Những dữ liệu nhân tạo để mã hoá thông tin thì ta phải có qui ước về cách biểu diễn thông tin.. Data.[r]
(1)THCB.1
Tin học đại cương
75 tiết
Biên soạn: Quách Tuấn Ngọc
Giảng bài:
Trường Đại học Bách khoa HN
(2)THCB.3
Phần 1: Các vấn đề căn bản
của tin học
Chương 1: Thông tin và biểu diễn thông tin
Chương 2: Hệ thống máy vi tính
(3)THCB.4
Chương
Thông tin và biểu diễn thông tin I Thông tin và dữ liệu
(4)THCB.5
I Thông tin và dữ liệu
Khái niệm về thông tin
Dữ liệu
Xử lí thơng tin
Xử lí thơng tin bằng máy tính
Khái niệm phần cứng và phần mềm
(5)THCB.6
I Thông tin và dữ liệu
1 Khái niệm về thơng tin
• Thơng tin là một khái niệm trừu
tượng mô tả tất cả những gì đem lại
hiểu biết, nhận thức của con người
và các sinh vật sống khác.
• Định lượng thông tin: đo độ bất
định của hành vi, trạng thái Xác suất
xuất hiện một tin càng thấp thì lượng
tin càng cao vì độ bất ngờ của nó
(6)THCB.7
• Định nghĩa lượng tin của Shannon, 1948
• Ví dụ 1: Gieo xúc xắc H=2.58 bit
• Ví dụ 2: Gieo đồng xu H=1 bit
H pi pi
i n
.log ( )2
(7)THCB.8
Dữ liệu
• Dữ liệu (dữ kiện) có thể hiểu nơm na là
vật liệu thơ mang thơng tin
• Dữ liệu được tập hợp lại và được xử lí sẽ cho ta thơng tin.
• => Dữ liệu là nguồn gốc, là vật mang
(8)THCB.9
Dữ liệu trong thực tế có thể là
• Tín hiệu vật lí (Physical signal) • Các số liệu (number)
• Kí hiệu (symbol)
Thí dụ 1: Nhiệt độ cháu bé 39oC
Thí dụ 2: 28, 27, 30, 32, 27 ?
Thí dụ 3: Tính qui ước biểu diễn thơng tin
(9)THCB.10 Dữ liệu có nguồn gốc tự nhiên như tín hiệu vật lí
(tiếng nói, hình ảnh, nhiệt độ cơ thể ) thì thơng
tin vốn là bản chất nội tại của vật thể Các dữ liệu
loại này khơng có tính qui ước trước Con người
phải tìm hiểu, khám phá về cách biểu diễn thơng
tin của nó.
Những dữ liệu nhân tạo để mã hố thơng tin thì ta phải có qui ước về cách biểu diễn thông tin.
(10)THCB.11
Xử lí thơng tin
• lọc lấy thơng tin cần thiết
• truyền tin: nhanh, xác • lọc nhiễu
• lưu trữ
• tìm kiếm, lấy • chép
• mã hoá bảo mật
(11)THCB.12
Xử lí thơng tin bằng máy tính
• Khi thơng tin ít, có thể làm thủ cơng. • Khi thơng tin nhiều lên, địi hỏi máy
móc tự động làm thay, đặc biệt là máy
tính điện tử.
• Ưu điểm của máy tính: Làm nhanh,
(12)THCB.13
(13)THCB.14
Khái niệm phần cứng phần mềm
• Phần cứng (Hardware) là tồn bộ thiết bị điện tử,
cơ khí.
• Phần mềm (Software) là các chương trình máy
tính điều khiển máy chạy.
Phần cứng là thể xác, phần mềm là linh hồn.
Công sức đầu tư phần cứng: tháng 10 ngày, phần
(14)THCB.15
Chu trình xử lớ thụng tin
Vào liệu
(Input)
Vào liệu
(Input) (Processing)Xử lí
Xử lí
(Processing) Ra d÷ liƯu(Output)
Ra d÷ liƯu
(Output)
(15)THCB.16
Chương
Thông tin và biểu diễn thông tin
I Thông tin và dữ liệu
(16)THCB.17
II Biểu diễn thông tin trong máy tính
Hệ đếm cơ số 10 - Hệ thập phân Hệ đếm cơ số a
Hệ đếm cơ số hai - Hệ nhị phân Hệ đếm Hexa-decimal và hệ tám
Chuyển đổi từ hệ a sang hệ thập phân Chuyển đổi từ hệ thập phân sang hệ a Các phép tính số học cơ bản nhị phân Các phép tính logic cho số nhị phân Mệnh đề logic
10 Biểu diễn thơng tin trong máy tính 11 Bảng mã ASCII
(17)THCB.18 Đặt vấn đề
Dữ liệu có nhiều loại: văn bản (text),
chữ viết (character), số liệu (number),
âm thanh (sound), hình ảnh (image), đồ
hoạ (graphic)
Làm thế nào để biểu diễn thông tin
trong máy tính ?
Ta phải dùng mã nhị phân !
Mã nhị phân là gì ? Tại sao ? Làm cách
(18)THCB.19
1 Hệ đếm cơ số 10 - Hệ thập phân
• Gồm 10 chữ số (digit) ‘0’ ’9’
• Khi đếm đến 10 thì chuyển sang hàng bên trái
• Thí dụ: Số 1983.25 cần được hiểu là
= 1*103+9*102+8*101+3*100+2*10-1+5*10-2
2 Hệ đếm cơ số - Hệ nhị phân
• Gồm chữ số (digit) ‘0’ ’1’ Bit: Binary digit
• Khi đếm đến thì chuyển sang hàng bên trái
• Thí dụ: Số 1010.01 cần được hiểu là
(19)THCB.20
3 Hệ đếm hexa-decimal, 16
• Gồm 16 chữ số ‘0’ ’9’, ‘A’, ‘B’, ‘C’, ‘D’, ‘E’, ‘F’ • Phải dùng chữ cái thay cho số 10, 11, 15 • Một số hexa = chữ số nhị phân.
• Số F12A
= F*163+1*162+7*161+A*160
= 15*163+1*162+2*161+10*160=61818
(20)THCB.21
Chuyển đổi số giữa các hệ
• Thí dụ: Hệ 10 sang hệ 2: 10.25
• Phần nguyên: nguyên tắc chia 2 10 2
2
2
1 Kết quả: 10102=A16
• Phần phân: nguyên tắc nhân
0.25 * 2=0.5 được 0, tiếp 0.5 0.5 * = 1.0 được 1, hết.
(21)THCB.22
Bảng mã ASCII
Americain Standard Code for
Information Interchange
Dùng byte để mã hố nên có 256 ơ kí tự.
26 chữ cái latin ‘a’ ’z’, 26 chữ cái hoa
10 chữ số thập phân ‘0’ ’9’
Các dấu chấm câu
Các kí tự điều khiển
128 kí tự đầu tiên là chuẩn quốc tế
(22)THCB.23
Chương
Hệ thống máy tính
I Các bộ phận cơ bản
II Khối xử lí trung tâm CPU III Bộ nhớ trong
IV Bộ nhớ ngoài
V Các thiết bị vào - ra VI Modem
(23)THCB.24
I Các bộ phận cơ bản của máy
tính
Khối xử lí trung tâm CPU
(24)THCB.25
Sơ đồ khối máy tính
Các thiết bị
Vào
Input devices
Khối xử lí trung tâm
CPU
Các thiết bị
Ra
Output devices
Bộ nhớ auxiliary storage
Đĩa cứng, đĩa mềm
Bộ nhớ Main memory
RAM+ROM
E s c F 1F 2F 3F 4 F 5F 6F 7F 8 F 9F 0F 1F 2 ~
` 1! @2 $
4 %5 ^6 &7 *8 (90) += #
3 Q W E RT Y
AS D F G H Z X C VB
U I O P J KL NM
{[ ]}
:
; "
'
<, >. ?/
T a b S h ift C tr l A lt C a p s L o c k
A lt C tr l S h i f t
E n t e r B a c k s p a c e In s e rtH o m eP a g e
U p D e le t eE n d P a g eD o w n
|\ 78 9 45 6 12 3 0 .
N u m L o c k H o m e P g U p E n d P g D n In s D e l E n t e r
/ * +
P rin t S cr e e nS c r o l lL o c kP a u s e S c ro l l
(25)THCB.26
Khối xử lí Trung tâm
CPU: Central Processing Unit
Khối điều khiển
Control Unit
Khối tính tốn
ALU
Các thanh ghi
Tạo xung nhịp với tần số MHz
(26)THCB.27
Các loại CPU
• Intel để xây dựng máy IBM/PC phổ dụng
– 8085, 8088/8086
– 80286, 80386, 80486
– Pentium 80586, 75/100/133/200 MHz – Pentium II: 233, 266, 300, 400 MHz
• Motorola để xây dựng máy Apple rất nổi tiếng
(27)THCB.28
Bộ nhớ trong (Main memory)
Nối thẳng với CPU để CPU làm việc ngay Là các mạch vi điện tử
Đặc điểm:
Tốc độ trao đổi dữ liệu với CPU rất lớn
(cỡ 70 ns 200 ns)
Dung lượng bộ nhớ không cao lắm
(28)THCB.29
Ơ nhớ, địa chỉ ơ nhớ và dung lượng
Địa chỉ Nội dung ô nhớ (1 byte=8 bits)
0000 01110101
0001 11100100
0010 01010110
0011 00110101
0100 11100111
Dung lượng bộ nhớ= 2n
bytes, n là số bit địa
chỉ
(29)THCB.30
Các loại bộ nhớ trong
• RAM (Random Access Memory)
– Có thể ghi/đọc
– Mất điện là mất hết thơng tin
• ROM (Read Only Memory)
– Chỉ đọc, người dùng không ghi được
(30)THCB.31
Sơ đồ khối máy tính
Address Bus
Tun d÷ liƯu
Data Bus
CPU Bộ nhớ trongRAM/ROM Mạch Vào/Ra
Control Bus Tun ®iỊu khiĨn
(31)THCB.32
CPU+Bộ nhớ trong =
(32)THCB.33
Bộ nhớ ngoài
Gồm đĩa cứng, đĩa mềm, băng từ Đặc điểm:
Tốc độ trao đổi dữ liệu với CPU chậm
(9-14 ms)
Dung lượng bộ nhớ cao, từ MB (đĩa
(33)THCB.34
Đĩa mềm (Floppy Disk)
Đĩa inch 1/4 Đĩa 3,5 inch
(34)THCB.35
• Đóng kín hộp, có nhiều tầng đĩa, nhiều đầu
từ
• 1980: 10 20 MB • 1990: 40 MB
• 1995: 200 MB • 1996: GB
• 1997: từ đến GB
•
(35)THCB.36
Cách bố trí bộ nhớ trên đĩa mềm
Rãnh 0
Rãnh 39
Cung từ
(36)THCB.37 Modem
(Modulation - Demodulation)
Modem
PC Modem
Phone Phone
Workstation
tín hiệu số 01010010 tín hiệu tương tự (âm thanh)
(37)THCB.38
Điều chế - giải điều chế
tín hiệu
1 0 0
(38)THCB.39
Cách nối modem
Đường dây telephone
TEL LINE TEL DATA LINE
MODEM
Máy tính
Tại mỗi thời điểm, hoặc telephone hoặc máy tính làm việc
(39)THCB.40
Cấu hình một máy vi tính cần mua
CPU: 586/200 MHz MMX hay Pentium II ? RAM: 16 MB
HDD: 2.1 GB FDD: 1.4 MB
Màn hình SVGA Mouse
Keyboard 101 keys CD và sound card
(40)THCB.41
Chương
Phần mềm và thuật giải
I Phần mềm II Thuật giải
(41)THCB.42
I Phần mềm
Hệ điều hành
(42)THCB.43
Hệ điều hành
(OS: Operating System)
là tập hợp các chương trình đảm bảo các
chức năng cơ bản sau
Điều khiển việc thực thi mọi chương trình
Quản lí, phân phối và thu hồi bộ nhớ (cả trong
lẫn ngoài)
Điều khiển các thiết bị
Điều khiển và quản lí việc vào/ra dữ liệu
(43)THCB.44
Các hệ điều hành khác nhau
DOS Disk Operating System MS-DOS của MicroSoft
UNIX
WINDOW 3.1, 95, NT OS2 của IBM
(44)THCB.45
Các ngơn ngữ lập trình
• Ngơn ngữ máy
01000011 11000101 0001 1101
• Hợp ngữ (assembly)
MOV A, B
• Ngơn ngữ bậc cao: PASCAL, C
Write(‘Hello’);
• Ngơn ngữ trực quan: Visual Basic
(45)THCB.46
II Thuật giải (Algorithms)
Định nghĩa:
dãy các lập luận và thao tác cung cấp
lời giải của một vấn đề, một bài tốn.
Tính thực hiện được
Tính hữu hạn và kết thúc Tính kết quả
Tính hiệu quả
(46)THCB.47
Diễn đạt thuật giải bằng lời
Tìm USCLN của hai số
Bước 1: Đọc a và b
Bước 2: Chia a cho b, dư r
Bước 3: - Nếu r=0 thì USCLN=b, sang 4
- Nếu r<>0 thì gán b cho a, gán r
cho b Quay lại bước 2.
Bước 4: In ra kết quả.
(47)THCB.48
Diễn đạt thuật giải bằng lưu đồ
Begin
§oc a vµ b
r = ?
Chia a cho b Sè d r
Yes
No
a:=b, b:=r
USCLN=b
In USCLN
(48)THCB.49
Diễn đạt thuật giải bằng chương trình
Var
a, b, r:integer;
Begin
Read(a); Read(b); { Đọc a và b } r := a mod b; { Số dư r }
While r <> Do Begin
a:=b; b:= r; r:= a mod b; End
USCLN := b;
Write('USCLN = ', r); {In ra kết qu}
(49)THCB.50
Thuật giải đổi chỗ hai biến
a và b
Chọn một biến trung gian T
T:=a;
a:=b;
(50)THCB.51
III Qui trình làm phần mềm
Bước 0: ý tưởng (Concept)
Hình thành ý tưởng nhu cầu hay thị trường làm phần mềm
Bước 1: Xác định các yêu cầu
(Requirements Specification)
Chuẩn bị tài liệu mô tả cách đầy đủ, rõ ràng yêu cầu, hay cịn
gọi q trình đặc tả Các yêu cầu xuất phát từ người
đặt hàng, người sáng tạo ý tưởng cho phần
(51)THCB.52
Bước 2: Phân tích (Analysis)
Hiểu vấn đề
Đánh giá giải pháp khác
Chọn giải pháp ưa thích
Bước 3: Thiết kế (Design)
Thực thiết kế hệ thống theo kiểu từ xuống, tạo modun nhỏ
Đối với modun, xác định cấu trúc liệu
(52)THCB.53
Bước 4: Thực hiện (Implementation)
Viết thuật giải dùng lệnh giả
(pseudocode) để mô tả thủ tục
Tạo mã (viết chương trình với PASCAL, C,
Assembler, FOXPRO ) cho giải pháp chọn
Gỡ rối (sửa lỗi)
Bước 5: Thử nghiệm (Testing)
(53)THCB.54
Bước 6: Vận hành, theo dõi và bảo dưỡng
(Operation, follow-up and Maintenance)
Cho chạy toàn hệ thống Đánh giá tính
của
Gỡ lỗi phát thêm
Cập nhật hệ thống Khẳng định thay đổi
(54)THCB.55
Tài liệu tham khảo
• Tin học căn bản
• Ngơn ngữ lập trình PASCAL
• Bài tập Ngơn ngữ lập trình PASCAL
(55)THCB.56
-20%
1 Ngôn ngữ lập trình PASCAL 28000 22,400 đ Bài tập Ngôn ngữ lập trình PASCAL 17000 13,600 ® Turbo PASCAL, cÈm nang tra cøu 30000 24,000 đ Tin học 24000 19,000 đ
Mua sách theo lớp, giảm giá 20%