Bài giảng Kiến trúc máy tính (Nguyễn Văn Huy) (Phần 1)

Nội dung 1.1 Máy tính điện tử 1.2 Thông tin xử lý thông tin 1.3 Hệ đếm 1.4 Biểu diễn thơng tin máy tính 1.5 Cấu trúc máy tính 1.6 Phần mềm máy tính 1.7 Mạng internet Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật 1.1 Máy tính điện tử Máy tính điện tử thiết bị điện tử có khả xử lý liệu điều khiển thị được lưu trữ nhớ máy cách tạm thời hay vĩnh viễn Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Phân loại máy tính Máy tính Siêu máy tính Máy tính lớn Desktop Máy tính mini Laptop Máy vi tính Thiết bị cầm tay Máy tính nhúng Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Siêu may tính (Supercomputer) Là loại mạnh nhất, nhanh đắt Được sử dụng cho lĩnh vực quan trọng để giải tốn cần xử lý liệu lớn tính tốn phức tạp (nghiên cứu lượng hạt nhân, khai thác dầu khí, thiết kế tên lửa, thiết kế máy bay…) Titan - Siêu máy tính nhanh giới có khả thực 20 triệu tỷ phép tính/giây Titan gồm 18.688 nút Mỗi nút tích hợp vi xử lý AMD 16 lõi 6274 Opteron chip xử lý đồ họa Tesla K20 GPU nhớ 700 Terabyte Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Máy tính lớn (Mainframe) Là loại máy tính có kích thước lớn sử dụng chủ yếu công ty lớn ngân hàng, hãng bảo hiểm Máy tính lớn dùng để chạy ứng dụng lớn xử lý khối lượng lớn liệu kết điều tra dân số, thống kê khách hàng doanh nghiệp, xử lý giao tác thương mại… Máy tính lớn IBM System z9 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Máy tính mini Là máy tính với kích cỡ, tốc độ khả tầm trung Nó thuộc lớp máy tính đa người dùng, nằm khoảng máy tính lớn máy tính cá nhân Máy tính mini thường dùng doanh nghiệp vừa nhỏ Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Máy vi tính (PC – Personal Computer ) Có kích thước nhỏ, phù hợp cho cá nhân sử dụng PC sử dụng rộng rãi khắp nơi Có nhiều loại máy vi tính khác nhau: Desktop, Laptop, máy tính bảng, thiết bị cầm tay hệ thống nhúng Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật 1.2 Thông tin xử lý thông tin Dữ liệu - Là tập hợp thứ mà thu thập chưa qua xử lý hay tổ chức theo chủ đích rõ ràng Thông tin - Là liệu xử lý, tổ chức, có ý nghĩa hữu dụng người với đối tượng khác Dữ liệu (đầu vào) máy tính xử lý thành thông tin (đầu ra) Chúng lưu trữ nhớ để sử dụng tương lai Dữ liệu Xử lý Thông tin Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Đơn vị đo lường thông tin Đơn vị nhỏ để biểu diễn thông tin gọi bit Một bit tương ứng với kiện có trạng thái bóng bán dẫn nhớ máy tính đóng (0) mở (1) Bit chữ viết tắt Binary digital ký hiệu b Ngoài người ta sử dụng byte (ký hiệu B 1B=8b) bội byte để đo thông tin, đó: Kilobyte (KB) KB = 1024 B = Megabyte (MB) MB = 1024 KB Gigabyte (GB) GB = 1024 MB Terabyte (TB) TB = 1024 GB Petabyte (PB) PB = 1024 TB Exabyte (EB) EB = 1024 PB Zettabyte (ZB) ZB = 1024 EB Yottabyte (YB) YB = 1024 ZB 10 B Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật 3.3 Biểu diễn thuật toán Người ta thường biểu diễn thuật toán theo cách sau : Dùng ngôn ngữ tự nhiên (Liệt kê bước) Vẽ lưu đồ (Flowchart) Mã giả 55 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Biểu diễn thuật toán ngôn ngữ tự nhiên Ta sử dụng ngôn ngữ người để liệt kê bước thực thuật tốn Ví dụ: Thuật tốn tính tổng hai số a b: Bước : Nhập vào số a b; Bước : Tính tổng a+b; Bước : Xuất kết tổng a+b 66 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Lưu đồ thuật toán (sơ đồ khối) Ta sử dụng hình sau để vẽ lưu đồ thuật tốn : 77 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Lưu đồ thuật tốn (sơ đồ khối) Ví dụ : Lưu đồ thuật tốn tính tổng hai số a b : 88 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Mã giả  Mã giả ngôn ngữ gần giống với ngôn ngữ lập trình Nó sử dụng kết hợp ngơn ngữ tự nhiên, ký hiệu toán học, vay mượn số cấu trúc ngơn ngữ lập trình để thể thuật tốn  Mã giả khơng thể thực thi máy tính  Mỗi tác giả viết có phong cách khác nhau, miễn trình bày rõ ràng thể cách giải toán Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Mã giả Ví dụ: Tìm số lớn hai số a b: Nhập giá trị a,b; if (a ≥ b) then Xuất kết quả: Số lớn a; else Xuất kết quả: Số lớn b; 10 10 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật 3.4 Các cấu trúc thuật toán 3.4.1 Cấu trúc (Sequential) Trong cấu trúc này, công việc thự nối tiếp Ví dụ: Chẳng hạn lưu đồ thuật tốn tính tổng hai số a b phần trước: 11 11 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật 3.4.2 Cấu trúc lựa chọn (Selection) Lựa chọn công việc để thực vào điều kiện Điều kiện biểu thức logic có hai giá trị (T 1) sai (F 0) Đúng Điều kiện Sai Điều kiện Cách biểu diễn cấu trúc lựa chọn lưu đồ thuật toán 12 12 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật 3.4.2 Cấu trúc lựa chọn (Selection) Ví dụ : Lưu đồ thuật toán kiểm tra số nguyên a số chẵn hay số lẻ Bắt đầu Nhập a Số dư = a mod T Số dư = a số chẵn F a số lẻ Kết thúc 13 13 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật 3.4.3 Cấu trúc lặp (Repeating) Thực lặp lại công việc nhiều lần vào điều kiện Có hai dạng sau: - Lặp xác định: loại lặp mà viết chương trình, người lập trình xác định cơng việc lặp lần - Lặp không xác định: loại lặp mà viết chương trình người lập trình chưa xác định cơng việc lặp lần Số lần lặp xác định chương trình thực thi 14 14 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật 3.4.3 Cấu trúc lặp (Repeating) Cấu trúc lặp biểu diễn sơ đồ khối sau: Điều kiện lặp Các công việc 1 Các công việc Điều kiện lặp 15 15 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật 3.4.3 Cấu trúc lặp (Repeating) Ví dụ: Lưu đồ thuật tốn tính tổng: S = + + + N Bắt đầu Nhập N N>0 S=0 i=1 i 25, số ngày làm dư tính lương gấp đơi Bài 10: Nhân viên siêu thị thực xếp N trứng (N > 0) vào hộp, hộp có 12 trứng Hỏi có hộp trứng trứng dư ? Ví dụ: với 43 trứng, nhân viên xếp hộp trứng thừa lại trứng 19 19 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật ... Phân loại máy tính Máy tính Siêu máy tính Máy tính lớn Desktop Máy tính mini Laptop Máy vi tính Thiết bị cầm tay Máy tính nhúng Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Siêu may tính (Supercomputer)... mại… Máy tính lớn IBM System z9 Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật Máy tính mini Là máy tính với kích cỡ, tốc độ khả tầm trung Nó thuộc lớp máy tính đa người dùng, nằm khoảng máy tính. ..Nội dung 1.1 Máy tính điện tử 1.2 Thơng tin xử lý thông tin 1.3 Hệ đếm 1.4 Biểu diễn thơng tin máy tính 1.5 Cấu trúc máy tính 1.6 Phần mềm máy tính 1.7 Mạng internet Khoa CNTT - Bài giảng THDC