính mạng Internet có chung địa Internet § Ví dụ: www.users.soict.hust.edu.vn • Một trang web có địa URL § URL (Uniform Resource Locator): üTham chiếu đến tài nguyên Internet üĐịa tài nguyên Internet 89 Cấu trúc URL https://users.soict.hust.edu.vn.vn/tungbt/it1140/bai1.pdf Tài liệu Đường dẫn (Thư mục) Địa Internet (Web site) Giao thức Secure HyperText Transfer Protocol 90 45 Trình duyệt web (Web browser) • Ứng dụng phần mềm dùng để hiển thị siêu văn hay duyệt web • Một số trình duyệt web phổ biến § Google Chrome § Cốc Cốc § Mozilla Firefox § Opera § Microsoft Edge § Safari 91 46