Bài giảng Kiến trúc máy tính (Nguyễn Văn Huy) (Phần 1)

Phân loại máy tínhKhoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật 4 Máy tính Siêu máy tính Máy tính lớn Máy tính mini Máy vi tính Desktop Laptop Thiết bị cầm tay Máy tính nhúng... Máy

Trang 2

1.4 Biểu diễn thông tin trong máy tính

1.5 Cấu trúc cơ bản của máy tính

1.6 Phần mềm máy tính

1.7 Mạng và internet

Trang 3

Máy tính điện tử là một thiết bị điện tử có khả năng xử lý dữ

liệu dưới sự điều khiển của các chỉ thị được được lưu trữ trong

bộ nhớ của máy một cách tạm thời hay vĩnh viễn

1.1 Máy tính điện tử

Trang 4

Phân loại máy tính

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật

4

Máy tính

Siêu máy

tính Máy tính lớn Máy tính mini Máy vi tính

Desktop Laptop Thiết bị cầm tay Máy tính nhúng

Trang 5

Siêu may tính (Supercomputer)

Là loại mạnh nhất, nhanh nhất và đắt nhất

Được sử dụng cho các lĩnh vực quan trọng để giải những bài toán cần xử lý dữ liệu lớn và tính toán phức tạp (nghiên cứu năng lượng hạt nhân, khai thác dầu khí, thiết kế tên lửa, thiết kế máy

Trang 6

Máy tính lớn (Mainframe)

6

Là loại máy tính có kích thước lớn được sử dụng chủ yếu bởi

các công ty lớn như các ngân hàng, các hãng bảo hiểm

Máy tính lớn dùng để chạy các ứng dụng lớn xử lý khối

lượng lớn dữ liệu như kết quả điều tra dân số, thống kê khách

hàng và doanh nghiệp, và xử lý các giao tác thương mại…

Máy tính lớn IBM System z9

Trang 7

Máy tính mini

Là máy tính với kích cỡ, tốc độ và khả năng tầm trung Nó

thuộc lớp máy tính đa người dùng, nằm trong khoảng giữa máy

tính lớn và máy tính cá nhân

Máy tính mini thường được dùng trong các doanh nghiệp

vừa và nhỏ

Trang 8

Máy vi tính (PC – Personal Computer )

8

Có kích thước nhỏ, phù hợp cho cá nhân sử dụng PC được

sử dụng rộng rãi ở khắp mọi nơi

Có nhiều loại máy vi tính khác nhau: Desktop, Laptop, máy

tính bảng, thiết bị cầm tay và hệ thống nhúng

Trang 9

1.2 Thông tin và xử lý thông tin

Dữ liệu - Là tập hợp những thứ mà chúng ta thu thập được

chưa qua xử lý hay tổ chức theo một chủ đích rõ ràng

Thông tin - Là dữ liệu đã được xử lý, được tổ chức, có ý

nghĩa và hữu dụng đối với con người hoặc với một đối tượng

nào khác

Dữ liệu (đầu vào) được máy tính xử lý thành thông tin (đầu

ra) Chúng được lưu trữ trong bộ nhớ để sử dụng trong tương lai

Trang 10

Đơn vị đo lường thông tin

10

Đơn vị nhỏ nhất để biểu diễn thông tin gọi là bit Một bit

tương ứng với một sự kiện có 1 trong 2 trạng thái của các bóng

bán dẫn trong bộ nhớ máy tính là đóng (0) hoặc mở (1)

Bit là chữ viết tắt của Binary digital và được ký hiệu là b

Ngoài ra người ta còn sử dụng byte (ký hiệu là B và 1B=8b)

và bội của byte để đo thông tin, trong đó:

Kilobyte (KB) 1 KB = 1024 B = 2 B Megabyte (MB) 1 MB = 1024 KB

Gigabyte (GB) 1 GB = 1024 MB Terabyte (TB) 1 TB = 1024 GB Petabyte (PB) 1 PB = 1024 TB Exabyte (EB) 1 EB = 1024 PB Zettabyte (ZB) 1 ZB = 1024 EB Yottabyte (YB) 1 YB = 1024 ZB

Trang 11

Hệ thống chữ số La Mã dùng trong thời cổ đại đã được

người ta chỉnh sửa sơ vào thời Trung Cổ để biến nó thành dạng

mà chúng ta sử dụng ngày nay

Hệ đếm La Mã sử dụng các ký hiệu ứng với các giá trị như

sau:

Trang 12

Một số quy tắc biểu diễn trong số La Mã

12

- Các chữ số I, X, C được lặp liên tục tối đa 3 lần Chữ M được

tối đa 4 lần Các chữ số V, L, D không lặp liên tục quá một lần

Ví dụ: III = 3*1 = 3, MMMM = 4*1000 = 4000

 - Hai ký hiệu đứng cạnh nhau, nếu ký hiệu nhỏ đứng sau thì

giá trị của chúng sẽ là tổng số của 2 giá trị ký hiệu Ngược lại sẽ

là số lớn hơn trừ số bé hơn

Ví dụ: Số 700 biểu diễn là DCC

Số 3986 được biểu diễn là: MMMCMLXXXVI

 - Để biểu thị những số lớn hơn 4999 ( MMMMCMXCIX),

hệ La Mã dùng những vạch ngang đặt trên đầu ký tự Một vạch

ngang tương đương với việc nhân giá trị của ký tự đó lên 1000

lần Ví dụ: = 1000*1000 = 1000000 = 10

Trang 13

1.3.2 Hệ đếm cơ số b

Một số N trong hệ đếm cơ số b được biễu diễn tổng quát là :

N = dnd n-1 d n-2 d 1 d 0 d -1 d -2 d -mKhi đó giá trị của N được tính theo công thức :

N = dn bn + dn-1 bn-1 + + d0 b0 + d-1 b-1 + + d-m b-m

Trong các trường hợp cần thiết, để phân biệt số được biểu

diễn ở hệ đếm nào người ta viết cơ số làm chỉ số cho số đó

Ví dụ:

10011.1012 = 1*24+0*23+0*22+1*21+1*20+1*2-1+0*2-2+1*2-3

= 16+0+0+2+1+0.5+0+0.125 = 19.62510

Trang 14

1.3.2 Hệ đếm cơ số b

14

- Hệ thập phân (Decimal System) – Là hệ đếm cơ số 10

được phát minh bởi người Ả Rập cổ Nó sử dụng 10 ký số

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 để biểu diễn các số

- Hệ nhị phân (Binary Number System) – Là hệ đếm cơ số

2 và sử dụng 2 chữ số là 0 và 1 để biểu diễn các giá trị

- Hệ bát phân (Octal Number System) – Là hệ đếm cơ số 8

và sử dụng các chữ số 0,1,2,3,4,5,6,7 để biểu diễn các giá trị

- Hệ thập lục phân ( Hexa-decimal Number System) - Là

hệ đếm cơ số 16 sử dụng các chữ số 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 và các

chữ cái A, B, C, D, E, F để biểu diễn các giá trị trong đó: A = 10,

B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15

Trang 15

Bảng 16 giá trị đầu của một số hệ đếm cơ bản

Hệ thập phân Hệ nhị phân Hệ bát phân Hệ thập lục phân

Trang 16

1.3.3 Chuyển đổi các hệ đếm sang hệ thập phân

16

Để chuyển đổi các số từ 1 hệ đếm bất kỳ sang hệ thập phân

ta sử dụng cách tính như đã trình bày ở đầu mục (trang 13)

Ví dụ 1: Chuyển đổi số 12B sang hệ thập phân:

1*16 + 2*16 + 11*16 = 256 + 32 +11 = 299

Vậy 12B = 299

Ví dụ 2: Chuyển đổi số nhị phân 110.11 sang hệ thập phân:

1*2 + 1*2 + 0*2 + 1*2 + 1*2 = 4+2+0+0.5+0.25 = 6.75

Trang 17

1.3.4 Chuyển đổi từ hệ thập phân sang hệ đếm khác

A Đối với số nguyên

Để chuyển một số nguyên thập phân N sang hệ b, ta lấy N

chia cho b sau đó tiếp tục lần lượt chia các kết quả thu được cho

b cho đến khi nào kết quả nhỏ hơn b thì mới dừng lại Sau đó ta

viết kết quả và các số dư của các phép chia trên theo chiều

ngược lại, kết quả thu được chính là số hệ b cần chuyển đổi

299 16

18

16 139 128

16

1

16

2

Ví dụ : Đổi số thập phân 299 sang hệ 16.

Ta thực hiện các phép chia như hình bên, các

số dư thu được theo thứ tự là 11, 2, 1 (ở hệ 16 là

Trang 18

18

B Đối với số thực

Để chuyển một số thực từ hệ thập phân sang hệ cơ số b ta sẽ

chuyển đổi riêng phần nguyên và phần thập phân của nó

Để chuyển đổi phần thập phân 0.F của số N, ta lấy 0.F nhân

với cơ số b, tích nhận được có dạng D1.F1, lưu lại phần nguyên

D1 Sau đó, lại tiếp tục lấy 0.F1 nhân với cơ số b, tích nhận được

có dạng D2.F2, lưu lại phần nguyên D2 Cứ tiếp tục quá trình

này cho đến khi phần thập phân Fn bằng 0 thì dừng Nếu trường

hợp lặp vô hạn thì ta lấy kết quả gần đúng tùy theo yêu cầu Kết

quả thu được ở hệ đếm cơ số b có dạng là: 0.D1D2D3 Dn

Trang 19

Ví dụ: Chuyển đổi số thập phân 26.625 sang hệ nhị phân.

Trang 20

1.3.5 Tính toán trên số nhị phân

20

- Cộng :

- Trừ :

Trang 21

1.3.5 Tính toán trên số nhị phân

- Nhân :

- Chia :

Trang 22

1.4 Biểu diễn thông tin trong máy tính

22

Máy tính sử dụng hệ đếm nhị phân để biểu diễn tất cả các loạithông tin

Trang 23

Biểu diễn số nguyên

A Số nguyên không dấu

Để biểu diễn ta đổi số nguyên sang hệ nhị phân Nếu số

lượng bit của nó nhỏ hơn N (N thường là 4, 8, 16, 32, 64…) thì

cần thêm vào các bit trái của nó các bit 0 cho đủ N bits

Ví dụ : Biểu diễn số 7 trong máy tính sử dụng 8 bits như sau:

B Số nguyên có dấu

Có nhiều cách được sử dụng để biểu diễn số nguyên trong

máy tính: Phương pháp dấu lượng, bù 1, bù 2 …

Các máy tính hiện nay hầu hết đều sử dụng phương pháp

0 0 0 0 0 1 1 1

Trang 24

Phương pháp dấu lượng

24

Dùng 1 bit ngoài cùng bên trái làm bit dấu (sign bit) theo quy

ước: Nếu bit dấu là 1 thì số là số âm, còn bit dấu là 0 thì số là số

dương Các bit còn lại được dùng để biểu diễn độ lớn của số

Ví dụ : Biểu diễn số +7 và số -7 trong máy tính sử dụng 8 bits:

+7-7

0 0 0 0 0 1 1 1

1 0 0 0 0 1 1 1

Trang 25

Phương pháp bù 1

Phương pháp bù 1 biểu diễn số theo cách sau:

 Bit dấu là 0 nếu số là số dương, và 1 nếu số là số âm.

 Số dương được biểu diễn như số nguyên không dấu.

 Để biểu diễn số âm ta sử dụng toán tử thao tác bit là NOT để

đảo tất cả các bit của số nhị phân dương để biểu diễn số âm

tương ứng.

Ví dụ: Biểu diễn số +7 và -7 theo phương pháp bù 1 như sau:

7+7

0 0 0 0 0 1 1 1

Trang 26

Phương pháp bù 2

26

Trong phương pháp bù 2, các số âm được biểu diễn giống

như phương pháp bù 1, tuy nhiên, phải cộng thêm 1 vào kết quả

Trang 27

So sánh các cách biểu diễn

Trang 28

Biểu diễn số thực

28

A Biểu diễn dạng dấu phẩy tĩnh

Trong N bits dùng để biểu diễn thì bit đầu tiên bên trái dùng

làm bit dấu, còn lại một số bit để biểu diễn phần nguyên và số

khác biểu diễn phần thập phân

B Biểu diễn dạng dấu phẩy động

Mỗi số thực sẽ được đưa về dạng như sau: N = M*R

Trang 29

Biểu diễn kí tự

Người ta sử dụng một bảng mã để biểu diễn kí tự Mỗi kí tự

sẽ được gán với một mã nhị phân duy nhất Có nhiều loại bảng

mã khác nhau:

 BCD - Sử dụng 6 bits và biểu diễn được 2 = 64 kí tự;

 ASCII – Ban đầu sử dụng 7 bits, về sau mở rộng ra 8 bits;

 UNICODE – Là bảng mã toàn cầu chứa tất cả các kí tự của

các nước trên thế giới Nó sử dụng 16 bits và biểu diễn được

2 = 65536 kí tự.

Trang 30

1.5 Cấu trúc cơ bản của máy tính

Trang 31

Thiết bị nhập

Bàn phím

Track ball Cần điều khiển game Webcam

Thiết bị đọc mã vạch Microphone

Trang 33

Thiết bị nhập/xuất

Trang 34

• Bộ nhớ chính (Main Memory) bao gồm :

− RAM (Random access memory);

− ROM (Read Only Memory)

 Bộ nhớ ngoài : Ổ cứng, thẻ nhớ, đĩa CD, DVD…

Trang 35

Bộ vi xử lý trung tâm (CPU)

CPU (Central Processing Unit) – Thực thi các chương trình

và điều khiển mọi hoạt động của máy tính

Các thành phần của CPU bao gồm:

 Khối điều khiển CU (Control Unit);

 Khối tính toán ALU (Arithmetic Logic Unit);

 Các thanh ghi (Registers)

Trang 36

Phần mềm được chia thành 2 loại :

Trang 37

Một số phần mềm ứng dụng phổ biến.

 Bộ phần mềm văn phòng Microsoft Office: Gồm có Word,

Excel, PowerPoint, Access, Visio,

 Phần mềm hỗ trợ học tập : Matlab, MathType, các phần mềm

từ điển,

 Phần mềm thiết kế đồ họa: AutoCAD, Photoshop, Paint

 Phần mềm hỗ trợ trao đổi thông tin: Trình duyệt web (IE,

Firefox, Chrome, Safari, Opera), Yahoo Messenger, Skype,

 Phần mềm giải trí: Game, Windows media player, JetVideo

 Phần mềm thiết kế, xử lý audio và video : XMediaRecode,

Proshow Producer, Adobe After Effect,

Trang 38

Mạng máy tính gồm các loại sau :

 LAN (Local Area Network) còn gọi là mạng cục bộ - Là

mạng tư nhân trong một toà nhà, một khu vực có cỡ chừng vài mét đến 1km.

 MAN (Metropolitan Area Network) hay mạng đô thị

-Là mạng có cỡ lớn hơn LAN, phạm vi vài km.

 WAN (Wide Area Network) còn gọi là mạng diện rộng –

Là mạng dùng trong vùng địa lý lớn thường cho quốc gia hay cả lục địa.

Trang 39

Internet là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truynhập công cộng gồm các mạng máy tính được liên kết với nhauthông qua giao thức liên mạng đã được chuẩn hóa TCP/IP

Trang 40

Bài tập

40

Bài 1: Hãy kể tên các loại máy tính ?

Bài 2: Phân biệt hai khái niệm thông tin và dữ liệu ?

Bài 3: Thực hiện chuyển đổi sau: 15GB = ?MB = ?KB

Bài 4: Giả sử mỗi bài hát MP3 có dung lượng 3.5MB Hỏi một ổ

đĩa cứng có dung lượng 500GB chứa được khoảng bao nhiêu bài hát trên ?

Bài 5: Biểu diễn các số sau ở hệ La Mã: 2014; 97666190; 7952.

Bài 6: Chuyển đổi các số sau sang hệ chỉ định:

Trang 41

Bài tập

Bài 7: Kể tên các thiết bị nhập, thiết bị xuất, thiết bị nhập xuất ?

Bài 8: Bộ nhớ là gì ? Có bao nhiêu loại bộ nhớ ?

Bài 9: Các thành phần chính của CPU là gì?

Bài 10: Phân biệt phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng ?

Bài 11: Nêu một số tiện ích của internet đối với cuộc sống và học

tập ?

Trang 43

Nội dung chính

2.1 Các khái niệm và chức năng chính của hệ điều hành

2.2 Phân loại hệ điều hành

2.3 Hệ điều hành Windows

2.4 Một số phần mềm và tiện ích

Trang 44

Các thành phần cơ bản của hệ thống máy tính

3

 Phần cứng (hardware) - Cung cấp những tài nguyên cơ bản

(CPU, memory, I/O devies);

 Hệ điều hành(software) - Điều khiển tất cả mọi hoạt động của

máy tính và là đơn vị điều khiển trung gian giữa phần cứng máy tính và tất cả các chương trình ứng dụng;

 Các chương trình ứng dụng (application programs) - Là các

chương trình giúp người sử dụng sử dụng máy tính ;

 Người sử dụng (user) - Con người, các máy móc khác hoặc

những máy tính khác.

Trang 45

2.1 Các khái niệm và chức năng chính của hệ điều hành

 Hệ điều hành (HĐH) là hệ thống phần mềm chạy trên máy tính, dùng để điều hành, quản lí các thiết bị phần cứng và các tàinguyên hệ, tạo ra môi trường giao tiếp giữa người sử dụng và phần cứng máy tính

 Hiện nay có rất nhiều HĐH cho nhiều loại máy khác nhau.Nhưng đa số các HĐH đều có những tính năng cơ bản:

Trang 46

2.2 Phân loại hệ điều hành

• HĐH đơ̛n người dùng: Chỉ cho phép một người dùng truy xuất

đến tài nguyên máy tính tại một thời điểm;

• HĐH đa người dùng: Tài nguyên của máy tính có thể được

chia sẻ cho nhiều người dùng khác nhau tại cùng một thời điểm.

Loại máy

tính

• HĐH dành cho máy chủ;

• HĐH dành cho máy tính cá nhân;

• HĐH nhúng: Dành cho các thiết bị di động hoặc hệ thống

nhúng.

Tác vụ • HĐH đơn nhiệm: Mỗi lần chỉ thực hiện được một chương trình;

• HĐH đa nhiệm: Có thể thực hiện đồng thời nhiều chương trình.

Trang 47

Thống kê các HĐH máy tính (3/2014)

Window 7 47%

Window XP 30%

Windows Vista 3%

Window 8+8.1 11%

Mac OS 8%

Khác 1%

Trang 48

Microsoft với giao diện

đồ họa thông qua hệ

thống thực đơn và các

hộp hội thoại đa dạng

Hệ điều hành

windows được sử dụng

phổ biến nhất hiện nay

trên thị trường máy tính

Trang 49

 Thanh trạng thái taskbar

 Thay đổi hình nền và màu sắc

 Sử dụng chuột (Mouse);

Trang 50

2.3.2 Windows explorer

9

Trang 51

Các thao tác cơ bản

Đánh dấu chọn một Folder hoặc File Cách 1

Cách 2 Cách 3

• Nhắp chuột vào biểu tượnghoặc tên của biểu tượng

• Gõ ký tự đầu tiên của tên

• Dùng phím điều hướng

Trang 52

11

Đánh dấu chọn một nhóm Folder hoặc File

 Chọn rời rạc: Giữ phím “Ctrl” nhắp chọn từng biểu tượng.

 Chọn liên tiếp: Nhắp biểu tượng đầu , giữ Shift chọn biểu tượng cuối hoặc giữ Shift và ấn phím mũi tên Ấn giữ tổ hợp phím “Ctrl + Shift+ Home” hoặc“ Ctrl+ Shift+ End” để chọn

liên tiếp đến đầu và cuối hoặc giữ kéo chuột để chọn.

 Chọn tất cả: nhắp Menu Home chọn Select All hoặc nhấn tổ hợp phím Ctrl +A”.

Trang 53

Tạo Folder (Thư mục) mới

 Nhắp chuột phải trên vùng nội dung rồi chọn New =>

Folder => Gõ vào tên thư mục cần tạo => Enter hoặc nhấp

chuột ra vùng nội dung

 Dùng tổ hợp phím “Shift+Ctrl+N”

 Dùng Menu Home => chọn New Folder

Trang 54

13

Đổi tên thư mục hoặc tập tin( file)

 Nhắp nút phải vào biểu tượng Folder ( hoặc File) chọn lệnh

Rename, xoá tên cũ, gõ vào tên mới và nhấn Enter hoặc nhấp

chuột ra vùng nội dung để hoàn thành

 Chọn thư mục hoặc tập tin cần đổi tên và gõ F2, xóa tên cũ

và đặt tên mới

 Dùng menu Home

Trang 55

Di chuyển, sao chép, xóa.

Di Chuyển

Sao Chép

Trang 56

Di chuyển, sao chép, xóa.

15

Cách thực hiện: Đầu tiên đánh dấu đối tượng cần thao tác:

Thao tác với chuột trái:

• Cut: kéo thả tới đích ;

• Copy: giữ phím Ctrl và kéo thả tới đích

Thao tác với chuột phải: Click hoặc kéo thả ;

Sử dụng Phím tắt: Copy (Ctrl+C), di chuyển Cut (Ctrl+X),

chuyển vào vị trí Paste (Ctrl+V), trở lại lệnh trước đó Undo

(Ctrl+Z), Xóa Delete (Ctrl+D).

Menu Home:

Tiêu đề	Bài Giảng Kiến Trúc Máy Tính
Trường học	Khoa CNTT
Chuyên ngành	Kỹ thuật
Thể loại	bài giảng

Định dạng
Số trang	79
Dung lượng	2,62 MB