Bài giảng môn học Tin học đại cương - Phần 1: Tổng quan về tin học

Tin học đại cương ThS. Thái Kim Phụng Hệ thống thông tin kinh doanh Email: phungthk@ueh.edu.vn Website: mis.ueh.edu.vn/blog/phungthk PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ TIN HỌC Chương 1: Một số khái niệm • Lịch sử phát triển của máy tính • Một số khái niệm cơ bản – Thông tin và xử l{ thông tin – Các khái niệm cơ bản CÁC THẾ HỆ MÁY TÍNH • Sử dụng đèn điện tử, lắp ráp mạch riêng lẻ; • Thời gian thao tác phạm vi ms (mili-giây) (1ms = 10–3 s); • Máy điện toán ENIAC (Mỹ). Thế hệ thứ 1 (1939 − 1958) • Sử dụng linh kiện bán dẫn, kỹ thuật linh kiện khối; • Thời gian thao tác trong phạm vi s (micro-giây) (1s = 10–3 ms = 10–6 s); • Máy IBM-1070 (Mỹ) hoặc MINSK (Liên Xô); Thế hệ thứ 2 (1958 - 1964) CÁC THẾ HỆ MÁY TÍNH • Sử dụng mạch vi điện tử; • Thời gian thao tác trong phạm vi từ ms đến ns (nano)-giây (1ns = 10-3 s = 10-6 ms = 10-9 s) • Máy IBM - 360 (Hoa Kz) Thế hệ thứ 3 (1964 - 1975) CÁC THẾ HỆ MÁY TÍNH • Sử dụng các vi mạch tích hợp • Thời gian thao tác trong phạm vi ns • Máy vi tính đầu tiên Altair, máy siêu điện toán đầu tiên Cray-1 Sự phân loại các thế hệ mang tính chất tham khảo, có thể có sự khác nhau tùy theo tài liệu và phụ thuộc vào quan điểm người phân loại vì các mốc thời gian không rõ ràng, được nhiều hãng phát triển khác nhau. Thế hệ thứ 4 (Từ 1975) CÁC THẾ HỆ MÁY TÍNH Thông tin, xử l{ thông tin Đối với một đối tượng hay hệ thống: • Dữ liệu (data): Là các số liệu hay tài liệu cho trước chưa được xử l{. • Thông tin (information): Là dữ liệu đã được xử l{ và có { nghĩa đối với đối tượng nhận tin. Dữ liệu Đối tượng Hệ thống Thông tin • Thông tin (information): – Hình thức thể hiện: tiếng nói, chữ viết, âm thanh, hình ảnh, có thể là báo cáo, bảng biểu hay đồ thị – Vật mang tin: giấy, phim ảnh, băng từ, đĩa từ, các phương tiện lưu trữ khác – Đặc điểm: Thông tin có thể được phát sinh, lưu trữ, tìm kiếm, sao chép, biến đổi trong các vật mang tin. Thông tin, xử l{ thông tin • Biểu diễn thông tin trong máy tính – Dữ liệu/thông tin được ghi nhớ bằng các mạch điện tử. – Mỗi mạch điện là phần tử nhớ cơ bản thể hiện hai trạng thái tương ứng với hai giá trị 0 hoặc 1. – Thông tin trong máy là chuỗi các giá trị 0 hoặc 1. • Đơn vị đo thông tin trong máy tính – Mỗi phần tử nhớ được gọi là một bit. – Máy tính truy cập thông tin theo đơn vị nhỏ nhất là byte. Thông tin, xử l{ thông tin • Đơn vị đo thông tin Đơn vị Kí hiệu Dung lượng Bit 1 số nhị phân 0 hoặc 1 Byte B 8 bit Kilobyte KB 210 B = 1024B Megabyte MB 210 KB = 1024KB Gigabyte GB 210 MB = 1024MB Terabyte TB 210 GB = 1024GB • Các toán tử trên bit • Xử l{ thông tin trong máy tính Chương trình Máy tính Thông tin kết quả Dữ liệu a b a AND b a OR b a XOR b NOT a 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 • Hệ đếm – Hệ nhị phân (Bin – Binary): 0,1 – Hệ bát phân (Oct – Octal): 0,1,2,3,4,5,6,7 – Hệ thập phân (Dec – Decimal): 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 – Hệ thập lục phân (Hex – Hexadecimal): 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F – Quy ước biểu diễn các hệ đếm: 10100b, 024o, 20, 014h Các hệ đếm • Hệ đếm – Quy tắc của hệ đếm theo vị trí: giá trị = Vị trí 3 2 1 0 Bin 1 1 0 1 (13) 1*23 1*22 0*21 1*20 Oct 3 7 2 7 3*83 7*82 2*81 7*80 Dec 2 0 0 7 2*103 0*102 0*101 7*100 Hex 0 7 D 7 0*163 7*162 13*161 7*160   n i i i CK 0 * Các hệ đếm Đổi số nhị phân thành thập phân • 10110010b =1*27 + 0*26 + 1*25 + 1*24 + 0*23 + 0*22 + 1*21 + 0*20 =128 + 0 + 32 + 16 + 0 + 0 + 2 + 0 =178 Nhận xét: tại vị trí 0, nếu là 0  số chẵn, 1  số lẻ Vị trí : 7 6 5 4 3 2 1 0 Các hệ đếm Đổi số thập lục phân thành thập phân • Ví dụ: Cho số thập lục phân 0AF5h 0AF5h = A*162 + F*161 + 5*160 = 10*256 + 15*16 + 5 = 2805 Các hệ đếm Đổi từ thập phân sang nhị phân 25 2 12 1 2 6 2 0 3 0 2 1 1 2 0 1 Dừng 25  1 1 0 0 1b Các hệ đếm Đổi số thập phân thành thập lục phân • Tương tự như cách đổi từ thập phân thành nhị phân: A 10 F 10 15 16 175 5 16 2805 Vậy 2805 = 0AF5h 16 0 Các hệ đếm • Đối chiếu các hệ đếm Dec Bin Hex Dec Bin Hex 0 0000 0 8 1000 8 1 0001 1 9 1001 9 2 0010 2 10 1010 A 3 0011 3 11 1011 B 4 0100 4 12 1100 C 5 0101 5 13 1101 D 6 0110 6 14 1110 E 7 0111 7 15 1111 F Các hệ đếm Các khác: sử dụng bảng để đối chiếu • Ví dụ: Đổi số nhị phân 1110110010b thành số thập lục phân. • Vậy 1110110010b = 03B2h 0011 1011 0010 3 B 2 Các hệ đếm Các khác: sử dụng bảng để đối chiếu • Ví dụ: Đổi số thập lục phân 0AF5h thành số nhị phân. • Vậy 0AF5h = 101011110101b A F 5 1010 1111 0101 Các hệ đếm Phép cộng nhị phân Quy tắc: 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 + 0 = 1 1 + 1 = 10 (viết 0, nhớ 1) 1 0 0 1 1 0 1 1 + 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 + 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 Bít tràn Phép tính trên hệ nhị phân Phép trừ nhị phân Quy tắc: 0 - 0 = 0 1 - 1 = 0 1 - 0 = 1 0 - 1 = 1 nhớ 1 0 0 1 1 0 1 1 - 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 - 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 Trừ thập phân: 52 - 18 34  Mượn 1, ráp thành 12  Trả 1, cộng với 1 Ví dụ: Phép tính trên hệ nhị phân Phép nhân nhị phân Quy tắc: 0 * 0 = 0 0 * 1 = 1 * 0 = 0 1 * 1 = 1 1 1 0 1 0 1 1 1 * 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 Phép tính trên hệ nhị phân Phép chia nhị phân Quy tắc: 0:1=0 1:1=1 10000110011 11010111 101 -11010111 ___________ 00011010111 -11010111 ___________ 00000000 Khái niệm về tin học • Tin học (informatics) là gì? Là ngành khoa học nghiên cứu về thông tin, các phương pháp thể hiện, lưu trữ, xử l{ và truyền dẫn (giao tiếp) thông tin một cách tự động bằng máy tính điện tử và các phương tiện kỹ thuật thông tin liên lạc. – Khía cạnh khoa học: nghiên cứu các phương pháp. – Khía cạnh kỹ thuật: thiết kế và chế tạo thiết bị điện tử và chương trình/phần mềm. • Máy tính (computer) là gì? Máy tính là máy tự xử l{ dữ liệu theo những chỉ thị, mệnh lệnh được con người cung cấp. • Phân loại – Siêu máy tính (super computers) – Máy tính cỡ lớn (mainframe computers) – Máy tính cỡ vừa và nhỏ (mini computers) – Máy trạm/máy chủ (workstations/servers) – Máy vi tính/máy tính cá nhân (micro computers/ personal computers) – Máy tính để bàn, máy tính xách tay Khái niệm về tin học • Super computers • Mainframe computers • Personal computers • Phần cứng (hardware) là gì? Là tập hợp các thiết bị tạo thành một MTĐT. • Phần mềm (software) là gì? Là toàn bộ chương trình do con người lập ra cho máy tính để thực hiện các công việc đa dạng theo yêu cầu người dùng. Máy tính P h ầ n c ứ n g P h ầ n m ề m h ệ th ố n g P h ầ n m ề m ứ n g d ụ n g • Chương trình (program) là gì? Chương trình là một dãy các chỉ thị, mệnh lệnh được sắp xếp theo trình tự nhằm hướng dẫn máy tính thực hiện hay giải quyết một công việc. Chương trình được viết bằng ngôn ngữ mà máy tính có thể hiểu. • Công nghệ thông tin (Information Technology - IT) ? – CNTT bao gồm các công việc nghiên cứu, thiết kế, phát triển, cài đặt và quản l{ hệ thống thông tin, các ứng dụng phần mềm và các thiết bị phần cứng. – Thuật ngữ CNTT mở rộng công nghệ thông tin và viễn thông (Information & Communication Technology – ICT) ICT Công nghệ máy tính Công nghệ viễn thông Công nghệ vi điện tử • Hệ thống thông tin Là sự kết hợp của phần cứng, phần mềm và mạng truyền thông được xây dựng và sử dụng để thu thập, tạo, và phân phối các dữ liệu, thông tin và tri thức nhằm phục vụ các mục tiêu của tổ chức • Điện toán đám mây (cloud computing) Còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa trên mạng Internet • Áp dụng tin học trong các lĩnh vực – Trong thương mại – Trong quản l{ công – Trong giáo dục – Trong dịch vụ truyền thông – Trong học tập, nghiên cứu – Trong giải trí – Chương 2: Cấu tạo máy tính • Thiết bị nhập (Input Device) • Thiết bị xuất (Output Device) • Đơn vị hệ thống (System Unit) • Thiết bị lưu trữ (Storage Device) • Thiết bị truyền thông (Communications Device) Các thành phần của máy tính Thiết bị nhập Thiết bị nhập Thiết bị xuất Thiết bị xuất Đơn vị hệ thống • Bo mạch chủ (Main Board) • Bộ vi xử l{ (CPU) • Bộ nhớ (Memory) • Card giao tiếp (Adapter Cards) Đơn vị hệ thống Bo mạch chủ (Main Board) Bộ vi xử l{ (CPU) Sơ đồ hoạt động của CPU Chu kz làm việc của CPU (còn gọi là chu kz máy) • B1: Bộ điều khiển lấy lệnh và dữ liệu từ bộ nhớ. • B2: Bộ điều khiển giải mã lệnh và gửi lệnh cùng với dữ liệu đến bộ logic và số học. • B3: Bộ logic và số học thực hiện các tính toán trên dữ liệu. • B4: Kết quả tính toán được lưu vào bộ nhớ. Bộ nhớ • Bộ nhớ: – RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, chứa các dữ liệu, chỉ thị của ứng dụng đang thực hiện. Nội dung trong RAM có thể đọc, ghi, xóa được và sẽ bị mất khi bị cắt nguồn điện. – ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ đọc, chứa các chương trình khởi động và chương trình kiểm tra các thiết bị ngoại vi. Nội dụng trong ROM chỉ có thể đọc, không thể ghi, không thể xóa được và không bị mất khi bị cắt nguồn điện. • Bộ nhớ: – EEPROM (Electrically Erasable ROM) và bộ nhớ Flash: Điểm khác biệt so với ROM là ta có thể xóa và ghi lại dữ liệu vào các thiết bị này. – Bộ nhớ CMOS: Một số máy tính dùng CMOS để lưu trữ ngày giờ hiện tại. CMOS và bản mạch đồng hồ tính thời gian cần được nuôi bằng một cục pin nhỏ để vẫn hoạt động được khi tháo nguồn của máy tính. Cục pin này có thể sống trong vài năm. Khe cắm mở rộng và Card giao tiếp Cổng và đầu nối Thiết bị lưu trữ Đĩa cứng (Hard disk) Đĩa quang (Optical disc) Thẻ nhớ USB flash Lưu trữ đám mây Tên Website Loại lưu trữ được cung cấp Các dịch vụ khác Box.net, IDrive, Windows Live SkyDrive Lưu trữ bất kỳ kiểu tập tin Flickr, Picasa Ảnh kỹ thuật số Hiệu chỉnh và quản lý ảnh YouTube Phim kỹ thuật số Facebook, MySpace Ảnh, phim, thông tin cá nhân Mạng xã hội Google Docs, Office Web Apps Các tập tin văn bản, bảng tính, trình chiếu Gmail, Windows Live Hotmail, Yahoo!Mail Thư điện tử (e-mail) Amazon EC2, Amazon S3, Nirvanix Giải pháp lưu trữ cho doanh nghiệp Dịch vụ web, dịch vụ trung tâm dữ liệu Thiết bị truyền thông Thiết bị truyền thông Chương 3: Mạng máy tính và Internet • Mạng máy tính • Mạng Internet • Một số công cụ Khái niệm mạng máy tính Mạng máy tính hay hệ thống mạng (computer network) là tập hợp các máy tính được nối kết với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn nhằm mục đích chia sẻ và khai thác các tài nguyên với nhau như: máy in, máy fax, tập tin, dữ liệu, thiết bị lưu trữ, Khái niệm mạng máy tính • Thành phần: – Hệ thống đầu cuối (end system) được kết nối với nhau thành hệ thống mạng. Các thiết bị này có thể là máy tính, tivi, điện thoại di động, – Phương tiện truyền dẫn (media) là tập hợp các thiết bị truyền tín hiệu như: dây dẫn (cáp), sóng điện từ, . – Giao thức truyền thông (protocol) là các qui tắc qui định cách thức trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị đầu cuối. Phân loại mạng máy tính • Mạng cục bộ (Local Area Network – LAN) • Mạng diện rộng (Wide Area Netwrok – WAN) Mạng Internet • Internet: là một hệ thống gồm các mạng máy tính được liên kết với nhau trên phạm vi toàn thế giới. • Các mạng máy tính này có thể là thuộc các tổ chức/doanh nghiệp, tổ chức chính phủ, viện đào tạo, và các cá nhân. Mạng Internet Số người sử dụng Internet trong 100 người Các khái niệm, dịch vụ cơ bản • Webpage: là những trang thông tin được trình bày bằng ngôn ngữ HTML (HyperText Markup Language) • Website: một hệ thống các webpage được liên kết lại với nhau Các khái niệm, dịch vụ cơ bản • Tên miền: là địa chỉ của một website trong môi trường mạng Internet. • Ví dụ: – tuoitre.com.vn; – ueh.edu.vn; – mis.ueh.edu.vn Các khái niệm, dịch vụ cơ bản • Trình duyệt web Các khái niệm, dịch vụ cơ bản • Thư điện tử (Email) Các khái niệm, dịch vụ cơ bản • Thư điện tử (Email) Các khái niệm, dịch vụ cơ bản • Nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP): Viettel, FPT, VNPT