Tài liệu ôn thi FE
FE No1 – Giới thiệu về hệ thống máy tính MỤC LỤC Phần 1 HỆ THỐNG MÁY TÍNH 1 Lý thuyết cơ bản về thông tin 1 Giới thiệu 2 1.1 Biểu diễn dữ liệu . 2 1.1.1 Chuyển đổi số . 2 1.1.2 Biểu diễn số 11 1.1.3 Phép toán và độ chính xác 22 1.1.4 Biểu diễn các giá trị phi số . 23 1.2 Thông tin và lôgic . 26 1.2.1 Logic mệnh đề 26 1.2.2 Phép toán logic 26 Bài tập . 29 2 Phần cứng . 32 Giới thiệu 33 2.1 Phần tử thông tin . 34 2.1.1 Mạch tích hợp 34 2.1.2 Bộ nhớ bán dẫn 34 2.2 Kiến trúc bộ xử lý . 36 2.2.1 Kiến trúc và nguyên tắc hoạt động của bộ xử lý 36 2.2.2 Nâng cao tốc độ xử lý trong bộ xử lý 47 2.2.3 Cơ chế vận hành 50 2.2.4 Đa bộ xử lí . 54 2.2.5 Hiệu năng của bộ xử lý . 55 2.3 Kiến trúc của bộ nhớ . 57 2.3.1 Những kiểu bộ nhớ . 57 2.3.2 Dung lượng và hiệu năng bộ nhớ . 58 2.3.3 Cấu hình bộ nhớ . 59 2.4 Thiết bị lưu giữ phụ 60 2.4.1 Kiểu và đặc trưng của thiết bị lưu giữ phụ 60 2.4.2 Các kiểu RAID và đặc tính của chúng 71 2.5 Cấu trúc vào/ra và các thiết bị . 73 2.5.1 Phương pháp điều khiển vào/ra 73 2.5.2 Giao diện vào/ra 75 2.5.3 Các loại thiết bị vào/ra và đặc trưng của chúng . 78 2.6 Các loại máy tính 90 Bài tập . 94 3 Phần mềm cơ bản . 98 Giới thiệu 99 3.1 Hệ điều hành . 99 3.1.1 Cấu hình và chức năng của hệ điều hành . 99 3.1.2 Quản lý việc . 102 FE No1 – Giới thiệu về hệ thống máy tính 3.1.3 Quản lý tiến trình . 104 3.1.4 Quản lý bộ nhớ chính . 108 3.1.5 Quản lý bộ nhớ ảo 110 3.1.6 Quản lý tệp . 112 3.1.7 Quản lí an ninh 115 3.1.8 Quản lý hỏng hóc . 116 3.1.9 Bộ giám sát 116 3.2 Các kiểu hệ điều hành . 117 3.2.1 Hệ điều hành vạn năng . 117 3.2.2 Hệ điều hành mạng (NOS) 120 3.3 Phần mềm giữa . 122 3.3.1 DBMS 122 3.3.2 Hệ thống quản lý truyền thông . 122 3.3.3 Công cụ hỗ trợ phát triển phần mềm 123 3.3.4 Công cụ quản lý vận hành 123 3.3.5 ORB . 123 Bài tập . 124 4 Hệ thống đa phương tiện 128 Giới thiệu 129 4.1 Đa phương tiện là gì? 129 4.1.1 Dịch vụ đa phương tiện 129 4.1.2 Nền thực hiện hệ thống đa phương tiện 131 4.1.3 Công nghệ đa phương tiện . 135 4.2 Ứng dụng đa phương tiện . 136 4.2.1 Nhận dạng tiếng nói và hình ảnh 136 4.2.2 Tổng hợp tiếng nói và hình ảnh 136 4.3 Hệ thống ứng dụng đa phương tiện . 138 Bài tập . 139 5 Cấu hình hệ thống 140 5.1 Phân loại hệ thống và cấu hình hệ thống . 141 5.1.1 Phân loại hệ thống . 141 5.1.2 Hệ thống khách / phục vụ . 141 5.1.3 Cấu hình hệ thống 144 5.2 Các phương thức hệ thống 148 5.2.1 Phương thức xử lý hệ thống 148 5.2.2 Phương thức sử dụng hệ thống . 150 5.2.3 Phương thức điều hành hệ thống 154 5.2.4 Tính toán trên Web . 155 5.3 Hiệu năng hệ thống . 156 5.3.1 Tính toán hiệu năng . 156 5.3.2 Thiết kế hiệu năng 158 5.3.3 Đánh giá hiệu năng 158 5.4 Độ tin cậy của hệ thống 160 5.4.1 Tính độ tin cậy . 160 5.4.2 Tiết kế tính tin cậy 163 5.4.3 Mục tiêu và đánh giá về độ tin cậy . 163 5.4.4 Chi phí tài chính . 165 FE No1 – Giới thiệu về hệ thống máy tính Bài tập . 166 Trả lời bài tập 170 Trả lời cho Quyển 1, Phần 1, Chương 1 (Lý thuyết thông tin cơ bản) . 170 Trả lời cho Quyển 1 Phần 1 Chương 2 (Phần cứng) . 178 Trả lời Quyển 1 Phần 1 Chương 3 (Phần mềm cơ bản) 185 Trả lời bài tập cho Quyển 1 Phần 1 Chương 4 (Hệ thống đa phương tiện) . 193 Trả lời bài tập Quyển 1 Phần 1 Chương 5 (Cấu hình hệ thống) . 196 Phần 2 XỬ LÝ THÔNG TIN VÀ AN NINH 1 Kế toán 205 1.1 Hoạt động nghiệp vụ và thông tin kế toán . 206 1.1.1 Năm tài chính và thông tin kế toán . 206 1.1.2 Cấu trúc tài khoản 209 1.2 Cách đọc bản kê tài chính . 214 1.2.1 Cách đọc tờ quyết toán . 214 1.2.2 Cách đọc bản kê lợi tức 222 1.3 Kế toán tài chính và kế toán quản lí 229 1.3.1 Kế toán tài chính 229 1.3.2 Kế toán quản lý 230 1.3.3 Cấu hình hệ thông tin kế toán . 237 1.3.4 Chuẩn quốc tế 238 Bài tập . 248 2 Lĩnh vực ứng dụng của hệ thống máy tính . 253 2.1 Ứng dụng kĩ nghệ . 254 2.1.1 Kiểm soát tự động sản xuất 254 2.1.2 CAD/CAM/CAE . 255 2.1.3 Hệ thống FA và CIM . 256 2.2 Ứng dụng kinh doanh . 258 2.2.1 Hệ hỗ trợ nghiệp vụ tổng hành dinh . 258 2.2.2 Hệ thống hỗ trợ kinh doanh bán lẻ . 259 2.2.3 Hệ thống tài chính 262 2.2.4 Trao đổi dữ liệu giao tác liên doanh nghiệp . 264 Bài tập . 267 3 An ninh 269 3.1 An ninh thông tin 270 3.1.1 An ninh thông tin là gì? 270 3.1.2 An ninh logic 273 3.2 Phân tích rủi ro . 274 3.2.1 Quản lí rủi ro . 274 3.2.2 Kiểu, ước lượng và phân tích rủi ro 274 3.2.3 Phương pháp xử lí rủi ro 278 3.2.4 Biện pháp an ninh 279 3.2.5 Bảo vệ dữ liệu 279 3.2.6 Bảo vệ tính riêng tư 280 FE No1 – Giới thiệu về hệ thống máy tính Bài tập . 281 4 Nghiên cứu hoạt động 283 4.1 Nghiên cứu hoạt động . 284 4.1.1 Xác suất và thống kê 284 4.1.2 Qui hoạch tuyến tính 296 4.1.3 Lập lịch 300 4.1.4 Lí thuyết hàng đợi 310 4.1.5 Kiểm soát kho . 315 4.1.6 Dự báo nhu cầu 326 Bài tập . 336 5 Bổ sung hệ thống máy tính . 345 Giới thiệu 346 5.1 Hệ thống đa phương tiện . 346 5.1.1 Phát triển nội dung đa phương tiện 346 Trả lời bài tập 356 Trả lời bài tập cho Quyển 1 Phần 2 Chương 1 (Kế toán) . 356 Trả lời cho Quyển 1 Phần 2 Chương (Các lĩnh vực ứng dụng của hệ thống máy tính) 364 Trả lời cho Quyển 1 Phần 2, Chương 3 (An ninh) 369 Trả lời cho Quyển 1 Phần 2 Chương 4 (Nghiên cứu các hoạt động) . 374 Phần 1 HỆ THỐNG MÁY TÍNH Giới thiệu Loạt sách giáo khoa này đã được xây dựng trên cơ sở Chuẩn kỹ năng Kỹ sư Công nghệ Thông tin được đưa ra công khai tháng 7/2000. Bốn tập sau đây bao quát toàn bộ nội dung của tri thức và kỹ năng nền tảng cần cho việc phát triển, vận hành và bảo trì các hệ thông tin: No. 1: Nhập môn Hệ thống máy tính No. 2: Phát triển và vận hành hệ thống No. 3: Thiết kế trong và lập trình - Thân tri thức cốt lõi và thực hành No. 4: Công nghệ Mạng và Cơ sở dữ liệu Phần này cho những giải thích dễ dàng một cách có hệ thống để cho những người đang học về các hệ thống máy tính lần đầu tiên có thể dễ dàng có được tri thức trong những lĩnh vực này. Phần này bao gồm các chương sau: Phần 1: Hệ thống máy tính Chương 1: Lý thuyết cơ sở về thông tin Chương 2: Phần cứng Chương 3: Phần mềm cơ sở Chương 4: Hệ thống đa phương tiện Chương 5: Cấu hình hệ thống Chương 6: Các chủ đề mới 1 Lý thuyết cơ bản về thông tin Mục đích Hiểu cơ chế biểu diễn thông tin trong máy tính và các lý thuyết cơ bản. Đặc biệt, hệ thống nhị phân là một chủ đề quan trọng, không thể thiếu để biểu diễn dữ liệu trong máy tính. Tuy nhiên những người thường dùng hệ thập phân cũng có khó khăn khi làm quen với cách biểu diễn này, vì vậy mà cần học kỹ. Hiểu các đơn vị dữ liệu cơ bản của máy tính như số nhị phân, bit, byte, từ, v.v và chuyển đổi chúng từ hoặc sang dạng thập phân hay dạng cơ số 16 Hiểu các khái niệm cơ bản về biểu diễn dữ liệu bên trong máy tính, chú trọng vào các dữ liệu số, mã ký tự, v.v Hiểu các phép toán mệnh đề và các toán tử logic. 1.1 Biểu diễn dữ liệu 2 Giới thiệu Để máy tính làm việc được, cần chuyển các thông tin ta dùng trong cuộc sống hàng ngày thành dạng máy tính có thể hiểu được. Trong phần này ta sẽ học cách thông tin thực sự được thể hiện bên trong máy tính và cách chúng được xử lý. 1.1 Biểu diễn dữ liệu 1.1.1 Chuyển đổi số Để máy tính xử lý được điều cần thiết đầu tiên là đưa vào bộ nhớ một chương trình chứa các nhiệm vụ và quy trình cần xử lý. Hệ thống nhị phân được dùng để biểu diễn các thông tin này. Trong khi hệ thống nhị phân biểu diễn thông tin bằng các tổ hợp của số "0" và "1," thì chúng ta lại thường dùng hệ thống thập phân. Vì vậy kiến thức cơ bản và quan trọng mà người kỹ sư xử lý thông tin phải có là hiểu được mối quan hệ giữa các số nhị phân và thập phân. Đây là sự khác nhau cơ bản giữa máy tính và con người và cũng là điểm giao tiếp giữa chúng. Vì máy tính thao tác hoàn toàn trên cơ sở các số nhị phân, nên ta sẽ xem xét quan hệ giữa số nhị phân và thập phân, và việc tổ hợp các số hệ 16 với các số nhị phân. (1) Đơn vị biểu diễn dữ liệu và đơn vị xử lý Số nhị phân Cấu trúc bên trong của máy tính gồm rất nhiều mạch điện tử. Số nhị phân biểu diễn 2 trạng thái của mạch điện tử như sau: • Dòng điện đi qua hoặc không đi qua • Điện áp cao hoặc thấp Thí dụ, đặt trạng thái có dòng điện đi qua (bật điện) là "1" và trạng thái không có dòng điện đi qua (tắt điện) là "0," sau đó bằng cách thay trạng thái máy tính hoặc dữ liệu bằng các giá trị số, việc biểu diễn chúng có thể thực hiện một cách cực kỳ tiện lợi. Việc biểu diễn số thập phân từ "0" đến "10" bằng cách sử dụng số nhị phân được minh họa trong hình 1- 1-1. Hình 1-1-1 Số thập phân và số nhị phân Số thập phân Số nhị phân 0 0 1 1 2 10 Nhớ 1 3 11 4 100 Nhớ 1 5 101 6 110 7 111 8 1000 Nhớ 1 9 1001 Nhớ 1 10 1010 1.1 Biểu diễn dữ liệu 3 Như ta thấy trong hình trên, so với hệ thập phân, phép nhớ để chuyển sang hàng bên xảy ra thường xuyên hơn trong hệ nhị phân, nhưng vì ngoài "0" và "1" ra thì không dùng số nào khác nữa nên đó là công cụ mạnh nhất cho máy tính. Bits Một bit (chữ số nhị phân) là 1 chữ số của hệ nhị phân được biểu diễn bằng "0" hoặc "1." Bit là đơn vị nhỏ nhất để biểu diễn dữ liệu trong máy tính. 1 bit chỉ biểu diễn được 2 giá trị dữ liệu, "0" hoặc "1," nhưng 2 bit có thể biểu diễn 4 giá trị khác nhau: • 00 • 01 • 10 • 11 Tuy nhiên, trong thực tế, khối lượng thông tin cần xử lý bằng máy tính quá lớn (có 26 giá trị trong bảng chữ cái tiếng Anh) nên 2 bits, 0 và 1, không đủ cho phương pháp biểu diễn thông tin. Bytes So với bit, là đơn vị nhỏ nhất để biểu diễn dữ liệu trong máy tính, thì byte là một đơn vị biểu diễn một số hay một ký tự bằng 8 bits. Vì một byte bằng 8 bits, nên sau đây là các thông tin có thể được biểu diễn bằng một byte, bằng tổ hợp của "0" và "1." • 00000000 • 00000001 • 00000010 → • 11111101 • 11111110 • 11111111 Thông tin biểu diễn bằng bằng chuỗi các số 1 và 0 gọi là mẫu bit. Vì 1 bit có thể được biểu diễn bằng 2 cách, nên tổ hợp các mẫu 8 bit thành 1 byte cho phép biểu diễn 2 8 =256 kiểu thông tin. Nói cách khác ngoài các ký tự và số, các ký hiệu như "+" và "-" hoặc các ký hiệu đặc biệt khác như "<" và ">" cũng có thể biểu diễn bằng một byte. Hình 1-1-2 Các kiểu thông tin có thể biểu diễn được bằng một byte Tuy nhiên vì số lượng kí tự kanji (ký tự Trung Quốc) có tới hàng ngàn, nên chúng không thể biểu diễn bằng một byte. Do đó, 2 bytes được nối lại để có 16 bits, và một kí tự kanji được biểu diễn bằng 2 bytes. Với 16 bits, 2 16 = 65,536 kí tự kanji có thể được biểu diễn. Từ Bit là đơn vị nhỏ nhất biểu diễn dữ liệu trong máy tính và byte là một đơn vị biểu diễn một ký tự. Tuy nhiên nếu các phép tính bên trong máy tính được thực hiện trên cơ sở của bit, thì tốc độ sẽ quá chậm. Vì vậy mới sinh ra ý tưởng xử lý bằng từ. Hơn 10 năm trước đây, máy tính cá nhân thao tác trên các từ mỗi từ gồm 16 bits. Hiện nay máy tính lớn 0 0 0 0 0 0 0 0 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 2 8 =256 kiểu 1 byte Vì 1 bit được biểu diễn bằng hai cách Vì 1 bit được biểu diễn bằng hai cách 1.1 Biểu diễn dữ liệu 4 PGs sử dụng các từ, mỗi từ gồm 32 bits. Hệ nhị phân và hệ 16 Trong xử lý thông tin, hệ nhị phân được dùng để làm đơn giản cấu trúc của những mạch điện tử tạo thành máy tính. Tuy nhiên, ta rất khó hiểu ý nghĩa của chuỗi các "0" và "1". Trong hệ thập phân, giá trị số "255" có 3 chữ số, nhưng trong hệ nhị phân số chữ số thành ra là 8. Vì vậy hệ 16 được dùng để giải quyết vấn đề khó khăn trong việc xác định và tránh được số chữ số quá lớn Một số hệ 16 là giá trị số được biểu diễn bằng 16 số từ "0" đến "15." Khi thành 16, phép nhớ sẽ xảy ra. Tuy nhiên vì không thể phân biệt giữa "10" trước khi phép nhớ được tạo ra và "10" sau khi nhớ được tạo ra, để tiện lợi, trong hệ 16 người ta biểu diễn “10” bằng chữ “A”, “11” bằng “B”, “12” bằng “C”, “13” bằng “D”, “14” bằng "E" và "15" bằng "F." Hình 1-1-3 Số thập phân, số nhị phân, và số hệ 16 0 0 0 1 1 1 2 10 2 3 11 3 4 100 4 5 101 5 6 110 6 7 111 7 8 1000 8 9 1001 9 10 1010 A 11 1011 B 12 1100 C 13 1101 D 14 1110 E 15 1111 F 16 10000 10 17 10001 11 18 10010 12 19 10011 13 20 10100 14 Hình 1-1-4 Hệ đếm nhị phân và hệ đếm cơ số 16 (2) Biểu diễn dữ liệu số Bằng tổ hợp của các "0" và "1" các ký tự được biểu diễn bằng các mã. Tuy nhiên có các phương pháp biểu diễn dữ liệu khác nhau để xử lý dữ liệu số. Trong phần này sẽ giải thích về cơ số và chuyển đổi cơ số, cộng và trừ các số nhị phân, biểu diễn các số âm – được xem như là cơ sở của việc biểu diễn dữ liệu số. Hình 1-1-3: cách viết các số "0" đến "20" của hệ thập phân trong hệ nhị phân và hệ 16. Chú ý tới mối quan hệ giữa số hệ 16 với số hệ nhị phân trong bảng này, ta nhận thấy rằng 4 chữ số trong hệ nhị phân ứng với 1 chữ số hệ 16. Do vậy, các số nhị phân có thể chuyển thành số hệ 16 bằng cách thay mỗi nhóm 4 bits bằng một chữ số hệ 16, bắt đầu từ dấu chấm thập phân. (Hình 1-1-4) Số Số Số Thập phân Nhị phân Hệ 16 0 0 1 0 1 1 0 1 1 byte Số nhị phân 4 bits 4 bits 2 D Dấu chấm thập phân . Số hệ 16 . THỐNG MÁY TÍNH Giới thi u Loạt sách giáo khoa này đã được xây dựng trên cơ sở Chuẩn kỹ năng Kỹ sư Công nghệ Thông tin được đưa ra công khai tháng 7/2000 5.4.4 Chi phí tài chính . 165 FE No1 – Giới thi u về hệ thống