Bài giảng Tin học Đại cương - Đại học Thái Nguyên

 phú đa phương tiện 28Thế hệ 4 291.2.1. Lịch sử phát triển của máy tính Thế hệ 5 (1990 – nay)Công nghệ vi điện tử với tốc độ tính toán cao và xử lý song song.Mô phỏng các hoạt động của não bộ và hành vi con ngườiCó trí khôn nhân tạo với khả năng tự suy diễn phát triển các tình huống nhận đượcHệ quản lý kiến thức cơ bản để giải quyết các bài toán đa dạng.30Chương 1Tổng quan về máy tính 1.1. Thông tin và xử lý thông tin1.1.1. Dữ liệu - Thông tin - Tri thức1.1.2. Xử lý thông tin1.2. Máy tính và phân loại1.2.1. Lịch sử phát triển của máy tính1.2.2. Phân loại máy tính 1.3. Tin học và công nghệ thông tin1.4. Biểu diễn thông tin1.5. Hệ thống máy tính311.3. Tin học và công nghệ thông tinTin học (Informatics)Là một nghành khoa học nghiên cứu về cấu trúc, tính chất của thông tin từ đó đưa ra các mô hình mô tả thông tin và phương pháp xử lý thông tin thực hiện trên máy tính Công nghệ thông tin (Information Technology – IT)Bao gồm các hoạt động công nghệ mà nội dung là xử lý thông tin bằng các phương tiện điện tử, từ việc thu thập lưu trữ, chế biến truyền thông và sử dụng thông tin trong sản xuất kỹ thuật, đời sống kinh tế, bao gồm nhiều lĩnh vực như: điện tử, tin học, bưu chính viễn thông, tự động hoá sản xuất.321.3. Tin học và công nghệ thông tinMột số lĩnh vực nghiên cứu của tin học Hệ điều hành Lý thuyết thuật toán Cấu trúc dữ liệu Cơ sở dữ liệu Trí tuệ nhân tạo và người máy Tương tác người máy Đồ họa máy tínhCông nghệ robot 331.3. Tin học và công nghệ thông tinMột số lĩnh vực ứng dụng của CNTTPhát triển phần mềmQuản trị hệ thống máy tínhThiết kế đồ họaXây dựng chính phủ điện tửQuản trị hệ thống phần mềm341.3. Tin học và công nghệ thông tinTrước đây người ta nói đến khái niệm Tin học đồng nghĩa với Khoa học máy tính, và ngày nay KHMT được xem là một lĩnh vực nghiên cứu chính yếu để từ đó phát triển các ứng dụng trong CNTT.CNTT là lĩnh vực ứng dụng các nghiên cứu KHMT vào thực tế. Thực tế tại Khoa3536Khoa học máy tính?KHMT là lĩnh vực nghiên cứu các nền tảng lý thuyết của xử lý thông tin và tính toán và nền tảng lý thuyết của các kỹ thuật thực tế giúp thực thi và ứng dụng các hệ thống máy tính. KHMT thường được mô tả như một lĩnh vực nghiên cứu có tính hệ thống cao về các xử lý thuật toán cho phép mô tả và xử lý thông tin. 37Các lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụngCác cấu trúc rời rạc, các thuật toán xử lý và ứng dụng.Các mô hình và công nghệ phát triển hệ thống thông tin Các phương pháp, kỹ thuật bảo mật thông tin Nghiên cứu hệ CSDL quan hệ, hướng đối tượng song song và phân tán38Các lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụngNghiên cứu về giải thuật di truyền và các ứng dụngNghiên cứu hệ hỗ trợ quyết định, hệ chuyên gia tri thức.Nghiên cứu lý thuyết trò chơi và xây dựng một số trò chơi triển khai trên mạng.Nghiên cứu, khai thác các công nghệ mới như điện toán đám mây, và triển khai ứng dụng.Nghiên cứu, khai thác và triển khai hệ thống ứng dụng dựa trên công nghệ mã nguồn mở 39SV KHMT có thể làm gì?Sinh viên tốt nghiệp ngành Khoa học máy tính có thể đảm nhận các vị trí như là:Người phát triển phần mềmGiải các bài toán khoa học tính toán trên máy tínhLập trình hệ thốngKỹ sư phần mềm40Chương 1Tổng quan về máy tính 1.1. Thông tin và xử lý thông tin1.1.1. Dữ liệu - Thông tin - Tri thức1.1.2. Xử lý thông tin1.2. Máy tính và phân loại1.2.1. Lịch sử phát triển của máy tính1.2.2. Phân loại máy tính 1.3. Tin học và công nghệ thông tin1.4. Biểu diễn thông tin1.5. Hệ thống máy tính411.4. Biểu diễn thông tin Mọi dữ liệu khi đưa vào máy tính đều phải được mã hóa thành số nhị phân421.4. Biểu diễn thông tin Đơn vị đo thông tin431.4. Biểu diễn thông tin Hệ đếm: Là tập hợp các ký hiệu và qui tắc sử dụng tập ký hiệu đó để biểu diễn và xác định giá trị các số. Mỗi hệ đếm có một số ký tự/số (ký số) hữu hạn. Tổng số ký số của mỗi hệ đếm được gọi là cơ số (base hay radix), ký hiệu là b (b ≥ 2). Ví dụHệ thập phân có các chữ số cơ bản: 0, 1,...8,9Hệ nhị phân có các chữ số cơ bản: 0, 1.Ðặc biệt hệ thập lục phân có các chữ số cơ bản được ký hiệu là 0,.., 9, A, B, C, D, E, F. 441.4. Biểu diễn thông tinBiểu diễn hệ đếm Trong đó: 	 b là cơ số hệ đếm, 	a0, a1, a2,...., an là các chữ số cơ bản	X là số ở hệ đếm cơ số b. X = an an-1 ... a1 a0 = anbn + an-1bn-1 +... + a1b + a0     (*)451.4. Biểu diễn thông tin Ví dụ : Giá trị số 1235 ở cơ số b = 10 (a0=5, a1=3, a2=2, a3=1)	(1235)10 = 1.1000 + 2.100 + 3.10 + 5 	 = 1.103 + 2.102 + 3.101 + 5.100Giá trị số 1011 ở cơ số b = 2 (a0=1, a1=1, a2=0, a3=1)	(1011)2 = 1.23 + 0.22 + 1.21 + 1.20	 = 1.8 + 0.4 + 1.2 + 1.1 = 1110461.4. Biểu diễn thông tinChuyển cơ sốChuyển từ hệ thập phân sang hệ nhị phânVí dụ	17 = 10001 = 1.24 + 1.20 = 16+1	471.4. Biểu diễn thông tin Bộ mã ASCIIASCII là bộ mã được dùng để trao đổi thông tin chuẩn của Mỹ. Lúc đầu chỉ dùng 7 bit (128 ký tự) sau đó mở rộng cho 8 bit và có thể biểu diễn 256 ký tự khác nhau trong máy tính Bộ mã 8 bit  mã hóa được cho 28 = 256 kí tự, có mã từ 0016  FF16, bao gồm:128 kí tự chuẩn có mã từ 0016  7F16128 kí tự mở rộng có mã từ 8016  FF1648491.4. Biểu diễn thông tin95 kí tự hiển thị được: Có mã từ 2016÷7E1626 chữ cái hoa Latin 'A' ÷ 'Z' có mã từ 4116÷5A1626 chữ cái thường Latin 'a' ÷ 'z' có mã từ 6116÷7A1610 chữ số thập phân '0' ÷ '9' có mã từ 3016÷3916Các dấu câu: . , ? ! : ; Các dấu phép toán: + - * / Một số kí tự thông dụng: #, $, &, @, ...Dấu cách (mã là 2016 )501.4. Biểu diễn thông tin33 mã điều khiển: mã từ 0016 ÷ 1F16 và 7F16 dùng để mã hóa cho các chức năng điều khiểnCác kí tự mở rộng của bảng ASCII được định nghĩa bởi:Nhà chế tạo máy tínhNgười phát triển phần mềm51Chương 1Tổng quan về máy tính 1.1. Thông tin và xử lý thông tin1.1.1. Dữ liệu - Thông tin - Tri thức1.1.2. Xử lý thông tin1.2. Máy tính và phân loại1.2.1. Lịch sử phát triển của máy tính1.2.2. Phân loại máy tính 1.3. Tin học và công nghệ thông tin1.4. Biểu diễn thông tin1.5. Hệ thống máy tính521.5. Hệ thống máy tính Kiến trúc của máy vi tính CPUINPUTDEVICEOUPUTDEVICECU(Control Unit)ALU(Arithmetical Logical Unit)REGISTERMAIN MEMORIES(ROM+RAM)AUXILIARY STORAGE53541.5. Hệ thống máy tínhChức năng CPUĐiều khiển hoạt động của toàn bộ hệ thống máy tínhXử lý dữ liệuNguyên tắc hoạt động cơ bản: CPU hoạt động theo chương trình nằm trong bộ nhớ chính, bằng cách:Nhận lần lượt lệnh từ bộ nhớ chínhSau đó tiến hành giải mã lệnh và phát các tín hiệu điều khiển thực thi lệnhTrong quá trình thực thi lệnh, CPU có thể trao đổi dữ liệu với bộ nhớ chính hay hệ thống vào-ra.551.5. Hệ thống máy tínhCPU: bao gồm các khối:CU: Khối điều khiểnALU: Khối xử lý toán học và lôgicREGISTERS: Các thanh ghiMain memories: Bộ nhớ trong (bộ nhớ trung tâm) -ROM: Read Only Memory: Bộ nhớ chỉ đọc-RAM: Random Access Memory: Bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên561.5. Hệ thống máy tínhINPUT DEVICES (nhóm thiết bị vào) Nhập dữ liệu đưa vào máy tính :(bàn phím, chuột, máy quét)OUPUT DEVICES (nhóm thiết bị ra): Dùng để hiển thị kết quả xử lý của máy tính (màn hình, máy in)AUXILIARY STORAGE (bộ nhớ lưu trữ - bộ nhớ ngoài): Là các đĩa từ, băng từ  có tác dụng lưu lại kết quả sau khi đã xử lý,dữ liệu được lưu trữ trong bộ nhớ ngoài 571.5. Hệ thống máy tínhPhần cứng Bao gồm các linh kiện, thiết bị điện tử như các bộ vi xử lý, các mạch khối chuyên dụngCác thiết bị ngoại vi (màn hình, máy in, máy công cụ kết nối với máy tính) 581.5. Hệ thống máy tínhPhần mềm: Gồm tất cả các chương trình ứng dụng do người sử dụng viết ra mà máy tính có thể hiểu được có ba loại:Phần mềm hệ thống: Là các tệp chương trình làm nhiệm vụ điều khiển mọi hoạt động của hệ thống Các chương trình tiện ích: Là các chương trình giúp cho việc kiểm tra, bảo dưỡng, và một số lĩnh vực chuyên môn hoá cao thuận tiện cho người sử dụng Họ các ngôn ngữ lập trình: Là các ngôn ngữ để viết nên các chương trình ứng dụng591.5. Hệ thống máy tínhỨng dụng của máy tính Soạn thảo, lưu trữ in ấnXử lý dữ liệu: Giải quyết các bài toán với các loại dữ liệu số và phi sốThiết kế mô phỏngĐiều khiểnTruyền thôngGiải trí60Mua máy tính cá nhânMua Laptop hay PC tùy thuộc vào khả năng tài chính của bạn. Các máy tính cá nhân nói chung có một số thông số cơ bản61Ví dụ cụ thểSony Vaio VGN-FW463J/BIntel Core 2 Duo P8700 2.53Ghz, 3MB cache L2, 1066Mhz FSBHitachi 200GB SATA 8MB cache, 5400RPM4096MB DDR2 @800Mhz (2x2GB)Intel Wifi Link 5100AGNIntegrated 10/100/1000 Ethernet Marvell Yukon 88E805516.4" WXGA XBrite-ECO 1600 x 9003 USB 2.01 HDMI1 VGA out with Smart Display Sensori.Link IEEE 1394 FireWire port1 Express CardHeadphone out - Microphone62Sony Vaio VGN-FW463J/BHãng Sony, dòng sản phẩm Vaio, và mã sản phẩm FW463J/B63Hitachi 200GB SATA 8MB cache, 5400RPMỔ cứng của nhà sản xuất Hitachi, dung lượng 200GB, chuẩn giao tiếp SATA, có bộ nhớ đệm 8MB, chu kỳ 5400 vòng/phút64Intel Core 2 Duo P8700 2.53Ghz, 3MB cache L2, 1066Mhz FSBChip hãng Intel, dòng Core 2 Duo, sử dụng công nghệ P, mã sản phẩm 8700. Tốc độ 2.53Ghz, tức là tính toán được 2.53 triệu phép tính/giây. Bộ nhớ cache 2 có kích thước 3MB. Độ dộng sử lý dữ liệu của Bus là 1066Mhz. Thông số này cho biết khả năng trao đổi dữ liệu của bus giữa CPU và Bộ nhớ ngoài654096MB DDR2 @800Mhz (2x2GB)Có 2 thanh RAM kiểu DDR2, tốc độ bus của RAM là 800Mhz. Tốc độ này càng lớn thì quá trình trao đổi dữ liệu giữa CPU với RAM càng nhanh66Intel Wifi Link 5100AGNCó card mạng không dây, hãng Intel, mã 5100 đáp ứng các chuẩn về mạng không dây AGN67Integrated 10/100/1000 Ethernet Marvell Yukon 88E8055Có card mạng ADSL (có dây) được tích hợp sẵn đáp ứng các chuẩn Ethernet 10/100/1000. Hãng sản xuất Yukon6816.4" WXGA XBrite-ECO 1600 x 900Màn hình chuẩn WXGA, kích thước 16.4 inch. Độ phân giải tối đa 1600x900 693 USB 2.01 HDMI1 VGA out with Smart Display SensorCó 3 cổng USBCó 1 cổng giao tiếp với thiết bị hiển thị (TV, Projector) chuẩn HD.Một cổng giao tiếp với màn hình máy tính, chuẩn VGA. Có sensor cảm nhận thông minh 70i.Link IEEE 1394 FireWire port1 Express CardHeadphone out - MicrophoneCổng giao tiếp dữ liệu chuẩn IEEE 1394. Cho phép trao đổi dữ liệu với các thiết bị khác nhauThẻ thông minh, cho phép đọc vào nhiều loại card khác nhau: card hình rời, card mạng rờiCổng cắm Headphonge, Microphone..71