Máy tính điện tử

Chương 1 Giới thiệu tổng quan về văn hóa số và kỹ năng làm việc với máy tính

1.2 Tổng quan về máy tính và hệ điều hành

1.2.1 Máy tính điện tử

1.2.1.1 Máy tính và hệ thống tin học

Máy tính là gì?

Máy tính là thiết bị điện tử được sử dụng để lưu trữ và xử lý thông tin. Chúng ta sử dụng máy tính để: soạn thảo văn bản, gửi mail, nghe nhạc..Dữ liệu, do con người cung cấp thông qua tác vụ nhập, sẽ được máy tính xử lí để tạo ra thông tin hoặc dữ liệu mới. Nhờ có máy tính mà con người xử lí thông tin một cách nhanh chóng, tiết kiệm được nhiều thời gian, công sức và tiền bạc.

Dữ liệu (data): sự kiện thô, rời rạc, được đưa vào máy tính nhờ tác vụ nhập như số liệu, văn bản, hình ảnh…

Thông tin (information): là dữ liệu đã được xử lý, và nằm ở dạng có ý nghĩa, giúp con người có thêm hiểu biết.

Quy trình xử lí thông tin trong máy tính có thể được mô tả qua sơ đồ sau:

Xử lí

Dữ liệu Thông Tin

Nhập Xuất

Hình 1.4Quy trình xử lí thông tin trong máy tính

Hệ thống ghi nhận dữ liệu, xử lý chúng để tạo nên thông tin có ý nghĩa hoặc dữ liệu mới được gọi là hệ thống tin học (information system). Hệ thống tin học gồm có 3 thành phần chính đó là:

phần cứng, phần mềm và con người.

Có những loại máy tính nào?

Ngày nay có nhiều loại máy tính khác nhau trên thị trường, phân loại theo khả năng tính toán thì có các loại sau đây: siêu máy tính (Supper Computer), máy tính cái (MainFrame), máy tính cỡ trung (Minicomputer), máy vi tính (Microcomputer) hay còn gọi là máy tính cá nhân (Personal Computer).

Máy tính thông dụng nhất là máy tính cá nhân (Personal Computer), thường được các cá nhân hay doanh nghiệp nhỏ sử dụng. Tùy thuộc vào kích cỡ và mục đích của máy tính cá nhân, nó có thể được phân thành bốn loại khác nhau: máy để bàn (Desktop Computer), máy xách tay (Laptop Computer), máy cầm tay (Persional Digital Assistant), vàmáy tính bảng Tablet.

Các Loại

Máy tính Tính năng

Máy tính để bàn

Máy tính để bàn được cấu thành từ những thành phần riêng biệt, chẳng hạn như màn hình, bàn phím, thùng máy, và máy in. Máy tính để bàn không dễ dịch chuyển và thường được đặt trên mặt bàn. Các thành phần của máy tính để bàn có thể dễ dàng thay thế hay nâng cấp.

Máy tính để bàn thường có bộ nhớ lớn hơn, đĩa cứng lớn hơn, có nhiều cổng hơn, và màn hình hiển thị lớn hơn máy tính xách tay và các máy tính có thể mang theo khác. Máy tính để bàn có thể chạy liên tục một thời gian dài.

Máy tính xách tay

Máy tính xách tay là máy tính cá nhân nhỏ gọn. Máy tính xách tay có kích cỡ nhỏ hơn so với máy tính để bàn và được thiết kế để đi đây đi đó. Máy tính xách tay cũng được gọi là máy tínhnotebook.

Đặc điểm chính của máy tính xách tay là nhỏ và linh hoạt. Máy tính để bàn chỉ chạy bằng điện, trong khi máy tính xách tay vừa chạy bằng điện vừa chạy bằng pin, và pin có thể sạc được. Máy tính xách tay thực hiện công việc tương tự như máy tính để bàn, nhưng thường mắc hơn máy tính để bàn.

Máy tính cầm tay

Máy tính cầm tay là những thiết bị được dùng cho công việc cụ thể hàng ngày, chẳng hạn như quản lý số liệu cá nhân. Những máy tính này nhỏ hơn máy tính xách tay và cung cấp ít tính năng hơn so với máy tính để bàn hay máy tính xách tay. Những máy tính này cũng có thể thực hiện các công việc xử lý văn bản đơn giản và giúp bạn truy cập Internet. Một số mẫu máy tính cầm tay cũng có thể hoạt động như là điện thoại di động hay camera số.

Máy tính Tablet

Máy tính tablet là những máy tính có đầy đủ chức năng cho phép bạn viết trực tiếp trên màn hình với viết tablet. Bạn cũng có thể sử dụng viết tablet để thực hiện các chức năng chuột. Vì vậy, máy tính tablet không cần bàn phím và chuột.

iPad hay Samsung Galaxy là các máy tính tablet.

Bảng 1.1 Các loại máy tính PC

Để một máy tính có thể hoạt động được, cần có đủ hai thành phần là phần cứng và phần mềm.

1.2.1.1.1 Phần cứng (Hardware)

Phần cứng làtất cả các thành phần vật lý của máy tính gồm: thiết bị nhập, thiết bị xử lý, thiết bị lưu trữ, và thiết bị xuất. Bàn phím, chuột, bộ xử lí trung tâm (CPU), bo mạch chủ (mainboard), màn hình là các ví dụ về phần cứng máy tính.

Vai trò của của thiết bị phần cứng có thể được mô tả trong bảng dưới đây:

Thành phần

Mô tả Hình ảnh

Thiết bị nhập

Dùng để cung cấp thông tin cho máy tính.

 Chuột (mouse): Thiết bị dùng để tương tác với các mục hiển thị trên màn hình máy tính. Chuột có phím trái,phím phải và con lăn. Sử du ̣ng : tùy loại chuột có thể cắm cổng PS/2, cổng USB, hoă ̣c không dây.

 Bàn phím (keyboard): Tập hợp các phím giống như bàn phím máy đánh chữ. Ngoài những chức năng cơ bản như nh ập văn bản, có thể tìm thấy những loại bàn phím có nhiều chức năng mở rộng để nghe nhạc , truy câ ̣p Internet, hoă ̣c chơi game.

 Micro: Thiết bị dùng để nói chuyện với những người ở nhiều nơi khác nhau trên thế giới. Bạn có thể ghi âm vào máy tính bằng cách sử dụng micrô.

 Máy quét (scanner): Máy quét để nhập dữ liệu hình ảnh, chữ viết, mã vạch, mã từ vào máy tính.

 Máy quyét ảnh: dùng để quét hình ảnh, film của ảnh chụp, chữ viết…

 Máy quyét mã vạch: dùng quyét mã vạch dùng trong siêu thị để đọc giá tiền của hàng hóa, trong thư viện để đọc mã số sinh viên từ thẻ sinh viên.

 Máy quyét từ: đọc thẻ từ, ứng dụng trong hệ thống cửa thông minh, hệ thống chấm công nhân viên…

 Webcam: Thiết bị thu hình vào máy tính, webcam sử dụng trong việc giải trí, bảo vệ an ninh, hội thảo từ xa, khám bệnh từ xa.Để sử dụng Webcam cần nối dây dữ liệu vào cổng USB phía sau mainboard và cài các phần mềm hỗ trợ đi kèm.



Thành phần

Mô tả Hình ảnh

Thiết bị xuất

Dùng để hiển thị thông tin cho người dùng

 Màn hình (monitor): Là thiết bị hiển thị thông tin cùa máy tính giúp người sử dụng giao tiếp với máy . Độ rộng của màn hình tính bằng inch. Phân loại: màn hình ống phóng điện tử CRT, màn hình tinh thể lỏng LCD, màn hình plasma.

 Máy in (printer): dùng để in ấn tài liệu từ máy tính, gồm có máy in kim, in phun, in lazer.

 Loa / Tai nghe (Speaker/Headphone): Các thiết bị để nghe. Loa có thể tích hợp sẵn trong máy tính hay gắn phía ngoài.



 Bộ xử lí

trung tâm và bộ nhớ trong

Bộ xử lý trung tâm (CPU) là thiết bị thông dịch và chạy các lệnh mà bạn đưa ra cho máy tính. Nó là đơn vị điều khiển máy tính. CPU cũng được xem như là bộ xử lý. Hai hãng sản xuất CPU lớn nhất hiện nay là Intel và AMD.

Bộ nhớ trong là nơi thông tin được lưu trữ và trích xuất bởi CPU. Có hai loại bộ nhớ chính.

 Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (Random Access Memory)

 Lưu trữ những chỉ lệnh của CPU, những ứng dụng đang hoạt động, những dữ liệu mà CPU cần ...

 Các dữ liệu và chương trình trong RAM tồn tại phụ thuộc vào nguồn điện.. Nội dung của RAM phải được sao chép vào thiết bị lưu trữ nếu bạn muốn lưu lại dữ liệu trong RAM.

 Bộ nhớ chỉ đọc (ROM):

 Là bộ nhớ sơ cấp của máy tính. ROM chứa hệ



Thành phần

Mô tả Hình ảnh

thống lệnh nhập xuất cơ bản (BIOS - Basic Input Output System) để kiểm tra phần cứng, nạp hệ điều hành nên còn gọi là ROM BIOS.

 Các chương trình trong ROM tồn tại không phụ thuộc vào nguồn điện..

Bo mạch chủ

Bo mạch chủ (main board) là bo mạch chính bên trong máy tính. Nó bao gồm các vi mạch điện tử và những thành phần khác.

 Bo mạch chủ kết nối các thiết bị nhập, xuất, và thiết bị xử lý lại với nhau và cho CPU biết chạy như thế nào.

 Những thành phần khác trên bo mạch chủ bao gồm card video, card âm thanh, và những mạch điện tử cho phép máy tính giao tiếp với các thiết bị như là máy in.



Card mở rộng

Card mở rộng được gắn thêm vào bo mạch chủ để thêm các tính năng chẳng hạn như hiển thị video và khả năng âm thanh cho máy tính.

Một số loại card mở rộng được mô tả trong danh sách sau.

 Card đồ họa (Graphics Card): Được kết nối vào màn hình máy tính và dùng để hiển thị thông tin trên màn hình.

 Card Giao diện Mạng (NIC -Network Interface Card): Dùng để nối mạng nội bộ , có 1 đầu cắm lớn hơn đầu cắm dây điê ̣n thoa ̣i , thường có 2 đèn tín hiê ̣u đi kèm.

 Card Âm thanh (Sound Card): Card âm thanhlà thiết bị xuất và nhập dữ liệu audio của máy tính . Micrô và loa hay tai nghe kết nối vào card âm thanh. Dựa vào các ký hiệ u bằng chữ hoă ̣c bằng màu trên sound card chúng ta cắm các thiết bị như sau:

 Line Out (xanh nhạt ): để cắm dây audio của loa hoă ̣c tai nghe.



Thành phần

Mô tả Hình ảnh

 Line In (xanh đậm): cắm dây dữ liê ̣u audio vào từ

các thiết bị cần đưa âm thanh vào máy như đàn điê ̣n tử ...

 Mic (màu đỏ): để cắm dây của micro.

 Game (cổng lớ n nhất ): để cắm cần chơi game Joystick.



Thiết bị lưu trữ

Dùng để lưu trữ thông tin của máy tính. Gồm: đĩa cứng, đĩa mềm, CD, DVD, USB, thẻ nhớ.

 Đĩa Cứng (HDD-Hard Disk Drive): ổ đĩa cứng là bộ nhớ ngoài quan trọng nhất của máy tính. Nó có nhiệm vụ lưu trữ hệ điều hành, các phần mềm ứng dụng và các dữ liệu của người sử dụng. Nó có thể là thiết bị gắn trong hay gắn ngoài.

 Đĩa Mềm(FDD-Floopy Disk Drive):Thiết bị lưu trữ cầm tay cho phép lưu trữ một lượng nhỏ (1.44MB) dữ liệu, dễ bị hư hại do môi trường nhiệt, bụi bẩn, hay từ trường.Hiện nay không được sử dụng nữa.

 Đĩa CD, DVD: Là những loại ổ đọc ghi dữ liệu từ ổ CD, VCD, DVD. Vì dùng tia lazer để đọc và ghi dữ liệu nên các loại ổ này còn gọi là ổ quang học.

 Ổ nhớ Flash (USB Flash Drive): Thiết bị nhớ nhỏ gọn, độ tin cậy cao, loại bỏ tính cơ học của đĩa từ và đĩa quang, giao tiếp với máy tính thông qua cổng USB (Universal Serial Bus).

 Thẻ nhớ (Memory card): là thiết bị lưu trữ di động, bộ nhớ có khả năng tương thích với nhiều thiết bị khác nhau như máy ảnh kỹ thuật số, máy điện thoại di động.



Thành phần

Mô tả Hình ảnh

Cổng và kết nối

Cổng là kênh qua đó dữ liệu được truyền giữa các thiết bị nhập/xuất và bộ xử lý. Có một số loại cổng mà bạn có thể sử dụng để kết nối máy tính đến các thiết bị bên ngoài và mạng. Một số loại cổng thường dùng:

 USB Port: Dùng để cắm các thiết bị ngoại vi như máy in, máy quét , webcam ...; cổng USB đang thay thế vai trò của các cổng COM, LPT.

 Cổng Mạng: Sử dụng cổng này để kết nối máy tính với máy tính khác nhằm trao đổi thông tin giữa các máy tính.

 Nguồn: Bo mạch chủ và các thành phần khác bên trong máy tính sử dụng điện một chiều (DC). Bộ cấp nguồn lấy điện xoay chiều (AC) từ ổ cắm và chuyển đổi nó vào nguồn DC.

Bảng 1.2Phần cứng máy tính

1. Có thiết bị nào vừa là thiết bị nhập vừa là thiết bị xuất không?

2. Những yếu tố nào sẽ ảnh hường đến hiệu suất máy tính?

Chúng ta sử dụng phần cứng để cung cấp dữ liệu đầu vào cho máy tính đồng thời cũng để nhận được các kết quả mong muốn. Chẳng hạn bạn sử dụng chuột và bàn phím để gõ văn bản hay chọn và chạy chương trình nghe nhạc, khi đó bạn có thể xem kết xuất trên màn hình hoặc sử dụng máy in để xem kết xuất trên giấy. Bàn phím, chuột là các thiết bị nhập. Màn hình, máy in là các thiết bị xuất.

Ngoài thiết bị nhập và xuất, máy tính còn có thiết bị xử lí làm việc với dữ liệu nhập và sinh ra kết quả mong muốn. Thiết bị xử lí quan trọng nhất trong máy tính là CPU (Central Processing Unit). Đây là bộ não của máy tính điều khiển mọi hoạt động và thực thi các lệnh mà người dùng đưa vào. Trong quá trình xử lí tính toán, CPU sẽ lưu trữ dữ liệu tạm thời ở bộ nhớ trong.

Bo mạch chủ là một mạch điện lớn kết nối các thiết bị nhập, xuất, xử lí lại với nhau. Tùy thuộc vào tác vụ mà bạn mong muốn máy tính thực hiện, bạn có thể chọn thêm các thiết bị phần cứng khác, ví dụ sử dụng card mạng (NIC) để kết nối máy tính này với máy tính khác, card đồ họa rời (graphics card) giúp hiển thị hình ảnh trên màn hình. Tất cả những thiết bị này được cắm vào bo mạch chủ.

Thiết bị lưu trữ dùng để lưu trữ dữ liệu lâu dài hoặc tạm thời trong máy tính.

Hoạt động của máy tính có thể biểu diễn qua sơ đồ sau:

Thiết bị xuất

Bộ nhớ ngoài Bộ nhớ trong (RAM, ROM) Thiết bị nhập

CPU

Hình 1.5Sơ đồ cấu trúc máy tính

Cho biết ý nghĩa cấu hình máy tính sau :

 Sony Vaio VPC-SB25FG - Intel Core i3-2310M 2.1GHz - DDRAM3 2GB

- HDD 500GB SATA

- ATI HD 6470M 512MB//Intel HD 3000 - DVD-RW

- Card Reader MS-SD - USB 3.0

- 13.3" WLED - HDMI - Webcam - Finger Print - LAN 10/100/1000 - Wireless N - Bluetooth - Weight 1.72Kg

- OS Win 7 Premium 64 bits

1.2.1.1.1.1 Phần mềm(Software)

Ngoài phần cứng ra, máy tính còn cần phần mềm để hoạt động. Phần mềm gửi lệnh đến phần cứng để thực hiện các tác vụ cần thiết.

Phần mềm: là một tập hợp những câu lệnh được viết bằng một hoặc nhiều ngôn ngữ lập trình để điều khiển hoạt động của máy tính.

Phần mềm chia làm 3 loại: phần mềm hệ thống, phần mềm ứng dụng và phần mềm để tạo ra phần mềm.

Phần mềm hệ thống: là loại phần mềm làm việc trực tiếp với phần cứng máy tính. Không có những phần mềm này con người sẽ rất khó khăn khi giao tiếp với máy tính. Một số loại phần mềm hệ thống thường gặp như:

 Hệ điều hành (OS – Operating System): Linux, WinXP, Win7.

 Phần mềm mạng (Network Software): phần mềm cho máy chủ, phần mềm bảo mật.

 Phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu (Database Management System): SQL Server, Oracle…

 Phần mềm điều khiển thiết bị ngoại vi: các driver…

Phần mềm ứng dụng: là những phần mềm hướng đến người sử dụng, gồm 3 loại chính:

 Phần mềm hỗ trợ công việc: các phần mềm văn phòng, soạn thảo văn bản, các phần mền quản lí dự án, nhân sự, tiền lương.

 Phần mềm giải trí, hỗ trợ truyền thông đa phương tiện: Window Media…

 Phần mềm tiện ích: các phần mềm nén dữ liệu, diệt virus…

Phần mềm hỗ trợ phát triển phần mềm: hỗ trợ cho các nhà phát triển xây dựng các phần mềm mới. Notepad++, Visual Studio… là những phần mềm thuộc loại này.

1.2.1.2 Lịch sử ra đời của máy tính

Máy tính điện tử đầu tiên là ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), ra đời năm 1946, nặng hơn 30 tấn, có khả năng thực hiện 5000 phép cộng trong một giây. Càng về sau, cùng với sự phát triển của công nghệ, máy tính ngày càng rẻ hơn, nhỏ hơn, nhanh hơn và lưu trữ được nhiều hơn.

Cho đến nay máy tính điện tử đã trải qua bốn thế hệ:

Thế hệ thứ nhất (1945 - 1959)

Công nghệ nền tảng của thế hệ này là sử dụng bóng đèn chân không (vacumm tube ). Bóng đèn được sử dụng làm các bảng mạch tín hiệu điều khiển (electric circuits or switches).

Một trong những máy tính tiêu biểu cho thế hệ này là ENIAC với 18.000 bóng chân không, cỗ máy dài khoảng 30,5m và nặng hơn 30 tấn, máy này phải hoạt động trong môi trường được làm lạnh liên tục, vì bóng chân không tỏa nhiệt rất lớn.

Thế hệ thứ hai (1960 - 1964)

Ở thế hệ này bóng chân không được thay thế bằng bóng bán dẫn, một thiết bị ở thể rắn chế tạo từ silicon. So với bóng chân không thì bóng bán dẫn nhỏ hơn nhiều, tiêu thụ ít điện năng hơn và tỏa nhiệt ít hơn, giá thành cũng rẻ đi. Sự xuất hiện của nó được xem là một cuộc cách mạng lớn trong lĩnh vực điện – điện tử.

Một máy tính tiêu biểu trong giai đoạn này là IBM 7090 (1959) với tốc độ xử lí 2 triệu phép tính một giây.

Thế hệ thứ ba (1964 - 1970)

Gắn liền với sự ra đời của bảng mạch tích hợp, công nghệ này cho phép sản xuất hàng loạt các linh kiện điện tử và tích hợp chúng vào các bảng mạch có kích thước nhỏ, khoảng vài milimet vuông gọi là chip. Các chip này lại được gắn lên những bản mạch khác tạo nên những bản mạch

Các thao tác cơ bản trên máy tính

Sử dụng phần mềm ứng dụng