Chương 1: Tổng Quan pot

Các chuyên ngành Tin học• Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy tính : cơ sở lý thuyết, kỹ thuật xây dựng, chế tạo và kết nối các thành phần máy tính, … • Hệ điều hành : hệ thống các chươn

Chương 1

Tổng Quan

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

• Khái niệm Tin học và các vấn đề liên quan

1.1 Khái niệm Tin học và các vấn đề liên quan

• Khái niệm Tin học

• Các chuyên ngành Tin học

• Đơn vị thông tin

Khái niệm Tin học

• Tin học (Informatic) là ngành khoa học xử lý thông

tin tự động bằng máy tính điện tử hoặc các thiết bị tương đương khác.

• Theo nghĩa thông dụng, tin học còn có thể bao hàm

cả những gì liên quan đến các thiết bị máy tính hay các ứng dụng tin học

Các chuyên ngành Tin học

• Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy tính : cơ sở lý thuyết,

kỹ thuật xây dựng, chế tạo và kết nối các thành phần máy tính, …

• Hệ điều hành : hệ thống các chương trình trợ giúp người sử dụng điều khiển máy tính

• Lập trình và ngôn ngữ lập trình : các kỹ thuật lập trình,

thuật toán, các mô hình ngôn ngữ lập trình và các chương trình dịch, …

• Mạng máy tính : cơ sở lý thuyết và kỹ thuật kết nối mạng

Tổ chức, quản lý và chia sẻ tài nguyên trên mạng …

Đơn vị thông tin

• Bit : đơn vị nhỏ nhất để đo thông tin, chứa giá trị 0 hoặc 1.

• Byte : có độ lớn 8 bit 1 Byte được mô tả như sau :

Hệ đếm 10 (thập phân - Decimal)

• Hệ này dùng 10 ký hiệu số (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) để biểu diễn, đếm, tính toán

• Hệ này thuận lợi với người vì nguời rất quen thuộc với hệ thập phân, có tính thống nhất quốc tế

• Hệ này dùng tới 10 ký hiệu số, rất khó khăn khi biểu diễn trong máy

Hệ đếm 2 (nhị phân – Binary)

• Hệ này dùng 2 ký hiệu số (0, 1) để biểu diễn, đếm,

tính toán

• Máy thực hiện các phép tính trong hệ nhị phân cực

kì mau lẹ, chính xác vì hệ nhị phân đơn giản, dễ tạo các mạch điện để thực hiện các phép toán số học, logic và so sánh

• Việc biểu diễn hệ nhị phân trong máy bởi 2 trạng thái trái nguợc của vật chất rất thuận lợi.

Hệ đếm 2 (nhị phân – Binary)

1 0 0 1 1 1 1 0

1001110b = 1*2 6 + 0*2 5 + 0*2 4 + 1*2 3 + 1*2 2 + 1*2 1 + 0*2 0

1100.111b = 1*2 3 + 1*2 2 + 0*2 1 + 0*2 0 + 1*2 -1 + 1*2 -2 +1*2 -3

Hệ đếm 16 (thập lục phân - Hexadecimal)

• Hệ này dùng 16 ký hiệu 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D,

E, F để biểu diễn, đếm, tính toán

• Hệ 16 có đặc điểm là rất thuận lợi trong việc biểu diễn các

số của hệ nhị phân Một kí số trong hệ 16 tương ứng với

nhóm 4 kí số nhị phân Vì vậy một dãy nhị phân sẽ được

biểu diễn rất gọn bởi dãy thập lục phân

• 100H = 1*162 + 0*161 + 0*160

• 10a.ffH = 1*162 + 0*161 + a*160 + f*16-1 + f*16-2

• Qui tắc đếm : 0, 1, …, 9, A, B, …, F, 10, …, 1F, 20, …,

Chuyển đổi giữa các hệ đếm

Có quy tắc dễ dàng để chuyển đổi một số từ hệ này sang hệ kia Người ta đã lập sẵn các chương trình chuyển đổi này và máy sẽ thực hiện chúng một cách tự động khi cần

Heä 10 Heä 16 Heä 2   Heä 10 Heä 16 Heä 2

Chuyển đổi giữa các hệ đếm

• Chuyển số từ hệ 10 sang hệ 2 :

chia số hệ 10 cho 2 Dừng lại khi

không chia được nữa Kết quả là

phần dư ghi theo thứ tự ngược

(phần dư cuối cùng ghi ở bên trái

Chuyển đổi giữa các hệ đếm

• Chuyển số từ hệ 10 sang

hệ 16 : chia số hệ 10 cho

16 Dừng lại khi không chia

được nữa Kết quả là phần

dư ghi theo thứ tự ngược

(phần dư cuối cùng ghi ở

Chuyển đổi giữa các hệ đếm

• Chuyển số từ hệ 2 sang hệ 10 : viết ra biểu diễn của số hệ

Chuyển đổi giữa các hệ đếm

• Chuyển số từ hệ 2 sang hệ 16 và ngược lại : phân số hệ 2

thành các nhóm từ phải sang trái, mỗi nhóm có 4 ký số Nếu

ở nhóm cuối cùng không đủ 4 ký số, ta thêm vào các số 0 cho đủ 4 ký số Căn cứ vào bảng chuyển đổi các số cơ sở ta chuyển nhóm 4 ký số hệ 2 thành các số hệ 16

0/1 = 0 1/1 = 1

1.3 Biểu diễn thơng tin

– Bảng mã ASCII

• Bộ mã ASCCII  (American Standard Code for

Information Interchange)

•  Bảng mã 8 bit : mã hóa 256 ký tự

• Bảng mã 16 bit : mã hóa 65536 ký tự

Bảng mã Unicode

• Unicode là bộ mã chuẩn quốc tế được thiết kế để

dùng làm bộ mã duy nhất cho tất cả các ngôn ngữ khác nhau trên thế giới, kể cả các ngôn ngữ sử dụng

ký tự tượng hình phức tạp như tiếng Trung Quốc , tiếng Thái , v.v

• UTF-8 là bộ mã Unicode được sử dụng phổ biến

nhất UTF-8 được thiết kế để tương thích với chuẩn ASCII

Dạng số

– Sự thay đổi trạng thái trong Byte hình thành nên 1 dãy số

hệ 2 và có thể sử dụng điều này để biểu diễn số.

–

1.4 Cấu trúc tổng quan phần cứng

Alan Turing, nhà toán học người Anh đã thiết kế ra chiếc máy tính điện tử thực sự đầu tiên vào những năm 1940

Ông Trương Trọng Thi là người Pháp gốc Việt Năm

1973, tận dụng các ưu điểm của bộ vi xử lý đầu tiên

do Intel sản xuất, ông đã cùng nhóm của mình tạo ra chiếc máy vi tính thực sự đầu tiên, được giới thiệu trên quy mô toàn thế giới: Micral Trương Trọng Thi được xem là ″cha đẻ của chiếc máy vi tính ″ và tên của ông cùng chiếc máy Micral được trưng bày

1.4 Cấu trúc tổng quan phần cứng

• Tổng quan phần cứng

lý của máy tính Các thành phần chính trong CPU :

• Khối điều khiển (Control Unit-CU): nhận lệnh, giải

mã lệnh-chuyển thành các tín hiệu điều khiển, gửi các tín hiệu điều khiển đến các thành phần khác

• Khối tính toán số học và logic (Arithmatics and

Logic Unit-ALU) : Thực hiện các phép toán số học

và logic

• Tập thanh ghi : đây là loại bộ nhớ cực nhanh, dùng

để lưu trữ kết quả trung gian trong quá trình xử lý

• Tập lệnh máy : các mạch bên trong CPU, mỗi mạch

thực hiện một nhiệm vụ cụ thể

Chu trình xử lý thông tin

Ra dữ liệu (Output)

Lưu trữ (Storage)

NGÔN NG MÁY TÍNH Ữ

-Ngơn ngữ lập trình được tạo thành bởi một

hệ thống các kí hiệu dùng làm phương tiện

để diễn đạt, trao đổi và truyền thơng tin Đây

là ngơn ngữ nhân tạo nhằm phục vụ cho việc giao tiếp giữa người và máy

-Mỗi ngơn ngữ đều được xây dựng từ một bộ

kí hiệu cơ bản và những quy tắc ngữ pháp chặt chẽ để tạo lập ngơn ngữ

Ngơn ngữ lập trình được phân làm 3 loại chính :

Ngôn ngữ máy (Machine Language)

-Ngôn ngữ mô tả dưới dạng nhị phân

-Máy hiểu và có thể thi hành ngay

-Khó viết, khó đọc, khó sửa

Ngôn ngữ cấp thấp (Assembly

Language)

-Tiện lợi hơn ngôn ngữ máy, được gọi là hợp

nhớ

-Các chương trình viết bằng hợp ngữ phải được dịch sang ngôn ngữ máy thì CPU mới có thể thực hiện được

Chương trình dịch này có tên là hợp dịch (Assembler) Assembler sẽ dịch mỗi dòng lệnh ở hợp ngữ sang một chỉ thị của ngôn ngữ

Ngôn ngữ cấp cao (High Level

Language)

Được xây dựng cho những người ít đi sâu vào phần cứng Ngôn ngữ khá gần với ngôn ngữ khoa học kỹ thuật, quản lý.

Các đối tượng xử lí thông dụng, gần gũi, nhiều vẻ hơn, có thể gồm cả số nguyên, số thực, chữ.

Bộ kí tự sử dụng trong ngôn ngữ vừa đủ, xác định ;ngữ nghĩa đơn giản, chặt chẽ và mục tiêu là

để miêu tả và điều khiển việc xử lí thông tin một cách rất cụ thể chứ không phải để diễn đạt những ý niệm trừu tượng.

1.5 Tổng quan về phần mềm

• Lệnh và chương trình

– Lệnh : trong máy tính lệnh được hiểu như là 1 thao tác

mà phần mềm hoặc chương trình sử dụng để tác động lên

hệ thống nhằm thực hiện một công việc nào đó

– Thông thường lệnh có dạng sau :

• Mã lệnh : dãy ký tự do ngôn ngữ lập trình qui định mang ý nghĩa gợi nhớ cho 1 thao tác nào đó

• Toán hạng : thường là phần dữ liệu của lệnh

1.5 Tổng quan về phần mềm

• Lệnh và chương trình

– Chương trình : gồm một dãy liên tiếp các lệnh được sắp xếp theo

một qui định nào đó Các lệnh trong chương trình thực hiện tuần tự

từ trái sang phải và từ trên xuống duới.

– Phân loại chương trình : có 3 loại chương trình

• Chương trình nguồn : là chương trình do người sử dụng soạn ra (sử dụng bộ soạn thảo chương trình do phần mềm ngôn ngữ lập trình cung cấp) đôi khi còn được gọi là văn bản chương trình Chương trình nguồn không thực thi được trên máy tính.

• Chương trình đích : còn gọi là chương trình mã máy (gồm các dãy số nhị phân được sắp xếp theo một trật tự nào đó) thực thi được trên máy tính.

• Chương trình dịch : chương trình kèm theo phần mềm ngôn

• Thông dịch : dịch từng câu lệnh và thực thi Loại chương trình dịch

này không phù hợp với các chương trình nguồn có số dòng lệnh lớn.

• Biên dịch : dịch toàn bộ chương trình và thực thi Khi trong chương

trình nguồn có thay đổi phải dịch lại.

• Quan hệ giữa các loại chương trình được mô tả theo sơ đồ sau :

CT dịch

1.5 Tổng quan về phần mềm

– Ngôn ngữ máy (machine language ) : là một loại ngôn ngữ

lập trình trong đó, lệnh được biểu diễn bằng dãy số nhị phân

– Ngôn ngữ lập trình cấp thấp (Assembly Language) : lệnh có

dạng là các từ gợi nhớ

– Ngôn ngữ lập trình cấp cao (High Level Language) : các

lệnh được xây dựng gần tương tự như ngôn ngữ tự nhiên (tiếng Anh), dễ sử dụng Chương trình viết bằng ngô ngữ này phải được dịch thành ngôn ngữ máy mới thực thi được Một số ngôn ngữ lập trình cấp cao tiêu biểu như : Pascal, C, Visual basic, …