Bài giảng Tin học đại cương - Bài 1: Tổng quan môn học và giới thiệu chung - Nguyễn Thị Phương Thảo

 TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG
TỔNG QUAN MÔN HỌC 
VÀ GIỚI THIỆU CHUNG
 Nguyễn Thị Phương Thảo
 Bộ môn KTMT và M, Khoa CNTT
 Trường Đại học Thủy Lợi
 Email: thaont@tlu.edu.vn
 1
 GIỚI THIỆU MÔN HỌC
 Tên môn học: Tin đại cương
 Thời lượng: 3 TC (30 giờ Lý thuyết, 15 giờ thực hành)
 Cách đánh giá:
  Điểm quá trình: 50% (thi giữa kỳ + bài tập thực hành +
 chuyên cần)
  Điểm thi cuối kỳ: 50% (thi viết, 90’)
 2
 Nội dung môn học
Máy tính và chương trình máy tính
Các lệnh lựa chọn và lặp
Dữ liệu Mảng
File và struct
 3
 Nội dung môn học
 Khái niệm cơ bản của lập trình C++
 Các lệnh cơ bản
 Câu cấu trúc điều khiển
 Chương trình con
 Mảng và vector
 Xâu ký tự (string)
 Tập tin (file) và Cấu trúc (struct)
 Bài tập tổng hợp
 4
 MỤC TIÊU MÔN HỌC
 Hiểu biết cơ bản về lập trình C++
 Nắm được các kỹ năng viết, dịch, sửa lỗi và chạy một
 chương trình C++
 Biết cách giải một số bài toán bằng lập trình C++
 Biết ứng dụng kiến thức về thuật toán và lập trình vào
 công việc sau này
 5
 TÀI LIỆU MÔN HỌC
 Giáo trình chính:
 Bản tiếng Anh: Introduction to Engineering Programming:
 Solving Problems with Algorithms, James Paul Holloway,
 John Wiley & Sons, 2005...
 Bản dịch: Giới thiệu Lập trình Kỹ thuật, Khoa CNTT,
 Trường ĐH Thủy Lợi
 Tài liệu tham khảo khác:
 C++ Language Tutorial,
 Teach Yourself C++ in 21 Days, Second
 Edition,
  6
 TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH
 Các khái niệm cơ bản
 Biểu diễn thông tin trong máy tính
 Các hệ đếm thông dụng
 Bảng mã ASCII
 Phần cứng và phần mềm
 Thuật toán
 Ngôn ngữ lập trình 7
 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
 Thông tin (information): Tất cả những gì mang lại sự hiểu
 biết, nhận thức cho con người.
 Dữ liệu (data) là sự biểu diễn của thông tin và được thể
 hiện bằng các tín hiệu vật lý.
 Ví dụ: Dữ liệu có thể ở dạng: số, văn bản, âm thanh,
 hình ảnh, 
 Thông tin chứa đựng ý nghĩa còn dữ liệu không có ý
 8
 nghĩa nếu chúng không được tổ chức và xử lý.
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
 VÀ MÁY TÍNH
 9
 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
 Máy tính điện tử là công cụ xử lý thông tin.
 Về cơ bản máy tính có 4 thao tác chính:
  Nhận thông tin: Thu nhận thông tin từ thế giới bên ngoài
 vào máy tính
  Xử lý thông tin: Biến đổi, phân tích, tổng hợp, tra cứu
 những thông tin ban đầu để có được thông tin mong muốn
  Xuất thông tin: Đưa các thông tin kết quả ra bên ngoài
  Lưu trữ thông tin: Ghi nhớ lại các thông tin đã được
 ghi nhận
 10
 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
 Để được lưu trữ và xử lý trong MTĐT, dữ liệu được mã
 hoá bằng các mã nhị phân. Mọi dữ liệu dù bản chất
 khác nhau nhưng đều được số hoá
 Lí do: Trong máy tính chỉ có 2 tín hiệu là bật và tắt
  0: mô phỏng trạng thái ngắt của mạch điện (đèn tắt)
  1: mô phỏng trạng thái đóng của mạch điện (đèn sáng)
 Bit (binary digit): Đơn vị nhỏ nhất của thông tin chỉ có
 thể có giá trị là 0 hoặc là 1 11
 ĐƠN VỊ ĐO THÔNG TIN
Các đơn vị đo thông tin được dùng để đo dung lượng của bộ nhớ.
Bảng quy đổi các đơn vị đo thông tin bao gồm:
 12
 PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM
 Quá trình xử lí thông tin bằng máy tính được thực
 hiện theo quy trình sau:
 Để thực hiện được quá trình trên, máy tính cần phải có
 phần cứng và phần mềm hỗ trợ
  Phần cứng (Hardware) là toàn bộ các thiết bị vật lý của
 máy tính
  Phần mềm (Software) là thuật ngữ chuyên môn được dùng
 để chỉ các chương trình máy tính được lập sẵn và ghi trên
 đĩa. 13
 PHẦN MỀM
Thông thường, phần mềm được chia làm 3 loại chính:
  Hệ điều hành (OS: Operating System): Là phần mềm cơ
 bản, gồm tập hợp các chương trình điều khiển hoạt động
 của máy tính cho phép người dùng khai thác dễ dàng và
 hiệu quả các thiết bị của hệ thống.
  Ngôn ngữ lập trình (Programming Language): Dùng lập
 chương trình cho máy tính hoạt động. Một số ngôn ngữ
 lập trình: Pascal, C, C++, Visual Basic
  Phần mềm ứng dụng (Application): Là các chương trình
 ứng dụng cụ thể vào một lĩnh vực.
 14
 PHẦN CỨNG
Các thành phần phần cứng cơ bản của một hệ thống máy tính:
  Khối xử lý trung tâm (CPU): xử lý, tính toán các kết
 quả, điều hành hoạt động tính toán của máy tính
  Thiết bị lưu trữ: dùng để cất giữ thông tin bao gồm
 Bộ nhớ trong (ROM, RAM) và Bộ nhớ ngoài (Đĩa
 cứng, đĩa mềm, CD, VCD, USB)
  Thiết bị nhập: đưa dữ liệu từ thế giới bên ngoài vào
  Thiết bị xuất: gửi thông tin ra bên ngoài
 15
PHẦN CỨNG - CPU
 16
 PHẦN CỨNG – BỘ NHỚ CHÍNH
Bộ nhớ trong:
 ROM
  Bộ nhớ chỉ đọc
  Ghi một lần duy nhất
 RAM
  Bộ nhớ truy xuất ngẫu
 nhiên
  Bộ nhớ đọc, ghi
  Thông tin lưu tạm thời, 
 mất khi mất nguồn điện
 cung cấp
 17
 PHẦN CỨNG – BỘ NHỚ CHÍNH
Bộ nhớ ngoài:
 Ổ đĩa cứng Đĩa mềm, đĩa CD/DVD
 18
 USB Đĩa ngoài
 CÁC THIẾT BỊ ĐẦU VÀO
 Bàn phím
 Chuột
 19
 Microphone
Máy quét Webcam
 CÁC THIẾT BỊ ĐẦU RA
 Máy in
 Màn hình
Máy chiếu Loa
 20
 PHẦN MỀM
Thông thường, phần mềm được chia làm 3 loại chính:
  Hệ điều hành (OS: Operating System): Là phần mềm cơ
 bản, gồm tập hợp các chương trình điều khiển hoạt động
 của máy tính cho phép người dùng khai thác dễ dàng và
 hiệu quả các thiết bị của hệ thống.
  Ngôn ngữ lập trình (Programming Language): Dùng lập
 chương trình cho máy tính hoạt động. Một số ngôn ngữ
 lập trình: Pascal, C, C++, Visual Basic
  Phần mềm ứng dụng (Application): Là các chương trình
 ứng dụng cụ thể vào một lĩnh vực.
 21
PHẦN MỀM
 22
BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH
 Thông tin là gì?
 Là sự phản ánh sự vật hiện tượng của thế giới khách
 quan và các hoạt động của con người.
 Dữ liệu là hình thức biểu diễn thông tin
 Dữ liệu
 Dữ liệu
 Tri thức
 Số DL Phi số
 Văn bản Luật
 Logic
 Sự kiện
 Hình ảnh
 23
 Âm thanh
BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH
 Dữ liệu được mã hóa dưới và lưu vào bộ nhớ.
  Các số -> mã hóa -> số
  Các chữ cái -> mã hóa -> số
  Âm thanh -> mã hóa -> số
  Hình ảnh -> mã hóa -> số
 Các hệ đếm
  Hệ đếm nhị phân (cơ số 2)
  Hệ đếm bát phân (cơ số 8)
  Hệ đếm thập phân (cơ số 10)
  Hệ đếm thập lục phân (cơ số 16)
 24
BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH
 Đơn vị đo thông tin
 Bit: đơn vị nhỏ nhất của thông tin, gồm1 chữ số nhị
 phân 0 hoặc 1
 Byte: 1Byte = 8 bits
 10
 KiloByte: 1KB = 2 Bytes = 1024 Bytes
 10 
 MegaByte: 1MB = 2 KBs = 1024 KBs
 10 
 GigaByte: 1GB =2 MBs = 1024 MBs
 10 
 TetaByte: 1TB =2 GBs = 1024 GBs
 25
 BẢNG MÃ ASCII
 Bảng mã ASCII
  Là bảng ký tự và bảng mã ký tự dựa trên bảng chữ La Tinh
  Dùng để hiển thị văn bản trong máy tính
 Cấu trúc bảng mã
  32 ký tự đầu tiên (từ 0 -31) là các ký tự điều khiển: #27: 
 Esc, #13:Enter
  Mã ASCII từ 48 – 57: là 10 chữ số
  Mã ASCII từ 65 – 90: là các chữ cái hoa A->Z
  Mã ASCII từ 97 – 122: là các chữ cái thường a->z
  Mã ASCII từ 128-255: là các ký tự đồ họa
  Mã ASCII còn lại là các ký tự đặc biệt
 26
BẢNG MÃ ASCII
 27
HỆ ĐẾM NHỊ PHÂN – THẬP PHÂN
 Hệ nhị phân
  Là một hệ đếm dùng 2 ký tự để biểu đạt một giá trị số
  2 ký tự là 0 và 1
 Hệ thập phân
  Dùng 10 ký tự để biểu đạt 10 giá trị
 28
 ĐỔI SỐ THẬP PHÂN SANG NHỊ PHÂN
 Quy tắc: chia số thập phân liên tiếp cho 2 cho đến
 khi thương bằng 0 và lấy các số dư từ dưới lên.
Số thập phân:
 43 2
 1 21 2
 1 10 2
 0 5 2
 1 2 2
 0 1 2
 1 0
 Số nhị phân: 101011 29
 ĐỔI SỐ NHỊ PHÂN SANG THẬP PHÂN
  Quy tắc: Lấy các số ở từng vị trí nhân với 2^[vị trí]
 rồi cộng lại được số thập phân
Số nhị phân:
 101011 = 1x25 + 0x24 + 1x23 + 0x22 + 1x21 + 1x20
 = 32 + 0 + 8 + 0 + 2 + 1 = 43
 (101011)2 = (43)10
 30
 HỆ ĐẾM THẬP LỤC PHÂN
 Là hệ đếm có 16 ký tự, từ 0 đến 9 và từ A đến F
 Ví dụ: (15)10 = (1111)2 = (F)16
 Hệ 10 Hệ 2 Hệ 8 Hệ 16 Hệ 10 Hệ 2 Hệ 8 Hệ 16
 0 0000 0 0 8 1000 10 8
 1 0001 1 1 9 1001 11 9
 2 0010 2 2 10 1010 12 A
 3 0011 3 3 11 1011 13 B
 4 0100 4 4 12 1100 14 C
 5 0101 5 5 13 1101 15 D
 6 0110 6 6 14 1110 16 E
 31
 7 0111 7 7 15 1111 17 F
 SỬ DỤNG WINDOWS EXPLORER
 Windows Explorer là một ứng dụng hiển thị nội dung ổ cứng
 và các thư mục
 Cách chạy Windows Explorer (trên Windows 7)
  Click đúp chuột vào biểu tượng Computer trên màn
 hình
  Click chọn Start All Programs Accessories Windows 
 Explorer
  Click chọn vào biểu tượng dưới thanh công cụ, góc dưới
 trái
 32
 Ổ ĐĨA, THƯ MỤC VÀ TỆP TIN
 Ổ đĩa: Đặt tên bằng các chữ cái hoa + dấu hai chấm
 VD: C:, D:
 Thư mục: Nằm trong ổ đĩa, chứa các tệp tin và thư mục
 khác
 Tệp tin: (file) chứa dữ liệu (văn bản, hình ảnh, âm thanh)
  Tên tệp tin: .
  Ví dụ: teptin.docx -> tệp tin văn bản word
  Tệp tin luôn có đường dẫn, ví dụ: D:\Tailieu\teptin.docx 33
 TẠO THƯ MỤC MỚI
 Chọn vị trí để đặt thư mục
 Kích chuột phải vào vùng trống, di chuyển đến mục
 New, chọn Folder
 Nhập tên thư mục sau đó nhấn Enter
 34
SAO CHÉP, DI CHUYỂN THƯ MỤC/TỆP TIN
 Chọn tệp tin hoặc thư mục cần thao tác
 Kích chuột phải vào biểu tượng của tệp tin, thư mục
 Chọn Cut để di chuyển, chọn Copy để sao chép
 Chọn vị trí muốn di chuyển đến, kích chuột vào
 vùng trống, chọn Paste
 35
 XÓA THƯ MỤC/TỆP TIN
 Chọn tệp tin hoặc thư mục cần xóa
 Kích chuột phải vào biểu tượng của tệp tin, thư mục
 Chọn Delete, dòng thông báo hỏi người dùng có
 chắc chắn xóa hay không, nếu đồng ý chọn Yes
 36
KHÔI PHỤC THƯ MỤC/TỆP TIN ĐÃ XÓA
  Thư mục/tệp tin sau khi xóa được đưa tạm vào
 thùng rác Recycle Bin
  Để xóa vĩnh viễn, vào Recycle Bin, chọn file, kích
 chuột phải và chọn Delete
  Để khôi phục thư mục/tệp tin đã xóa, vào Recycle
 Bin, chọn file cần khôi phục, kích chuột phải rồi
 chọn Restore.
  Xóa toàn bộ thư mục/tệp tin trong Recycle Bin,
 chọn Empty the Recyle Bin trên thanh công cụ
 37
 KHÁI NIỆM THUẬT TOÁN
Ví dụ: Để giải phương trình bậc nhất P(x): ax + b = 0
(a, b, c là các số thực) có thể gồm các bước sau đây:
 1. Nếu a = 0
 Nếu b = 0 thì P(x) có nghiệm bất kì
 Nếu b ≠ 0 thì P(x) vô nghiệm
 2. Nếu a ≠ 0
 P(x) có duy nhất một nghiệm x = (-b)/a
 38
 KHÁI NIỆM THUẬT TOÁN
 Thuật toán (algorithm): là một danh sách hữu hạn
 các chỉ thị, khi được thi hành sẽ biến đổi thông tin
 đầu vào thành thông tin đầu ra
  Đầu vào (input): là dữ liệu được cung cấp cho thuật toán để
 thuật toán thực hiện chức năng của nó
  Đầu ra (output): là dữ liệu mà thuật toán đưa ra môi
 trường bên ngoài
 39
 CÁC TÍNH CHẤT CỦA THUẬT TOÁN
 Tính chính xác: để đảm bảo kết quả tính toán hay các thao tác
 mà máy tính thực hiện được là chính xác.
 Tính rõ ràng: Thuật toán phải được thể hiện bằng các câu
 lệnh minh bạch; các câu lệnh được sắp xếp theo thứ tự nhất
 định.
 Tính khách quan: Một thuật toán dù được viết bởi nhiều
 người trên nhiều máy tính vẫn phải cho kết quả như nhau.
 Tính phổ dụng: Thuật toán không chỉ áp dụng cho một bài
 toán nhất định mà có thể áp dụng cho một lớp các bài toán có
 đầu vào tương tự nhau.
 Tính kết thúc: Thuật toán phải gồm một số hữu hạn các bước
 tính toán.
 40
 Viết chương trình cho máy tính
 Mỗi máy tính có một tập hợp hữu hạn các lệnh máy
 Lệnh máy: là dãy các bit 0 & 1, được sử dụng để thực hiện
 nhữngthaotácrấtcơ bản,ví dụ :đọc/ghisố,cộng/trừhaisố...
 Mỗi dòng máy khác nhau (Intel, AMD, . . .) có các tập
 hợplệnh máy khác nhau
 Chương trình máy tính là dãy các lệnh máy để chỉ thị
 làm từng bước
 41
 NGÔN NGỮ MÁY
 Là ngôn ngữ đượcviếtvớicác lệnhcan thiệptrựctiếpvàothanhghi
 (Assembly) vớinhược điểm:
  Không trực quan
  Dễ phát sinh lỗi
  Mỗi dòng máy khác nhau (Intel, AMD,...) có các tập hợp
 lệnh máy khác nhau
 Giải pháp: sử dụng các ngôn ngữ bậc cao
 42
 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH BẬC CAO
. Các lệnh trực quan, dễ hiểu
. Sử dụng trình biên dịch để dịch các lệnh này thành các
 lệnh máy int a = 3;
 int b = a + 1;
 Trình Biên Dịch
 Tập hợp lệnhmáy Tập hợp lệnhmáy cho
 cho Intel AMD
 43
 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH BẬC CAO
 Phải tuân thủ tuyệt đối cú pháp của ngôn ngữ, nếu
 không trình biên dịch sẽ không hiểu và báo lỗi
 Phân loại :
  Ngôn ngữ lập trình thủ tục (Pascal, C. . .)
  Ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng (Java,
 C++,..)
 . . .
 44
 CÁC BƯỚC VIẾT CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH
  Bước 1 : Mô tả / xác định bài toán / vấn đề cần giải
 quyết (xác định Input, output của bài toán)
  Bước 2 : Xây dựng thuật toán / lời giải (có thể viết dưới
 dạng mã giả pseudo code)
  Bước 3 : Triển khai lời giải trên bằng một ngôn ngữ lập
 trình (chẳng hạn dùng ngôn ngữ lập trình C++)
  Bước 4 : Dịch chương trình thành dạng mã máy để máy
 tính hiểu và thực hiện được
Ví dụ: Biết giá trị 3 tham số a, b, c. Viết chương trình
giải phương trình bậc hai: ax2 + bx + c = 0. 45
 MÔI TRƯỜNG LẬP TRÌNH DEV-C++
Các thao tác cơ bản
  Tạo một tệp (file) mới, lưu (save) dưới dạng .cpp
  Viết mã (code)
  Dịch mã
  Chạy chương trình
  Sửa lỗi (debug) nếu có
 46
 Cấu trúc một chương trình C++
- Soạn thảo ví dụ đơn giản sau trong Dev-C++
 Hàm chính: Chương trình sẽ bắt đầu từ
 hàm này
 Nội dung hàm được viết trong cặp dấu { }
- Lưu và đặt tên cho ví dụ
- Ấn F9 để biên dịch (compile) , ấn F10 để chạy
 (run), F11: Compile & Run
 47
 Chương trình C++ đơn giản
Nhập giá trị thực cho x, tính và in ra màn hình giá
trị bình phương của nó.
 48