Bài giảng Tin học đại cương - Trần Quang Diệu - Chương 1: Tổng quan về máy tính

TIN HỌC ĐẠI CƯƠNGChương 1: Tổng quan về máy tínhDùng cho nhóm ngành: Công trìnhTin học đại cương - Chương 12Nội dungGiới thiệuThông tin- Biểu diễn và xử lý thông tinCác hệ đếmCấu trúc tổng quan của máy tính và thiết bị ngoại viTổng quan về hệ điều hành Tin học đại cương - Chương 131.1. Giới thiệuTin học là gì?Là một ngành khoa học chuyên nghiên cứu các phương pháp, các quá trình xử lý thông tin một cách tự động trên các phương tiện kỹ thuật (chủ yếu là máy tính điện tử)Phần cứng (hardware)Là những thiết bị vật lý về mặt cơ khí, điện tử (như vi mạch, dây nối, bộ nhớv.v) cấu tạo lên máy tính. Phần cứng xử lý thông tin ở mức cơ bản nhất là mức tín hiệu nhị phân (0 | 1)Phần mềm (software)Là các chương trình điều khiển hoạt động của phần cứng máy vi tính. Phần mềm chỉ đạo việc xử lý dữ liệu.Tin học đại cương - Chương 141.2. Thông tin – Biểu diễn và xử lý thông tinThông tin (Information): Là một khái niệm trừu tượng, bao gồm những dữ kiện về đối tượng tại một thời điểm cụ thể. Thông tin giúp con người nhận biết, hiểu và có sự đánh giá của bản thân về đối tượng.Dữ liệu (Data):Là Thông tin đã được mã hoá theo một quy tắc nào đó. Máy tính chỉ xử lý được dữ liệu đã mã hoá ở dạng nhị phân (các bit 0, 1).Đơn vị đo dữ liệu: Bit  Byte  KB  MB  GB TB PBTin học đại cương - Chương 151.2. Thông tin – Biểu diễn và xử lý thông tin (tt)Mã hoá thông tin trong máy tínhMuốn máy tính lưu trữ, xử lý được thông tin, thông tin phải được biến đổi thành các tín hiệu điện, các tín hiệu điện này tương ứng với 2 trạng thái 0 và 1 (đóng mạch/hở mạch). Các biến đổi như vậy gọi là mã hoá thông tinMã hóa thông tin ở dạng văn bản đơn giản (các ký tự) người ta dùng bảng mã ASCII gồm 256 (= 28) ký tự đánh số từ 0 – 255. Mỗi ký tự theo bảng mã ASCII tương ứng với 1 Byte trong bộ nhớ máy tính.Trong bộ mã Unicode người ta dùng 2 hoặc 3 byte để mã hoá 1 ký tự  Bộ mã Unicode có thể biểu diễn được các ký tự của mọi ngôn ngữ trên thế giới.1.2. Thông tin – Biểu diễn và xử lý thông tin (tt)Xử lý thông tin gồm 5 quá trình :Thu nhận thông tin: nạp, ghi nhớ thông tin.Tìm kiếm thông tin: Biến đổi thông tin: Xử lý biến đổi thông tin đã có tạo ra thông tin mớiTruyền thông tin: thông tin được đưa từ đối tượng này sang đối tương khácLý giải, suy luận thông tin:Tin học đại cương - Chương 16Tin học đại cương - Chương 171.3. Các hệ đếmHệ đếmLà tập các ký hiệu và quy tắc để biểu diễn độ lớn của các số.Các hệ đếmHệ đếm La Mã: Là hệ đếm không phụ thuộc vị trí. Sử dụng các chữ cái I, V, X, L, C, D, M để biểu giá trị số cụ thể.Hệ đếm thập phân: sử dụng 10 ký hiệu số 0, 1, ,9. Một vị trí ở hàng bất kỳ trong hệ đếm thập phân có giá trị bằng 10 đơn vị của hàng bên phải gần nhất.Hệ đếm nhị phân: Chỉ dùng 2 ký hiệu (0 và 1) để biểu diễn các sốHệ đếm hecxa: sử dụng 16 ký hiệu 0, 1, 2,,9, A, B,F để biểu diễn các sốTin học đại cương - Chương 18Chuyển từ cơ số 2 sang cơ số 10(anan-1a0)2 = an.2n + an-1.2n-1 ++ a0.20Ví dụ:0B = 0; 10B = 2 1001B = 1.23 + 0.22 +0.21 + 1.20 = 9Tin học đại cương - Chương 19Chuyển từ cơ số 10 sang cơ số 2D = số cần chuyểnChia D (chia nguyên) liên tục cho 2 cho tới khi kết quả phép chia = 0Lấy phần dư các lần chia viết theo thứ tự ngược lạiKết quả: 1011Tin học đại cương - Chương 110Chuyển từ cơ số 10 sang cơ số 2 (tt)Phần nguyênChia liên tiếp cho 2.Viết phần dư theo chiều ngược lại.Phần thập phânX = phần thập phân.Nhân X với 2  kết quả:Phần nguyên (0,1)Phần thập phânLặp lại từ bước đầu, đến khi muốn dừng hoặc kết quả=0.Viết các phần nguyên theo đúng thứ tự được kết quả.Tin học đại cương - Chương 111Chuyển đổi cơ số 16 và cơ số 10Từ hệ 10  hệ 16Thực hiện chia liên tiếp cho 16.Lấy phần dư viết ngược lại.Từ hệ 16  hệ 10(anan-1a0)H= an.16n + an-1.16n-1 ++ a0.160Tin học đại cương - Chương 112Chuyển đổi cơ số 16 và cơ số 2Một chữ số hệ 16 tương đương 4 BIT của hệ Nhị phân1H = 0001BFH = 1111BXem bảng chuyển đổi các hệTin học đại cương - Chương 113Đổi hệ 16  hệ 2Căn cứ vào bảng chuyển đổi, thay thế 1 chữ số của số hệ 16 bằng 4 bit nhị phân.Ví dụ:CH = 1100B7H = 0111B C7H = 1100 0111BCCTin học đại cương - Chương 114Đổi hệ 2  hệ 16Nhóm 4 bit một từ phải sang trái rồi căn cứ vào bảng chuyển đổi, thay thế bằng chữ số tương ứng trong hệ 16.Ví dụ: 1111100B = 0111 1100B = 7CHCTin học đại cương - Chương 115Bài tậpDiễn giải vì sao có những kết quả chuyển đổi dưới đây:11910  011101112  77h23110  111001112  E7h9910  011000112  63h21310  110101012  D5h16810  101010002  A8h17310  101011012  ADh13710  100010012  89hTin học đại cương - Chương 116Bài tập (tt)Hãy đổi các số sau sang hệ nhị phân và hệ hex245.687510321.12358426.37510Hãy đổi các số sau sang hệ thập phân216.3516A2.6164F6A.1E16101110110.1010112Tin học đại cương - Chương 117Lịch sử phát triển của máy tínhCác thế hệ máy tính1945 – 1954, Thế hệ số 1 (first generation)Bóng đèn chân không (vacuum tube)Bìa đục lỗENIAC: 30 tấn, 18.000 bóng đèn, 100.000 phép tính/giây.1955-1964, thế hệ số 2TransitorIntel transitor processor1965-1974, thế hệ số 3Mạch tích hợp (Intergrated Circuit – IC)1975 - nay, Thế hệ 4LSI (Large Scale Integration), VLSI (Very LSI), ULSI (Ultra LSI).Tin học đại cương - Chương 118Lịch sử phát triển của máy tínhMột số mốc lịch sử quan trọngTrước công nguyên: Bàn tính gảy ở Trung Quốc.1642: Bàn tính cơ của Pascal (phép + và - ).1670: Bàn tính cơ học của Leibniz (các phép tính thông dụng)1842: Máy tính có thể lập trình được của Charles Babbage.1890: Herman Hollerith thiết kế hệ thống có thể lưu thông tin trên bìa đục lỗ đọc ra bằng tế bào quang điện, thành lập công ty IBM. 1946: Máy ENIAC của Mỹ giá 500.000$ với 18000 bóng đèn điện tử.1958: Máy tính đầu tiên sử dụng công nghệ bóng bán dẫn transistor (IBM 7090).1964: Máy tính đầu tiên sử dụng IC (IBM 360).1976: Hãng DEC giới thiệu máy VAX 11/780.1981: IBM giới thiệu máy vi tính PC.Tin học đại cương - Chương 119Phân loại máy tínhMicrocomputer/Personal Computer (PC)MinicomputerNhanh hơn PC 3-10 lầnMainframeNhanh hơn PC 10-40 lầnSupercomputerNhanh hơn PC 50-1.500 lầnPhục vụ nghiên cứu là chínhVD:Earth Simulator (NEC, 5104 CPUs, 35.600 GF).Laptop Computer.Handheld Computer: Pocket PC,Palm, Mobile devices.PCMiniSuperMainframeLaptopHandheldTin học đại cương - Chương 1201.4. Cấu tạo chung của MTĐTMouseCaseOptical DiskFloppy diskKey boardMonitorScreenTin học đại cương - Chương 121Cấu tạo chung của MTĐT (tt)CPUBộ nhớ RAMCard mở rộngSound CardModem CardVideo CardNICCổng kết nối ngoại viTin học đại cương - Chương 122Cấu tạo chung của MTĐT (tt)CPUBộ nhớ RAMCard mở rộngNICVideo CardCổng kết nối ngoại viTin học đại cương - Chương 123Cấu tạo chung của MTĐT (tt)Khe cắm RAMKhe cắm Card mở rộngĐế cắm CPUKhe cắm cáp dữ liệuCổng ngoại vi chuột, bàn phímCổng ngoại vi nối tiếpJack cắm màn hìnhLá tản nhiệtTin học đại cương - Chương 124Cấu tạo chung của MTĐT (tt)Bộ xử lý trung tâm (CPU)Đơn vị điều khiển (CU – Control Unit)Bộ số học & Logic (ALU – Arithmetic Logic Unit)Bộ nhớ (Memory)Input Devices (các thiết bị vào)Keyboard, Mouse, Scanner, Microphonev.v.Output Devices (các thiết bị ra)Monitor, Printer, Speaker, Projector.v.v.Tin học đại cương - Chương 125Cấu tạo chung của MTĐT (tt)CPU – Central Processing UnitControl Unit : Thực hiện 4 thao tác cơ bản.Fetch: Nạp chỉ thị (Instruction) hoặc dữ liệu từ bộ nhớ.Decode: Giải mã chỉ thị thành lệnh.Execute: Thực thi lệnh.Store: Lưu kết quả của lệnh vừa thực thi vào bộ nhớ.Arithmetic Logic UnitPhép toán số học: + - x ÷Phép toán so sánh: =Phép toán luận lý: and, or, notTin học đại cương - Chương 126Cấu tạo chung của MTĐT (tt)Chu kỳ máy (Machine Cycle)Instruction time: (1) và (2)Execution time: (3) và (4)Cách tính tốc độ CPUTốc độ của CPU được tính bằng số triệu lệnh xử lý được trong 1 giâyĐơn vị đo tốc độ CPU là MIPS (Millions of Instructions Per Second)Tin học đại cương - Chương 127Cấu tạo chung của MTĐT (tt)CPU không sử dụng kỹ thuật PipeliningCPU sử dụng kỹ thuật PipeliningTin học đại cương - Chương 128Cấu tạo chung của MTĐT (tt)Đồng hồ hệ thống (System Clock)Đồng bộ mọi hoạt động của máy tínhMỗi tick là một chu kỳ đồng hồĐơn vị tính = Herzt (Hz)1 MHz (Mega Herzt) = 1 triệu tick đồng hồ hệ thống.1 GHz (Giga Herzt) = 1 tỉ tick đồng hồ hệ thống.Tin học đại cương - Chương 1291.5. Tổng quan về hệ điều hànhKhái niệmMột hệ điều hành là một thành phần quan trọng của mọi hệ thống máy tính. Một hệ thống máy tính có thể được chia thành bốn thành phần: Phần cứng, Hệ điều hành, Các chương trình ứng dụng và Người dùngTin học đại cương - Chương 130Tổng quan về hệ điều hành (tt)Nhiệm vụ của Hệ điều hànhĐiều khiển và quản lý trực tiếp các phần cứng (mainboard, VGA card, sound cardv.v)Thực hiện các thao tác cơ bản: đọc/ghi file, quản lý file v.vCung cấp hệ thống giao diện sơ khai cho các ứng dụng khác.Cung cấp hệ thống lệnh cơ bản để người dùng điều hành máy.Cung cấp mộ số dịch vụ cơ bản: (WebBrowser, NotePad, Calculatorv.v)Tin học đại cương - Chương 131Tổng quan về hệ điều hành (tt)Các thành phần cơ bản của HĐHHệ thống quản lý tiến trình (Processes management system).Hệ thống quản lý bộ nhớ (Memory management system).Hệ thống quản lý nhập xuất (Input/Output System).Hệ thống quản lý tập tin (File sytstem).Hệ thống bảo vệ (Security system).Hệ thống dịch vụ lệnh (Command Services system).Hệ thống quản lý mạng (Networking system).Tin học đại cương - Chương 132Tổng quan về hệ điều hành (tt)Phân loại hệ điều hànhDưới góc độ loại máy tínhHệ điều hành máy MainFrameHệ điều hành máy chủ (Server)Hệ điều hành dành cho máy nhiều CPUHệ điều hành máy tính cá nhân PCHệ điều hành dành cho máy PDADưới góc độ người sử dụngHệ điều hành đơn nhiệmHệ điều hành đa nhiệm một người dùngHệ điều hành đa nhiệm nhiều người dùngTin học đại cương - Chương 133Tổng quan về hệ điều hành (tt)Market shareSố liệu thống kê bởi ngày 30/8/2015Tin học đại cương - Chương 234Hệ điều hành MS-DOSGiới thiệuCác đặc trưngCác khái niệm cơ bảnCác lệnh thông dụng trong DOSTin học đại cương - Chương 235Giới thiệu hệ điều hành MS-DOSMS-DOS (Microsoft Disk Operating System) ra đời năm 1981 do Bill Gate và Paul Alen phát triển.Đã từng rất phổ biến trong suốt thập niên 1980, và đầu thập niên 1990, cho đến khi Windows 95 ra đời. Phát triển đến phiên bản 6.22Là tiền thân của HĐH Windows  nhiều tư tưởng và quy định của DOS vẫn áp dụng trong Windows.Tin học đại cương - Chương 236Các đặc trưng của DOSLà hệ điều hành đơn nhiệm.Có giao diện dòng lệnh (command-line).Có thể chạy các trương trình ở chế độ nền khi áp dụng kỹ thuật “thường trú” .Chiếm dung lượng nhỏ với 5 file cơ bản:IBM.SYSIO.SYSCOMMAND.COMMS-DOS.SYSCONFIG.SYSTin học đại cương - Chương 237Các khái niệm cơ bản trong DOSFile (tệp tin / tập tin)Directory (thư mục)Drive (ổ đĩa)Path (đường dẫn)Command (lệnh)Tin học đại cương - Chương 238Các khái niệm cơ bản trong DOS (tt)File (tập tin / tệp tin): Định nghĩa: Tập các byte thông tin được đặt tên, được lưu trong các thiết bị lưu trữ (đĩa cứng, đĩa mềm, CD,..v.v.). Đặc điểmByte cuối cùng trong dãy các byte của file có mã 255.Độ lớn của file = số byte của file.Tên file là 1 dãy các ý tự được đặt theo quy tắc do hệ điều hành quy định. Theo quy tắc của DOS và Windows thì: Tên file gồm 2 phần phân cách nhau bởi dấu chấm “.” Không được dùng các ký tự sau để đặt tên: \ /  : *  ? " | Ví dụ: baitap.cpp anhvui.gif baocao.docTin học đại cương - Chương 239Các khái niệm cơ bản trong DOS (tt)Thư mục (Directory)Định nghĩa: Là file đặc đặc biệt không chứa các byte thông tin cụ thể mà chứa các file hoặc các thư mục con khác  cho phép người dùng tổ chức lưu trữ thông tin theo chủ đề  dễ dàng quản lý hơn.Quy ước của DOS: Tên thư mục viết hoa toàn bộ.Không sử dụng phần mở rộng đối với tên thư mục. Ví dụ: BAITAP TINHOC VANBANTin học đại cương - Chương 240Các khái niệm cơ bản trong DOS (tt)Cây thư mục(Directory tree): là tập các thư mục mẹ và thư mục con được tổ chức theo dạng cây.Theo quy ước của DOS và Windows: thư mục con được viết sau thư mục mẹ một dấu xổ phải “ \ ” (backslash)Ví dụ: BAITAP\TINHOC\NANGCAO BAITAP\TOAN BAITAP\TOAN\DAISO BAITAPTINHOCTOANVATLYCANBANNANGCAODAISOGIAITICHTin học đại cương - Chương 241Các khái niệm cơ bản trong DOS (tt)Ổ đĩa (Drive)Định nghĩa: Là 1 phân vùng trên thiết bị lưu trữ. DOS sử dụng các chữ cái để gán cho mỗi ổ đĩaQuy ước: khi viết tên ổ đĩa phải sử dụng dấu hai chấm “ : ” sau chữ cái được gán cho ổ đĩa đó.Ví dụ: Ổ đĩa A A:\ Ô đĩa C C:\ Ô đĩa X X:\Tin học đại cương - Chương 242Các khái niệm cơ bản trong DOS (tt)Đường dẫn (Path): Là một dãy các thư mục liên tiếp nhau và được phân cách bởi ký hiệu \ (dấu xổ phải: backslash). Đường dẫn được dùng để xác định vị trí lưu trữ của một thư mục file trên ổ đĩa.Ví dụ: C:\BAITAP\TINHOC\DAICUONG C:\BAITAP\TINHOC\NANGCAO C:\BAITAP\TINHOC\NANGCAO\baitap1.cppTin học đại cương - Chương 243Lệnh (Command): Là chỉ thị do người dùng nhập vào từ bàn phím.Cú pháp chung của lệnh: [ Tham số lệnh ] Ví dụ: COPY C:\BAITAP\b1.cpp X:\BT\TIN Các khái niệm cơ bản trong DOS (tt)Từ khóa lệnhTham số thứ 1Tham số thứ 2Tin học đại cương - Chương 244Các khái niệm cơ bản trong DOS (tt)Dấu nhắc lệnh: Là nơi để người dùng gõ lệnh từ bàn phím.Các thông tin có được từ dấu nhắc lệnhỔ đĩa hiện hành: C:Thư mục làm việc hiện hành: TINHOCĐường dẫn hiện hành: C:\BAITAP\TINHOCC:\BAITAP\TINHOC>_Tin học đại cương - Chương 245Các lệnh thông dụng trong DOSCác lệnh hệ thống.Các lệnh làm việc với ổ đĩa và thư mục.Các lệnh làm việc với file.Tin học đại cương - Chương 246Các lệnh thông dụng trong DOS (tt)Các lệnh hệ thốngVER  Xem phiên bản hệ điều hành.DATE  Xem/Sửa ngày hệ thống.TIME  Xem/Sửa giờ hệ thống.CLS  Xóa màn hình.PROMPT Đổi dấu nhắc lệnh.Các tham số gồm:$P: Thư mục làm việc hiện hành.$D: Ngày hiện hành.$T: Giờ hiện hành.$G: Dấu lớn hơn “>”$: Xuống dòng.Tin học đại cương - Chương 247Các lệnh thông dụng trong DOS (tt)Các lệnh làm việc với thư mục và ổ đĩaLệnh chuyển ổ đĩa: : Lệnh xem DS file và thư mục conCú pháp:DIR [drive:] [path] [Tên thư mục] [/A] [/S] [/P] [/W]  Trong đó: /P: Liệt kê theo từng trang /W: Liệt kê theo dạng thu gọn /A: Liệt kê cả những file ẩn /S: Xem cả những thư mục conVí dụ: DIR C:\BAITAP /A /W  DIR /A /P  DIR C:\WINDOWS\SYSTEM /S /P /W Tin học đại cương - Chương 248Các lệnh thông dụng trong DOS(tt)Lệnh chuyển thư mục làm việc (Change directory)Cú pháp: CD [drive:] [path] Ví dụ: CD C:\WINDOWS  CD SYSTEM32 Ngoại lệ:Chuyển về thư mục gốc: CD \ Chuyển về thư mục mẹ CD .. Tin học đại cương - Chương 249Các lệnh thông dụng trong DOS (tt)Lệnh tạo thư mục (Make Directory)Cú pháp: MD [drive:] [path] Ví dụ: MD C:\BAITAP\TINHOC\CANBAN\B1  MD DHGTVT   MD DHGTVT\CD2K50 Lệnh xóa thư mục (Remove Directory)Cú pháp: RD [drive:] [path] Ví dụ: RD C:\BAITAP\TINHOC\CANBAN\B1  RD C:\BAITAP\TINHOC\CANBAN   MD C:\BAITAP\TINHOC Tin học đại cương - Chương 250Các lệnh thông dụng trong DOS (tt)Các lệnh làm việc với fileLệnh sao chép file – COPYCú pháp:COPY [drive1:] [path1] [drive2:] [path2] [file2] Hỗ trợ ký tự đại diện:Ký tự * thay thế cho nhiều ký tự bất kỳKý tự ? thay thế cho 1 ký tự bất kỳVí dụ:COPY C:\BAITAP\b1.txt X:\TEMP\bai1.doc COPY C:\BAITAP\*.txt X:\TEMP\ COPY C:\BAITAP\baitap??.* Tin học đại cương - Chương 251Các lệnh thông dụng trong DOS (tt)Lệnh xóa file – DELCú pháp: DEL [drive:] [path] Hỗ trợ ký tự đại diện:Ký tự * thay thế cho nhiều ký tự bất kỳKý tự ? thay thế cho 1 ký tự bất kỳVí dụ:DEL C:\BAITAP\b1.txt DEL C:\BAITAP\*.txt DEL C:\BAITAP\*.* Tin học đại cương - Chương 252Các lệnh thông dụng trong DOS (tt)Lệnh xem nội dung file - TYPECú pháp: TYPE [drive:] [path] Ví dụ: TYPE C:\BAITAP\b1.txt  TYPE baocao.doc Lệnh đổi tên file – RENCú pháp:REN [drive:] [path] Ví dụ:REN C:\BAITAP\b1.txt baitap1.docREN C:\BAITAP\*.txt *.doc  Tin học đại cương - Chương 253Các lệnh thông dụng trong DOS (tt)Lệnh tạo file văn bản file – COPY CONCú pháp:  COPY CON [drive:] [path] Lưu ý: lệnh copy con chỉ kết thúc và ghi nội dung do người dùng nhập từ bàn phím vào file khi phím F6 hoặc tổ hợp phím Ctrl + Z được bấmVí dụ: COPY CON C:\BAITAP\b1.txt  COPY CON baocao.doc Tin học đại cương - Chương 254Hệ điều hành WindowsCác phiên bản hệ điều hành Windows.Đặc điểm HĐH Windows.Các khái niệm chính trong Windows.Làm việc với HĐH Windows.Tin học đại cương - Chương 255Các phiên bản HĐH WindowsCác phiên bản dựa vào DOSWindows 1.0, 2.0, 3.0 và 3.1Windows for Workgroups 3.1 và 3.11Windows 95, 98 và 98 SEWindows MeCác phiên bản dựa vào nhân NTWindows NT 3.1, 3.5, 3.51Windows NT 4.0Windows 2000Các phiên bản tiên tiếnWindows XPWindows VistaWindows 2003, 2008Windows 7Windows 8Tin học đại cương - Chương 256Đặc điểm HĐH WindowsLà hệ điều hành đa nhiệm (Multi-tasking).Tương tác với người sử dụng bằng giao diện đồ họa với khả năng kéo thả đặc trưng (drag & drop).Có khả năng quản lý “cắm và chạy” (plug&play) đối với các thiết bị ngoại vi.Sử dụng thống tập tin FAT (file allocation table) hoặc NTFS (new teachnology file system).Tin học đại cương - Chương 257Các khái niệm chính trong WindowsFolder: tương đương khái niệm thư mục trong hệ điều hành DOS.Windows: Vùng làm việc của 1 chương trình.Desktop: Vùng làm nền cho các cửa sổ khác trên màn hình.Icon: Biểu tượng tương ứng với một đối tượng (file, folder, shortcutv.v).Shortcut: Liên kết nhanh cho phép người sử dụng click chuột để gọi chương trình.Dialog: Hộp thoại giao tiếp với người sử dụng.Tin học đại cương - Chương 158