Bài 2. Máy tính hoạt động như thế nào?

Giới thiệu về công nghệ thông tin và truyền thông Bài 2. Máy tính hoạt động như thế nào? Đặt vấn đề Bài học sẽ giới thiệu với bạn về máy tính. Sự hiểu biết của bạn về các thành phần của máy tính và máy tính hoạt động như thế nào sẽ giúp bạn hiểu dễ hơn bài giảng về phần cứng, phần mềm và các mạng máy tính. Phạm vi Máy tính là gì? Một hệ thống máy tính gồm có những thành phần nào? Có những loại máy tính khác nhau nào? Các thành phần của một chu trình xử lý dữ liệu là gì? Vai trò của máy tính trong chu trình xử lý dữ liệu là gì? Một số xu hướng trong phát triển máy tính là gì? Mục tiêu Kết thúc bài học, học viên sẽ có khả năng: Mô tả cách thức máy tính xử lý thông tin Liệt kê các thành phần của một hệ thống máy tính Xác định các loại hệ thống máy tính khác nhau Giải thích chu trình xử lý dữ liệu Định nghĩa vai trò của máy tính trong chu trình xử lý dữ liệu Nhận thức về các xu hướng phát triển trong ICT Máy tính là gì? Máy tính là một cái máy với các chi tiết điện tử và cơ điện tử. Máy tính được lập trình và có khả năng thực hiện các chức năng sau: Nhận dữ liệu (đầu vào) Xử lý dữ liệu Tạo đầu ra (thông tin) Lưu trữ dữ liệu/thông tin Gọi/gửi dữ liệu/thông tin Dữ liệu được xử lý để trở thành thông tin như thế nào? Vai trò của máy tính trong quy trình xử lý thông tin? Chấp nhận dữ liệu thông qua các thiết bị nhập Xử lý dữ liệu bằng bộ vi xử lý Lưu trữ dữ liệu để sử dụng tương tác với RAM và để cho các giai đoạn lưu giữ lâu dài vào ROM và đĩa cứng Dữ liệu đầu ra thông qua các thiết bị đầu ra. Chu trình xử lý thông tin Các yếu tố của một hệ thống máy tính (1) 1. Con người – là phần quan trọng và là người sử dụng một hệ thống máy tính, thường đuợc phân loại theo người sử dụng cuối cùng hoặc nhà phát triển 2. Thủ tục – là các mô tả công việc được thực hiện như thế nào, thí dụ, sách hướng dẫn, tài liệu, … 3. Dữ liệu/Thông tin – các yếu tố thô (dữ liệu) và dữ liệu đã được xử lý để tạo ra các kết quả mong muốn Các yếu tố của một hệ thống máy tính (2) 4. Phần cứng: các yếu tố vật lý của một hệ thống máy tính được phân loại theo các thao tác cơ bản mà máy thực hiện: nhập dữ liệu, xử lý, xuất dữ liệu, lưu trữ và truyền thông. 5. Phần mềm: cung cấp các chỉ dẫn chỉ cho máy tính phải làm gì. Nói chung phần mềm chia thành phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng. 6. Truyền thông: nói đến việc chuyển dưới dạng điện tử dữ liệu từ một chỗ này sang chỗ khác. Dữ liệu được trình bày trong máy tính như thế nào? Máy tính trình bày dữ liệu theo hai trạng thái. Tức là máy tính chỉ nhận biết hai số 0 và 1. Các số lớn hơn, chữ cái và các ký tự đặc biệt được hình thành nhờ sự kết hợp số 0 và 1. Mỗi số 0 hoặc 1 này được gọi là một bit, từ thuật ngữ tiếng Anh số nhị phân (binary digit). Sự kết hợp các bit tạo thành các ký tự hoặc các số có nghĩa gọi là byte. Sơ đồ mã hóa nào được sử dụng để tạo thành các Byte dữ liệu có ý nghĩa? Thường có 8 bit trong một byte. Sơ đồ mã ASCII-8 hoặc ASCII mở rộng được coi như là một mã chuẩn bởi chính phủ Hoa Kỳ và các nhà sản xuất. ASCII có thể có 128 sự kết hợp của 7 bít trong khi ASCII-8 có thể có tới 1256 khả năng kết hợp. Sự phát triển của máy tính Kỷ nguyên máy tính thương mại bắt đầu từ ngày 14 tháng 6 năm 1951 khi Cơ quan Dân số Hoa Kỳ áp dụng UNIVAC – Máy tính tự động đa năng Trước thời điểm này , Charles Babbage đã phát minh các máy khác nhau và hình thành một máy gọi là Máy phân tích. Các máy tính sau đó có đầy đủ các thành phần của máy tính như bộ phận nhập, xuất, xử lý và lưu trữ dữ liệu. Babbage được gọi là cha đẻ của máy tính. Các thế hệ máy tính là gì ? (1) Thế hệ thứ nhất, 1951-1958: ống chân không được sử dụng như các thành phần nội vi của máy tính, phiếu đục lỗ và băng từ để lưu trữ dữ liệu, và ngôn ngữ máy để lập chương trình. Thế hệ thứ hai, 1959-1964: ống chân không được thay thế bằng transistor, ngôn ngữ assembly và ngôn ngữ bậc cao thay thế ngôn ngữ máy, và đĩa tháo rời thay thế phiếu đục lỗ. Transistor cho phép các nhà sản xuất sản xuất các máy tính nhỏ hơn. Các thê hệ máy tính là gì ? (2) Thế hệ thứ ba, 1965-1970: Mạch tích hợp (IC) được phát triển. Mạch tích hợp cho phép sản xuất thậm chí máy tính nhỏ nhất gọi là máy tính mini. Phần mềm trở nên phức tạp hơn. Thế hệ thứ tư, 1971- đến nay. Bộ vi xử lý hoặc máy tính trên một chip được phát triển. Điều này dẫn đến xuất hiện máy tính cá nhân (PCs) Thế hệ thứ năm, từ hiên nay trở đi. Bao gồm các công nghệ hiện tại và các công nghệ mới nổi lên (thí dụ, nhận biết giọng nói, trí tuệ nhân tạo, các hệ thống thần kinh, máy tính lượng tử, v.v…) Các lọai hệ thống máy tính khác nhau là gì? Nhìn chung, máy tính được xếp loại theo kích thước vật lý và khả năng xử lý. Các loại máy tính khác nhau là: Siêu máy tính, Máy tính lớn, Máy tính mini, Máy tinh nhỏ (máy tính để bàn, máy tinh xách tay, Palmtop)Microcontroller Ưu điểm của việc sử dụng máy tính để xử lý số liệu Nhập, xử lý và lấy dữ liệu nhanh hơn Có thể làm việc trong suốt 24 giờ.ngày và 7 ngày một tuần ít sai sót Cung cấp các kết quả theo yêu cầu một cách dễ dàng Có thể gửi hoặc lấy dữ liệu từ các máy tính khác nếu trong cùng một mạng Một số nhược điểm của việc sử dụng máy tính? Yêu cầu nhân lực có kỹ năng để thiết kế, lập chương trình và mã hóa dữ liệu Yêu cầu nguồn điện Yêu cầu điều hòa không khí để làm việc liên tục Cần kinh phí để mua và bảo trì Yêu cầu nâng cấp thường xuyên do sự phát triển nhanh về phần cứng và phần mềm Yêu cầu đào tạo cán bộ thường xuyên Một số xu hướng chính trong phát triển máy tính? Định luật Moore: Năng lực tính toán tăng gấp đôi trong khoảng 18 tháng Bộ xử lý nhanh hơn Khả năng lưu trữ lớn hơn Bộ nhớ lớn hơn Đứng riêng>>>Mạng>>>Tính toán phân chia Sự phát triển của phần mềm Giá thành thấp Một số xu hướng chính trong phát triển phần cứng? Giảm kích thước và kích thước đúng: Máy tính lớn >>> Máy tính cá nhân >>> Máy tính cá nhân bỏ túi Tăng bộ nhớ: RAM 1MB đến ít nhất 256 MB Tăng khả năng lưu trữ: Đĩa cứng ngày nay có độ lớn dạt GB Tăng tốc độ bộ xử lý: PC XT đến Pentium 4 Tăng khă năng lưu trữ của các thiết bị hỗ trợ. Đĩa mềm đến đĩa flash hiệu năng cao Một số xu hướng chính trong phát triển phần mềm? Phần mềm phức tạp hơn Yêu cầu lưu trữ lớn hơn Hệ thống thao tác thân thiện với người dùng hơn DOS đến Windows Sử dụng phần mềm nguồn mở Hệ điều hành-- Linux Hệ quản lý cơ sở dữ liệu—MRSQL Hệ quản lý thư viện—phpMylibrary, WebISIS Kết luận Máy tính là một công cụ tin cậy và hiệu quả để xử lý số liệu và tìm kiếm thông tin. Có ưu điểm và nhược điểm trong việc sử dụng máy tính. Hiệu quả của việc sử dụng công cụ này phụ thuộc vào đặc điểm của phần cứng, phần mềm, thiết kế cơ sở dữ liệu và người sử dụng.