Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng "Tin học đại cương - Chương 1: Đại cương về máy tính điện tử" cung cấp cho người học các kiến thức: Khái niệm về tin học, lịch sử phát triển máy tính, phân loại máy tính, cấu tạo chung của MTĐT, hệ đếm, biểu diễn thông tin trong máy tính, đại số logic. Mời các bạn cùng tham khảo.
TIN HỌC ðẠI CƯƠNG Chương Đại cương máy tính điện tử (MTĐT) bangtqh@utc2.edu.vn Nội dung Khái niệm tin học Lịch sử phát triển máy tính Phân loại máy tính Cấu tạo chung MTĐT Hệ đếm Biểu diễn thơng tin máy tính Đại số logic Bài tập bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương Khái niệm Tin học q Dữ liệu (Data): chưa mang lại hiểu biết đối tượng q Thơng tin (Information): liệu sau xử lý, cho ta hiểu biết đối tượng – Ví dụ • Ảnh mây vệ tinh: Dữ liệu • Bản tin dự báo thời tiết: Thơng tin q Tin học – Là ngành khoa học nghiên cứu vấn đề thu thập xử lý liệu để có thơng tin mong muốn, sử dụng máy tính cơng cụ hỗ trợ bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương Lịch sử phát triển máy tính q Máy tính hệ số (Máy tính khí) – Năm 1642 Bailse Pascal (1623–1662) chế tạo máy tính đặt tên Pascaline • Thực phép tốn cộng (+) trừ (-) bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương Lịch sử phát triển máy tính (tt) q Máy tính hệ số (tt) – Năm 1671 Gottfried Wilhelm Leibniz (1646-1716) chế tạo Stepped Reckone • Thực đủ phép tính bản: cộng, trừ, nhân, chia bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương Lịch sử phát triển máy tính (tt) q Máy tính hệ số (tt) Charles Babbage (1791 – 1871) – 1822: Chế tạo máy sai phân (Difference Engine) – 1837 – 1871: Máy phân tích (Analytical Engine) § Có đủ thành phần MTĐT § Lập trình Ada Lovelace : lập trình viên § In kết cách đục lên giống phương ñồng pháp ghi liệu đĩa quang MTĐT đại bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương Lịch sử phát triển máy tính (tt) q 1937, A.Turing, khái niệm số tính tốn máy Turing q 1943-1946, ENIAC – Máy tính điện tử đa chức – J.Mauchly & J.Presper Eckert ENIAC q 1945, John Von Neumann đưa khái niệm chương trình lưu trữ q 1952, Neumann IAS parallelbit machine Newman & IAS bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương Lịch sử phát triển máy tính (tt) q 1945 – 1954, Thế hệ số (first generation) – Bóng đèn chân khơng (vacuum tube) – Bìa đục lỗ – ENIAC: 30 tấn, 18.000 bóng đèn, 100.000 phép tính/giây q 1955-1964, hệ số – Transitor – Intel transitor processor q 1965-1974, hệ số – Mạch tích hợp (Intergrated Circuit – IC) q 1975, Thế hệ – LSI (Large Scale Integration), VLSI (Very LSI), ULSI (Ultra LSI) bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương Lịch sử phát triển máy tính (tt) q Một số mốc lịch sử quan trọng – Trước cơng ngun: Bàn tính gảy Trung Quốc – 1642: Bàn tính Pascal (phép + - ) – 1670: Bàn tính học Leibniz (các phép tính thơng dụng) – 1842: Máy tính lập trình Charles Babbage – 1890: Herman Hollerith thiết kế hệ thống lưu thơng tin bìa đục lỗ đọc tế bào quang điện, thành lập công ty IBM – 1946: Máy ENIAC Mỹ giá 500.000$ với 18000 bóng đèn điện tử – 1958: Máy tính sử dụng cơng nghệ bóng bán dẫn transistor (IBM 7090) – 1964: Máy tính sử dụng IC (IBM 360) – 1976: Hãng DEC giới thiệu máy VAX 11/780 – 1881: IBM giới thiệu máy vi tính PC bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương Phân loại máy tính q Microcomputer/Personal Computer (PC) q Minicomputer – Nhanh PC 3-10 lần q Mainframe – Nhanh PC 10-40 lần PC Mini q Supercomputer – Nhanh PC 50-1.500 lần – Phục vụ nghiên cứu – VD:Earth Simulator (NEC, 5104 CPUs, 35.600 GF) Super q Laptop Computer q Handheld Computer: Pocket PC,Palm, Mobile devices bangtqh@utc2.edu.vn Laptop Tin học đại cương - Chương Mainframe Handheld 10 Nội dung Khái niệm tin học Lịch sử phát triển máy tính Phân loại máy tính Cấu tạo chung MTĐT Hệ đếm Biểu diễn thơng tin máy tính Đại số logic Bài tập bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 11 Cấu tạo chung MTĐT Screen Floppy disk Monitor Optical Disk Case Mouse Key board bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 12 Cấu tạo chung MTĐT (tt) q CPU q Bộ nhớ RAM q Card mở rộng – – – – Sound Card Modem Card Video Card NIC q Cổng kết nối ngoại vi bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 13 Cấu tạo chung MTĐT (tt) q CPU q Bộ nhớ RAM q Card mở rộng – NIC – Video Card q Cổng kết nối ngoại vi bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 14 Cấu tạo chung MTĐT (tt) Lá tản nhiệt Khe cắm cáp liệu Khe cắm Card mở rộng Khe cắm RAM Đế cắm CPU Cổng ngoại vi nối tiếp Cổng ngoại vi chuột, bàn phím Jack cắm hình bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 15 Cấu tạo chung MTĐT (tt) q Bộ xử lý trung tâm (CPU) – Đơn vị ñiều khiển (CU – Control Unit) – Bộ số học & Logic (ALU – Arithmetic Logic Unit) – Bộ nhớ (Memory) q Input Devices (các thiết bị vào) – Keyboard, Mouse, Scanner, Microphone…v.v q Output Devices (các thiết bị ra) – Monitor, Printer, Speaker, Projector….v.v bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 16 Cấu tạo chung MTĐT (tt) q CPU – Central Processing Unit – Control Unit : Thực thao tác • • • • Fetch: Nạp thị (Instruction) liệu từ nhớ Decode: Giải mã thị thành lệnh Execute: Thực thi lệnh Store: Lưu kết lệnh vừa thực thi vào nhớ – Arithmetic Logic Unit • Phộp toỏn s hc: + - x ữ ã Phộp tốn so sánh: < > = • Phép tốn luận lý: and, or, not bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 17 Cấu tạo chung MTĐT (tt) q Chu kỳ máy (Machine Cycle) – Instruction time: (1) (2) – Execution time: (3) (4) q Cách tính tốc độ CPU – Tốc độ CPU tính số triệu lệnh xử lý ñược giây – Đơn vị ño tốc độ CPU MIPS (Millions of Instructions Per Second) bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 18 Cấu tạo chung MTĐT (tt) q CPU không sử dụng kỹ thuật Pipelining q CPU sử dụng kỹ thuật Pipelining bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 19 Cấu tạo chung MTĐT (tt) q Đồng hồ hệ thống (System Clock) – Đồng hoạt động máy tính – Mỗi tick chu kỳ đồng hồ – Đơn vị tính = Herzt (Hz) q MHz (Mega Herzt) = triệu tick đồng hồ hệ thống q GHz (Giga Herzt) = tỉ tick ñồng hồ hệ thống bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 20 Trừ hai số nhị phân B1 – B2 q B2 + bù hai B2 = (lấy số chữ số = số chữ số B2) q Có thể coi bù hai B2 số ñối B2 q B1 – B2 = B1 + bù hai B2 bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 33 1010 - 0101 q Bù 0101: 1010 q Bù hai 0101 = 1010 + = 1011 q 1010 – 0101 = 1010 + 1011 = 0101 (chỉ lấy bit kết !!!) bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 34 Nhân hai số nhị phân q Nhân từ trái phải qua trái theo cách thông thường q Bảng nhân q Ví dụ – 1011 x 101 = 110111 bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 35 Chia hai số nhị phân q Sau biết cách nhân, cộng, trừ số nhị phân, thử tưởng tượng cách chia số nhị phân giống số hệ 10 q Ví dụ:11101/101=101, dư 100 bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 36 Hệ ñếm số 16 (Hex) q Sử dụng 16 ký hiệu: – – A,B,C,D,E,F q q q q Viết 1AFH 1AF16 1AFH AH = 10 FH = 15 10H = 16 bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 37 Chuyển đổi số 16 số 10 q Từ hệ 10 hệ 16 – Thực chia liên tiếp cho 16 – Lấy phần dư viết ngược lại q Từ hệ 16 hệ 10 – (anan-1…a0)H= an.16n + an-1.16n-1 +…+ a0.160 bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 38 Chuyển đổi số 16 số q Một chữ số hệ 16 tương đương BIT hệ Nhị phân – 1H = 0001B – FH = 1111B q Xem bảng chuyển đổi hệ bangtqh@utc2.edu.vn Đổi hệ 16 Tin học đại cương - Chương 39 hệ q Căn vào bảng chuyển đổi, thay chữ số số hệ 16 bit nhị phân q Ví dụ: – CH = 1100B – 7H = 0111B C7H = 1100 0111B C C bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 40 Đổi hệ hệ 16 q Nhóm bit từ phải sang trái vào bảng chuyển đổi, thay chữ số tương ứng hệ 16 q Ví dụ: 1111100B = 0111 1100B = 7CH C bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 41 Biểu diễn thơng tin máy tính q Cách biểu diễn q Đơn vị thông tin q Mã hoá bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 42 Cách biểu diễn thông tin MTĐT q Thông tin máy tính biểu diễn dạng nhị phân q Ví dụ: – bit biểu diễn 32 trạng thái – bit dùng để biểu diễn 26 chữ A Z bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 43 Đơn vị thông tin q BIT (chỉ nhật giá trị 1) q 1Byte = BIT q Bảng dung lượng nhớ bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 44 Mã hoá q Dù thơng tin lưu trữ đâu cần có quy luật để hiểu mã hố q Ví dụ – Mã SV: 20041021234 • 2004: Vào trường năm 2004 • 102: Mã ngành • 1234: Số hiệu sinh viên – Phòng: B209 (Nhà B - Tầng - Phòng 09) – Biển số xe,… q Mã hoá phải “rõ ràng” “đầy đủ” bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 45 Mã hố máy tính q Sử dụng số nhị phân q Độ lớn mã = số bit sử dụng để mã hoá q Quy luật hiểu mã nhị phân q Ví dụ: Sử dụng bit để mã hoá chữ hoa A Z (26 chữ cái) – – – – – 00000 A 00001 B … 11001 Z 11001 – 11111: chưa sử dụng bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 46 ASCII q ASCII (American Standard Code for Information Interchange) q Dùng bit để mã hoá chữ q Mỗi chữ gọi ký tự q Mã hố 28 = 256 ký tự – 31,127: Các ký tự ñiều khiển – 32 126: Các ký tự thông thường – 128 255: Các ký tự ñặc biệt bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 47 Unicode q Sử dụng nhiều bit (2,3,4,… Bytes) để mã hoá ký tự q Bytes mã hố 216 = 65536 ký tự q Hầu hết chữ nước giới – Việt Nam – Trung Quốc – Nga,… bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 48 Đại số logic q Mệnh đề logic q Biến logic q Hằng, biểu thức, hàm logic q Các toán tử logic q Mạch logic bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 49 Mệnh đề logic q Khẳng định hay phủ ñịnh kiện hay vấn đề q Chỉ ñúng sai – Đúng ~ TRUE (1) – Sai ~ FALSE (0) q Ví dụ – “Con voi to nặng kiến bé” mệnh đề – “Rửa bát đi!” khơng phải mệnh đề – “Hổ ñộng vật ăn cỏ” mệnh đề sai bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 50 7.2 Biến logic q Là biến đại diện cho đại lượng logic q Chỉ nhận hai giá trị: – Đúng (TRUE), – Sai (FALSE) q VD 1: X = “M số âm.” – Khi M số âm: X = TRUE – Ngược lại, X = FALSE q VD2: Y=“Hôm trời đẹp.” – Giá trị Y thay đổi theo ngày bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 51 Hằng, biểu thức hàm logic q Hằng logic – Có giá trị xác định – Giá trị TRUE FALSE – Ví dụ: “2>3” logic nhận giá trị FALSE q Biểu thức, hàm logic – Sự kết hợp hằng, biến toán tử – Tốn tử: và, hoặc, … – Ví dụ: “m≥3” “m≤5” bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 52 Toán tử logic q Là phép toán với mệnh đề, hằng, biến logic q Các toán tử bản: – – – – NOT AND OR XOR bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 53 Toán tử “PHỦ ðỊNH” q Ký hiệu: NOT – NOT X q Gọi tên – PHỦ ðỊNH q Ví dụ – NOT (“2>3”) = TRUE bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 54 Toán tử “VÀ” q Ký hiệu: AND – X AND Y q Gọi tên – VÀ – HỘI q X AND Y ñúng X Y q Ví dụ – “2>3” AND “3=4-1” nhận giá trị FALSE bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 55 Toán tử “HOẶC” q Ký hiệu: OR – X OR Y q Gọi tên – HOẶC – TUYỂN q X OR Y sai X Y sai q Ví dụ – “2>3” OR TRUE nhận giá trị TRUE bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 56 Toán tử “HOẶC LOẠI TRỪ” q Ký hiệu: XOR – X XOR Y q X OR Y sai X = Y q Ví dụ – “2>3” XOR TRUE nhận giá trị TRUE – FALSE XOR “2>3” nhận giá trị FALSE bangtqh@utc2.edu.vn Tin học đại cương - Chương 57 Thứ tự ưu tiên phép toán Dấu ngoặc ( ) NOT, dấu trừ (-) *, /, DIV, MOD, AND +, -, OR, XOR =, , >, >=,