Tổng quan về máy tính

1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH 1.1.1/ Khái niệm về tin học: Tin học là ngành khoa học công nghệ nghiên cứu các phương pháp, các quá trình xử lý thông tin một cách tự ñộng dựa trên phương tiện kỹ thuật là máy tính ñiện tử. 1.1.2/ Máy tính ñiện tử (Computer): Là một thiết bị ñiện tử dùng ñể lưu trữ và xử lý thông tin theo các chương trình ñịnh trước do con người ñịnh ra. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 21.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH Các thế hệ của máy tính: Thế hệ thứ nhất (1945-1955) máy tính dùng ñèn ñiện tử: Máy tính ñầu tiên có tên ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) nặng khoảng 30 tấn (1946) ở Mỹ.  Thế hệ thứ hai (1955-1965) máy tính dúng thiết bị bán dẫn: Dùng linh kiện mới là Transistor (ñược phòng thí nghiệm Bell phát triển năm 1948). Bộ nhớ máy tính ñược tăng lên ñáng kể và trở nên nhỏ gọn hơn.  Thế hệ thứ ba (1965-1980) dùng mạch hợp tích hợp IC: Công nghệ ñiện tử giờ ñã phát triển rất nhanh cho phép ñặt hàng chục Transistor vào một vỏ chung gọi là con chip.  Thế hệ thứ tư (1980-199x) sử dụng công nghệ (VLSI): Vào những năm 80 công nghệ (VLSI Very Large Scale Integrator) ra ñời cho phép tích hợp trong một con chip hàng triệu Transitor khiến cho máy tính trở nên nhỏ hơn, nhanh hơn với tốc ñộ hàng triệu phép tính một giây là nền tảng cho chiếc máy tính PC (Personal Computer) ngày nay.  Năm 1981, IBM giới thiệu máy tính cá nhân PC (Personal Computer) ñầu tiên. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 31.1.3. Cấu trúc cơ bản của MTĐT Hệ thống máy tính bao gồm hai hệ thống con: 1.1.3.1/ Phần cứng: Bao gồm toàn bộ máy và các thiết bị ngoại vi là các thiết bị ñiện tử ñược kết hợp với nhau. Nó thực hiện chức năng xử lý thông tin ở mức thấp nhất tức là các tín hiệu nhị phân. 1.1.3.2/ Phần mềm: Là các chương trình (Programs) do người sử dụng tạo ra ñiều khiển các hoạt ñộng phần cứng của máy tính ñể thực hiện các nhiệm vụ phức tạp theo yêu cầu của người sử dụng. Phần mềm của máy tính ñược phân làm 2 loại: Phần mềm hệ thống (System Software) và phần mềm ứng dụng (Applications Software). 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH S1 1.1.3. Cấu trúc cơ bản của MTĐT 1.1.3.1. Phần cứng: Sơ ñồ mô tả các bộ phận cơ bản trong một máy tính cá nhân: THIẾT BỊ NHẬP THIẾT BỊ XỬ LÝ THIẾT BỊ XUẤT THIẾT BỊ LƯU TRỮ Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu Nhập dữ liệu Xử lý Lưu trữ Xuất thông tin Esc F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 ~ ` ! 1 @ 2 $ 4 % 5 ^ 6 & 7 * 8 ( 9 ) 0 + = # 3 Q W E R T Y A S D F G H Z X C V B U I O P J K L N M { [ } ] : ; " ' < , > . ? / Tab Shift Ctrl Alt Caps Lock Alt Ctrl Shift Enter Backspace Insert Home PageUp Delet e End Page Down | \ 7 8 9 4 5 6 1 2 3 0 . Num Lock Home PgUp End PgDn Ins Del Enter / * + Print Screen Scroll Lock Pause Scrol Lock Caps Lock Num Lock Chu trình xử lý thông tin 4a) Thiết bị nhập: Là thiết bị có nhiệm vụ ñưa thông tin vào máy tính ñể xử lý.  Các thiết bị nhập thông dụng: Chuột, bàn phím, máy quét, webcame. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH b) Thiết bị xử lý: Xử lý thông tin, ñiều khiển hoạt ñộng máy tính. Thiết bị xử lý bao gồm: bo mạch chủ, bộ vi xử lý. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 5Bộ xử lý trung tâm CPU (Central Processing Unit)  Khối xử lý trung tâm là bộ não của máy tính, ñiều khiển mọi Hoạt ñộng của máy tính bao gồm 4 thành phần chính:  Khối ñiểu khiển (Control Unit): Xác ñịnh và sắp xếp các lệnh theo thứ tự ñiều khiển trong bộ nhớ.  Khối tính toán (Arthmetic Logical Unit): Là nơi thực hiện hầu hết các thao tác tính toán của toàn bộ hệ thống như: +, -, *, /, >, <…  Đồng hồ (Clock): Không mang theo nghĩa ñồng hồ thông thường, mà là bộ phận phát xung nhịp nhằm ñồng bộ hoá sự Hoạt ñộng của CPU.  Thanh ghi (Register): Là nơi lưu giữ tạm thời các chỉ thị từ bộ nhớ trong khi chúng ñược xử lý. Tốc ñộ truy xuất thông tin nơi ñây là nhanh nhất.  CPU là một bộ phận quan trọng nhất trong máy tính, quy ñịnh tốc ñộ của máy tính. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH c/ Bộ nhớ máy tính (Thiết bị lưu trữ): Được dùng ñể lưu trữ thông tin và dữ liệu. Bộ nhớ máy tính ñược chia làm 2 loại: Bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài. c.1/ Bộ nhớ trong (bộ nhớ trong gắn trực tiếp vào bo mạch chủ): Là nơi lưu giữ chương trình và xử lý thông tin chủ yếu là dưới dạng nhị phân. Có hai loại bộ nhớ trong là RAM và ROM.  RAM (Random Access Memory): Hay Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên: Là thiết bị lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình máy tính làm việc, dữ liệu sẽ bị mất vĩnh viễn khi không còn nguồn ñiện cung cấp. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH  Máy tính sẽ chạy nhanh hơn nếu có nhiều RAM. 6 ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ ñọc (ROM) là một loại chíp nhớ ñặc biệt ñược thiết lập từ khi sản xuất máy, nó lưu trữ các phần mềm có thể ñọc nhưng không thể viết lên ñược. Thông tin không bị mất khi tắt máy. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH c.2/ Bộ nhớ ngoài: Là các thiết bị lưu trữ gắn gián tiếp vào bo mạch chủ thông qua dây cáp dữ liệu, các khe cắm mở rộng …  Bộ nhớ ngoài là nơi lưu trữ hệ ñiều hành, phần mềm ứng dụng, dữ liệu của máy tính.  Bộ nhớ ngoài bao gồm ổ cứng, ñĩa mềm, CD, ổ cứng USB… 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 71.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH d) Thiết bị xuất Các thiết bị xuất dùng ñể hiển thị kết quả xử lý của máy tính. Một số thiết bị tiêu biểu bao gồm: Màn hình, máy in, máy chiếu, loa… 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 1.1.3.2. Phần mềm: 1/ Phần mềm hệ thống (System Software): Bao gồm Hệ ñiều hành (Operating System), các phần mềm ñi kèm thiết bị phần cứng (Driver).  Khái niệm hệ ñiều hành: Là một hệ thống phần mềm ñiều hành mọi Hoạt ñộng cơ bản của máy tính và các thiết bị ngoại vi. Nó là nền tảng cho các ứng dụng và chuơng trình chạy trên nó. Các chức năng cơ bản của HĐH:  Điều khiển việc Hoạt ñộng của máy tính và các thiết bị ngoại vi.  Tổ chức cấp phát và thu hồi vùng nhớ.  Điều khiển việc thực thi chưong trình.  Quản lý việc truy xuất thông tin.  Một số HĐH thông dụng: 8 MS DOS: Hệ ñiều hành ñơn nhiệm, làm việc với giao diện dòng lệnh.  Các phiên bản của hệ ñiều hành Windows:  Windows 3.x, Windows 95, Windows 98, Windows Me.  Windows 2000 Pro, Windows XP, Windows Vista.  Windows NT, Windows 2000 Server, Windows 2003 Server: dành riêng cho máy chủ - hệ ñiều hành mạng.  Ngoài ra còn có các hệ ñiều hành: Linux, Unix, OS/2 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH  Phần mềm ứng dụng: Là các chương trình ñược thiết kế nhằm phục vụ nhu cầu sử dụng của con người ñể có thể hoàn thành một hay nhiều công việc nào ñó. 91/ Máy tính lớn (Mainframe): Là loại máy tính có kích thước vật lý lớn, mạnh, phục vụ tính toán phức tạp. 1.1.4. Phân loại máy tính 1.1.4. Phân loại máy tính (tt) 2/ Siêu máy tính (Super Computer): Là một hệ thống gồm nhiều máy lớn ghép song song có tốc ñộ tính toán cực kỳ lớn và thường dùng trong các lĩnh vực ñặc biệt, chủ yếu trong quân sự và vũ trụ. Siêu máy tính Deep Blue là một trong những chiếc thuộc loại này. 10 1.1.4. Phân loại máy tính (tt) 3/ Máy tính cá nhân PC ( Personal Computer): Còn gọi là máy tính ñể bàn (Desktop). Hầu hết các máy tính ñược sử dụng trong các văn phòng, gia ñình. 1.1.4. Phân loại máy tính (tt) 4/ Máy tính xách tay (Laptop): Máy tính Laptop là tên của một loại máy tính nhỏ, gọn có thể mang ñi theo người, có thể chạy bằng pin. Một tên gọi khác “Notebooks” chỉ một Laptop nhỏ. S1 S5 11 1.1.4. Phân loại máy tính (tt) S1 S5 5/ Máy tính bỏ túi (Pocket PC): Hiện nay, thiết bị kỹ thuật số cá nhân (PDA) có chức năng rất phong phú, như kiểm tra e-mail, ghi chú ngắn gọn, xem phim, lướt Internet, nghe nhạc hay soạn tài liệu văn phòng… nhiều máy hiện nay ñược tích hợp chức năng ñiện thoại di ñộng. 1) Định nghĩa và mục ñích mạng máy tính: Định nghĩa: - Mạng máy tính là một nhóm các máy tính,thiết bị ngoại vi ñược kết nối với nhau thông qua các phương tiện truyền dẫn như cáp,sóng ñiện tử,tia hồng ngoại…giúp cho các thiết bị này có thể trao ñổi dữ liệu với nhau một cách dễ dàng. Mục ñích của mạng: tạo lập một môi trường làm việc nhằm mục ñích chia sẻ thông tin, dữ liệu, nâng cao hiệu năng công việc thông qua quản lí trực tuyến. 2) Lợi ích thực tiễn của mạng: - Tiết kiệm ñược tài nguyên phần cứng - Trao ñổi ñữ liệu trở nên dễ dàng hơn - Chia sẻ ứng dụng. - Tập trung dữ liệu, bảo mật và backup tốt - Sử dụng các phần mềm ứng dụng trên mạng. - Sử dụng các dịch vụ Internet. 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG 12 1.2.3. Ứng dụng của mạng: - Ngày nay, mạng máy tính ñược ứng dụng vào hầu hết các lĩnh vực của ñời sống kinh tế, xã hội, an ninh, quốc phòng. - Chia sẻ nguồn tài nguyên: internet, mạng máy tính của các doanh nghiệp, ñơn vị, … - Nâng cao hiệu quả xử lý, tính toán: tính toán lưới (grid computing). - Kết nối từ xa. - … 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG Phân loại mạng theo khoảng cách ñịa lí: • Nếu lấy “khoảng cách ñịa lý “ làm yếu tố chính thì mạng ñược phân chia thành mạng cục bộ, mạng ñô thị, mạng diện rộng, mạng toàn cầu. – Mạng cục bộ (LAN: Local Area Network): là mạng ñược cài ñặt trọng một phạm vi tương ñối nhỏ (ví dụ trong một cơ quan, công ty, trường học ...). – Mạng ñô thị (MAN: Metropolitan Area Network): là mạng ñược cài ñặt trong phạm vi một thành phố, một trung tâm kinh tế, phạm vi ñịa lý là hàng trăm Km. – Mạng diện rộng (WAN: Wide Area Network): phạm vi hoạt ñộng của mạng có thể vượt qua biên giới một quốc gia, có thể cả một khu vực. – Mạng toàn cầu (VAN: Vast Area Network): phạm vi của mạng trải rộng khắp lục ñịa của trái ñất. 1.3. PHÂN LOẠI MẠNG 13 Phân loại mạng theo kỹ thuật: • Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch so sỏnh thỡ cú thể phõn chia mạng ra thành: Mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch thông báo, mạng chuyển mạch gói Mạng chuyển mạch kênh (Cirucuit - Switched - Network) • Đây là mạng giữa hai thực thể muốn liên lạc với nhau thì giữa chúng tạo ra một kênh cứng, cố ñịnh ñược duy trì liên tục cho ñến khi một trong hai thực thể ngắt liên lạc như mạng ñiện thoại. Phương pháp chuyển mạch này có hai nhược ñiểm chính: – Hiệu xuất sử dụng ñường truyền không cao vì có khi kênh bị bỏ không. – Tiêu tốn thời gian cho việc thiết lập kênh cố ñịnh giữa hai thực thể. Mạng chuyển mạch thông báo: • Các nút của mạng căn cứ vào ñịa chỉ ñích của “thông báo” ñể chọn nút kế tiếp trên ñường dẫn tới ñích. Như vậy các nút cần lưu trữ tạm thời và ñọc tin nhận ñược, quản lý việc chuyển tiếp thông báo ñi. Tùy thuộc vào ñiều kiện mạng mà các thông báo khác nhau có thể ñược gửi trên các con ñường khác nhau. 2.3. Mạng chuyển mạch gói: • Trong trường hợp này một thông báo có thể chia ra thành nhiều gói tin (Packet) khác nhau, ñộ dài khoảng 256 byte, có khuôn dạng quy ñịnh. Các gói tin chứa thông tin ñiều khiển, trong ñó có ñịa chỉ nguồn và ñịa chỉ ñích. Các gói tin của một thông báo có thể gửi ñi bằng nhiều ñường khác nhau.