Bài giảng Tin học đại cương - Chương 1: Tổng quan về máy tính - Nguyễn Lê Minh

TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG
 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH
 GV: Nguyễn Lê Minh
 Bộ môn: Công nghệ thông tin
Nội dung
1. Đối tượng nghiên cứu của tin học
2. Thông tin và xử lý thông tin
3. Lịch sử phát triển máy tính
4. Phân loại máy tính
5. Cấu trúc máy tính
6. Hệ đếm
7. Hệ điều hành
Nội dung
1. Đối tượng nghiên cứu của tin học
2. Thông tin và xử lý thông tin
3. Lịch sử phát triển máy tính
4. Phân loại máy tính
5. Cấu trúc máy tính
6. Hệ đếm
7. Hệ điều hành
1.1 Đối tượng nghiên cứu của Tin học
■ Tin học là ngành khoa học nghiên cứu về cấu trúc, tính chất và các
 quá trình xử lý thông tin một cách tự động dựa trên các phương
 tiện kỹ thuật.
 c
1.1 Đối tượng nghiên cứu của Tin học
■ Nền tảng của Tin học là : Toán
 học + Vật lý
■ Đặc trưng: Truyền và xử lí
 thông tin tự động
■ Phương tiện kĩ thuật : Máy tính
 điện tử ....
■ PTKT vừa là công cụ vừa là đối
 tượng nghiên cứu
1.1 Đối tượng nghiên cứu của Tin học
Nội dung
1. Đối tượng nghiên cứu của tin học
2. Thông tin và xử lý thông tin
3. Lịch sử phát triển máy tính
4. Phân loại máy tính
5. Cấu trúc máy tính
6. Hệ đếm
7. Hệ điều hành
1.2 Thông tin và xử lí thông tin
■ Thông tin: sự thông báo, cắt nghĩa 
■ Lưu trữ: báo, sách, băng ghi âm, đĩa từ, .
■ Thông tin đối tượng: tập hợp các dữ kiện về đối tượng đó.
1.2 Thông tin và xử lí thông tin
■ Khi tiếp nhận được thông tin, con người thường phải xử lý nó để
 tạo ra những thông tin mới, có ích hơn, từ đó có những phản ứng
 nhất định
■ Thông tin có thể được phát sinh, được lưu trữ, được truyền, được
 tìm kiếm, được sao chép, được xử lý, nhân bản. Thông tin cũng có
 thể biến dạng, sai lệch hoặc bị phá hủy
Nội dung
1. Đối tượng nghiên cứu của tin học
2. Thông tin và xử lý thông tin
3. Lịch sử phát triển máy tính
4. Phân loại máy tính
5. Cấu trúc máy tính
6. Hệ đếm
7. Hệ điều hành
1.3 Lịch sử phát triển máy tính
■ Những máy tính toán đầu tiên: que tính, các hình thù đất sét, bàn 
 tính la mã.
 Bàn tính la mã (240 TCN) Bàn tính Trung Quốc
1.3 Lịch sử phát triển máy tính
■ Máy tính thế hệ số 0 
  1642: Bailse Pascal chế tạo máy Pascaline thực hiện được 2 phép 
 tính cộng (+) và trừ (-).
1.3 Lịch sử phát triển máy tính
■ Máy tính thế hệ số 0 (tt)
  1671: Gottfried Leibniz chế tạo máy Stepped Reckone thực hiện
 được 4 phép tính công, trừ, nhân, chia.
1.3 Lịch sử phát triển máy tính
■ Máy tính thế hệ số 0 (tt)
  1842: Charles Babbage chế tạo máy tính toán sai phân và máy
 tính có khả năng xử lý tự động, có khả năng lập trình được
1.3 Lịch sử phát triển máy tính
■ Máy tính thế hệ số 1 (1946-1955)
  Dùng bóng điện tử chân không, tiêu thụ năng lượng rất lớn. Kích
 thước máy rất lớn, tốc độ xử lý lại rất chậm chỉ đạt khoảng vài ngàn
 phép tính trên giây.
1.3 Lịch sử phát triển máy tính
■ Máy tính thế hệ số 2 (1955-1965)
  Các bóng điện tử đã được thay bằng các bóng làm bằng chất bán
 dẫn nên năng lượng tiêu thụ giảm, kích thước nhỏ hơn nhưng vẫn
 rất lớn ( 50 m vuông ), tốc độ xử lý đạt khoảng vài chục ngàn phép
 tính trên giây.
  DEC PDP-1 (1960)
1.3 Lịch sử phát triển máy tính
■ Máy tính thế hệ số 3 (1965-1980)
  Thời gian này đánh dấu sự ra đời và phát triển của công nghệ vi
 mạch tích hợp IC. Máy có kích thước nhỏ gọn hơn và tiêu thụ năng
 lượng ít hơn, tốc độ xử lý đạt khoảng vài trăm ngàn phép tính trên
 giây
 Dòng máy tính
 DEC DPD-8 (1965)
1.3 Lịch sử phát triển máy tính
■ Máy tính thế hệ số 4 (Sau năm 1981)
  Thời gian này đánh dấu sự ra đời và phát triển của công nghệ dùng
 máy tích hợp cỡ lớn VLSI
1.3 Lịch sử phát triển máy tính
■ Máy tính thế hệ số 5 
  Thế hệ máy tính hiện đại, đi kèm với sự phát triển của Internet, các
 thế hệ máy tính ra đời với tốc độ xử lí nhanh phục vụ tối đa tính
 năng cho người dùng.
Nội dung
1. Đối tượng nghiên cứu của tin học
2. Thông tin và xử lý thông tin
3. Lịch sử phát triển máy tính
4. Phân loại máy tính
5. Cấu trúc máy tính
6. Hệ đếm
7. Hệ điều hành
1.4 Phân loại máy tính
.
1.4 Phân loại máy tính
.
1.4 Phân loại máy tính
■ Máy tính cá nhân PC
  Là loại máy tính phổ biến nhất
  Các loại máy tính để bàn
 + Máy tính cá nhân (Personal 
 Computer – PC)
 + Máy tính trạm làm việc ( 
 Workstation Computer)
■ 1981: IBM giới thiệu máy tính IBM-PC 
 sử dụng bộ xử lý Intel 8088
■ 1984: Apple đưa ra máy tính
 Macintosh sử dụng bộ xử lý Motorola
 68000
■ Giá thành: 300USD đến 10.000USD
1.4 Phân loại máy tính
■ Máy chủ Server
  Thực chất là máy phục vụ
  Dùng trong mạng theo mô 
 hình Client/Server (Khách
 hàng/Người phục vụ)
  Tốc độ và hiệu năng tính toán 
 cao
  Dung lượng bộ nhớ lớn
  Độ tin cậy cao
  Giá thành: hàng chục nghìn
 đến hàng chục triệu USD
1.4 Phân loại máy tính
■ Máy tính nhúng (Embedded 
 Computer)
  Được đặt trong thiết bị khác
 để điều khiển thiết bị đó làm 
 việc 
  Được thiết kế chuyên dụng
 - Điện thoại di động
 - Điều khiển điều hòa, tivi ...
 Giá thành: Vài USD đến hàng 
 trăm nghìn USD
Nội dung
1. Đối tượng nghiên cứu của tin học
2. Thông tin và xử lý thông tin
3. Lịch sử phát triển máy tính
4. Phân loại máy tính
5. Cấu trúc máy tính
6. Hệ đếm
7. Hệ điều hành
1.5 Cấu trúc máy tính
1.5 Cấu trúc máy tính
■ Các thành phần của máy tính
1.5 Cấu trúc máy tính
1.5 Cấu trúc máy tính
■ Bộ xử lý trung tâm CPU : CPU có thể được xem như não bộ, 
 một trong những phần tử cốt lõi nhất của máy vi tính. Nhiệm vụ 
 chính của CPU là xử lý các chương trình vi tính và dữ kiện
■ Hai thành phần chính: ALU + CU
■ Đơn vị đo tốc độ: Hezt (Hz)
1.5 Cấu trúc máy tính
. Bo mạch chủ: là trung gian giao tiếp giữa các thiết bị với nhau. Có
 rất nhiều các thiết bị gắn trên bo mạch chủ theo cách trực tiếp có
 mặt trên nó hay thông qua các kết nối cắm vào hoặc dây dẫn liên
 kết.
1.5 Cấu trúc máy tính
. Bộ nhớ trong
 . RAM (Random Access Memory): bộ nhớ có thể ghi vào đọc dữ liệu, bị xóa 
 khi mất nguồn điện.
 . ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ đọc, khi mất điện dữ liệu vẫn tồn tại, 
 dùng để lưu các chương trình cơ sở của máy tính.
1.5 Cấu trúc máy tính
. Bộ nhớ ngoài
 . Hard disk: đĩa cứng
 . Optical disk: đĩa quang
 . Flopy disk: đĩa mềm
 . Flash disk (USB) ...
1.5 Cấu trúc máy tính
. Thiết bị nhập
1.5 Cấu trúc máy tính
. Thiết bị nhập (tt)
 Camera Chuột Thẻ nhớ 
1.5 Cấu trúc máy tính
. Thiết bị xuất
 Monitor Máy in Máy chiếu 
Nội dung
1. Đối tượng nghiên cứu của tin học
2. Thông tin và xử lý thông tin
3. Lịch sử phát triển máy tính
4. Phân loại máy tính
5. Cấu trúc máy tính
6. Hệ đếm
7. Hệ điều hành
1.6 Hệ đếm – Khái niệm hệ đếm
. Hệ đếm:
- Tập các ký hiệu và tập các quy tắc xác định dùng để biểu diễn và tính giá
trị các số.
- Biểu diễn độ lớn của một đại lượng.
1.6 Hệ đếm – Khái niệm hệ đếm
. Cơ số:
  Số lượng ký hiệu mà hệ đếm đó cho phép sử dụng khi biểu 
 diễn giá trị.
  Hệ đếm cơ số a có a ký hiệu.
  Giá trị của số chuyển về cơ số 10:
 n n-1 1 0
 xnxn-1xn-2 ....x1x0= xn*a + xn-1*a + .. + x1*a + x0*a
. Ví dụ:
  Hệ đếm số cơ số 10:
 Có 10 ký hiệu: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
 Một số trong hệ cơ số 10: 762512123312
 234 = 2*102 + 3*101 + 4*100 = 200 + 30 +4
1.6 Hệ đếm – Khái niệm hệ đếm
. Một số hệ đếm cơ bản:
  Hệ đếm La mã: I=1, V=5, X=10, D= 500, M=1000
  Hệ đếm thập phân: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
  Hệ đếm nhị phân: 0,1
  Hệ đếm bát phân: 0,1,2,3,4,5,6,7
  Hệ đếm thập lục phân: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A=10, B=11, 
 C=12, D=13, E=14, F=15
.
1.6 Hệ đếm – Khái niệm hệ đếm
. Biểu diễn thông tin trong máy
 tính: Thông tin máy tính được
 biểu diễn thông qua những tín
 hiệu điện: có hoặc không có
 điện
. Hệ đếm tương ứng được sử
 dụng: Hệ đếm cơ số 2
1.6 Hệ đếm – Hệ đếm cơ số 2
. Sử dụng 2 ký hiệu: 0 và 1
. Số nhị phân: BIT (BInary degiT)
. Biểu diễn các thông tin trong máy:
  Đóng mở công tắt.
  Có điện hoặc không có điện.
. Ký hiệu: XB hoặc X2
 ■ Ví dụ: 1001B 1010112
1.6 Hệ đếm – Hệ đếm cơ số 2
. Chuyển từ hệ cơ số 2 sang hệ 10
. Công thức:
■ Ví dụ:
 5 4 3 2 1 0
 101010B = 1.2 + 0.2 + 1.2 + 0.2 + 1.2 + 0.2
 = 32 + 0 + 8 + 0 + 2 + 0
 = 42
1.6 Hệ đếm – Hệ đếm cơ số 2
. Chuyển từ hệ cơ số 10 sang hệ 2
. Quy tắc:
- Số cần chuyển: A
- Chia A liên tiếp cho 2 cho đến khi phần nguyên bằng 0
- Mỗi lần chi ta ghi chú số dư của phép chia đó, kết thúc phép chia
 ta viết các số dư ngược lại để có số nhị phân
 Ví dụ
1.6 Hệ đếm – Hệ đếm cơ số 2
. Biểu diễn số thực trong hệ nhị phân
. Cách chuyển đổi : 13.37510 = X2 ?
- Phân tích số thực thành 2 phần: X+ và X-
- Phần X+ ta chuyển đổi giống như chuyển số nguyên sang nhịphân.
- Phần X- ta thực hiện như sau:
 - Nhân X- với 2:
 - Kết quả phần nguyên: 0 hoặc 1
 - Kết quả phần thập phân
 - Lặp lại bước trên cho đến khi phần thập phân bằng 0 hoặc một sai số có thể 
 chấp nhận được.
 - Viết kết quả đúng thứ tự (đầu đến cuối) các số ở phần nguyên
1.6 Hệ đếm – Hệ đếm cơ số 2
. Biểu diễn số thực trong hệ nhị phân
1.6 Hệ đếm – Hệ đếm cơ số 2
■ Phép cộng: Cộng có nhớ các con số cùng vị trí từ phải sang trái
1.6 Hệ đếm – Hệ đếm cơ số 2- Phép trừ
■ Số âm: 
  Để biểu diễn số âm trong hệ nhị phân ta dùng định nghĩa số “bù 2”
  Số bù 1: Đảo tất cả các bit của một số nhị phân ta được số bù 1 của nó.
  Số bù 2: lấy số bù 1 cộng cho 1.
Ví dụ: B = 1001
 Bù 1 = 0110
 Bù 2 = 0111
1.6 Hệ đếm – Hệ đếm cơ số 2- Phép nhân
1.6 Hệ đếm – Hệ đếm cơ số 2- Phép chia
Nội dung
1. Đối tượng nghiên cứu của tin học
2. Thông tin và xử lý thông tin
3. Lịch sử phát triển máy tính
4. Phân loại máy tính
5. Cấu trúc máy tính
6. Hệ đếm
7. Hệ điều hành
1.7 Hệ điều hành
■ Giới thiệu hệ điều hành
  Hệ điều hành là một phần mềm chạy trên máy tính, dùng để điều 
 hành, quản lý các thiết bị phần cứng và các tài nguyên phần mềm 
 trên máy tính.
1.7 Hệ điều hành
■ Hệ điều hành đóng vai trò trung
 gian trong việc giao tiếp giữa
 người sử dụng và phần cứng
 máy tính, cung cấp một môi
 trường cho phép người sử
 dụng phát triển và thực hiện
 các ứng dụng của họ một cách
 dễ dàng.
1.7 Hệ điều hành
■ Chức năng hệ điều hành
  Quản lý chia sẽ tài nguyên máy tính
  Giả lập máy tính mở rộng
■ Nhiệm vụ chính hệ điều hành
  Điều khiển trực tiếp phần cứng
  Thực hiện đọc/ghi, quản lý tập tin
  Cung ứng một hệ thống giao diện sơ khai cho các ứng dụng
  Cung ứng một hệ thống lệnh cơ bản để điều hành máy (system
 command)
  Cũng cung cấp các dịch vụ cơ bản cho các phần mềm ứng dụng.
1.7 Hệ điều hành
■ Phân loại hệ điều hành dưới góc độ loại máy tính
  Hệ điều hành dành cho máy MainFrame
  Hệ điều hành dành cho máy Server
  Hệ điều hành dành cho máy nhiều CPU
  Hệ điều hành dành cho máy tính cá nhân (PC)
  Hệ điều hành dành cho máy PDA (Embedded OS - hệ điều hành
 nhúng)
  Hệ điều hành dành cho máy chuyên biệt
  Hệ điều hành dành cho thẻ chíp (SmartCard)
1.7 Hệ điều hành
■ Phân loại hệ điều hành dưới góc độ chương trình sử dụng
  Hệ điều hành đơn nhiệm một người dùng
  Hệ điều hành đa nhiệm một người dùng
  Hệ điều hành đa nhiệm nhiều người dùng
■ Phân loại hệ điều hành dưới góc độ người dùng
  Một người dùng
  Nhiều người dùng
 o Mạng ngang hàng
 o Mạng có máy chủ: LAN, WAN, ...
1.7 Hệ điều hành
■ Phân loại hệ điều hành dưới hình thức xử lí
  Hệ thống xử lý theo lô
  Hệ thống xử lý theo lô đa chương
  Hệ thống chia sẻ thời gian
  Hệ thống song song
  Hệ thống phân tán
  Hệ thống xử lý thời gian thực
1.7 Hệ điều hành MS- DOS
■ Hệ điều hành đĩa từ (Microsoft Disk Operating System, gọi tắt là MS-
 DOS) là hệ điều hành của hãng phần mềm Microsoft
■ Có giao diện dòng lệnh (command-line interface)
■ MS-DOS phổ biến trong suốt thập niên 1980, và đầu thập niên 1990, 
 cho đến khi Windows 95 ra đời.
1.7 Hệ điều hành MS- DOS
■ Các khái niệm cơ bản trong DOS
  Tệp tin (File)
  Thư mục (Directory)
  Ổ đĩa (Drive)
  Đường dẫn (Path)
  Lệnh (Command)
1.7 Hệ điều hành MS- DOS
■ Tệp tin ( File)
  Là tập hợp các thông tin được tổ chức lưu trữ thành một 
 đơn vị độc lập.
  Có hai loại tệp tin là:
 Tệp tin dữ liệu.
 Tệp tin chương trình.
  Các đặt tên tệp tin:
 Gồm 2 phần: phần tên và phần mở rộng, được phân cách bằng 
 dấu chấm.
 Trong DOS không được đặt tên quá 8 ký tự.
 Không chứa dấu cách và các ký tự đặc biệt.
 Ví dụ: hinhanh.jpg , baocao.doc, root.txt
1.7 Hệ điều hành MS- DOS
■ Thư mục (Directory)
  Là tệp tin đặc biệt không chứa các byte thông tin cụ thể mà chứa các
 tệp tin hoặc thư mục con cho phép người dùng có thể tổ chức lưu trữ
 tệp tin dễ dàng.
  Quy ước của DOS:
 Tên của thư mục được viết hoa toàn bộ.
 Không có phần mở rộng.
  Ví dụ:
 HOCKYII BAITAP DETHI
1.7 Hệ điều hành MS- DOS
■ Ổ đĩa (Drive)
  Là một phân vùng trên thiết bị lưu trữ. DOS sử dụng các chữ cái để 
 đặt tên gán cho mỗi ổ đĩa.
  Quy ước dùng dấu “:” phía sau ký tự mọi ổ đĩa.
  Ví dụ: 
 - Ổ đĩa A : A:\\
 - Ổ đĩa C: C:\\
 - Ổ đĩa F: F:\\
1.7 Hệ điều hành MS- DOS
■ Đường dẫn (Path)
  Là một dãy các thư mục hoặc tệp tin được phân các 
 với nhau bởi dấu “\”
  Dùng để truy cập đến một thư mục hay một tệp tin
  Ví dụ:
 C:\Windows\System32\
 D:\BAITAP\Thuchanh.doc
1.7 Hệ điều hành MS- DOS
■ Các câu lệnh trong MS DOS
  Là một chỉ thị do người dùng nhập từ bàn phím
  Cú pháp:
 Lệnh Chức năng Cú pháp
 MD Tạo thư mục mới MD [đường dẫn] 
 RD Xóa thư mục rỗng RD [đường dẫn] 
 CD Chuyển thư mục hiện hành CD [đường dẫn] 
 DIR Xem nội dung thư mục DIR [đường dẫn] [/p] 
 DEL Xóa tệp tin DEL [đường dẫn] 
 REN Đổi tên tệp tin REN [đường dẫn] 
 COPY Sao chép tệp tin COPY 
1.7 Hệ điều hành Windows
■ Giới thiệu
  Microsoft Windows là tên của các dòng phần mềm hệ điều hành độc 
 quyền của hãng Microsoft.
  Ra đời tháng 11 năm 1985.
  Có giao diện đồ họa
1.7 Hệ điều hành Windows
■ Đặc tính
  Một hệ điều hành đa nhiệm (multi tasking).
  Có các biểu tượng (icon).
  Một trình tổng hợp của những trình ứng dụng, như trình thảo văn
 bản, trình đồ họa và các ứng dụng hữu ích như lịch, đồng hồ, máy
 tính, bản tính, phần mềm lướt mạng, soạn thảo văn bản, trò chơi.
1.7 Hệ điều hành Windows
■ Giao diện
1.7 Hệ điều hành Windows
■ Nền: 
  Nền đặt các biểu tượng.
  Khi nhấp chuột lên một biểu
 tượng bất kỳ này, người
 dùng sẽ chạy được một ứng
 dụng mặc định gán cho biểu
 tượng ấy.
1.7 Hệ điều hành Windows
■ Nút Menu Start: 
  Dùng để chạy ứng dụng, tìm
 kiếm tài liệu, bật tắt máy.
  Trợ lí ảo Cortana
  Settings: chỉnh sửa các thay
 đổi của các thiết bị hoặc
 phần mềm được đặt vào
 máy.
Bài tập chương 1
1. Chuyển các số thập phân sau sang số nhị phân
 • 121
 • 789
 • 1050
 • 4 số cuối của mã số sinh viên
2. Chuyển các số nhị phân sang sang hệ thập phân
 • 101
 • 101011
 • 101011111
 • 111011101111
3. Thực hiện các phép toán nhị phân sau
 • 101 + 10101
 • 1011 – 101
 • 10111 * 11
 • 1101101 / 111