bàigiảngtin họcđạicương

• Để máy tính phân biệt được chuỗi số nhị phân ứng với dữ liệu dạng số hay dạng ký tự, … các chương trình máy tính hoặc người sử dụng cần khai báo kiểu và cấu trúc dữ liệu của các thành [r]

(1)

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Chương

GIỚI THIỆU CHUNG

NỘI DUNG

1.1 Một số khái niệm

1.2 Các hệ thống số phép tốn dùng máy tính 1.3 Biểu diễn mã hóa thơng tin

1.4 Ứng dụng công nghệ thông tin

2 Chương Giới thiệu chung

08/02/2017

Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam Bài giảng Tin học đại cương

1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.1.1 Dữ liệu 1.1.2 Thông tin 1.1.3 Tin học

1.1.4 Công nghệ thông tin

1.1.1 DỮ LIỆU (DATA)

• Là số kiện túy, rời rạc, quan sát đo đếm được, khơng có ngữ cảnh hay diễn giải • Dữ liệu sau tổ chức lại xử lý cho thơng tin • Trong thực tế, liệu là:

- Văn bản: sách, báo, truyện, công văn, …

- Các loại số liệu: số liệu thống kê nhân sự, thời tiết, kho tàng, …

(2)

1.1.2 THÔNG TIN (INFORMATION)

• Là khái niệm trừu tượng, thể qua thông báo, biểu hiện, … đem lại nhận thức chủ quan cho đối tượng nhận tin

• Là liệu xử lý xong, mang ý nghĩa rõ ràng • Tồn nhiều hình thức khác như: âm

thanh, hình ảnh, ký tự, …

• Có thể nén, giải nén, mã hóa, giải mã, truyền tải qua môi trường vật lý khác (ánh sáng, sóng âm, sóng điện từ, …)

5 Chương Giới thiệu chung

08/02/2017

1.1.3 TIN HỌC

(INFORMATICS – COMPUTER SCIENCE) • Tin học ngành khoa học chuyên nghiên cứu

các phương pháp, công nghệ kỹ thuật xử lý thông tin cách tự động

Nói cách khác: Tin học ngành khoa học chuyên nghiên cứu khả lưu trữ, truyền tải xử lý thông tin

• Sản phẩm mà Tin học phát minh để giúp người xử lý thông tin tự động máy vi tính hay máy tính (computer)

Chương Giới thiệu chung 08/02/2017

1.1.4 CÔNG NGHỆ THƠNG TIN (INFORMATION TECHNOLOGY)

• Theo Luật Cơng nghệ thơng tin Quốc hội nước Cộng hịa XHCN Việt Nam ban hành ngày 29/06/2006: “Công nghệ thông tin tập hợp phương pháp khoa học, công nghệ công cụ kỹ thuật sản xuất, truyền đưa, thu thập, xử lý, lưu trữ trao đổi thông tin số”

Ở đây, thông tin số thơng tin tạo lập phương pháp dùng tín hiệu số

1.2 CÁC HỆ THỐNG SỐ VÀ CÁC PHÉP TỐN DÙNG TRONG MÁY TÍNH

1.2.1 Các hệ thống số

(3)

1.2.1 CÁC HỆ THỐNG SỐ • Hệ thống số:

- Sử dụng tập ký hiệu quy tắc kết hợp ký hiệu để biểu diễn xác định giá trị số - Cơ số hệ = Số lượng ký hiệu

Chương Giới thiệu chung 08/02/2017

1.2.1 CÁC HỆ THỐNG SỐ

• Hệ số a (Hệ a):

- Sử dụng a ký hiệu để biểu diễn số - Ký hiệu có giá trị nhỏ - Ký hiệu có giá trị lớn a-1 - Biểu diễn số N hệ số a:

Na= bnbn-1…b0.b-1b-2…b-m

Trong đó, giá trị ký hiệu bitrong số Na bi*ai

- Ví dụ:

Số 9910 Ký hiệu hàng đơn vị có giá trị = 9*100

 Ký hiệu hàng chục có giá trị = 9*101

Chương Giới thiệu chung 10 08/02/2017

• Hệ số 10 (Hệ 10 - Hệ thập phân - Decimal Numeral System):

- Dùng để đếm tính tốn đời sống hàng ngày

- Sử dụng 10 ký hiệu số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, để biểu diễn số

- Ví dụ:

125.7510= 1.102+ 2.101+ 5.100+ 7.10-1+ 5.10-2

• Hệ số (Hệ - Hệ nhị phân - Binary Numeral System):

- Là hệ số sở máy tính Máy tính lưu trữ xử lý liệu dạng số nhị phân (BIT -BInary digiT)

- Sử dụng ký hiệu để biểu diễn số

(4)

• Hệ số 16 (Hệ 16 - Hệ thập lục phân – Hexa Decimal Numeral System):

- Dùng để đánh địa ô nhớ, địa vật lý máy tính mạng (địa MAC), địa cổng vào-ra máy tính

- Sử dụng 16 ký hiệu: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F để biểu diễn số

- Ví dụ:

1509A = 1.164+ 5.163+ 0.162+ 9.161+ A.160

1.2.2 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ CƠ SỐ • Chuyển số từ hệ a (hệ 2, hệ 16) sang hệ 10: - Quy tắc: Khai triển số hệ a thành tổng hệ số

nhân với lũy thừa số tính giá trị biểu thức thu

Na= (bnbn-1…b0.b-1b-2…b-m)a

= (bn.an+ bn-1.an-1+…+ b0.a0+ b-1.a-1+ b-2.a-2+…

+ b-m.a-m) 10

- Ví dụ:

10012= 1.23+ 0.22+ 0.21+ 1.20= 9

10

10A16= 1.162+ 0.161+ 10.160 = 266

10

1.2.2 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ CƠ SỐ • Chuyển số từ hệ 10

sang hệ a (chỉ xét trường hợp chuyển số nguyên) - Quy tắc: Đem số hệ 10 chia

nguyên liên tiếp cho số a thương dừng Lấy số dư phép chia viết theo thứ tự ngược lại  số hệ a

- Ví dụ: 1110= 10112

Khoa Cơng nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam Bài giảng Tin học đại cương

1.2.2 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ CƠ SỐ • Bảng chuyển đổi tương đương 16 số

(5)

1.2.2 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ CƠ SỐ • Chuyển số từ hệ sang hệ 16:

- Quy tắc: Nhóm thành nhóm chữ số hệ theo chiều từ phải sang trái, chuyển nhóm chữ số hệ thành chữ số tương ứng hệ 16

- Ví dụ: chuyển 10110110101011102sang hệ 16

 Kết quả: 10110110101011102= B6AE16

1.2.2 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ CƠ SỐ • Chuyển đổi số từ hệ 16 sang hệ 2:

- Quy tắc: Chuyển chữ số hệ 16 thành nhóm chữ số hệ tương ứng

- Ví dụ: chuyển số 1C8A16sang hệ

116= 00012

C16= 11002

816= 10002

A16= 10102

Vậy: 1C8A16= 0001 1100 1000 10102

1.2.3 CÁC PHÉP TỐN SỐ HỌC TRÊN HỆ • Phép cộng:

• Trong máy tính, phép cộng hai bit thực mạch cộng:

A B S (A+B) C (Carry)

0 0

0 1

1

1 1

• Ví dụ:

Khoa Cơng nghệ thơng tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam Bài giảng Tin học đại cương

1.2.3 CÁC PHÉP TOÁN SỐ HỌC TRÊN HỆ • Phép trừ:

• Máy tính thực phép trừ qua phép cộng số đối: A – B = A + (-B)

A B A - B C (Carry) 0

0 1

1 1

(6)

1.2.3 CÁC PHÉP TOÁN SỐ HỌC TRÊN HỆ • Phép nhân/phép chia: Trong máy tính phép nhân

chia thực qua phép cộng, phép trừ phép dịch bit

1.2.4 CÁC PHÉP TỐN LOGIC • NOT (Phủ định hay Đảo)

Chương Giới thiệu chung 22 X NOT X

TRUE FALSE FALSE TRUE

X Y X AND Y TRUE FALSE FALSE FALSE TRUE FALSE TRUE TRUE TRUE FALSE FALSE FALSE

• AND (Và)

08/02/2017

1.2.4 CÁC PHÉP TỐN LOGIC • OR (Hoặc)

X Y X OR Y TRUE TRUE TRUE FALSE TRUE TRUE TRUE FALSE TRUE FALSE FALSE FALSE

X Y X XOR Y TRUE TRUE FALSE FALSE TRUE TRUE TRUE FALSE TRUE FALSE FALSE FALSE

• XOR (Hoặc loại trừ)

1.2.4 CÁC PHÉP TỐN LOGIC • Biểu thức logic

- Là kết hợp giá trị logic phép toán logic để tạo giá trị logic

- Mỗi biểu thức logic trả giá trị logic (TRUE/FALSE)

(7)

1.3 BIỂU DIỄN VÀ MÃ HĨA THƠNG TIN

1.3.1 Biểu diễn thơng tin máy tính đơn vị thông tin

1.3.2 Khái niệm mã hóa 1.3.3 Mã hóa tập ký tự

1.3.4 Mã hóa số nguyên số thực 1.3.5 Mã hóa liệu logic

1.3.6 Mã hóa hình ảnh tĩnh, âm phim ảnh

1.3.1 BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH VÀ CÁC ĐƠN VỊ THƠNG TIN

• Biểu diễn thơng tin máy tính:

- Máy tính xử lý liệu dạng số nhị phân (các linh kiện vật liệu điện tử dùng để chế tạo nhớ máy tính có trạng thái đối lập, tương ứng biểu diễn 0) Dữ liệu thực muốn đưa vào máy tính để lưu trữ,

xử lý, hay truyền tải cần phải mã hóa (số hóa thành số nhị phân)

1.3.1 BIỂU DIỄN THƠNG TIN TRONG MÁY TÍNH VÀ CÁC ĐƠN VỊ THƠNG TIN

• Các đơn vị thông tin:

- Bit: Chữ số nhị phân (BInary digiT) Mỗi nhớ máy tính lưu trữ bit, thân ô nhớ gọi bit Các bit đánh số thứ tự - Byte: Là nhóm bit liền kề nhau, bit thứ 8i

(i>=0, nguyên) Các byte đánh địa - Word: Từ nhớ Gồm 2/4/6 byte tùy thuộc vào vi xử lý

(CPU) cụ thể xử lý lần byte

1.3.1 BIỂU DIỄN THƠNG TIN TRONG MÁY TÍNH VÀ CÁC ĐƠN VỊ THƠNG TIN

• Các đơn vị thơng tin (tiếp): - Các đơn vị bội byte:

Kilobyte (Kb): 1Kb = 210byte = 1024 byte

Megabyte (Mb): 1Mb = 210Kb = 220byte

Gigabyte (Gb): 1Gb = 210Mb = 230byte

(8)

1.3.2 KHÁI NIỆM VỀ MÃ HĨA

• Mã hóa thơng tin máy tính số hóa liệu thành chuỗi số nhị phân theo quy ước chung để máy tính lưu trữ, xử lý trao đổi thông tin với

1.3.2 KHÁI NIỆM VỀ MÃ HÓA • Từ mã:

- Số nhị phân có độ dài (số bit) cố định để biểu diễn thông tin

- Độ dài từ mã n  biểu diễn 2nthông

tin khác - Ví dụ:

Chương Giới thiệu chung 30 Từ mã Số nguyên 0000 0000 0000 0001 0000 0010

………

1111 1111 255

Dùng byte (8 bit) để biểu diễn số nguyên không dấu  biểu diễn

được 28 = 256 số có giá

trị từ đến 255

08/02/2017

• Việc mã hóa loại liệu tuân theo chuẩn chung để máy tính “hiểu” trao đổi, xử lý thông tin

- Các ký tự: mã hóa theo bảng mã ASCII Unicode - Các số nguyên: mã hóa theo số chuẩn quy ước - Các số thực: mã hóa theo số dấu phẩy động

- Dữ liệu ảnh, âm thanh, phim: mã hóa rời rạc thành ma trận số thực biểu diễn cường độ sáng, tần số âm

• Để máy tính phân biệt chuỗi số nhị phân ứng với liệu dạng số hay dạng ký tự, … chương trình máy tính người sử dụng cần khai báo kiểu cấu trúc liệu thành phần chương trình để hệ điều hành ghi nhớ vào vùng nhớ thích hợp có địa kích thước xác định

Ví dụ:

- Với file ảnh, thơng tin chương trình tạo ảnh số lưu đầu file

(9)

1.3.3 MÃ HĨA TẬP KÝ TỰ

• Các quốc gia tự thiết kế bảng mã riêng để biểu diễn ký tự quốc gia  khó khăn “giao tiếp” máy tính  cần có bảng mã chuẩn biểu diễn ký tự chung cho quốc gia

• bảng mã chuẩn phổ biến: - ASCII

- Unicode

1.3.3 MÃ HÓA TẬP KÝ TỰ • Bảng mã ASCII:

- Gồm 256 từ mã bit, biểu diễn 256 ký tự khác - Được chia thành phần:

+ Phần tiêu chuẩn (gồm từ mã có giá trị hệ 10 từ đến 127): chung cho quốc gia

+ Phần mở rộng (có mã từ 128 đến 255): khác dùng để biểu diễn ký tự riêng nước

Bảng mã ASCII tiêu chuẩn

(10)

1.3.3 MÃ HÓA TẬP KÝ TỰ - Ví dụ:

Ký tự ‘A’ mã hóa thành 0100 0001 (= 6510) Khi

người dùng nhấn Shift+A bàn phím  xung điện truyền đến xử lý máy tính có dạng:

Máy tính xử lý chuỗi nhị phân “vẽ” lên hình ký tự ‘A’

1.3.3 MÃ HÓA TẬP KÝ TỰ • Bảng mã Unicode:

- Bảng mã dùng chung biểu diễn tất ký tự hầu

- Gồm 65536 (216) từ mã 16 bit

- Trong bảng mã Unicode, 128 từ mã mã hóa giống với ASCII

1.3.4 MÃ HÓA SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC

• Số nguyên số thực biểu diễn máy tính theo chuẩn khác

• Số ngun:

- Máy tính dùng bit, 16 bit 32 bit để biểu diễn số nguyên

- Càng dùng nhiều bit biểu diễn số nguyên lớn

Ví dụ: Với 32 bit, biểu diễn số nguyên khoảng [-2.147.483.648, 2.147.483.647]

- loại số nguyên biểu diễn máy tính: + Số ngun khơng dấu

+ Số ngun có dấu

1.3.4 MÃ HÓA SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC - Số nguyên không dấu bit:

+ Dùng bit để biểu diễn độ lớn  biểu diễn

28= 256 số nguyên

+ Dải biểu diễn: 0000 0000 1111 1111 (0  25510)

+ Cách biểu diễn: đổi số hệ 10 sang hệ thêm vào bên trái số nhị phân bit cho đủ bit

(11)

1.3.4 MÃ HÓA SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC - Số nguyên có dấu bit:

+ Dùng bit để biểu diễn dấu, bit lại biểu diễn độ lớn

+ Bit dấu thể số dương, thể số âm

+ Dải biểu diễn: 1000 0000 0111 1111 (hay -12810

+12710)

+ Mỗi số nguyên âm biểu diễn số bù biểu diễn số nguyên dương tương ứng

1.3.4 MÃ HÓA SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC - Số nguyên có dấu bit (tiếp):

+ Cách tìm biểu diễn bit số nguyên âm: Bước 1: Tìm biểu diễn bit số nguyên dương tương ứng

Bước 2: Đảo tất bit (toán tử NOT)  Số bù Bước 3: Lấy số bù cộng thêm  Số bù

Ví dụ: Tìm biểu diễn bit số -2010trong máy tính?

+ Lưu ý: Cách lấy bù có tính chất chiều, số bù biểu diễn số nguyên âm biểu diễn số nguyên dương tương ứng

1.3.4 MÃ HÓA SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC • Số thực:

+ Một số thực viết theo nhiều cách với vị trí dấu phẩy khác (dấu phẩy động)

Ví dụ:

580,9410= 5,8094 x 102= 58,094 x 101

= 5809,4 x 10-1= 58094,0 x 10-2

= …

1.3.4 MÃ HÓA SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC

• Số thực:

+ Trong máy tính, số thực biểu diễn số dấu phẩy động (floating point number) theo chuẩn IEEE 754, theo số thực X phân tích dạng mũ:

X = m x 2P (m phần định trị (hệ 2) dạng

0,1xxx…; P phần mũ)

Ví dụ: 10,2510 = 1010,012 biểu diễn theo chuẩn

thành: +0,101001 x 24và biểu diễn dạng 32 bit trong

máy tính thành:

(12)

1.3.5 MÃ HÓA DỮ LỆU LOGIC

• Dữ liệu logic loại liệu nhận hai giá trị TRUE/FALSE, 1/0 Do đó, mã hóa liệu logic người ta thường dùng 1byte

1.3.6 MÃ HĨA HÌNH ẢNH TĨNH, ÂM THANH VÀ PHIM ẢNH • Mã hóa hình ảnh tĩnh

- Ảnh bitmap - Ảnh vector

• Mã hóa âm phim ảnh

- Các tín hiệu âm phim ảnh tín hiệu dạng tương tự (Analog), tần số (cao độ) thời gian (trường độ) số nên mã hóa

- Việc số hóa tín hiệu thực qua bước: lấy mẫu, lượng tử mã hóa

1.4 ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

1.4.1 Các toán khoa học kỹ thuật 1.4.2 Các tốn quản lý

1.4.3 Tự động hóa 1.4.4 Cơng tác văn phịng 1.4.5 Giáo dục

1.4.6 Thương mại điện tử

1.4.1 CÁC BÀI TOÁN KHOA HỌC KỸ THUẬT

• Đặc điểm: tốn KHKT chủ yếu tính tốn số với số liệu khơng nhiều thuật toán phức tạp Để giải tốn địi hỏi phải thực khối lượng phép toán khổng lồ lên đến hàng trăm triệu, chí hàng tỉ phép tốn

• Ví dụ: tốn dự báo (tài chính, thời tiết, …), tốn thiết kế (robot, tên lửa, cơng trình thủy điện, …), tốn thăm dị (khống sản, vũ trụ, …)

(13)

1.4.2 CÁC BÀI TOÁN QUẢN LÝ

• Đặc điểm: Bài tốn quản lý thường có quy trình xử lý đơn giản khối lượng thơng tin lưu trữ lớn • Thơng thường, tốn quản lý gồm cơng việc:

Tạo lập CSDL Duy trì CSDL  Sử dụng CSDL

(tra cứu thống kê)

• 85% ứng dụng CNTT dành cho quản lý: Quản lý bán hàng, Quản lý nhân sự, Quản lý trường học, …

1.4.3 TỰ ĐỘNG HĨA

• Đặc điểm: Với kỹ thuật tự động hóa đơn giản điều khiển theo kiểu điện Tuy nhiên, với kỹ thuật điều khiển phức tạp, có tính thích nghi, cần thực máy tính với hệ thống hỗ trợ định • Mức độ tự động hóa:

- Tự động hóa phần - Tự động hóa tồn

• Ưu điểm: Xử lý thơng tin hiệu Dữ liệu tập trung cho phép giảm chi phí tránh sai lệch

• Nhược điểm: Khó xây dựng

• Ví dụ điển hình tự động hóa sở máy tính: Các hệ thống nhúng

1.4.4 CÔNG TÁC VĂN PHỊNG • Các hoạt động cơng tác văn phịng:

- Lưu trữ văn - Xử lý lập kế hoạch

- Nhận lưu chuyển văn bản, tài liệu - Tạo gửi văn bản, tài liệu

• Ưu điểm: Giảm thiểu thời gian, cơng sức, chi phí, … cho cơng tác văn phịng

Khoa Cơng nghệ thơng tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam Bài giảng Tin học đại cương

1.4.5 GIÁO DỤC

• Đặc điểm: Ứng dụng cho người dạy, người học người quản lý

• Ưu điểm:

- Giúp người học học tập cách chủ động, có nhiều hội tiếp cận với kho kiến thức chung nhân loại - Hỗ trợ cho người dạy việc bổ sung kiến thức,

truyền tải giảng đến người học

- Giúp người quản lý thực tốt công tác quản lý giáo dục

- Tạo môi trường tương tác người dạy, người học người quản lý

- …

(14)

1.4.6 THƯƠNG MẠI ĐIỆN TỬ • Các hoạt động thương mại điện tử điển hình:

- Quảng cáo mạng

- Mua bán toán qua mạng - Thương thảo hợp đồng qua mạng

• Thách thức: Vấn đề pháp lý, bảo mật an tồn thơng tin, …

Định dạng
Số trang	14
Dung lượng	649,22 KB