Giáo trình nhập môn tin học vương quốc dũng

Khái niệm dữ liệuDữ liệu chính là thông tin đã được vật chất hóa, hay nói cách khác dữ liệu là một đại lượng vật lý mang tin, muốn có thông tin thì ta phải tập hợp và xử lý dữ liệu.Trong

Mở đầuTài liệu này được biên soạn nhằm sử dụng cho giảng dạy và học tập trong giaiđoạn đầu khóa học để sinh viên cao đẳng và đại học có kiến thức cơ bản về máy tính,

có khả năng sử dụng thành thạo máy tính, cũng như thực hiện sử dụng được phần mềmtin học văn phòng (Microsoft Office) và bước đầu có được cách tư duy lập trình rõràng mạch lạc Cũng có thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên đại học khi học nhậpmôn tin học

Tài liệu gồm năm phần:

- Chương 1: Giới thiệu các khái niệm cơ bản giúp sinh viên nắm được tổngquan về nguyên lý làm việc của máy tính cũng như cách biểu diễn dữ liệu,lưu trữ thông tin trong máy tính, truyền thông nhờ máy tính (Dũng biênsoạn chủ công)

- Chương 2: Hướng dẫn làm quen và sử dụng máy tính cài đặt hệ điều hànhWindows XP, cùng với một số chương trình ứng dụng của Windows (Dũng

có biên soạn bổ xung)

- Chương 3: Hướng dẫn sử dụng chương trình soạn thảo văn bản MicrosoftWinword, giúp sinh viên có thể thực hiện trình bày hoàn chỉnh một tài liệubáo cáo luận văn, từ biên tập hình ảnh theo ý muốn đến định dạng văn bản

tự động, tạo mục lục tự động… (Dũng có biên soạn bổ xung)

- Chương 4: Trình bày cách thức tạo một bài báo cáo trình diễn sử dụng máychiếu Project với chương trình phần mềm Microsoft PowerPoint cùng vớicác khái niệm liên quan (Dũng biên soạn)

- Chương 5: Là phần tài liệu tương đối đầy đủ và tuần tự để sinh viên có thểhọc và tự học lập trình PASCAL Tài liệu bao gồm các khái niệm cơ bản,các chương trình ví dụ ứng dụng đã được biên soạn và thử nghiệm cùngnhiều bài tập cho sinh viên thực hành, rèn luyện tư duy và kỹ năng lập trình(Dũng có biên soạn bổ xung)

Ngoài tính thiết thực với môn học như tiêu đề của tài liệu, chúng tôi mong rằngtài liệu này đáp ứng được một phần nào nhu cầu sử dụng máy tính ứng dụng trongthực tiễn của bạn đọc

Trong quá trình biên soạn, không tránh khỏi sai sót, rất mong sự thông cảm vàđóng góp ý kiến bổ xung của các thầy cô giáo đồng nghiệp và của tất cả các bạn sinhviên, học sinh Chúng tôi xin chân thành tiếp thu và cảm ơn

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH 8

Bài 1 Các khái niệm cơ bản 8

1.1 Thông tin – biểu diễn và xử lý thông tin 8

1.1.1 Khái niệm thông tin 8

1.1.2 Khái niệm dữ liệu 9

1.1.3 Biểu diễn thông tin trong máy tính 9

1.1.4 Xử lý thông tin trên máy tính 9

1.2 Tin học và công nghệ thông tin 10

1.3 Hệ đếm và các hệ đếm thường dùng trong tin học 10

1.3.1 Hệ đếm cơ số a 10

1.3.2 Phương pháp đổi một số ở hệ cơ số 10 về hệ cơ số a bất kỳ: 11

1.3.3 Các phép toán số học với số hệ hai 15

1.3.4 Biểu diển dữ liệu trong máy tính 22

1.4 Phần cứng và phần mềm 28

1.5 Ứng dụng CNTT và sự phát triển của xã hội 29

Bài 2 Cấu trúc tổng quan về máy tính 31

2.1 Kiến trúc chung của máy tính 31

2.2 Bộ nhớ 32

2.3 Bộ vi xử lý (CPU - đơn vị xử lý trung tâm) 33

2.4 Các thiết bị ngoại vi 34

2.4.1 Thiết bị nhập 34

2.4.2 Thiết bị xuât 35

2.4.3 Thiết bị lưu trữ 37

2.5 Quá trình thực hiện lệnh (thực hiện chương trình) 39

2.6 Các thế hệ máy tính và phân loại máy tính 40

2.6.1 Máy tính cơ khí 40

2.6.2 Thế hệ các máy tính đèn điện tử – thế hệ thứ nhất (1945 - 1955) 40

2.6.3 Thế hệ các máy tính transistor – thế hệ thứ hai (1955 - 1965) 41

2.6.4 Thế hệ các máy tính IC – thế hệ thứ 3 (1965-1980) 42

2.6.5 Thế hệ máy tính các nhân và VLSI – thế hệ thứ tư (1980 - 2000) 42

Bài 3 Tổng quan về hệ điều hành 42

3.1 Khái niệm về hệ điều hành 42

3.2 Các hệ điều hành 43

3.2.1 Hệ điều hành UNIX 43

3.2.2 Hệ điều hành LINUX 44

3.2.3 Hệ điều hành MAC OS 45

3.2.4 Hệ điều hành Windows 9x/XP 45

3.2.5 Hệ điều hành Windows NT/2000/2003 45

3.3 Hệ điều hành MS-DOS 45

3.3.1 Khái niệm 45

3.3.2 Tên của ổ đĩa và dấu đợi lệnh (prompt) 45

3.3.3 Tập tin và cách đặt tên 46

3.3.4 Thư mục và cấu trúc cây thư mục 46

3.3.5 Đường dẫn, phân loại đường dẫn 47

3.3.6 Đĩa khởi động 48

3.3.7 Lệnh nội trú và lệnh ngoại trú của MS-DOS 48

Bài 4 Tổng quan về mạng máy tính 59

4.1 Cơ sở của mạng máy tính 59

4.2 Mạng LAN và mạng WAN 59

4.2.1 Phân loại mạng theo phạm vi địa lý 59

4.2.2 Các thành phần cơ bản của mạng máy tính 60

4.3 Phương thức truyền thông trên mạng 61

4.3.1 Khái niệm giao thức mạng (Protocol) 61

4.3.2 Các giao thức mạng 61

4.4 Internet và các dịch vụ trên Internet 62

4.4.1 Internet 62

4.4.2 Các dịch trên Internet 62

CHƯƠNG 2 CHƯƠNG TRÌNH SOẠN THẢO VĂN BẢN 67

Bài 1 Hệ điều hành WINDOWS 67

1.1 Giới thiệu chung về Windows 67

1.2 Đăng nhập và thoát khỏi Windows 67

1.3 Màn hình Desktop 69

1.3.1 Menu Start và thanh tác vụ - Taskbar 69

1.3.2 Biểu tượng và cửa sổ 71

1.3.3 Các mục trong menu Start 74

1.3.4 CONTROL PANEL 77

1.3.5 Quản lý thư mục và file 78

1.3.6 Các chế độ biểu diễn màn hình display 80

CHƯƠNG 3 SOẠN THẢO VĂN BẢN MICROSOFT WORD 83

Bài 1 Giới thiệu chương trình soạn thảo văn bản Winword 83

1.1 Khởi động và thoát khỏi Winword 83

1.1.1 Khởi động Winword 83

1.1.2 Thoát khỏi Winword 83

1.1.3 Các thành phần trong màn hình Winword 83

Bài 2 Các chức năng cơ bản của Microsoft Winword 85

2.1 Soạn thảo văn bản trong Winword 85

2.1.1 Cách dùng bàn phím 85

2.1.2 Một số khái niệm, qui ước khi soạn thảo 85

2.1.3 Soạn thảo tiếng Việt 86

2.1.4 Làm việc với khối văn bản 87

2.2 Định dạng văn bản 88

2.2.1 Định dạng ký tự (Font chữ) 88

2.2.2 Định dạng đoạn văn 89

2.2.3 Định dạng trang in 90

2.2.4 Định khoảng cách Tab Stop 91

2.2.5 Bullets and Numbering (Điền tự động các ký hiệu ở đầu mỗi đoạn văn) 92

2.2.6 Drop Cap (Tạo chữ hoa trang trí ở đầu đoạn văn) 94

2.2.7 Đánh số trang văn bản 94

2.3 Định dạng tự động 94

2.3.1 Định dạng tự động 94

2.3.2 Tạo Mục lục tự động 97

2.4 Bảng biểu 98

2.4.1 Tạo một bảng mới 98

2.4.2 Các thao tác trong bảng 99

2.4.3 Sửa đổi trong bảng 99

2.4.4 Tạo các đường kẻ cho bảng 101

2.4.5 Sắp xếp các dữ liệu trên cùng một bảng 101

2.4.6 Tính toán trong bảng 102

2.5 Xử lý đồ họa 103

2.5.1 Chèn thêm các ký tự đặc biệt 103

2.5.2 Sử dụng WordArt 103

2.5.3 Drop Cap (Tạo chữ hoa trang trí ở đầu đoạn văn) 106

2.5.4 Chèn hình ảnh vào văn bản 107

2.5.5 Các công cụ đồ họa 108

2.6 In tài liệu 109

Bài 3 Một số tiện ích của Microsoft Winword 110

3.1 Tìm kiếm và thay thế 111

3.1.1 Tìm kiếm: 111

3.1.2 Thay thế: 111

3.2 Cách gõ chỉ số trên, chỉ số dưới 112

3.3 Tạo AutoCorrect ( Gõ tắt một cụm từ): 112

3.3.1 Chèn công thức toán học 113

CHƯƠNG 4 Trình diễn với Microsoft powerpoint 115

Bài 1 Giới thiệu phần mềm Microsoft PowerPoint 115

1.1 Giới thiệu về Microsoft PowerPoint 115

1.2 Khởi động PowerPoint 115

1.3 Màn hình PowerPoint 115

1.4 Các thanh công cụ trong PowerPoint 115

Bài 2 Các khái niệm và đối tượng cơ bản 116

2.1 Các khái niệm cơ bản 116

2.2 Các đối tượng cơ bản 116

2.2.1 Các đối tượng đồ họa 116

2.2.2 Các đối tượng khác 116

Bài 3 Các thao tác vào/ ra với Presentation 117

3.1 Tạo Presentation 117

3.2 Ghi Presentation 117

3.3 Mở Presentation 117

Bài 4 Các thao tác cơ bản với Slide 117

4.1 Đặt lề trang (Page setup) 117

4.2 Chèn thêm Slide 117

4.3 Xóa Slide 118

4.4 Thay đổi vị trí Slide trong danh sách 118

4.5 Thay đổi Layout 118

4.6 Chọn kiểu / màu nền cho slide 118

4.7 Chèn bảng biểu vào slide 118

Bài 5 Chế độ slide show 119

5.1 Hiệu ứng Animation cho slide show 119

5.1.1 Tạo hiệu ứng hoạt ảnh có sẵn 119

5.1.2 Tạo hiệu ứng hoạt ảnh tùy chọn 119

5.2 Cài đặt thời gian hiện cho một slide show 120

Bài 6 Các chế độ màn hình trong PowerPoint 120

6.1 Outline view 120

6.2 View/ Sorter (hoặc slide sorter view) 120

6.3 View/ Notes pages (hoặc Notes pages view) 120

6.4 View/ Slide show 121

6.5 View/ Zoom 121

6.6 View/ Master 121

6.7 View/ Slide 121

CHƯƠNG 5 GIỚI THIỆU NGÔN NGỮ PASCAL 122

Bài 1 Sơ lược về ngôn ngữ PASCAL 122

1.1 Giới thiệu ngôn ngữ TURBO PASCAL 122

1.2 Bộ từ vựng của TURBO PASCAL 122

1.2.1 Tập ký tự cơ bản 122

1.2.2 Từ khóa (key word): 123

1.2.3 Tên (identifier): 123

1.3 Cấu trúc chương trình 124

1.3.1 Phần tên chương trình: 124

1.3.2 Phần khai báo: 124

1.3.3 Phần thân chương trình: 126

1.4 Nhập – xuất cơ bản trong TURBO PASCAL 127

1.4.1 Các thủ tục nhập dữ liệu cơ bản 127

1.4.2 Các thủ tục xuất dữ liệu cơ bản 128

1.4.3 In không định dạng: 130

1.4.4 In có định dạng: 131

1.5 Hướng dẫn sử dụng trình soạn thảo TURBO PASCAL 132

1.5.1 Giới thiệu Turbo Pascal: 132

1.5.2 Khởi động Turbo Pascal: 133

1.5.3 Cửa sổ Turbo Pascal và cách chọn lệnh: 135

1.5.4 Thoát khỏi Turbo Pascal: 136

1.5.5 Các bước thực hiện một chương trình Pascal: 136

1.5.6 Một vài kỹ thuật trong soạn thảo: 139

Bài 2 Các kiểu dữ liệu và cấu trúc lệnh cơ bản 141

2.1 Các kiểu dữ liệu cơ bản 141

2.1.1 Khái niệm kiểu dữ liệu: 141

2.1.2 Phân loại kiểu dữ liệu: 141

2.1.3 Kiểu số nguyên 142

2.1.4 Kiểu số thực 145

2.1.5 Kiểu ký tự (kiểu char) 147

2.1.6 Kiểu logic (Boolean) 148

2.1.7 Kiểu chuỗi ký tự (string) 150

2.1.8 Kiểu liệt kê và kiểu đoạn con 151

2.1.9 Các hàm và thủ tục : Pred, Succ, Odd, UpCase, Ord, Chr 154

2.2 Khai báo biến, hằng 156

2.2.1 Khái niệm về biến và hằng: 156

2.2.2 Khai báo biến và khai báo hằng: 156

2.2.3 Biểu thức: 157

2.3 Các cấu trúc lệnh 158

2.3.1 Lệnh đơn và lệnh gán 158

2.3.2 Câu lệnh có điều kiện 159

2.3.3 Cấu trúc rẽ nhánh 163

2.3.4 Cấu trúc lặp FOR 173

2.3.5 Cấu trúc lặp REPEAT UNTIL 180

2.3.6 Cấu trúc lặp WHILE DO 184

Bài 3 Chương trình con 194

3.1 Thiết kế TOP – DOWN và lập trình có cấu trúc 194

3.2 Các loại chương trình con và cách khai báo 194

3.2.1 KHÁI NIỆM VỀ CHƯƠNG TRÌNH CON 194

3.2.2 HÀM (Function) 195

3.2.3 THỦ TỤC (Procedure) 202

3.3 Biến toàn cục và biến cục bộ 205

3.3.1 Biến toàn cục và biến địa phương: 205

3.3.2 Phạm vi tác dụng của các khai báo: 206

3.4 Tham số của chương trình con 210

3.4.1 Tham số giá trị (tham trị): 210

3.4.2 Tham số biến (tham biến): 211

3.5 Đệ qui của chương trình con 213

3.5.1 Tham khảo trước (Forward reference): 213

3.5.2 Đệ qui của chương trình con (Recursion): 214

Bài 4 Các kiểu dữ liệu có cấu trúc 217

4.1 Kiểu String (kiểu xâu ký tự) 217

4.1.1 Chuỗi và khai báo biến chuỗi: 217

4.1.2 Truy nhập vào từng phần tử của chuỗi: 218

4.1.3 Các thao tác trên chuỗi: 218

4.2 Kiểu Array (kiểu mảng) 224

4.2.1 Mảng một chiều 224

4.2.2 Mảng hai chiều (ma trận) 232

4.2.3 Các ví dụ nâng cao về mảng 239

4.3 Kiểu Set (kiểu tập hợp) 243

4.3.1 Khái niệm 243

4.3.2 Xác lập một tập 244

4.3.3 Các phép toán trên tập 244

4.3.4 Ghi và đọc dữ liệu kiểu tập 246

4.4 Kiểu Record (kiểu bản ghi) 248

4.4.1 Khái niệm kiểu bản ghi 249

4.4.2 Cú pháp khai báo biến bản ghi 249

4.4.3 Truy nhập biến kiểu bản ghi 250

4.4.4 Câu lệnh With 252

4.4.5 Mảng các bản ghi 253

4.4.6 Các ví dụ về kiểu bản ghi 254

4.5 Kiểu File (kiểu tệp) 261

4.5.1 Khái niệm: 261

4.5.2 Tập tin có định kiểu: 261

4.5.3 Tập tin văn bản: 265

CHƯƠNG 6 CON TRỎ 276

Bài 1 Định nghĩa và khai báo 276

1.1 Khái niệm kiểu con trỏ 276

1.2 Con trỏ định kiểu 277

1.2.1 Khái niệm 277

1.2.2 Định nghĩa và khai báo 277

1.3 Con trỏ định kiểu 277

1.3.1 Khái niệm 277

1.3.2 Định nghĩa và khai báo 277

1.4 Con trỏ không định kiểu 278

1.4.1 Khái niệm 278

1.4.2 Khai báo 278

2.1 Gán giá trị 278

2.2 Phép so sánh 278

Bài 3 Cấp phát động 278

Bài 4 Danh sách liên kết 278

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH

CHƯƠNG 2 Các khái niệm cơ bản CHƯƠNG 3 Thông tin – biểu diễn và xử lý thông tin

CHƯƠNG 4 Khái niệm thông tin

Thông tin là một đại lượng phi vật chất, con người chỉ cảm nhận được thông

qua thế giới khách quan Xong thông tin có thể định lượng được, nếu xác suất xuấthiện tin càng thấp thì giá trị thông tin càng cao và ngược lại Ví dụ khi ai đó thông báocho bạn biết điểm thi của bạn mà bản thân bạn đã biết rồi thì giá trị thông tin đó bằngkhông (không có ý nghĩa với bạn) còn nếu tin đó đưa đến bạn trong trạng thái khắckhoải chờ đợi, nhất là khi bạn chưa rõ mình có đạt điểm qua hay không thì thông tin

đó với bạn rất có ý nghĩa

Muốn truyền tải và lưu trữ thông tin thì chúng ta phải vật chất hóa thông tinbằng cách gửi thông tin qua một đại lượng vật lý nào đó Ví dụ khi bạn muốn khoe vớimột người bạn về kết quả điểm thi của bạn qua mạng Internet thì thông tin cần thôngbáo đó phải được vật gửi qua tín hiệu điện (có thể là sóng điện từ)

CHƯƠNG 5 Khái niệm dữ liệu

Dữ liệu chính là thông tin đã được vật chất hóa, hay nói cách khác dữ liệu là

một đại lượng vật lý mang tin, muốn có thông tin thì ta phải tập hợp và xử lý dữ liệu.Trong thực tế, dữ liệu có thể là các loại tín hiệu vật lý (sóng điện từ, sóng âm thanh, tínhiệu điện, ký tín ám hiệu…), có thể là các số liệu, hình ảnh, chữ viết… Ví dụ khingười bạn của bạn đọc dòng thông báo về kết quả điểm thi của bạn trên màn hình, bạn

đó sẽ cảm nhận được bạn là người học giỏi hay khá… thông qua xử lý dòng thông báotrên màn hình trong não bộ

Một ví dụ khác, bảng tính lương được lưu trữ trên máy tính, muốn lấy thông tin

về những người có mức lương thấp hơn lương tối thiểu để có chính sách trợ cấp khókhăn thì phải qua một quá trình xử lý trên máy tính Quá trình xử lý thông có thể là tìmkiếm lấy ra hay lọc theo một điều kiện nhất định… hoặc có thể là giải mã dữ liệu đãđược mã hóa…

Cùng một thông tin, con người có thể biểu diễn thông tin này qua các đại lượngmang tin khác nhau, thể hiện qua các dạng dữ liệu khác nhau Hay nói cách khác làthông tin nằm trong dữ liệu Xử lý thông tin bao gồm nhiều quá trình xử lý dữ liệu đểlấy ra thông tin hữu ích nhắm phục vụ đời sống con người

CHƯƠNG 6 Biểu diễn thông tin trong máy tính

Trong máy tính để biểu diễn một giá trị số, chúng ta dùng hệ cơ số 2 hoặc nói ngắn gọn hơn là hệ hai (Binary number system, viết tắt là hệ B) Trong đó chỉ tồn tại 2

chữ số 0 và 1 để biểu diễn các giá trị số (ứng với 2 trạng thái: không có điện và cóđiện) 0 và 1 cũng là các giá trị có thể có của một chữ số hệ hai (Binary digiT, viết tắt

là bit).

Tương ứng trong máy tính có 2 mức trạng thái của điện áp:

- Mức điện áp thấp (không có điện) tương ứng với giá trị 0

- Mức điện áp cao (có điện) tương ứng với giá trị 1

Ví dụ chữ “A” được mã hóa trong máy tính như sau: 01000001(số nhị phân) ta

có thể hình dung tương ứng với 8 bóng đèn xếp liên tiếp nhau mà trong đó có 2bóng sáng và 6 bóng tắt theo các vị trí tương ứng

Bit là thuật ngữ được viết tắt của cụm từ binary digit Mỗi một bit còn cho ta biết

được trạng thái của một tín hiệu điện trên một đường dây tại một thời điểm: điện áp ởmức cao (có điện) là 1, điện áp ở mức thấp (không có điện) 0

CHƯƠNG 7 Xử lý thông tin trên máy tính

Dữ liệu có thể được phát sinh, được lưu trữ, được lan truyền, được tìm kiếm,được xử lý … để cho ta thông tin Thông tin làm tăng thêm hiẻu biết của con người,giúp nhận biết tốt hơn, đúng hơn về những hiện tượng, đối tượng trong đời sống xãhội, trong thiên nhiên…, là nguồn gốc của nhận thức Việc thu thập và xử lý thông tingiúp con người thực hiện hợp lý công việc cần làm để đạt tới mục đích một cách tốtnhất Khi tiếp nhận được thông tin, con người cần phải xử lý, chắt lọc thông tin để tạo

ra những thông tin mới có ích hơn từ đó đưa ra những phán quyết và ứng xử tốt nhất

Ví dụ, người lái xe trên đường chăm chú quan sát người, xe cộ đi lại, độ tốt xấu củamặt đường, căn cứ vào tính năng kỹ thuật hiện tại của xe cũng như vị trí của xe đang

lái để quyết định cần tăng tốc hay giảm tốc độ, đánh tay lái sang phải hay sang trái…nhằm đảm bảo an toàn và tiết kiệm tối đa cho chuyến đi.

Với một quả trình xử lý, thông tin được vật chất hóa thành dữ liệu đầu vào dướidạng đại lượng mang tin nào đó, qua quá trình xử lý có các kết quả trung gian và sau

đó đưa ra kết quả cuối cùng, con người cần phải sử dụng một số công cụ nhất định nhưgiấy, bút, máy tính … và cả bộ não tư duy của con người Kết quả đầu ra của quá trình

xử lý là thông tin mới được ghi nhớ trên một đại lượng mang tin nào đó, đại lượngmang tin có thể là vở ghi, dữ liệu lưu trữ trên máy tính ở dạng các tín hiệu điện 0/1

Trước đây khi thông tin còn ít, đơn giản, con người có thể tự mình xử lý dễdàng thông qua các hình thức xử lý thủ công như giấy, bút, … Ngày nay với sự pháttriển của xã hội, thông tin ngày càng nhiều, ngày càng phức táp, với các hình thức xử

lý thủ công con người không thể xử lý kịp thời theo yêu cầu Máytính điện tử ra đời đãgiúp cho con người có công cụ để xử lý thông tin một cách tự động, nhanh, đáp ứngkịp thời được yêu cầu nhiệm vụ, tiết kiệm nhiều thời gian và công sức

CHƯƠNG 8 Tin học và công nghệ thông tin

Tin học là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công nghệ và các kỹ

thuật thu thập, tổ chức, xử lý và truyền đạt thông tin một cách tự động

Công nghệ thông tin là tập hợp các phương pháp khoa học, các phương tiện và

công cụ kỹ thuật hiện đại – chủ yếu là kỹ thuật máy tính và viễn thông – nhằm tổ chứckhai thác và sử dụng có hiệu quả các nguồn tài nguyên thông tin rất phong phú và tiềmnăng trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người và xã hội

CHƯƠNG 9 Hệ đếm và các hệ đếm thường dùng trong tin học

Trong đó: A biểu diễn cho giá trị chữ số bằng 10

B biểu diễn cho giá trị chữ số bằng 11

C biểu diễn cho giá trị chữ số bằng 12

D biểu diễn cho giá trị chữ số bằng 13

E biểu diễn cho giá trị chữ số bằng 14

F biểu diễn cho giá trị chữ số bằng 15cuối chữ số có kèm theo chữ h/H, ví dụ 2A7DFh hay 2A7DFH

CHƯƠNG 11 Phương pháp đổi một số ở hệ cơ số 10 về hệ cơ số a bất kỳ:

Cho số N = N0.M0 ở hệ cơ số 10, yêu cầu đổi N về hệ cơ số a Ta thực hiện theo

ba bước sau

Bước 1: Đổi phần nguyên N0 của số N hệ 10 về hệ cơ số a

1 Lấy N0 chia cho a (cơ số), ta được số dư là b0, và thương số là N1

2 Nếu N1  0, ta lại lấy N1 chia cho a, ta được số dư là b1 và thương là N2

3 Nếu N2  0, ta lại lấy N2 chia cho a, ta được số dư là b2 và thương là N3

4 Lặp đi lặp lại các mục 2, 3 cho đến khi thương số = 0 thì dừng lại (phép chia

có số hiệu n-1, tức được số dư bn-1)

5 Xếp các số dư theo thứ tự bn-1bn-2bn-3…b1b0 đây chính là số ở hệ cơ số a cógiá trị bằng N0.

Bước 2: Đổi phần lẻ thập phân M0 của số N hệ 10 về phần lẻ sau dấu chấm

(phảy) của hệ cơ số a

1. Lấy 0.M0 nhân với a (cơ số), ta được số b-1 M1

2. Ta lại lấy 0.M1 nhân với a , ta được số b-2 M2

3. Ta lại lấy 0.M2 nhân với a , ta được số b-3 M3

4. Lặp đi lặp lại các mục 2, 3 cho đến khi 0.Mm = 0 thì dừng lại (phép nhân có

1 Đổi số nguyên 34 sang số hệ hai ta thực hiện như sau:

Các số dư trong khung sẽ được sắp xếp theo chiều mũi tên Ta có kết quả là:

34 = 100010b (=b5b4b3b2b1b0)

2 Đổi số 34.125 ra số hệ hai

Bước 1: Đổi phần nguyên ra số nhị phân, ta được 34 = 100010b

Bước 2: Đổi phần lẻ thập phân ra phần lẻ sau dấu chấm nhị phân, ta có:

0.125 x 2 = 0 250 (b-1 = 0)0.250 x 2 = 0 500 (b-2 = 0)0.500 x2 = 1 000 (b-3 = 1)Kết quả ta thu được số nhị phân: 0.125 = 0.001b (=0.b-1b-2b-3)

(như thứ tự phần đóng khung theo chiều mũi tên)

22

2

2

2

34b

2 =0b

3 =0b

4 =0b

5 =1 0 (Thương = 0 thì dừng)

Bước 3: Ghép kết quả bước 1 và 2 ta có kết quả dụ đổi số 34.125 ra số nhị

phân như sau: 34.125 = 100010.001b

3 Đổi số 34.9 ra số hệ hai

Bước 1: Đổi phần nguyên ra số nhị phân, ta được 34 = 100010b

Bước 2: Đổi phần lẻ thập phân ra phần lẻ sau dấu chấm nhị phân, ta có:

1) 0.9 x 2 = 1 8 (b-1 = 1)2) 0.8 x 2 = 1 6 (b-2 = 1)3) 0.6 x 2 = 1 2 (b-3 = 1)4) 0.2 x 2 = 0 4 (b-4 = 0)5) 0.4 x 2 = 0 8 (b-5 = 0)Kết quả của các phép nhân sẽ lặp đi lặp lại theo các lần từ 1) đến 5), nhưvậy ta được phần lẻ nhị phân lặp vô tận tuần hoàn như sau:

0.9 = 0.11100110011001100 b

(như thứ tự phần đóng khung theo chiều mũi tên)Bước 3: Ghép kết quả bước 1 và 2 ta có kết quả dụ đổi số 34.9 ra số nhị phân

như sau: 34.125 = 100010 11100110011001100 b

4 Đổi số 1134 ra số biểu diễn ở hệ 16 :

Theo phép chia trên, ta có b0 = 14 = Eh, như vậy ta có kết quả :

1134 = 46Eh

5 Đổi 46Eh về hệ 10 :

46Eh = 4 x 162 + 6 x 161 + 14 x 160 = 4 x 256 + 96 + 14 = 1024 + 110 = 1134

Chú ý: Trong thực tế khi chuyển đổi một số hệ 10 về một số biểu diễn ở hệ cơ số a bất

kỳ (a=2, 8, 16), để thực hiện nhanh ta nên thực hiện theo trình tự đổi như sau:

Cụ thể là ta muốn đổi một số hệ 10 về hệ 2, trước hết ta nên đổi về hệ 16 (thựchiện các phép chia cho 16) rồi từ hệ 16 đổi về hệ 2 Làm như vậy ta giảm được rấtnhiều phép chia, thời gian chuyển đổi nhanh hơn nhiều, tiết kiệm giấy mực, và đặc biệt

ít nhầm lẫn hơn so với khi đặt các số dư của các phép chia cho 2 thành kết quả cuối

cùng Điều này càng có ý nghĩa khi số hệ 10 càng lớn

1616

Ngược lại đổi một số hệ 2 về hệ 10 ta cũng nên đổi qua hệ 16 rồi từ hệ 16 tachuyển về hệ 10, điều này giảm được cho ta nhiều phép nhân.

Để thực hiện được việc chuyển đổi như trên, ta cần sự hỗ trợ của bảng biểu diễn

số ở các hệ cơ số khác nhau dưới đây:

- Số ở hệ cơ số 8 được biểu diễn no đủ bởi số nhị phân 3 bit (7 = 111b)

- Số ở hệ cơ số 6 được biểu diễn no đủ bởi số nhị phân 4 bit (0Ah = 1111b)

Ví dụ:

1 Đổi số 1134 về số hệ 2 và hệ 8

Để thực hiện việc chuyển đổi này, đầu tiên ta đổi số 1134 về hệ 16

1134 = 46Eh (xem ví dụ 4 mục 1.3.2)

Căn cứ vào bảng 1.1 ta biểu diễn mỗi chữ số ở hệ 16 ở dạng hệ 2 bởi no đủ

4 bit nhị phân, ta được kết quả như sau:

46Eh = 010001101110b = 10001101110b

Để chuyển số 10001101110b về hệ 8, ta nhóm 3 bit một theo thứ tự từ phảiqua trái (từ bit có trọng số thấp nhất về phía bit có trọng số cao nhất) và đổigiá trị các nhóm số đó về chữ số ở hệ 8, ta được số hệ 8 như sau:

10001101110b = 3156(8)

Nhận xét: Để đổi 1134 về hệ 2, ta mất 11 phép chia so với về hệ 16 chỉ mất

3 phép chia, đặc biệt khi lấy kết quả bằng cách chép lại các số dư với 11 số0/1 rất dễ bị nhầm lẫn

2 Đổi số 10001101110b về hệ 10

Trước hết ta đổi số nhịphân về hệ 16, bằng cách nhóm 4 bit theo thứ tự từphải qua trái (từ bit có trọng số thấp nhất về phía bit có trọng số cao nhất) vàđổi giá trị các nhóm số đó về chữ số ở hệ 16, ta được số hệ 16 như sau:

10001101110b = 46Eh Cuối cùng: 46Eh = 4 x 162 + 6 x 161 + 14 x 160

Nhận xét: theo bảng 1.3 ta thấy kết quả tổng chia cho 2 (cơ số a = 2), được thương số

là giá trị cần nhớ, còn phần dư chính là y Như vậy cách thực hiện khôngkhác gì với số hệ mười, ví dụ ta cộng nhiều số thập phân được giá trị là 49,

ta lấy 49 chia cho 10 (cơ số hệ đếm thập phân), được 4 dư 9, viết 9 và nhớ

4 Giá trị nhớ sẽ được dùng để cộng với cột bit ở vị trí tiếp theo

B¶ng 1.2 chính là cách mà các bộ cộng trong các khối tính toán số học của máytính thực hiện

Tóm lại: Để thực hiện phép cộng các số ở hệ cơ số a bất kỳ ta thực hiện như sau:

1 Lần lượt cộng các cột số, bắt đầu từ cột vị trí có trọng số thấp nhất ta được

tổng cột, lấy tổng cột chia cho cơ số

- Được thương số – chính là số nhớ

- Được số dư – chính là kết quả viết cho cộng cột

2 Lấy số nhớ cộng với các số ở cột có trọng số cao hơn liền kề, được tổng cột, ta

lại lấy tổng chia cho cơ số

- Được thương số – chính là số nhớ

- Được số dư – chính là kết quả viết cho tổng cột vừa cộng

3 Quá trình cộng và chia, cứ lặp đi lặp lại cho đến khi tổng cột < cơ số và mọi

chữ số của cột tiếp theo là không có nghĩa thì dừng

Ví dụ, cộng nhiều số thập phân, đầu tiên cộng cột hàng đơn vị như sau:

4

1049

9

Giá trị nhớ: 40

19791187 + 67712956794589

(cộng số hệ 10)

Số dư là số ghi kết quả cộng tại cột hiện thời

Thương số là số nhớ sang cột tiếp theo

Ta được giá trị là 49, lấy 49 chia cho 10 (cơ số hệ đếm thập phân), được 4 dư 9, viết 9

và nhớ 4 Giá trị nhớ sẽ được dùng để cộng với cột ở vị trí tiếp theo ngay sau đó

Ví dụ, tương tự ở hệ 2, cộng nhiều số nhị phân 8 bit, đầu tiên cộng các số nhị phân ởcột có trọng số là 0, ta có tổng là 5, chia cho 2 được 2 (nhớ 2), dư 1 (viết kết quả cộngcột là 1) Tương tự ta cộng các cột tiếp theo như sau:

Bảng 2.1 chính là cách mà các bộ cộng trong các khối tính toán số học của máy tínhthực hiện

Vậy số bù 2 của số A là số đảo dấu của chính số A đó

Ví dụ số bù 2 của 5 là -5 và ngược lại, số bù 2 của –5 là 5

2

25

Thương số là số nhớ sang cột tiếp theo

Sau đây là phương pháp xây dựng số bù 2:

- Trước hết ta xây dựng số bù 1 của A Số bù một của A chính là số nhận đượckhi ta đảo tất cả các bit của số A

Ví dụ 5 = 00000101b, số bù 1 của 5 là 11111010b

- Số bù 2 của A = số bù 1 của A + 1

Ví dụ: số bù 2 của 5 = số bù 1 của 5 + 1 = 11111010b + 1 = 11111011b = -5

B¶ng 1.5 Biểu diễn các số theo số hệ 10 - số hệ hai không dấu và số bù 2

Số hệ hai 8 bit Giá trị số hệ 2

không dấu Giá trị số bù 2tương ứng

Qui tắc thực hiện phép nhân hệ 2 được chỉ ra trong bảng 1.6.

B¶ng 1.6 Qui tắc thực hiện phép nhân y = a x b

Trên cơ sở quy tắc vừa nêu và để đơn giản ta thực hiện ví dụ một phép nhân 2 số hệ

2 với độ dài 4 bit để làm sáng tỏ thuật toán nhân thực hiện trong máy tính

Độ dài cực đại của kết quả trong trường hợp này là 8 bit Nếu ta nhân các số 8bit (hoặc 16) bit thì độ dài cực đại của kết quả là 16 bit (hoặc 32 bit) Mỗi lần nhânmột bit khác 0 của số nhân với số bị nhân, ta thu được chính số bị nhân, nếu dịch trái

nó một số lần tương ứng với vị trí các bit khác 0, ta tạo ra 1 thành phần của tổng tíchlũy Tổng của các thành phần như trên là kết quả của phép nhân

Phân tích quá trình trên, ta thấy phép nhân có thể thực hiện theo thuật toán cộng

và dịch như sau:

- Thành phần đầu tiên của tổng tích lũy thu được là tích của LSB trong số nhânvới số bị nhân Nếu LSB = 0 thì thành phần này bằng 0, Nếu LSB = 1 thì thànhphần này = chính số bị nhân

- Mỗi thành phần thứ i tiếp theo của tổng tích lũy sẽ tính được bằng cách tương

tự, nhưng phải dịch trái đi i bit (có thể bỏ qua các thành phần = 0)

Trong máy tính, phép nhân được thực hiện bởi bộ cộng và bộ dịch trái theo nhưthuật toán cộng và dịch vừa trình bày

d Phép chia

Phép chia là phép tính ngược của phép nhân Từ đó suy ra phép chia có thể thựchiện bằng các phép trè và phép dịch liên tiếp cho tới khi không thể trừ được nữa (dokhông còn gì để trừ hoặc số bị trừ nhỏ hơn số chia) Sau đây là thuật toán thực hiệnphép chia thông qua ví dụ cụ thể:

là các phần tử để thực hiện phép cộng và dịch trong máy tính)

Sau đây là một thuật toán khắc phục nhược điểm trên nêu trên, trong máy tính:

- Nếu số chia là 1 byte, thì số bị chia phải là 2 byte, do vậy khi số bị chia là 1 byte

ta phải mở rộng bit dấu cho số bị chia lên 8 bit cao

- Nếu số chia là 2 byte, thì số bị chia phải là 4 byte, do vậy số bị chia là 1 word taphải mở rộng bit dấu cho số bị chia lên 16 bit cao

1 Kiểm tra số bị chia, mở rộng bit dấu nếu cần

2 Đổi số chia ra số bù 2 của nó (để bước tiếp theo làm phép cộng với số bị chia thaycho phép trừ) K = số bù 2 của số chia dịch trái đi 8 bit (nếu số chia là số 8 bit) hoặc

16 bit nếu số chia là số 16 bit Q = số bị chia

Tên toán hạng, thao tác Giá trị Thương

Vậy ta có kết quả = 10001b = 17, số dư H = 1

CHƯƠNG 13 Biểu diển dữ liệu trong máy tính

Trong máy tính, mọi dữ liệu đều được biểu diễn (mã hóa) bởi số nhị phân

a Số nhị phân

Số nhị phân hay còn gọi là số hệ hai là hệ đếm dùng trong máy tính Một số hệ haigồm các bit được đánh dấu bằng chữ B hoặc b đi kèm ở cuối để phân biệt với các hệkhác khi ta làm việc cùng một lúc với các hệ đếm khác nhau

Một cụm 4 bit sẽ tạo thành 1 nibble, một cụm 8 bit tạo thành 1 byte, một cụm 16 bit tạo thành 1 word (một từ), một cụm 32 bit tạo thành 1 double word (từ kép)

Chữ số đầu tiên bên trái trong dãy các số hệ hai 8, 16 hoặc 32 bit … gọi là MSB

MSB (Most significant bit) - bit có ý nghĩa lớn nhất

Còn bit cuối cùng bên phải (bit 0) trong dãy gọi là LSB

LSB (Least significant bit) - bit có ý nghĩa bé nhất.

Hình 1.1 Các đơn vị đo độ dài của số hệ hai dẫn xuất từ bit

b Biểu diễn số trong máy tính

b1 Biểu diễn số nguyên

Phần cứng của máy tính cần giới hạn độ lớn của một số để có thể lưu nó trong cácthanh ghi hay các ô nhớ Do vậy các số nguyên được chia thành các số 8 bit, 16 bit, 32bit, 64… tương ứng chúng có MSB là bit 7, 15, 31, 63… và MSB đều là bit 0

* Số nguyên không dấu

Số nguyên không dấu (unsigned integer) biểu diễn các số nguyên dương Số nguyênkhông dấu rất thích hợp để biểu diễn các đại lượng luôn dương, chẳng hạn địa chỉ của

ô nhớ, bộ đếm hay, mã ASCII của ký tự (chúng ta sẽ thấy sau này) Bởi vì các sốnguyên không dấu được định nghĩa là các số nguyên dương, nên không cần dùng bitnào để biểu diễn bit dấu, do đó 8 bit của một byte hay 16 bit của một word đều đượcdùng để biểu diễn giá trị

- Số nguyên không dấu lớn nhất có thể chứa trong một byte là: 11111111b = FFh = 255

- Số nguyên không dấu lớn nhất có thể chứa trong một word là:1111111111111111b = FFFFh = 65535

Chú ý rằng LSB = 1 thì số nguyên là số lẻ và ngược lại nó là số chẵn

* Số nguyên có dấu (còn gọi là số bù 2)

Số nguyên có dấu (signed integer) có thể là số dương hoặc âm MSB được dùng đểbiểu diễn dấu của số

MSB = 1 cho biết đó là số âm

MSB = 0 cho biết đó là số dương

Các số nguyên có dấu được lưu trữ trong máy tính dưới dạng số bù 2

Một ưu điểm của việc biểu diễn số âm trong máy tính bằng số bù 2 là phép trừ cóthể thực hiện bằng phương pháp lấy bù và phép cộng, các vi mạch thực hiện phép cộng

và bù các bit được con người thiết kế tương đối dễ dàng

Dạng biểu diễn dấu phảy động, mỗi số được biểu diễn bằng 2 phần:

- Phần định trị (mantissa) chứa các bit của số

- Phần mũ (exponent) dùng để điều chỉnh lại vị trí của dấu phảy nhị phân trong

số đó

Ví dụ : số thập phân 2.5 biểu diễn dạng nhị phân là 10.1b = 1.01 x 21

Vậy biểu diến dấu phảy động của 2.5 trong máy tính là 1.01 x 21, có :

- Phần định trị là 1,01

- Phần mũ là 1

Đối với các số khác 0, phần định trị luôn là một trị số >1 và < 2 Phần định trị như

vậy được gọi là phần định trị đã được chuẩn hóa

Đối với các số < 1, nếu chúng ta chuẩn hóa phần định trị thì phần mũ của chúng sẽ

âm chẳng hạn số 0,0001b có dạng biểu diễn dấu phảy động

là 1*2-4 Vì phần mũ âm không được biểu diễn như số có dấu, nên với tất cả các số

phần mũ sẽ được tính lại thông qua số có tên gọi là bias bias sẽ được cộng thêm vào

để tạo ra phần mũ là một số dương Ví dụ nếu ta chọn 8 bits cho phần mũ thì

số 27-1 = 127 sẽ được chọn làm bias.

Trong máy tính thường có các dạng số dấu chấm động (theo chuẩn IEEE 754-1985)sau :

Short real – dùng 4 byte để lưu trữ, 1 bit dấu, 8 bit phần mũ, 23 bit phần định trị

(không chứa phần nguyên của phần định trị) Bias = 127.

Long real – dùng 8 byte để lưu trữ, 1 bit dấu, 11 bit phần mũ, 52 bit phần định trị

(không chứa phần nguyên của phần định trị) Bias = 1023.

Temporary real – dùng 10 byte để lưu trữ, 1 bit dấu, 15 bit phần mũ, 64 bit phần

định trị (không chứa phần nguyên của phần định trị) Bias = 16383.

Ta xem cụ thể một loại số chấm động kiểu short real sau để thấy rõ

* Số dấu chấm (phảy) động kiểu short real

Để biểu diễn số 0,0001b chúng ta có phần định trị là 1 và phần mũ là -4, Sau khicộng thêm 127, chúng ta nhận được phần mũ là 123 = 01111011b

Hình sau mô tả sắp xếp của một dấu phảy động 32 bits, trong đó S là một bit dấu,exponent (phần mũ) chiếm 8 bits, mantissa (phần định trị) chiếm 23 bits

31 30 23 22 0

Hình 1.2 Biểu diễn số dấu chấm (phảy) động 32 bit trong máy tính

Ví dụ biểu diễn số 4,9 ở dạng dấu phảy động 32 bit (short real):

áp dụng cách biểu diễn số dấu chấm động ở hình 1.1, chúng ta có:

4.9 = 100.1110011001100…b = 1.001110011001100…x 22bSau khi chuẩn hóa ta có phần định trị là: 1.00111001100110011001100 và

phần mũ là 2 Cộng thêm bias vào phần mũ, ta nhận được 129 = 10000001b Do phần

nguyên trong phần định trị không được lưu nên ta được số biểu diễn trên máy cho giátrị 4.9 là (số dương nên S = 0):

0 10000001 00111001100110011001100b hay bằng 409CCCCCh

Ví dụ biểu diễn số -0.75 ở dạng dấu phảy động 32 bit (short real):

Chúng ta có biểu diễn nhị phân của 0.75 = 0.11b, do đó

–0.75 = -0.11b = -1.1b x 2-1 = (-1)1 1.1b x 2-1Phần định trị sẽ được chuẩn hóa bằng 1.10000000000000000000000b

Phần mũ là -1, cộng với bias = 127, ta được phần mũ là 126 = 01111110b

c1 Mã một byte

Hệ thống mã ASCII (American Standard Code for Information Interchange) trướcđây sử dụng 7 bit để mã hóa cho một ký tự, đo đó có tổng cộng 27 = 128 mã ASCII.Bảng 1.7 trình bày các mã ASCII và các ký tự tương ứng với chúng

Chú ý rằng chỉ có 95 ký tự ứng với 95 mã ASCII từ 32  126 là có khả năng hiểnthị (in được), các mã từ 0  31 và mã 127 được dùng đến với các mục đích điều khiểnquá trình truyền thông, do đó không có khả năng in được Hầu hết các máy vi tính chỉ

sử dụng các ký tự in được và một số ký tự điều khiển như CR (về đầu dòng), LF(xuống dòng), HT (Tab), BS (xóa lùi), BEL (Đưa tiếng bip ra loa)

Vì mỗi ký tự ASCII được mã hóa bằng 7 bit nên mã của một ký tự chứa vừa vặntrong một byte với MSB = 0 Các ký tự in được có thể hiển thị ra màn hình hoặc ramáy in, trong khi đó các ký tự điều khiển lại dùng để điều khiển các thiết bị này Ví dụ

để hiển thị ký tự A trên màn hình, chương trình sẽ gửi mã ASCII 41h đến màn hình,còn để lùi con trỏ trở lại đầu dòng, chương trình sẽ gửi mã ASCII có giá trị 13 (0Dh –

mã ASCII của ký tự điều khiển CR) đến màn hình

Ngoài ra máy tính cũng hiển thị một số ký tự đặc biệt ứng với một số mã ASCIIkhông in được Như ta sẽ thấy bộ điều khiển màn hình của IBM PC có thể hiển thị một

bộ ký tự với mã ASCII mở rộng 256 ký tự (bảng 1.8)

Sử dụng tiếng việt có dấu với mã 1 byte, các chương trình hỗ trợ soạn thảo tiếngViệt như ABC2.0, VietKey2000 có sử dụng mã 15 - TCVN3 - ABC (tiêu chuẩn ViệtNam 3 – ABC)

BẢNG MÃ ASCII VỚI 128 KÝ TỰ ĐẦU.

BẢNG MÃ ASCII VỚI 128 KÝ TỰ NỬA SAU (MÃ ASCII MỞ RỘNG).

mã dùng chung cho toàn thế giới Song song với tổ chức Unicode còn có tổ chứcISO(Tổ chức chuẩn quốc tế chính thống) cũng nghiên cứu một bộ mã đa ngữ dùngtrong CNTT là ISO /IEC 10646 Unicode và ISO từ năm 1993 đã thống nhất cùngnhau phát triển và đồng nhất 2 bộ mã ở miền 16-Bit Unicode là bộ mã 16-Bit (có65.536 ô mã)

Các định dạng biến đổi tập kí tự Unicode (UTF-Unicode Transformation Format)thực hiện biến đổi mỗi giá trị Unicode thành một dãy giá trị mã duy nhất Một UTF cóthể xác định một thứ tự byte cho việc tuần tự hoá các giá trị mã trong byte UTF cũng

có thể xác định việc dùng dấu thứ tự byte Unicode định nghĩa ra các định dạng biếnđổi tập kí tự là UTF-8, UTF-16, UTF-16LE, UTF-16BE, UTF-32

Dạng mã hoá mặc định của chuẩn Unicode là 16-bit: các kí tự được gán một giá trị16-bit duy nhất, ngoại trừ các kí tự được mã hoá bằng các thay thế bao gồm một cặphai giá trị 16-bit Dạng mã hoá 16-bit này chính là định dạng UTF-16 Trong UTF-16,các kí tự cho tới 65 535 được mã hoá thành các giá trị 16-bit; các kí tự trên 65535được mã hoá thành các cặp giá trị 16-bit (thay thế)

Sử dụng tiếng việt có dấu với mã 2 byte, chương trình hỗ trợ soạn thảo tiếng Việtnhư VietKey2000 có sử dụng mã 39 – VN Unicode 1 (Unicode Pre-Compound)

CHƯƠNG 14 Phần cứng và phần mềm

Các chương trình viết bằng ngôn ngữ máy (cấp 1) được thực thi trực tiếp bằngcác mạch điện tử của máy tính, không có trình thông dịch và biên dịch nào can thiệpvào Các mạch điện tử cùng với bộ nhớ và các thành phần xuất / nhập tạo nên phầncứng máy tính

Phần cứng máy tính (hardware) được hiểu như toàn bộ các thiết bị cơ khí,

nhựa, linh kiện điện tử để cấu thành nên máy tính, bao gồm các mạch tích hợp, cácboard mạch in, cable, nguồn cung cấp, bộ nhớ, thiết bị đầu cuối, … Nâng cao tốc độ

xử lý, tăng dung lượng bộ nhớ, tăng độ tin cậy, giảm thể tích, giảm năng lượng tiêuhao, tăng khả năng ghép nối là những mục tiêu mà kĩ thuật hướng tới

Phần mềm máy tính (software) là thuật ngữ để chỉ toàn bộ các chương trình

được cài đặt và chạy trên máy tính Phần mềm được lưu giữ trong một số phần cứng

như đĩa cứng, đĩa mềm, chíp, CD, băng từ "Có thể ví phần cứng là thể xác, phầnmềm là linh hồn của máy tính" Phần mềm máy tính bao gồm các loại sau:

- Phần mềm hệ thống: Là các chương trình có chức năng điều khiển, khai thác phầncứng để thực hiện yêu cầu của người sử dụng Các chương trình do các nhà lập trìnhchuyên nghiệp cài đặt với chất lượng cao để điều hành toàn bộ hoạt động của MTĐTgọi chung là phần mềm hệ thống Phần mềm hệ thống bao gồm hệ điều hành vàchương trình cơ sở (firmware)

+ Firmware chính là thành phần bao gồm phần mềm được đặt vào bên trong các mạchđiện tử trong quá trình sản xuất, nó được dùng khi chương trình không thay đổi hayhiếm khi phải thay đổi ví dụ như chương trình điều khiển đặt trong ROM BIOS BIOStrong máy tính là đoạn mã chương trình để khởi động phần cứng máy tính và tìm hệđiều hành

+ Hệ điều hành là phần mềm thực sự điều khiển các chức năng của máy tính HĐH làphần mềm tích hợp tất cả hoạt động của máy tính và giao diện với phần mềm ứngdụng giúp người sử dụng có thể sử dụng máy tính như một công cụ

- Phần mềm tiện ích : Cung cấp cho người sử dụng các công cụ bảo vệ phần mềm Một

bộ tiện ích tốt phải có khả năng chuẩn đoán và điều trị các tranh chấp, lỗi hệ thống,giúp quản lý tập tin, chăm sóc, dọn dẹp đĩa cứng Ví dụ của phần mềm tiện ích gồm cócác phần mềm diệt vi rút, phần mềm dọn dẹp đĩa, khôi phục các thông tin bị xoá, saochép dự phòng, phần mềm nén file…

- Phần mềm ứng dụng : Là các phần mềm chuyên môn hoá cho phép người sử dụngdùng máy tính như một công cụ cho một công việc cụ thể Ví dụ phần mềm xử lý vănbản, bảng tính, hệ thống thông tin quản lý, thiết kế đồ hoạ,…

- Các ngôn ngữ lập trình: Là các phần mềm giúp con người có thể tạo ra nhữngchương trình của họ Đối với ba loại phần mềm trên người sử dụng chỉ biết thao tác,khai thác một cách thụ động còn với ngôn ngữ lập trình người sử dụng có thể viết racác phần mềm của riệng mình thuộc vào một trong ba loại trên ví dụ các ngôn ngữ lậptrình: ngôn ngữ máy, hợp ngữ, ngôn ngữ bậc cao như PASCAL, C, các công cụ lậptrình trong bộ Microsoft Visual Studio…

CHƯƠNG 15 Ứng dụng CNTT và sự phát triển của xã hội

Tin học đã và đang được ứng dụng rất rộng rãi trong rất nhiều các lĩnh vực như:

- Giải quyết các bài toán khoa học kĩ thuật: các bài toán phát sinh từ các lĩnh vực

thiết kế kĩ thuật, xử lý các số liệu thực nghiệm quy hoạch và tối ưu hoá thường dẫnđến những khối lượng rất lớn tính toán số mà nếu ta không dùng máy tính ta không thểthực hiện được trong phạm vi thời gian cho phép Những tiến bộ trong kĩ thuật tin họchiện nay cho phép nhà thiết kế không những có thể “tính” được phương án mà còn cóthể thể hiện được các phương án đó một cách trực quan trên màn hình hoặc in ra giấy

và trong chừng mực nhất định, ta có thể “sửa” các phương án thiết kế trực tiếp trênmàn hình hiện ra trên màn hình

- Giải các bài toán quản lý: Mọi hoạt động của con người đều cần được quản lý Các

hoạt động quản lý rất đa dạng nhưng đều có một đặc điểm chung là thường liên quanđến và phải xử lý một khối lượng thông tin lưu trữ lớn (các hồ sơ, chứng từ ) nhưngquy trình xử lý nói chung là đơn giản Cùng với một số phần mềm chuyên dụng nhưcác hệ quản trị dữ liệu (Foxpro, Access…), máy tính là công cụ lao động xử lý thôngtin đã trợ giúp đắc lực trong lĩnh vực này Các bước khi ứng dụng tin học để quản lý:

+ Tổ chức lưu trữ các hồ sơ, chứng từ trên máy bao gồm cả việc sắp xếp dữ liệu, thôngtin cần thiết một cách hợp lý để tiện dùng.

+ Xây dựng các chương trình tiện dụng làm các việc như cập nhật các hồ sơ, khai thácthông tin theo yêu cầu khác nhau: tìm kiếm, đưa ra danh sách các thông tin theo yêucầu…

- Soạn thảo, in ấn, lưu trữ văn bản: Với sự trợ giúp của các chương trình xử lý văn

bản, các phương tiện in ấn tin học đã tạo cho việc biên soạn các văn bản hành chínhvới bộ mặt hoàn toàn mới Tin học tạo cho con người khả năng tổ chức các thông tintrên máy rất tiện lợi cho việc tra cứu và cập nhật

- Tự động hoá: bằng các kĩ thuật đo và truyền số liệu hiện đại cũng như các chương

trình chuyên dụng được cài đặt thích hợp, qua trình điều khiển các thiét bị có thể giaophó cho các máy tính tự động thực hiện thay cho con người

- Các lĩnh vực thông minh (trí tuệ nhân tạo): Hiện nay các nhà tin học đang tập trung

nghiên cứu việc tạo ra các máy có thể đảm đương một số hoạt động thuộc một số lĩnhvực trí tuệ của con người hoặc những hoạt động đặc thù của con người ( hiểu ngôn ngữ

tự nhiên dưới dạng văn bản viết tay, nghe và hiểu tiếng nói) Các nghiên cứu này đượcxếp vào một lĩnh vực tên gọi là trí tuệ nhân tạo

- Tin học và Giáo dục & Đào tạo: Tin học là một thành tố quan trọng trong nền học

vấn phổ thông nhằm hình thành và phát triển phẩm chất con người cho xã hội mới – xãhội thông tin Tin học là một tiến bộ khoa học kĩ thuật, công cụ hiện đại thể hiện quaphương tiện được nhìn hiện đại giúp nâng cao chất lượng dạy và học Hỗ trợ cho thầygiáo trong việc dạy: mở rộng kiến thức, trình bày bài giảng…Giúp học sinh học tậpmột cách chủ động, làm việc theo khả năng của bản thân, phát huy khả năng sáng tạothông qua hệ thống các bài tập và câu hỏi phong phú đa dạng

2 Đổi các số thập phân sau ra số nhị phân và hex: 97, 629, 973, 1026

3 Đổi các số nhị phân sau ra các số hệ10 và hex:

9 Đổi số -120 ra số nhị phân 16 bit và số nhị phân 8 bit.

10 Cho biết các số thập phân sau, có thể lưu được hay không trong (a) như một số 16bit; (b) như một số 8 bit

CHƯƠNG 16 Cấu trúc tổng quan về máy tính CHƯƠNG 17 Kiến trúc chung của máy tính

Quá trình xử lý thông tin của một hệ xử lý thông tin bất kỳ nào cũng gồm có 4

bước chính: - Thu nhận thông tin (Receive input)

- Xử lý thông tin (process information)

- Xuất thông tin (produce output)

- Lưu trữ thông tin (store information)

Máy tính thực chất là công cụ để giúp con người xử lý thông tin, do vậy tổngquan về máy tính cũng được chia ra các thành phần tương ứng với các bước xử lýthông tin đó:

- Thiếp bị nhập (input device): thực hiện thao tác đưa dữ liệu từ thế giới bên ngoài vào,thường là bàn phím và con chuột, nhưng cũng có thể là các loại thiết bị khác mà ta sẽnói rõ hơn ở những phần sau

- Thiết vị xử lý: hay đơn vị xử lý trung tâm - CPU thực hiện thao tác xử lý, tính toáncác kết quả, điều hành hoạt động tính toán của máy vi tính, có thể xem CPU như một

bộ não của con người

- Thiết bị xuất (Output) thực hiện thao tác gởi thông tin ra ngoài máy vi tính, hầu hết làdùng màn hình máy tính là thiết bị xuất chuẩn, có thể thêm một số khác như máy in,hoa…

- Thiết bị lưu trữ (storage devices) được dùng để cất giữ thông tin Lưu trữ sơ cấp(primary momery) là bộ nhớ trong của máy tính dùng để lưu các tập lệnh củ chươngtrình, các thông tin dữ liệu sẵn sàng trong tư thế chuẩn bị làm việc ty theo yêu cầu củaCPU Lưu trữ thứ cấp (secondary storage) là cách lưu trữ đơn thuần với mục đích cấtgiữ dữ liệu, cách này dùng các thiết bị như đĩa cứng, đĩa mềm, CD,

GV V¬ng Quèc Dòng – Khoa CNTT - §¹i häc C«ng nghiÖp Hµ Néi 31

-Khối xử lý trung tâm CPU

Khối điều khiển

Khối tính toán

Các thanh ghi

Bộ nhớ trong ROM + RAM

Các thiết bị raCác thiết bị

vào

Bộ nhớ trong là loại bộ nhớ có thời gian truy nhập nhỏ Nó được dùng để ghi

chương trình và dữ liệu trong thời gian xử lý Vì giá thành của nó tương đối cao và do

cơ chế địa chỉ hoá nên bộ nhớ trong thường có dung lượng không lớn lắm (từ vài MBđến vài trăm MB, hiện nay đã có những bộ nhớ đến hàng GB )

Bộ nhớ trong được cấu tạo từ các phần tử có hai trạng thái khác nhau Một trạngthái thể hiện giá trị 0 và trạng thái thứ hai thể hiện giá trị 1 Có nhiều kĩ thuật chế tạocác phần tử có hai trạng thái Ví dụ, bộ nhớ bán dẫn sử dụng hai trạng thái đóng mởmạch điện để thể hiện giá trị bit Cần phân biệt thiết bị vật lý (ví dụ mạch điện) làphần cứng, cố định còn trạng thái của thiết bị thì không cố định, dễ dàng thay đổi (ví

dụ bằng cách đóng/ mở mạch điện)

Thành phần chủ yếu của bộ nhớ máy tính điện tử là mạch tích hợp, bộ nhớtrong được chia thành hai loại là RAM và ROM

Bộ nhớ RAM (Random Access Memory): RAM còn có tên gọi là RWM (Read

Write Memory) là loại bộ nhớ có thể ghi và đọc dữ liệu Dữ liệu phải nuôi bằng nguồnđiện nên dữ liệu lưu trữ trong RAM sẽ bị mất đi khi mất nguồn nuôi

Bộ nhớ ROM(Read Only Memory): ROM là loại bộ nhớ cố định, chỉ cho phép

người sử dụng đọc dữ liệu ra nhưng không cho phép ghi vào Dữ liệu được ghi vàoROM trong lúc chế tạo hoặc bằng phương tiện chuyên dụng Tuy vậy, để tạo khả năngthay đổi dữ liệu đã ghi trong ROM người ta dùng loại bộ nhớ gọi là PROM

Dữ liệu ghi trong ROM cần nguồn nuôi ROM thường dùng để lưu trữ cácchương trình cơ sở (ví dụ: chương trình vào/ ra cơ sở ROM-BIOS) và các dữ liệu điềukhiển phục vụ tất cả các chương trình chạy trên máy

Bộ nhớ trong được tổ chức như dãy liên tiếp các ô nhớ được đánh số Chỉ sốcủa mỗi ô nhớ gọi là địa chỉ của ô nhớ đó Địa chỉ được đánh số lần lượt từ 1, 2 (địachỉ bộ nhớ thường ở dạng đếm Hexa) Mỗi ô nhớ gồm nhiều ngăn, mỗi ngăn là mộtbít Độ dài của ô nhớ là khác nhau theo từng loại máy Phần lớn các ô nhớ trong cácmáy vi tính có độ dài là 8 bit (1 byte).

Bộ nhớ ngoài: còn được gọi là các thiết bị lưu trữ thứ cấp, chúng chính là các ổ

đĩa cứng, đĩa mềm, đĩa CD-ROM, ổ flash ROM (ổ USB)… sẽ được giới thiệu ở phầnsau

CHƯƠNG 18 Bộ vi xử lý (CPU - đơn vị xử lý trung tâm)

Ðơn vị xử lý trung tâm (Central Processing Unit) - CPU là một mạch xử lý dữ

liệu theo chương trình được nhớ sẵn bên trong máy tính Nó là một mạch tích hợpphức tạp gồm hàng triệu transitor trên một bảng mạch nhỏ Phần lớn người dùngkhông biết và cũng không cần biết đến cái gì trên CPU Một CPU có thể thi hành hàngtriệu lệnh mỗi giây, để như vậy, trong một CPU tiêu biểu phải có nhiều thành phầnphức tạp với các chức năng khác nhau hoạt động nhịp nhàng với nhau để hoàn thànhcác tập lệnh chương trình Ở đây chúng ta sẽ xem qua các thành phần căn bản bêntrong của một CPU CPU Gồm có các thành phần chính:

Arithmetic Logic Unit (ALU) - đơn vị số học và logic: bao gồm một số thanh

ghi - register, thường là 32 hay 64 bit Nó thực hiện các lệnh của đơn vị điều khiển và

xử lý tín hiệu Theo tên gọi, đơn vị này dùng để thực hiện các phép tính số học đơngiản (cộng, trừ, nhân, chia số nguyên) hay phép tính luận lý đối với dữ liệu (so sánhlớn hơn, nhỏ hơn, )

Ðơn vị nạp lệnh - Prectch unit: ra chỉ thị cho đường truyền đọc các lệnh được

lưu giữ tại một địa chỉ bộ nhớ riêng biệt Ðơn vị này không chỉ định vị và nạp lệnhđược thi hành kế tiếp mà còn nạp cả các lệnh lần lượt sau nữa vào hàng chờ sẵn sànghoạt động

Ðơn vị giải mã - Decode unit: ra chỉ thị cho đường truyền đọc các lệnh được

lưu giữ tại một địa chỉ bộ nhớ riêng biệt Ðơn vị này không chỉ định vị và nạp lệnhđược thi hành kế tiếp mà còn nạp cả các lệnh lần lượt sau nữa vào hàng chờ sẳn sànghoạt động

Ðơn vị nối ghép đường truyền - Bus Interface Unit bộ phận dẫn truyền điều

phối các thông tin

Bộ nhớ ẩn(Bộ nhớ đệm) - cache memory là một bộ nhớ nhỏ tốc độ cao đặt ngay

bên trong bộ xử lý và nối trực tiếp với mạch xử lý để lưu trữ các lệnh chuẩn bị đượcthực hiện, hay các lệnh thường xuyên được dùng để sẵn sàng cho CPU Bộ nhớ này chỉ

do bộ xử lý kiểm soát, người sử dụng không thể thâm nhập được, nhằm phục vụ choviệc tăng tốc độ tính toán của bộ xử lý Loại Cache memory nằm ngay trong bản thân bộ

xử lý thường được gọi là Cache nội hay cache sơ cấp - primary, hay còn gọi là Cache L1(cache level 1) Loại Cache memory nằm ngoài bộ xử lý thường được gọi là cache ngoạihay cache thứ cấp - secondary cache, hay còn gọi là Cache L2 (cache level 2)

Ðơn vị điều khiển - control unit: có nhiệm vụ thông dịch các lệnh của chương

trình và điều khiển hoạt động xử lý, được điều tiết chính xác bởi xung nhịp đồng hồ hệthống

Mạch xung nhịp hệ thống - system clock: dùng để đồng bộ các thao tác xử lý

trong và ngoài CPU theo các khoảng thời gian không đổi, khoảng thời gian chờ giữahai xung gọi là chu kỳ xung nhịp Tốc độ theo đó xung nhịp hệ thống tạo ra các xung

tín hiệu chuẩn thời gian gọi là tốc độ xung nhịp - tốc độ đồng hồ tính bằng triệu đơn vịmỗi giây - Mhz.

Thanh ghi - register là phần tử nhớ tạm trong bộ vi xử lý dùng lưu dữ liệu và

địa chỉ nhớ trong máy đang thực hiện tác vụ với chúng

CHƯƠNG 19 Các thiết bị ngoại vi

CHƯƠNG 20 Thiết bị nhập

Được sử dụng để thu nhận dữ liệu vào bên trong máy tính để xử lý, nó gồm cómột số các thiết bị cơ bản sau:

Bàn phím (keyboard): là thiết bị dùng để đưa dữ liệu vào MTĐT trực tiếp, không qua

giá mang tin Khi ta ấn một phím, tín hiệu được truyền cho máy tính thông qua bộ lập

mã, tạo mã ứng với kí tự của phím được ấn đó Các dữ liệu được gọi vào từ bàn phímtức thời được hiện lên màn hình

Một số tổ hợp phím đặc biệt:

- CTRL_ALT_DEL khởi động lại máy

- CTRL_BREAK chấm dứt thực hiện chương trình đang chạy

- CTRL_S dừng tạm thời quá trình thực hiện trên màn hình

Con chuột(mouse): dùng để chuyển dịch một ký hiệu hay một đối tượng được chọn từ

nơi này sang nơi khác trên màn hình Con chuột thường được thể hiện thông qua contrỏ trên màn hình Khi người sử dụng di chuyển con chuột trên mặt bàn thì con trỏcũng di chuyển trên màn hình Chuột máy tính gồm một số loại:

Con chuột chuẩn: gồm các nút nhấn ở trên và một hòn bi ở dưới, nó có cấu tạo nhỏ

gọn nối máy tính bởi một sợi dây, có thể dịch chuyển dễ dàng và đó cũng là nhiệm vụcủa nó

Con chuột bóng - Trackball: nó cũng gồm các thành phần như trên, nhưng viên bi lại

hướng lên trên Thường được chế tạo to lớn khó di chuyển chuột được, tác vụ dichuyển chuột thực hiện trực tiếp bằng chính người dùng dùng tay lăn viên bi, nút nhấnvẫn không thay đổi chức năng

Phiến nhấn - touch pad: là một phiến nhỏ nhạy cảm với những áp lực nhấn lên nó dù

nhỏ, người dùng di chuyển con trỏ bằng cách rê ngón tay trên phiến đó

Ngoài ra còn có một số các thiệt bị nhập khác như:

Cần điền khiển - Joystick: cũng được xem là thiết bị tính năng chỉ điểm đặc biệt, nó

giống như cần điều khiển trong máy trò chơi điện tử

Màn hình cảm ứng - Touch Screen: màn hình thiết kế đặc biệt để có thể cảm nhận

được sự chỉ điểm của ngón tay hoặc vật gì đó đối với màn hình

Bàn vẽ - Graphic table là một thiết bị đặc dụng dành cho những nhà thiết kế hay họa

sỹ, bàn vẽ càng tốt thì độ nhạy cảm về áp lực trên nó càng cao Bàn vẽ sẽ chuyển trựctiếp những hình ảnh được vẽ trên bàn vẽ thành các hình ảnh trên máy tính

Máy quét ảnh - scanner: là một thiết bị nhập liệu có thể biến những hình ảnh thành

những thông tin số hóa đại diện cho nó

Máy ảnh số – digital camera: cũng bằng phương pháp tương tự như scanner, máy ảnh

số dùng để chụp hình ảnh bên ngoài, thay vì lưu hình ảnh lên phim thì nó lưu ảnh dướidạng thông tin số hóa

Máy quay phim số – digital video camera: hoạt động với phương thức tương tự máy

ảnh số nhưng là lưu giữ những hình ảnh động thay vì hình ảnh tĩnh, ngoài ra nó cònthu được âm thanh nữa

Thiết bị âm thanh số hóa – Audio digitalizer: là micro, loa, CD, các nhạc cụ điện tử

Ngoài ra còn có một số các thiết bị đọc như :

Thiết bị đọc đánh dấu quang học Opticalmark readder, Thiết bị đọc mã vạch Barcode reader, Thiết bị đọc chữ in từ tính - magnetic-ink character reader, Bút viết máy tính - pen-based computer

-CHƯƠNG 21 Thiết bị xuât

Có hai thiết bị xuất chủ yếu là màn hình và máy in

Màn hình máy tính sẽ cho ta thấy những ký tự mà ta gõ trên bàn phím hoăc các

thông điệp từ máy tính Những thế hệ màn hình mới có thể thể hiện chi tiết các hìnhảnh cũng như chữ, số và các ký hiệu với đủ loại màu sắc khác nhau

Có hai loại chính là: màn hình dùng các bóng đèn tia điện tử cathode CRT

(cathode ray cathode) và màn hình tinh thể lỏng LCD (liquid crystal display) Tuy

rằng LCD là loại màn hình phẳng nhỏ gọn hơn CRT nhiều, nhưng giá của LCD lại rấtcao so với CRT Các màn hình CRT ngày nay cho chất lượng hình ảnh tốt hơn mànhình LCD Màn hình CRT này về cơ bản gồm một bóng đèn hình lớn chứa ba ốngphóng điện tử cho ba màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương Ba màu cơ bản này sẽ tạo rađược mọi màu khác cần hiển thị Mội điểm ảnh sẽ do 3 yếu tố RGB hợp thành tạo ramàu sắc cần thiết

Màn hình được nối kết với máy tính thông qua bộ điều hợp hiển thị - video

adapter hay display adapter Nó còn có tên gọi là cạc màn hình - display card, video card Bộ điều hợp hiển thị là một bảng mạch điện tử được cắm trong máy tính ở khe

cắm mở rộng Thông số dùng để phân loại màn hình máy tính và tivi được quy địnhgiống nhau - là độ dài đo được của đường chéo màn hiển thị Một máy tính để bànthông thường có màn hình thừ 14 đến 17 inch Hình ảnh hiện trên màn hiển thị là sự

kết hợp của nhiều chấm nhỏ - gọi là điểm ảnh - pixel Ðộ phân giải của màn hiển thị

thông thường là 72 điểm trong một inch cho mỗi chiều ngang và dọc (Ðơn vị tính độphân giải viết tắt là DPI - điểm trong một inch: Dots Per Inch) Ðộ phân giải càng cao,các điểm ảnh càng sít lại với nhau, hình ảnh càng mịn hơn và đẹp hơn

Máy in (Printer) được gắn với máy tính sẽ là thiết bị xuất có giá trị lưu trữ, bởi

các bản in ra giấy Máy in có nhiều loại và được chia thành hai nhóm chính: máy in gõ hay máy in không gõ (impact printer or nonimpact printer)

Máy in gõ: là các máy in theo dòng hay theo ma trận điểm Các máy in kim là

loại này, có đặc điểm là tốc độ in chậm, ồn ào, độ phân giải thấp cho chất lượng in ấntrung bình Máy in này dùng một đầu kim chạy suốt chiều ngang giấy để ấn các kimxuống giấy (qua lớp băng mực) theo tín hiệu điểu khiển, nhiều lần như vậy tạo nên bản

in Số đầu kim của máy càng cao thì độ phân giải đạt được càng cao, các loại máy in9,18 kim hầu như không còn được sử dụng nữa, thông dụng nhất của máy in loại này

có lẽ là có thể in trên khổ giấy lớn mà giá máy rẻ và có thể nhân thành nhiều bản bằnggiấy than do sự gõ truyền lực

Máy in không gõ: là loại máy in như tên gọi của nó - không dùng tác động cơtạo nên chữ mà bằng các kỹ thật hiện đại khác

Máy in nhiệt - dùng các xung điện từ mạch kích thích của máy in làm cho đầukim ma trận điểm nóng lên và nguội đi rất nhanh, nhưng đầu kim này không gõ vàogiấy mà do sự nóng nguội theo ma trận điểm nó sẽ làm đổi màu các điểm trên loại giấyđặc biệt tạo nên các ký tự cần in Tốc độ máy in tương đối nhanh và ít tốn điện, nhưngphải dùng loại giấy in nhiệt - thermal paper

 Máy in phun mực - inkfet printer: cũng là loại máy in không gõ, đồng thờiđầu in cũng không tiếp xúc giấy in, nó thực hiện thao tác in bằng cách phun các giọtmực lên các hạt mực li ti tạo nên bản in Trong máy in phun ngày nay thiết bị phundùng tinh thể áp điện - nó dao động cơ học với tần số cố định khi có điện áp điều khiểntác động vào

 Máy in laser: dùng công nghệ in tĩnh điện (electrostatic - ES) là phương pháp

in tạo hình ký tự bằng cách tạo ra điện tích tĩnh điện và làm chảy mực lên giấy nhờ quátrình nung nóng

 Máy in màu: hoạt động dựa trên nguyên tắc các điểm màu cơ bản li ti xen kẽnhau tạo nên nhiều màu sắc phong phú Ðể thể hiện màu sắc theo nguyên tắc này cónhiều phương pháp phối màu khác nhau

CHƯƠNG 22 Thiết bị lưu trữ

Máy tính có các thiết bị ngoại vi có khả năng nhận và xuất dữ liệu - đó là các ổ

đĩa máy tính, nơi ghi nhớ các thông tin dữ liệu Những thiết bị này gọi là các thiết bị

lưu trữ thứ cấp secondary starage (thiết bị lưu trữ sơ cấp khác bộ nhớ chính

-primary storage là bộ nhớ máy tính.) Khác với thiết bị lưu trữ sơ cấp khi ngắt điện làmọi thứ trong RAM đều không còn, loại thứ cấp này có thể lưu dữ kiện ngay cả khikhông có nguồn nuôi, xét về lý thuyết, dữ liệu trên loại này có thể tồn tại vĩnh viễn và

có thể được đọc, ghi, sửa hay xóa lúc này hay lúc khác, Có hai phương pháp lưu dữkiện tạo nên hai họ khác nhau, là dựa trên từ tính, và dựa trên khả năng ứng dụngquang học

a Ðĩa từ

Có hai loại chủ yếu là đĩa mềm và đĩa cứng Ðĩa mềm, có thể hiểu đơn giản làloại đĩa dung lượng thấp, nhỏ gọn tháo lắp dễ dàng, nhiều đĩa dùng chung một ổ đĩa.Hiểu như vậy để có thể phân biệt với đĩa cứng là loại ổ đĩa thường lắp hẳn bên trongmáy, ít được tháo rời, phức tạp, và bản thân nó là thiết bị hoàn chỉnh đọc ghi với dunglượng lớn

Ðĩa mềm - floopy disk: Gồm vỏ bảo vệ và một đĩa plastic nhỏ có phủ vật liệu từ

(oxit sắt, oxit niken hoặc oxit coban pha với vật liệu không từ tính hay đất hiếm) Dữliệu thông tin dạng số sẽ được đại diện bởi các hạt từ tính, các hạt này do có tính từtính, nên bằng một phương pháp nào đó nó được xác định một trong hai hướng rõ rệt -như vậy thể hiện được số 0 hay số 1 Ðĩa mềm cũng trải qua nhiều thế hệ, những khácnhau giữa các hệ dĩa mềm chỉ là quanh vấn đề dung lượng nhớ của nó chứ về nguyêntắc hoạt động của dĩa cũng như ổ đĩa không có thay đổi lớn nào Ngày nay người ta chỉcòn dùng loại đĩa mềm 3.5 ich thường gọi là 1 đĩa 1.44Mb, nhưng cũng có loại2,88Mb Loại 5,25 inch gần như không còn được dùng nữa Ðĩa mềm có tính cơ độngcao, nhưng bị hạn chế về dung lượng nhớ, hiện nay các chương trình hầu như khôngthể chạy trên đĩa mềm như cách đây khoảng 5 năm, cho nên đĩa mềm chủ yếu dùngsao lưu dữ liệu, vả lại tốc độ đọc ghi của đĩa mềm rất thấp - bù lại giá đĩa mềm tươngđối rẻ, bạn có thể mua một hộp đĩa mềm với giá khoảng 50.000 đồng (10 hay 11 đĩa)

Ðĩa cứng - Hard disk: Có thể so sánh tên gọi đĩa cứng và đĩa mềm cũng đủ rút

ra kết luận Ðĩa cứng cứng hơn đĩa mềm! Và giá cả cũng đắt hơn Bạn có thể hìnhdung, ổ đĩa cứng gồm vỏ cứng bảo vệ, các bộ phận điều khiển xuất nhập, nguồn, vàđĩa từ tính Bộ khung vỏ bảo vệ thường là hợp kim nhôm đúc ở áp lực cao, cũng có hai

cỡ 5.25 inch và 3.5 inch, và thông dụng nhất vẫn là loại 3.5 inch Dung lượng ổ cứngkhông phải bị chi phối bởi vỏ ổ cứng mà ở đĩa từ Ðĩa từ của ổ cứng thường làm từnhôm, thủy tinh hay gốm-phủ một lớp vật liệu từ và lớp bảo vệ ở cả hai mặt Ổ cứng

có thể có nhiều đĩa từ xếp chồng lên nhau trên trục môtơ quay Ðể hoạt động đọc ghi,

ổ cứng còn có các đầu từ, môtơ dịch chuyển đầu từ, mạch chính, mạch điện tử điềukhiển, và thường có bộ nhớ cache Ðĩa cứng rất đa dạng về dung lượng, có thể từ vàichục Mb đến vài nghìn Mb hay hơn nữa, và phụ thuộc nhiều vào các chuẩn kỹ thuậtgiao tiếp Loại ổ cứng thường dùng trong máy vi tính hiện nay khoảng 1 Gb đến 2 Gb,một con số khổng lồ nếu so với cách đây 5 năm khi mà ổ cứng chỉ có thể từ 100Mbđến 200Mb, thậm chí có máy không trang bị ổ cứng nữa

Các ổ cứng giao tiếp với máy thông qua một dữ liệu cắm vào mạch điều khiển.Những máy tính thế hệ tiền PCI- tức là từ VesaLocalBus trở về trước giao tiếp giữamáy và thiết bị ngoại vi đều thông qua bảng mạch giao tiếp - thường gọi là cạc IO(input-output), tức là con chuột, ổ cứng, ổ mềm, máy in, joystick, đều nối vào đây Ðểhoạt động, các ổ cứng giao tiếp với máy thông qua các chuẩn ESDI, IDE, SCSI ChuẩnESDI (Enhanced Small Device Interface) xuất hiện đầu năm 1983 dùng phương pháp

mã hóa RLL, tốc độ có thể đạt đến khoảng 24 MB mỗi giây, là dạng giao tiếp câm nêncác điều khiển quan trọng đều do card quản lý Chuẩn IDE (Intelligent DriveElectronic - Intergrated Drive Electronic) cũng còn gọi là ATA (AT Attachment) dùngloại mạch điện tử ổ đĩa thông minh, hiện nay còn có các chuẩn SATA(Serial ATA),PATA, là giao tiếp ở mức hệ thống Chuẩn này nối với máy bằng một cáp nguồn 4chân và một cáp dữ liệu 40 chân Loại ổ đĩa này có tốc độ khá cao nên được dùngtrong hầu hết các máy vi tính hiện nay, giá thành cũng rẻ hơn so với các loại ổ cứngkhác Nếu tính cụ thể thì khoảng 1.5USD cho 10Mb, rẻ hơn cả đĩa mềm: 1.5USD chogần 5 Mb Chuẩn giao tiếp SCSI (Small Computer System Interface) là một cấu trúcbus độc lập có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao, từ 4Mb/giây đến khoảng 10Mb/giây.Ðược ứng dụng với ổ cứng tạo nên một khả năng lưu trữ cao với tốc độ đọc ghi cao

Ðể dùng được, cần có một bảng mạch điều hợp SCSI, tuy nhiên một card SCSI này cóthể nối tiếp đến 7 thiết bị theo chuẩn này

Ổ băng ghi lưu: Cũng là thiết bị lưu trữ từ tính, nhưng loại này khác với các

loại trên ở tính chất truy cập tuần tự của nó, do đó chỉ dùng sao lưu chứ không dùng đểlàm việc hằng ngày như thiết bị truy cập ngẫu nhiên - đĩa cứng, đĩa mềm Ổ băng ghilưu gồm một hộp băng và cuộn băng từ cỡ 0,25 inch Loại này rất đa dạng về chủngloại và dung lượng, tùy yêu cầu công việc mà bạn lựa chọn

b Ðĩa quang học

Gọi là đĩa quang học, tức là vấn đề cốt lõi về kỹ thuật - đọc ghi dữ liệu đượcthực hiện trên nguyên tắc quang học, dùng tia sáng laser So với hệ thống từ tính, ổquang có ba điểm khác biệt chính: vì độ chính xác cao của thao tác quang học, nên ổđĩa quang có thể có dung lượng cao hơn ổ đĩa từ gấp nhiều lần so với ổ đĩa từ Ðộ bền

dữ liệu ghi bằng phương pháp quang học cao hơn so với phương pháp từ tính nhiềulần, tối thiểu cũng 50 năm Ðĩa quang có thể tháo lắp dễ dàng như một đĩa mềm màhiệu quả hơn nhiều, do đó ngày càng phổ dụng hơn Ðĩa CD - compact disc là loại này

Xuất phát từ nhu cầu âm thanh, CD âm thanh ra đời chứa dữ liệu dưới dạng cáchốc lõm, khi CD quay tia laser sẽ phát đến đĩa và nhận sự phản xạ khác nhau giữađiểm lõm và điểm không lõm ứng với số 0 và 1 hệ nhị phân Ðĩa CD-ROM ta dùnghiện nay cũng hoạt động theo nguyên tắc đó, vì là loại đĩa CD chứa dữ kiện chỉ đọc

được nên có tên có tên CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) Thông thường

dữ liệu có thể đưa vào loại đĩa quang giá rẻ 680Mb (khoảng 10USD đĩa trắng - 1USD

68 MB) như chúng ta dùng rộng rãi hiện nay, đồng thời các loại đĩa âm thanh cũng cóthể đọc hiểu vàhoạt động được bằng ổ đĩa CD của máy tính, nhưng đầu đọc của máy

CD âm thanh thì không thể đọc được đĩa CD dữ liệu Nói là CD-ROM-chỉ đọc, nhưng

dĩ nhiên là phải có một lần nào đó ghi dữ liệu lên đĩa rồi mới đọc, thao tác này theonguyên tắc khắc trên đĩa các điểm lõm hay không lõm đại diện cho số 0,1 bằng mộtnguồn phát tia laser công suất lớn Người ta tạo một đĩa gốc trước trên nguyên tắc nàybằng đầu CD có thể ghi trên một đĩa CD mới, sau đó âm bản của đĩa gốc được tạo rabằng quá trình mạ điện hoặc photopolymer Tiến trình nhân bản thực hiện bằng cáchphun polycarbonate-trong suốt, nhẹ, bền, ổn định, không nhiễm bẩn - nên đĩa CD giữđược thông tin gần như vĩnh viễn

DVD - Digital Vidéo Disc tức là đĩa vidéo kỹ thuật số hay Digital Versatile Disc

- đĩa đa năng kỹ thuật số là một công nghệ chỉ mới ra đời gần đây Cho đến thời điểmhiện nay, DVD vẫn chỉ còn trong dự án với giá thành khá cao, đã có DVD bán ra thịtrường nhưng chỉ ở dạng hàng mẫu không phổ biến lắm Vậy đâu là điểm mạnh màDVD được đoán là sẽ nhanh chóng thay thế CD trong tương lai ? Cũng như CD dầndần thay thế dĩa mềm bởi dung lượng hàng trăm Mb của nó, DVD thay thế CD-ROMbởi DVD có thể lưu ít nhất 3.8 Gb và có thể đạt đến 17 Gb DVD có kích thước giốngnhư CD (120mm đường kính và dày 1,2mm) cũng làm bằng nguyên liệu như CD Như

đã nói ở trên, đây là một bước tiến về công nghe? dữ liệu trên DVD sẽ được ghi vào

đĩa với mật độ cao hơn, sít hơn nhiều so với CD, lượng thấu kính trong đầu đọc nhiềuhơn để tăng độ chính xác - và đầu đọc sẽ dùng laser cóc sóng ngắn hơn, có thể là tialaser đỏ - laser hồng ngoại Quan trọng nhất là kỹ thuật DVD cho phép loại đĩa có hailớp trên một mặt, nên với mỗi lớp khoãng hơn 4Gb thì loại đĩa 2 lớp hai mặt hoàn toàn

có thể chứ đến 17Gb dữ liệu - hãy hình dung bằng toàn bộ dữ liệu của cả một thư viện

10 ngàn cuốn sách!

CHƯƠNG 23 Quá trình thực hiện lệnh (thực hiện chương trình)

Quá trình thực hiện chương trình trên máy tính thường gồm 5 công đoạn sau:+ Nhận lệnh (Instruction Fetch):

- Địa chỉ của lệnh cần nhận nằm ở PC sẽ được chuyển qua Bus địa chỉ để đưađến bộ nhớ tìm ra ngăn nhớ chứa lệnh

- CPU phát ra tín hiệu điều khiển đọc ngăn nhớ (MEMR)

- Nội dung của lệnh được chuyển qua Bus dữ liệu đưa vào thanh ghi lệnh (cóthể chỉ nhận mã lệnh)

+ Giải mã lệnh (Instruction Decode):

- Mã lệnh từ thanh ghi lệnh được chuyển đến đơn vị điều khiển và ở đó lệnhđược giải mã để xác định hành động của lệnh

+ Nhận dữ liệu (Data Fetch):

- Lệnh có thể yêu cầu nhận dữ liệu từ bộ nhớ hay cổng vào ra đưa vào CPU.+ Xử lý dữ liệu (Data Processing):

- Nếu lệnh yêu cầu thực hiện 1 phép toán nào đó thì dữ liệu sẽ chuyển vàoALU ở đó phép toán sẽ được thực hiện và kết quả tạm thời sẽ được cấttrong thanh ghi dữ liệu

+ Cất dữ liệu (Data Saving):

- Phát ra được tìm ra nơi cất

- Đưa dữ liệu ra ngoài

- Phát ra tín hiệu điều khiển ghi

CHƯƠNG 24 Các thế hệ máy tính và phân loại máy tính

CHƯƠNG 25 Máy tính cơ khí

Năm 1642, nhà khoa học Pháp Blaise Pascal (1623-1662) xây dựng một máyđầu tiên thực hiện công việc tính toán Đây là thiết bị hoàn toàn bằng cơ khí sử dụngcác bánh răng và cung cấp lực bằng một cánh tay quay Nó chỉ thực hiện được cácphép toán cộng và trừ 30 năm sau, nhà toán học vĩ đại người Đức Baron GottfriedWilherm von Leibniz (1646-1716) xây dựng một máy cơ khí làm được phép nhân vàchia, một máy tính tương đương với máy tính bỏ túi 4 chức năng (four-function pocketcalculator) ra đời sau đó 3 thế kỷ

Sau đó 150 năm, giáo sư Charles Babbage (1792-1871) đã thiết kế và xây dựngmáy sai phân (difference engine) Nó được thiết kế để chạy một giải thuật đơn: phươngpháp sai phân hữu hạn sử dụng các đa thức và cũng chỉ thực hiện các phép toán cộng

và trừ dùng để tính toán các bảng số thường gặp trong ngành hàng hải Đặc trưng thú

vị nhất của máy sai phân là phương pháp xuất dữ liệu: kết quả xuất được đục trên mộttấm khắc đồng có đai thép, báo trước sự ra đời của các phương tiện lưu trữ chỉ ghi mộtlần như thẻ đục lỗ, đĩa quang CD-ROM

Năm 1834, Babbage thiết kế và xây dựng máy phân tích (analytical engine).Máy phân tích có 4 thành phần: bộ lưu trữ (bộ nhớ), bộ tính toán, thành phần nhập(đầu đọc thẻ đục lỗ) và thành phần xuất (in và đục lỗ) Bộ tính toán có thể nhận cáctoán hạng từ bộ lưu trữ, thực hiện phép toán cộng, trừ, nhân hay chia chúng và trả kếtquả về bộ lưu trữ, máy này cũng hoàn toàn bằng cơ khí như máy sai phân

Phát triển tiếp theo của máy phân tích là máy đa năng Máy đọc lệnh từ các thẻđục lỗ và thực thi chúng Bằng cách đục lỗ một chương trình khác trên thẻ nhập, máy

phân tích có khả năng thực hiện các tính toán khác Lập trình viên máy tính đầu tiên làAda Lovelace đã tạo ra phần mềm cho máy phân tích

Vào những năm 1930, Konrad Zuse xây dựng một chuỗi các máy tính toán tựđộng bằng cách sử dụng các relay từ Sau đó, John Atanasoff và George Stibbitz đãthiết kế các máy tính (calculator) Máy của Atanasoff sử dụng số nhị phân và có các tụđiện làm cho bộ nhớ được làm tươi theo chu kỳ Tuy nhiên, máy này bị thất bại docông nghệ phần cứng không tương xứng với ý tưởng thiết kế

Năm 1944, Howard Aiken hoàn tất máy tính Mark 1, có tất cả 72 từ, mỗi từ 23

số thập phân và có thời gian một chu kỳ là 6 giây Việc nhập và xuất thực hiện bằngcác băng giấy đục lỗ

CHƯƠNG 26 Thế hệ các máy tính đèn điện tử – thế hệ thứ nhất (1945 - 1955)

Năm 1943, máy tính số điện tử đầu tiên trên thế giới bắt đầu hoạt động, đó làmáy Colossus Colossus do Alan Turing thiết kế nhằm thực hiện giải mã các thôngđiệp đã mã hóa trong chiến tranh thế giới thứ 2 Cũng trong năm 1943, Mauchley vàPresper Eckert bắt đầu tiến hành xây dựng máy tính ENIAC (Electronic NumericalIntegrator And Computer) ENIAC gồm 1800 đèn điện tử và 1500 relay (rơ le), cânnặng 30 tấn, công suất tiêu thụ 140 kWh Nó có tất cả 20 thanh ghi, mỗi thanh ghi cóthể lưu trữ một số thập phân 10 chữ số

Sau đó, John von Neumann thiết kế máy IAS dựa cơ sở trên máy EDVAC, làmột phiên bản nâng cao của ENIAC Máy von Neumman có 5 phần cơ bản: bộ nhớ,đơn vị luận lý số học (ALU – Arithmetich Logic Unit), đơn vị điều khiển chươngtrình, thiết bị nhập và thiết bị xuất Bộ nhớ có tất cả 4096 từ, mỗi từ lưu trữ 40 bit Mỗi

từ chứa 2 lệnh 20 bit hay một số nguyên có dấu 39 bit Mỗi lệnh 20 bit gồm có 8 bitxác định loại lệnh và 12 bit xác định 1 trong 4096 từ nhớ

Hình 1.4 Máy tính Von NeumannVào cùng thời gian của máy IAS, các nhà nghiên cứu ở M.I.T cũng đang xâydựng một máy tính, máy Whirlwind 1 Nó có từ dài 16 bit và thiết kế để điều khiểnthời gian thực

CHƯƠNG 27 Thế hệ các máy tính transistor – thế hệ thứ hai (1955 - 1965)