Bài giảng Đại cương CNTT và truyền thông

[r]

ThS Gv Ph m Quang Quy n ạ ề

Đ I C Ạ ƯƠ NG CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ

B N I V Ộ Ộ Ụ

TR ƯỜ NG Đ I H C N I V HÀ N I Ạ Ọ Ộ Ụ Ộ

Ch ươ ng I

T NG QUAN V CÔNG NGH THÔNG TIN Ổ Ề Ệ

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

1.1 Khái ni m v công ngh thông tin, tin h c ệ ề ệ ọ

Tin h c ọ : Information technology

Tin h c ( ọ Informatics, Lé Informatique) là ngành khoa h c nghiên c u v thông tin và các quá trình ọ ứ ề

x lí thông tin t đ ng b ng các thi t b tin h c, ử ự ộ ằ ế ị ọ

tr ướ ế c h t là máy tính đi n t (Computer) ệ ử

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

M t s khái ni m c b n c a CNTT ộ ố ệ ơ ả ủ

• X lý thông tin- Data Processing. ử

Là các tác đ ng vào thông tin bao g m : ộ ồ

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ

• Phép thu th p thông tinậ : L y thông tin t s v t, hi n ấ ừ ự ậ ệ

tượng thông qua các giác quan và các thi t b có kh ế ị ả năng thu nh n tinậ

• Phép mã hoá thông tin : Bi u di n thông tin dể ễ ướ ại d ng

ch vi t, ch s , ngôn ng , ti ng nói, âm thanh, hình ữ ế ữ ố ữ ế

v , tr ng thái đi n, ẽ ạ ệ

• Phép truy n thông tinề : Truy n thông tin t máy này sang ề ừ máy khác, t đi m này sang đi m khác Môi trừ ể ể ường truy n tin g i là kênh liên l c (Channel)ề ọ ạ

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG Ệ Ề Ệ

TIN

• Phép l u tr thông ư ữ tin : Ghi thông tin lên các

v t mang tin ậ

• Phép x lý thông tin ử : Tác đ ng lên các ộ

thông tin đã có đ t o ra thông tin m i ể ạ ớ

ng ườ i dùng d ướ i các d ng mà con ng ạ ườ i

có th nh n bi t đ ể ậ ế ượ c

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

• Thông tin là khái ni m c b n c a khoa h c đ ng th i là ệ ơ ả ủ ọ ồ ờ khái ni m trung tâm c a th i đ i.ệ ủ ờ ạ

• Các đ nh nghĩa khác nhau v thông tin:ị ề

• Theo nghĩa thông th ườ ng:.

• Theo quan đi m tri t h c: ể ế ọ

• Theo lý thuy t thông tin: ế

• Hai thu c tính c b n c a thông tin:ộ ơ ả ủ

• B n ch t c a thông tin n m trong s giao l u c a nó ả ấ ủ ằ ự ư ủ

• Thông tin là s lo i tr tính b t đ nh c a hi n t ự ạ ừ ấ ị ủ ệ ượ ng ng u nhiên ẫ

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

• CÁC C P Đ KHÁC NHAU C A THÔNG TIN Ấ Ộ Ủ

• D li u (Data) ữ ệ

• Trong ho t đ ng thông tin, d li u là s li u, s ạ ộ ữ ệ ố ệ ự

ki n, hình nh ban đ u thu th p đ ệ ả ầ ậ ượ c qua đi u tra, ề

kh o sát và ch a x lý (thông tin nguyên li u) ả ư ử ệ

• Trong tin h c, m i s bi u di n thông tin b ng m t ọ ọ ự ể ễ ằ ộ

t p h p các ký hi u có th thao tác đ ậ ợ ệ ể ượ c trên

MTĐT, đ u g i là d li u (data) ề ọ ữ ệ

• D li u t n t i dữ ệ ồ ạ ưới 4 hình th c: con s , ch vi t, ứ ố ữ ế

âm thanh, hình nh ả

• D li u có hai d ng: ữ ệ ạ

• + D ng có c u trúc (bi u ghi, CSDL, )ạ ấ ể

• + D ng phi c u trúc (các t p văn b n)ạ ấ ệ ả

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG Ệ Ề Ệ

TIN

•Thông tin (Information)

• D li u qua x lý và đ ữ ệ ử ượ c cho là có ý nghĩa đ i v i m t đ i ố ớ ộ ố

t ượ ng, m t s vi c nào đó thì chúng tr thành thông tin ộ ự ệ ở

•Tri th c(Knowledge) ứ là thông tin h u ích đ ữ ượ c trí tu con ệ

ng ườ i xác nh n qua quá trình t duy và đ ậ ư ượ c đ a vào s d ng ư ử ụ

m t cách có hi u qu trong th c ti n ộ ệ ả ự ễ

•Theo cách th hi n, có hai lo i tri th c:ể ệ ạ ứ

• Tri th c n i t i (Tacit knowledge): Tri th c ti m n trong trí óc ứ ộ ạ ứ ề ẩ con ng ườ i

•Tri th c tứ ường minh (Explicit knowledge): Tri th c th hi n qua ứ ể ệ

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

• Quan h gi a d li u, thông tin và tri th c ệ ữ ữ ệ ứ

• Khi d li u qua x lý (phân tích, t ng h p, so sánh, ) và ữ ệ ử ổ ợ

được cho là có ý nghĩa đ i v i m t đ i tố ớ ộ ố ượng, m t công ộ

vi c nào đó thì chúng s tr thành thông tin ệ ẽ ở

• D li u mô t s vi c ch không đánh giá s vi c, còn ữ ệ ả ự ệ ứ ự ệ thông tin luôn mang m t ý nghĩa xác đ nh và nói chung ộ ị

g m nhi u giá tr d li u.ồ ề ị ữ ệ

• Khi thông tin được trí óc c a con ngủ ườ ếi ti p nh n và ậ

đượ ửc x lý tích c c qua quá trình suy nghĩ, h c h i đ ự ọ ỏ ể

nh n th c thì tr thành tri th c.ậ ứ ở ứ

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

• 1.2 C s c a CNTT là công ngh s ơ ở ủ ệ ố

• Là công ngh s nh phân (digital) cho phép chuy n ệ ố ị ể các thông tin d ướ ạ i d ng ch vi t, âm thanh, hình nh ữ ế ả thành thông tin d ướ ạ i d ng k t h p hai con s 0 và 1 ế ợ ố (t ươ ng ng v i hai tr ng thái on/off c a các thi t b ứ ớ ạ ủ ế ị

đi n(switching devices)) và máy tính ch có th x lý ệ ỉ ể ử

đ ượ c thông tin d ng này ở ạ

• Lượng thông tin v a đ đ nh n bi t m t trong hai ừ ủ ể ậ ế ộ

tr ng thái có kh năng xu t hi n nh nhau g i là m t ạ ả ấ ệ ư ọ ộ bit - đ n v đo thông tin ơ ị

• Các đ n v b i c a bít: Byte (B), Kilobyte (KB), ơ ị ộ ủ Megabyte (MB), Gigabyte (GB), Tegabyte (TB)

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

• S đ bi u di n x lí thông tin k thu t s ơ ồ ể ễ ử ỹ ậ ố

Ch vi t ữ ế

Âm thanh

Hình nh ả

{0, 1} Âm thanhCh vi tữ ế

Hình nh ả

Xử lý, lưu trữ, truyền đi

Nh p d li u ậ ữ ệ K t xu t thông tin ế ấ

Chuy n ể

đ i sang ổ

h nh ệ ị phân

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

• L ượ ng thông tin đ ượ c l u tr và truy n đi ư ữ ề trong h th ng truy n thông đ ệ ố ề ượ c đ nh l ị ượ ng

nh th nào? K t qu quan tr ng là Lý thuy t ư ế ế ả ọ ế thông tin đã đ a ra đ ư ượ đ n v đo thông tin c ơ ị

và các công th c tính kh i l ứ ố ượ ng thông tin

• Xu t phát t quan đi m truy n tin, thông tin là ấ ừ ể ề

ý đ nh l a ch n m t thông báo riêng bi t t ị ự ọ ộ ệ ừ

m t t p h p các thông baó có th S l a ch n ộ ậ ợ ể ự ự ọ này x y ra v i m t xác su t nào đó ẩ ớ ộ ấ

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

• S l a ch n đ n gi n nh t là l a ch n gi a 2 kh ự ự ọ ơ ả ấ ự ọ ữ ả năng nh nhau (p=1/2) L ư ượ ng thông tin đ ượ ạ c t o ra

t cách l a ch n nh th đ ừ ự ọ ư ế ượ c coi là m t đ n v đo ộ ơ ị thông tin, g i là bit ọ

• Ví d : ụ Gieo m t đ ng ti n, P(S)=P(N)=1/2, lộ ồ ề ượ ng thông tin đ ượ ạ c t o ra t cách ch n nh th là 1 ừ ọ ư ế bit N u ký hi u S là s 0, N là s 1, thì ch có ế ệ ố ố ỉ

m t cách ch n đ bi u di n thông báo là 0 ho c ộ ọ ể ể ễ ặ

1 Vi c l a ch n gi a hai ký hi u đó t ệ ự ọ ữ ệ ươ ng ng ứ

v i m t đ n v thông tin nh phân, đó là bit ớ ộ ơ ị ị

•N u t p h p các thông báo bao g m N thông báo có ế ậ ợ ồ

kh năng nh nhau (p=1/N), thì s l ả ư ố ượ ng thông tin, ký

hi u là I, đ ệ ượ c tính b ng công th c: ằ ứ

•I = log2N

•Rõ ràng: V i N=2 thi I=1, phù h p v i đ nh nghĩa đ n ớ ợ ớ ị ơ

v thông tin ị

•Vì N=1/p nên công th c trên tứ ương đương v i công ớ

th c: ứ

•

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

• Gieo 3 l n liên ti p m t đ ng ti n, 8 k t qu đ ng kh năng nh sau:ầ ế ộ ồ ề ế ả ồ ả ư

• SSS, SSN, SNS, NSS, SNN, NSN, NNS, NNN

• Xác su t c a m i thông báo này là p = 1/8 S l a ch n có th x y ra ba ấ ủ ỗ ự ự ọ ể ẩ ở

m c (hình v ), m i m c là m t bít: ứ ẽ ỗ ứ ộ

• Bit 1:

• Bit 2:

• Bit 3:

• Trong tr ườ ng h p này N = 8, l ợ ượ ng thông tin c a nó là: I = log ủ 2N = log28 =

3

• Đó chính là s bít c n thi t đ bi u di n m i thông báo nói trên:ố ầ ế ể ể ễ ỗ

• 000, 001, 010, 100, 011, 101, 110, 111

• Các m c l a ch n đ ứ ự ọ ượ c th hi n trong hình v d ể ệ ẽ ướ i đây:

1 KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TIN Ệ Ề Ệ

X¸C SUÊT CÑA NH÷NG LÙA CHÄN CÃ KH¶ N¨NG NH­ NHAU

1/2

1/2

1/8

1/8 1/8

1/8

1/8 1/8

1/4

1/4

1/4 1/2

1/2

SÊp

Ngöa

1/8

VÍ DỤ

• Gi s thông báo truy n đi bao g m các t h p ả ử ề ồ ổ ợ

ng u nhiên c a 26 ch cái, m t kho ng tr ng và ẫ ủ ữ ộ ả ố

5 d u ch m câu, t ng c ng là N=32 ký hi u, và ấ ấ ổ ộ ệ

gi s xác su t c a m i ký hi u là nh nhau, thì ả ử ấ ủ ỗ ệ ư

l ượ ng thông tin c a nó là : I = log ủ 232=5

• Đi u đó có nghĩa là ít nh t ph i c n 5 bit đ mã ề ấ ả ầ ể hoá m i ký hi u nói trên: 00000, 00001, 00010, ỗ ệ

00100, 01000, 10000,

• Đây chính là trường h p c a h mã nh phân ợ ủ ệ ị Baudot dùng trong máy đi n báo in ch ệ ữ

2 L CH S PH Ị Ử ÁT TRI N C A CNTT Ể Ủ

• Tr i qua 3 th i kỳ: Đ u tiên là m t thi t b tính toán c h c ả ờ ầ ộ ế ị ơ ọ (vào kho ng 500 năm tr ả ướ c Công nguyên), sau đó ch là ỉ

m t khái ni m (năm 1823) và cu i cùng là chi c máy tính ộ ệ ố ế

đi n t k thu t s (năm 1944) ệ ử ỹ ậ ố

• Khái ni m máy tính hi n đ i l n đ u tiên đệ ệ ạ ầ ầ ược đ a ra vào ư năm 1823, do nhà toán h c ng ọ ườ i Anh Charles Babbage thông qua thi t k “máy phân tích” mang các y u t c ế ế ế ố ơ

b n c a máy tính hi n đ i: b ph n nh p d li u, b ph n ả ủ ệ ạ ộ ậ ậ ữ ệ ộ ậ

l u tr (b nh ), b ph n tính toán, b ph n đi u khi n và ư ữ ộ ớ ộ ậ ộ ậ ề ể

2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CNTT

• Nh ng năm 1880, nhà phát minh ngữ ười M Herman ỹ Hollerith đã phát tri n m t chi c máy tính có th tính ể ộ ế ể toán, so sánh và l u tr thông tin trên nh ng phi u đ c ư ữ ữ ế ụ

l Năm 1896, Herman Hollerith thành l p Công ty máy ỗ ậ tính th ng kê s n xu t hàng lo t nh ng máy nh v y ố ả ấ ạ ữ ư ậ

• Nhà toán h c Howard Aiken đã lãnh đ o công cu c hình ọ ạ ộ thành máy tính có tên là Haward – IBM – Automatic Sequence Controled Calculator, sau này g i là Mark 1 ọ

Đó là chi c máy tính s d ng 3304 r -le đi n c làm ế ử ụ ơ ệ ơ

vi c nh các công t c ON / OFF, nó đệ ư ắ ược hoàn t t vào ấ năm 1944