SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHUNG CỦA MÁY TÍNH Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam Bài giảng Tin học đại cương Bộ nhớ: • Chức năng: lưu trữ chương trình và dữ liệu • Các thao tác
Trang 1KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
1.4 Ứng dụng của công nghệ thông tin
2 Chương 1 Giới thiệu chung
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1.1 Dữ liệu
1.1.2 Thông tin
1.1.3 Tin học
1.1.4 Công nghệ thông tin
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
- Văn bản: sách, báo, truyện, công văn, …
- Các loại số liệu: số liệu thống kê về nhân sự, thời tiết, kho tàng, …
- Âm thanh, hình ảnh: tiếng nói, âm nhạc, phim ảnh, tranh
vẽ, …
Trang 21.1.2 THÔNG TIN (INFORMATION)
• Là một khái niệm trừu tượng, được thể hiện qua các
thông báo, các biểu hiện, … đem lại một nhận thức
chủ quan cho đối tượng nhận tin
• Là dữ liệu đã được xử lý xong, mang ý nghĩa rõ ràng
• Tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau như: âm
thanh, hình ảnh, ký tự, …
• Có thể được nén, giải nén, mã hóa, giải mã, và được
truyền tải qua các môi trường vật lý khác nhau (ánh
sáng, sóng âm, sóng điện từ, …)
5 Chương 1 Giới thiệu chung
08/02/2017
1.1.3 TIN HỌC (INFORMATICS – COMPUTER SCIENCE)
• Tin học là một ngành khoa học chuyên nghiên cứucác phương pháp, công nghệ và các kỹ thuật xử lýthông tin một cách tự động
Nói cách khác: Tin học là một ngành khoa họcchuyên nghiên cứu về khả năng lưu trữ, truyền tải và
xử lý thông tin
• Sản phẩm mà Tin học phát minh ra để giúp con người
xử lý thông tin tự động là máy vi tính hay máy tính(computer)
Chương 1 Giới thiệu chung 6 08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.1.4 CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
(INFORMATION TECHNOLOGY)
• Theo Luật Công nghệ thông tin do Quốc hội nước
Cộng hòa XHCN Việt Nam ban hành ngày
29/06/2006: “Công nghệ thông tin là tập hợp các
phương pháp khoa học, công nghệ và công cụ kỹ
thuật hiện đại để sản xuất, truyền đưa, thu thập, xử lý,
lưu trữ và trao đổi thông tin số”
Ở đây, thông tin số là thông tin được tạo lập bằng
phương pháp dùng tín hiệu số
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.2 CÁC HỆ THỐNG SỐ VÀ CÁC PHÉP TOÁN DÙNG TRONG MÁY TÍNH
1.2.1 Các hệ thống số1.2.2 Chuyển đổi giữa các hệ cơ số1.2.3 Các phép toán số học trên hệ 21.2.4 Các phép toán logic
Trang 31.2.1 CÁC HỆ THỐNG SỐ
• Hệ thống số:
- Sử dụng tập các ký hiệu và các quy tắc kết hợp các
ký hiệu để biểu diễn và xác định giá trị các số
- Cơ số của hệ = Số lượng ký hiệu
Chương 1 Giới thiệu chung 9 08/02/2017
1.2.1 CÁC HỆ THỐNG SỐ
• Hệ cơ số a (Hệ a):
- Sử dụng a ký hiệu để biểu diễn các số
- Ký hiệu có giá trị nhỏ nhất là 0
- Ký hiệu có giá trị lớn nhất là a-1
- Biểu diễn của số N trong hệ cơ số a:
Na= bnbn-1…b0.b-1b-2…b-mTrong đó, giá trị của ký hiệu bitrong số Na là bi*ai
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
- Sử dụng 2 ký hiệu 0 và 1 để biểu diễn các số
Trang 41.2.1 CÁC HỆ THỐNG SỐ
• Hệ cơ số 16 (Hệ 16 - Hệ thập lục phân – Hexa
Decimal Numeral System):
- Dùng để đánh địa chỉ các ô nhớ, địa chỉ vật lý của
các máy tính trong mạng (địa chỉ MAC), địa chỉ
của các cổng vào-ra trong máy tính
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.2.2 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ CƠ SỐ
• Chuyển một số từ hệ 10
sang hệ a (chỉ xét trường
hợp chuyển số nguyên)
- Quy tắc: Đem số hệ 10 chia
nguyên liên tiếp cho cơ số
a cho tới khi thương bằng 0
thì dừng Lấy số dư của các
phép chia viết theo thứ tự
ngược lại số trong hệ a
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.2.2 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ CƠ SỐ
• Bảng chuyển đổi tương đương 16 sốđầu tiên giữa 3 hệ cơ số
Trang 51.2.2 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ CƠ SỐ
1.2.2 CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ CƠ SỐ
• Chuyển đổi một số từ hệ 16 sang hệ 2:
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Trang 61.2.3 CÁC PHÉP TOÁN SỐ HỌC TRÊN HỆ 2
• Phép nhân/phép chia: Trong máy tính phép nhân và
chia được thực hiện qua phép cộng, phép trừ và phép
dịch bit
Chương 1 Giới thiệu chung 21 08/02/2017
1.2.4 CÁC PHÉP TOÁN LOGIC
• NOT (Phủ định hay Đảo)
Chương 1 Giới thiệu chung 22
X NOT X TRUE FALSE FALSE TRUE
TRUE FALSE FALSE FALSE TRUE FALSE TRUE TRUE TRUE FALSE FALSE FALSE
• AND (Và)
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.2.4 CÁC PHÉP TOÁN LOGIC
• OR (Hoặc)
TRUE TRUE TRUE
FALSE TRUE TRUE
TRUE FALSE TRUE
FALSE FALSE FALSE
TRUE TRUE FALSE FALSE TRUE TRUE TRUE FALSE TRUE FALSE FALSE FALSE
• XOR (Hoặc loại trừ)
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Trang 71.3 BIỂU DIỄN VÀ MÃ HÓA THÔNG TIN
1.3.1 Biểu diễn thông tin trong máy tính và các đơn vị
thông tin
1.3.2 Khái niệm về mã hóa
1.3.3 Mã hóa tập ký tự
1.3.4 Mã hóa số nguyên và số thực
1.3.5 Mã hóa dữ liệu logic
1.3.6 Mã hóa hình ảnh tĩnh, âm thanh và phim ảnh
Chương 1 Giới thiệu chung 25 08/02/2017
1.3.1 BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH
VÀ CÁC ĐƠN VỊ THÔNG TIN
• Biểu diễn thông tin trong máy tính:
- Máy tính chỉ xử lý được dữ liệu ở dạng số nhịphân (các linh kiện và vật liệu điện tử dùng để chếtạo bộ nhớ trong của máy tính chỉ có 2 trạng tháiđối lập, tương ứng được biểu diễn là 1 và 0)
Dữ liệu thực muốn đưa vào máy tính để lưu trữ,
xử lý, hay truyền tải cần phải được mã hóa (sốhóa thành số nhị phân)
Chương 1 Giới thiệu chung 26 08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.3.1 BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH
VÀ CÁC ĐƠN VỊ THÔNG TIN
• Các đơn vị thông tin:
- Bit: Chữ số nhị phân (BInary digiT) Mỗi ô nhớ trong
máy tính lưu trữ được 1 bit, bản thân mỗi ô nhớ được
gọi là một bit Các bit được đánh số thứ tự bắt đầu từ 0
- Byte: Là nhóm 8 bit liền kề nhau, bắt đầu từ bit thứ 8i
(i>=0, nguyên) Các byte được đánh địa chỉ bắt đầu từ 0
- Word: Từ nhớ Gồm 2/4/6 byte tùy thuộc vào bộ vi xử lý
(CPU) cụ thể có thể xử lý mỗi lần bao nhiêu byte
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.3.1 BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH
VÀ CÁC ĐƠN VỊ THÔNG TIN
• Các đơn vị thông tin (tiếp):
- Các đơn vị bội của byte:
Trang 81.3.2 KHÁI NIỆM VỀ MÃ HÓA
• Mã hóa thông tin trong máy tính là số hóa dữ liệu
thành các chuỗi số nhị phân theo những quy ước
chung để các máy tính có thể lưu trữ, xử lý và trao
đổi thông tin với nhau
Chương 1 Giới thiệu chung 29 08/02/2017
1.3.2 KHÁI NIỆM VỀ MÃ HÓA
trị từ 0 đến 255
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.3.2 KHÁI NIỆM VỀ MÃ HÓA
• Việc mã hóa các loại dữ liệu được tuân theo những
chuẩn chung để các máy tính có thể “hiểu” được nhau
khi trao đổi, xử lý thông tin
- Các ký tự: mã hóa theo bảng mã ASCII hoặc Unicode
- Các số nguyên: mã hóa theo một số chuẩn quy ước
- Các số thực: mã hóa theo số dấu phẩy động
- Dữ liệu ảnh, âm thanh, phim: mã hóa rời rạc thành
các ma trận số thực biểu diễn cường độ sáng, tần số
âm
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.3.2 KHÁI NIỆM VỀ MÃ HÓA
• Để máy tính phân biệt được chuỗi số nhị phân ứng với
dữ liệu dạng số hay dạng ký tự, … các chương trìnhmáy tính hoặc người sử dụng cần khai báo kiểu và cấutrúc dữ liệu của các thành phần trong chương trình để
hệ điều hành ghi nhớ vào các vùng nhớ thích hợp có địachỉ và kích thước xác định
Trang 91.3.3 MÃ HÓA TẬP KÝ TỰ
• Các quốc gia có thể tự thiết kế một bảng mã riêng để
biểu diễn các ký tự của quốc gia đó khó khăn khi
“giao tiếp” giữa các máy tính cần có bảng mã
chuẩn biểu diễn ký tự chung cho các quốc gia
+ Phần tiêu chuẩn (gồm các từ mã có giá trị trong hệ 10
từ 0 đến 127): chung cho các quốc gia+ Phần mở rộng (có mã từ 128 đến 255): có thể khácnhau vì được dùng để biểu diễn các ký tự của riêngtừng nước
Chương 1 Giới thiệu chung 34 08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Bảng mã ASCII tiêu chuẩn
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Bảng mã ASCII mở rộng
Trang 101.3.3 MÃ HÓA TẬP KÝ TỰ
- Ví dụ:
người dùng nhấn Shift+A trên bàn phím xung điện
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
- 2 loại số nguyên biểu diễn trong máy tính:
+ Số nguyên không dấu
+ Số nguyên có dấu
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.3.4 MÃ HÓA SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC
- Số nguyên không dấu 8 bit:
+ Dùng cả 8 bit để biểu diễn độ lớn biểu diễn được
+ Cách biểu diễn: đổi số hệ 10 sang hệ 2 rồi thêm vàobên trái số nhị phân các bit 0 cho đủ 8 bit
Trang 111.3.4 MÃ HÓA SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC
- Số nguyên có dấu 8 bit:
+ Dùng bit đầu tiên để biểu diễn dấu, 7 bit còn lại biểu
+ Mỗi số nguyên âm được biểu diễn bởi số bù 2 của
biểu diễn số nguyên dương tương ứng
Chương 1 Giới thiệu chung 41 08/02/2017
1.3.4 MÃ HÓA SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC
- Số nguyên có dấu 8 bit (tiếp):
+ Cách tìm biểu diễn 8 bit của một số nguyên âm:
Bước 1: Tìm biểu diễn 8 bit của số nguyên dươngtương ứng
Bước 2: Đảo tất cả các bit (toán tử NOT) Số bù 1Bước 3: Lấy số bù 1 cộng thêm 1 Số bù 2
+ Lưu ý: Cách lấy bù 2 có tính chất 2 chiều, số bù 2 củabiểu diễn số nguyên âm chính là biểu diễn của sốnguyên dương tương ứng
Chương 1 Giới thiệu chung 42 08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.3.4 MÃ HÓA SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC
• Số thực:
+ Một số thực có thể được viết theo nhiều cách với vị trí
dấu phẩy khác nhau (dấu phẩy động)
Ví dụ:
= …
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
0|000 0010 0|101 0010 0000 0000 0000 0000
Trang 121.3.5 MÃ HÓA DỮ LỆU LOGIC
• Dữ liệu logic là loại dữ liệu chỉ nhận một trong hai
giá trị là TRUE/FALSE, hoặc 1/0 Do đó, mã hóa dữ
liệu logic người ta thường chỉ dùng 1byte
Chương 1 Giới thiệu chung 45 08/02/2017
• Mã hóa âm thanh và phim ảnh
- Các tín hiệu âm thanh và phim ảnh là những tínhiệu dạng tương tự (Analog), tần số (cao độ) vàthời gian (trường độ) đều là các số nên mã hóađược
- Việc số hóa các tín hiệu này được thực hiện qua 3bước: lấy mẫu, lượng tử và mã hóa
Chương 1 Giới thiệu chung 46 08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.4 ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
1.4.1 Các bài toán khoa học kỹ thuật
1.4.2 Các bài toán quản lý
1.4.3 Tự động hóa
1.4.4 Công tác văn phòng
1.4.5 Giáo dục
1.4.6 Thương mại điện tử
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.4.1 CÁC BÀI TOÁN KHOA HỌC KỸ THUẬT
• Đặc điểm: bài toán KHKT chủ yếu là tính toán số với sốliệu có thể không nhiều nhưng thuật toán phức tạp Đểgiải các bài toán này đòi hỏi phải thực hiện một khốilượng phép toán khổng lồ lên đến hàng trăm triệu, thậmchí hàng tỉ phép toán
• Ví dụ: các bài toán dự báo (tài chính, thời tiết, …), cácbài toán thiết kế (robot, tên lửa, công trình thủy điện, …),các bài toán thăm dò (khoáng sản, vũ trụ, …)
• Ngày nay, các siêu máy tính ra đời đã trở thành công cụhữu ích hỗ trợ giải quyết các bài toán khoa học kỹ thuậtcho phép đưa ra các kết quả không chỉ dưới dạng số liệu
mà còn đi kèm với những minh họa, những hình ảnh môphỏng giống với thực tế
Trang 131.4.2 CÁC BÀI TOÁN QUẢN LÝ
• Đặc điểm: Bài toán quản lý thường có quy trình xử lý
đơn giản nhưng khối lượng thông tin lưu trữ lớn
• Thông thường, bài toán quản lý gồm các công việc:
Tạo lập CSDL Duy trì CSDL Sử dụng CSDL
(tra cứu và thống kê)
• 85% các ứng dụng CNTT là dành cho quản lý: Quản
lý bán hàng, Quản lý nhân sự, Quản lý trường học, …
Chương 1 Giới thiệu chung 49 08/02/2017
1.4.3 TỰ ĐỘNG HÓA
• Đặc điểm: Với những kỹ thuật tự động hóa đơn giản cóthể điều khiển theo kiểu điện cơ Tuy nhiên, với những kỹthuật điều khiển phức tạp, có tính thích nghi, cần thựchiện bằng máy tính với các hệ thống hỗ trợ ra quyết định
• Nhược điểm: Khó xây dựng
• Ví dụ điển hình về tự động hóa trên cơ sở máy tính: Các
hệ thống nhúng
Chương 1 Giới thiệu chung 50 08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.4.4 CÔNG TÁC VĂN PHÒNG
• Các hoạt động cơ bản của công tác văn phòng:
- Lưu trữ văn bản
- Xử lý và lập kế hoạch
- Nhận và lưu chuyển văn bản, tài liệu
- Tạo và gửi văn bản, tài liệu
• Ưu điểm: Giảm thiểu thời gian, công sức, chi phí, …
cho công tác văn phòng
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
1.4.5 GIÁO DỤC
• Đặc điểm: Ứng dụng cho người dạy, người học và ngườiquản lý
• Ưu điểm:
- Giúp người học học tập một cách chủ động, có nhiều
cơ hội tiếp cận với kho kiến thức chung của nhân loại
- Hỗ trợ cho người dạy trong việc bổ sung kiến thức,truyền tải bài giảng đến người học
- Giúp người quản lý thực hiện tốt công tác quản lý giáodục
- Tạo môi trường tương tác giữa người dạy, người học
và người quản lý
- …
• Ví dụ: Hệ thống thư viện, bài giảng, sổ liên lạc điện tử, …
Trang 141.4.6 THƯƠNG MẠI ĐIỆN TỬ
• Các hoạt động thương mại điện tử điển hình:
- Quảng cáo trên mạng
- Mua bán và thanh toán qua mạng
- Thương thảo các hợp đồng qua mạng
• Thách thức: Vấn đề pháp lý, bảo mật và an toàn thông
tin, …
Chương 1 Giới thiệu chung 53 08/02/2017
Trang 15KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Chương 2
CẤU TRÚC MÁY TÍNH
NỘI DUNG
2.1 Giới thiệu2.2 Chức năng và sơ đồ cấu trúc của máy tính2.3 Các bộ phận cơ bản của máy tính
Chương 2: Cấu trúc máy tính 2 08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
• ENIAC (Electronic Numerical Integrator and
Computer)
- Là máy tính điện tử đầu tiên (gọi tắt là máy tính)
- Ra đời năm 1946 bởi John Mauchly và John Presper
Eckert ở Đại học Pennsylvania
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Máy tính ENIAC
Trang 16• Máy tính Von Neumann
- Ra đời năm 1952 tại Học viện Nghiên cứu tiên tiến
Princeton
- Được xây dựng theo ý tưởng “chương trình được lưu
trữ”, xử lý theo số nhị phân
- Những nguyên lý của von Neumann đã trở thành mô
hình cơ bản của máy tính cho đến nay
• Năm 1980, hãng IBM cho ra đời chiếc máy tính cá
nhân đầu tiên, sử dụng bộ vi xử lý 8 bit 8085 của
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.2 CHỨC NĂNG VÀ SƠ ĐỒ CẤU TRÚC
MÁY TÍNH2.2.1 Chức năng của máy tính
2.2.2 Sơ đồ cấu trúc chung của máy tính
2.2.3 Nguyên lý hoạt động của máy tính
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.2.1 CHỨC NĂNG CỦA MÁY TÍNH
- Nhận thông tin vào (input) từ người sử dụng hoặc từmáy tính khác thông qua các thiết bị vào
- Xử lý thông tin đã nhận theo dãy lệnh đã nhớ sẵn bêntrong
- Đưa thông tin sau xử lý (output) tới người sử dụnghoặc tới máy tính khác thông qua các thiết bị ra
- Lưu trữ thông tin dạng số hóa
Trang 172.2.2 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHUNG CỦA MÁY TÍNH
Chương 2: Cấu trúc máy tính 9 08/02/2017
• Các khối chức năng: Bộ xử lý trung tâm, Bộ nhớ, Hệ thống
vào-ra, Liên kết hệ thống Bộ xử lý trung tâm (CPU):• Chức năng
- Điều khiển hoạt động của máy tính
- Xử lý dữ liệu
• Nguyên tắc hoạt động cơ bản:
- CPU hoạt động theo chương trình nằm trong bộ nhớchính
• Các thành phần chính
- Đơn vị điều khiển (Control Unit)
- Đơn vị số học và logic (Arithmetic and Logic Unit)
- Tập các thanh ghi (Registers)
Chương 2: Cấu trúc máy tính 10 08/02/2017
2.2.2 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHUNG CỦA MÁY TÍNH
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Bộ nhớ:
• Chức năng: lưu trữ chương trình và dữ liệu
• Các thao tác cơ bản với bộ nhớ:
- Đọc (Read)
- Ghi (Write)
• Các thành phần chính:
- Bộ nhớ trong (Internal Memory)
- Bộ nhớ ngoài (External Memory)
2.2.2 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHUNG CỦA MÁY TÍNH
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
- Các thiết bị ngoại vi (Peripheral Devices)
- Các môđun vào-ra (I/O Modules)2.2.2 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CHUNG CỦA MÁY TÍNH
Trang 1808/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 13
Hình ảnh một chiếc máy vi tính
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 14Hình ảnh bên trong của một chiếc máy vi tính
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TÍNH
• Từ khi ra đời đến nay, các máy tính đều hoạt động
theo những nguyên lý được đề xuất từ năm 1946 bởi
nhà khoa học lỗi lạc người Mỹ gốc Hungary John Von
Neumann (1903-1957)
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.2.3.1 NGUYÊN LÝ VON NEUMANN
• Nguyên lý điều khiển bằng chương trình: máy tínhhoạt động theo chương trình được lưu trữ sẵn trong bộnhớ
không cần có sự can thiệp của người sử dụng trong quátrình xử lý thông tin
Trang 19• Nguyên lý truy cập theo địa chỉ: các chương trình, dữ
liệu trước, trong và sau khi xử lý đều được đưa vào bộ
nhớ trong những vùng nhớ được đánh địa chỉ, việc truy
cập dữ liệu là gián tiếp thông qua địa chỉ của nó trong
bộ nhớ
lập trình chỉ cần viết các yêu cầu một cách tổng quát
theo vị trí các đối tượng mà không cần biết giá trị cụ thể
- Thao tác cần thực hiện: chuyển dữ liệu, xử lý số họcvới số nguyên/số dấu phẩy động, xử lý logic, điều khiểnvào-ra, chuyển điều khiển (rẽ nhánh), điều khiển hệthống, xử lý các dữ liệu chuyên dụng
- Nơi đặt dữ liệu của lệnh và nơi đặt kết quả xử lý: tại
bộ nhớ trong hoặc tại các thanh ghi trong CPU
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 18
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
• Cấu trúc chung của lệnh máy:
Ví dụ: Một lệnh cộng trong tập lệnh MIPS32
• Các lệnh cũng có địa chỉ, là địa chỉ byte đầu tiên của lệnh
2.2.3.2 CẤU TRÚC LỆNH VÀ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
LỆNH
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
• Một chương trình máy tính là một dãy các lệnh Quátrình thực hiện một chương trình là quá trình thựchiện liên tiếp các lệnh
• Thanh ghi PC (Program Counter - Bộ đếm chươngtrình) của bộ vi xử lý dùng để ghi địa chỉ của lệnh sẽđược thực hiện tiếp theo (giá trị khởi tạo của PC làđịa chỉ lệnh đầu tiên trong chương trình)
2.2.3.2 CẤU TRÚC LỆNH VÀ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
LỆNH
Trang 20• Quá trình thực hiện lệnh:
- Nhận lệnh (Fetch Instruction): Bộ điều khiển trong CPU
gửi nội dung PC vào Bộ giải mã địa chỉ để đọc byte đầu
tiên của lệnh lên thanh ghi lệnh Nếu không có lệnh
nhảy, PC sẽ tăng 1 đơn vị để bộ điều khiển chuẩn bị đọc
byte tiếp theo, nếu có lệnh nhảy PC sẽ được nạp vào địa
chỉ lệnh kế tiếp sẽ nhảy đến
- Giải mã lệnh (Decode Instruction): Bộ điều khiển căn cứ
vào mã lệnh để biết lệnh dài bao nhiêu byte nhằm đọc
nốt các thông tin địa chỉ của lệnh và hoàn thành việc đọc
lệnh, PC tiếp tục tăng theo số lượng byte đã đọc vào
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 21
2.2.3.2 CẤU TRÚC LỆNH VÀ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
LỆNH
• Quá trình thực hiện lệnh (tiếp):
- Nhận dữ liệu (Fetch Data): Nhận dữ liệu từ bộ nhớhoặc các cổng vào-ra
- Xử lý dữ liệu (Process Data): Thực hiện phép toán sốhọc hay phép toán logic với các dữ liệu
- Ghi dữ liệu (Write Data): Ghi dữ liệu ra bộ nhớ haycổng vào-ra
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 22
2.2.3.2 CẤU TRÚC LỆNH VÀ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN
LỆNH
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3 CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY TÍNH
2.3.1 Bộ xử lý trung tâm
2.3.2 Bộ nhớ
2.3.3 Thiết bị vào-ra
2.3.4 Liên kết hệ thống
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
- Là thành phần quan trọng nhất, được xem như bộnão, và thường là đắt nhất của một máy tính
- Hai nhà sản xuất CPU lớn nhất hiện nay: Intel vàAMD (Advanced Micro Devices)
Trang 21Một số bộ xử lý trung tâm
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 25
2.3.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM
• Những chức năng của bộ xử lý trung tâm:
- Nhận lệnh, giải mã lệnh, và điều khiển các khối khácthực hiện lệnh
- Thực hiện các phép tính số học, logic và các phéptính khác
- Sinh ra các tín hiệu địa chỉ để truy nhập bộ nhớ
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 26
2.3.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM
• Các thành phần của bộ xử lý trung tâm:
- Khối điều khiển (CU - Control Unit): có chức năngđiều khiển sự hoạt động của máy tính theo chươngtrình định sẵn
- Khối số học và logic (ALU - Arithmetic and LogicUnit): gồm các mạch chức năng để thực hiện cácphép toán cơ sở như phép toán số học, phép toánlogic, phép tạo mã, …
- Các thanh ghi (Registers): được dùng như những bộnhớ nhanh, có thể tương tác trực tiếp với các mạch xử
lý của CPU; gồm các thanh ghi ghi địa chỉ lệnh sắpthực hiện, thanh ghi ghi lệnh đang thực hiện, thanhghi ghi dữ liệu, thanh ghi ghi kết quả xử lý, …
Trang 2208/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 30
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM
• Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng của bộ xử lý
trung tâm (tiếp):
- Bộ vi xử lý nhiều lõi (multi-core processor): gồm nhiều
hơn một đơn vị xử lý, có hiệu năng xử lý nhanh hơn Ví
dụ: bộ vi xử lý i5-520M 2.4 GHz có 2 lõi, hiệu năng
tương đương 4.8 GHz; bộ vi xử lý i7-720QM 1.6 GHz có
4 lõi, hiệu năng tương đương 6.4 GHz
- Tốc độ Bus: Bus là đường truyền dữ liệu đến và ra khỏi
bộ vi xử lý; bus tốc độ cao giúp chuyển dữ liệu nhanh,
cho phép CPU hoạt động với công suất lớn nhất; tốc độ
bus được đo bằng megahertz (một triệu chu kỳ/giây); các
máy tính ngày nay có tốc độ bus từ 1000-1600 MHz
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Trang 232.3.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM
• Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng của bộ xử lý
trung tâm (tiếp):
- Kích thước từ nhớ: là số bit mà bộ vi xử lý có thể xử
lý được mỗi lần, ví dụ, bộ vi xử lý 64-bit có các thanh
ghi 64-bit và xử lý mỗi lần 64 bit; kích thước từ nhớ
lớn giúp cho bộ vi xử lý có khả năng xử lý nhiều dữ
liệu hơn trong mỗi chu kỳ làm tăng hiệu năng của
máy tính; các máy tính cá nhân hiện nay thường có
bộ vi xử lý 32-bit hoặc 64-bit
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 33
2.3.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM
• Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng của bộ xử lýtrung tâm (tiếp):
- Tập lệnh: Bộ VXL có tập lệnh phức tạp sử dụng côngnghệ CISC (complex instruction set computer); bộVXL có tập lệnh rút gọn gồm các lệnh đơn giản sửdụng công nghệ RISC (reduced instruction setcomputer); bộ VXL RISC thực hiện hầu hết các lệnhnhanh hơn so với bộ VXL CISC nhưng nó có thể cầnnhiều lệnh đơn giản để hoàn thành một tác vụ so với bộVXL CISC; đa số bộ VXL trong các máy tính cá nhânhiện nay sử dụng công nghệ CISC, các bộ VXL trongcác thiết bị cầm tay như iPod, Droid, BlackBerrythường là ARM (advanced RISC machine)
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 34
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.1 BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM
• Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng của bộ xử lý
trung tâm (tiếp):
- Các kỹ thuật xử lý lệnh của CPU:
+ Serial processing (xử lý tuần tự): bộ VXL phải hoàn
thành tất cả các bước của chu kỳ lệnh trước khi bắt
đầu thực hiện lệnh kế tiếp
+ Pipelining (kỹ thuật đường ống lệnh): bộ VXL có thể
bắt đầu thực hiện một lệnh trước khi nó hoàn thành
lệnh trước đó
+ Parallel processing (xử lý song song): bộ VXL có thể
thực hiện nhiều lệnh cùng một lúc
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Dung lượng tăng dần, tốc độ giảm dần, giá thành/1 bit giảm dần
2.3.2 BỘ NHỚ
Sơ đồ hệ thống nhớ
Trang 242.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
• Khái niệm:
- Là bộ nhớ có thời gian truy cập nhỏ, được dùng để
nạp hệ điều hành, ghi chương trình và dữ liệu trong
ghi dữ liệu, bị mất thông tin khi mất nguồn nuôi
- ROM là bộ nhớ chỉ cho phép đọc, dữ liệu không bị
xóa khi mất nguồn
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 37
2.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
• Cấu tạo của bộ nhớ trong:
- Bộ nhớ trong được cấu tạo từ các phần tử vật lý có 2trạng thái đối lập: một trạng thái dùng để thể hiện bit
0, trạng thái kia thể hiện bit 1
- Có nhiều kỹ thuật chế tạo các phần tử có 2 trạng tháinhư dùng từ tính, dùng mạch bán dẫn; hiện nay, người
ta dùng các bộ nhớ bán dẫn là các mạch bán dẫn điềukhiển được có 2 trạng thái đóng/mở để thể hiện cácbit; các bộ nhớ bán dẫn mới có thể được chế tạo là các
(GB)
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 38
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
• Tổ chức của bộ nhớ trong:
- Tổ chức như một dãy liên tiếp các byte nhớ được
đánh số thứ tự 0, 1, 2, … là địa chỉ của byte nhớ Mỗi
byte gồm 8 bit, mỗi bit được thiết lập bằng 0 hoặc 1
- Byte là đơn vị thông tin thuận lợi cho xử lý dữ liệu vì
nó có thể chứa vừa đủ một ký tự mã hóa theo bảng
Để thể hiện các dữ liệu dài hơn như một ký tự mã hóa
theo bảng mã Unicode cần 2 byte, một số nguyên lớn
hơn cần 2 hoặc 4 byte, một số thực cần 4, 6, 8 hoặc
10 byte liền nhau
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
• Tổ chức của bộ nhớ trong: (tiếp)
- Mỗi byte nhớ có 2 đặc trưng:
+ Địa chỉ: là thứ tự của vị trí byte nhớ trong
Bộ nhớ trong; địa chỉ của mỗi byte nhớ là
cố định+ Nội dung: là giá trị số dạng mã nhị phân,được lưu trữ bằng các trạng thái vật lýtrong byte nhớ; nội dung byte nhớ có thểthay đổi
- Việc truy cập tới dữ liệu trong từng bytenhớ không phụ thuộc vào các byte nhớkhác (do mỗi byte nhớ có một địa chỉriêng)
Trang 252.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
• Đọc/ghi với bộ nhớ trong:
- Quá trình đọc thông tin từ bộ nhớ trong:
+ CPU gửi địa chỉ của vùng nhớ thông qua bus địa
chỉ tới một mạch gọi là bộ giải mã địa chỉ
+ CPU gửi một tín hiệu điều khiển qua bus điều khiển
tới kích hoạt bộ giải mã địa chỉ
+ Bộ giải mã địa chỉ mở mạch điện thực hiện chức
năng sao chép dữ liệu trong vùng nhớ đưa ra bus dữ
liệu, CPU ghi nhận dữ liệu vào các thanh ghi
- Quá trình ghi xảy ra theo chiều ngược lại, dữ liệu đi
từ CPU đến bộ nhớ
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 41
2.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
• Bộ nhớ cache:
- Là bộ nhớ đệm giữa CPU và bộ nhớ chính (RAM)
- Có tốc độ rất cao, cho phép CPU truy cập dữ liệunhanh hơn từ bộ nhớ chính
- Cache thường được đặt trên chip của CPU
- Khi CPU cần đọc dữ liệu, nó tìm dữ liệu trong cachetrước, nếu không thấy thì mới tìm trong bộ nhớ chínhrồi đưa dữ liệu đó vào cache để tăng tốc độ xử lý dữliệu trong các lệnh kế tiếp
- Cache được làm từ RAM tĩnh (SRAM, Static RAM):
các bit được lưu trữ bằng các Flip-Flop, có cấu trúcphức tạp và giá thành cao
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 42
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
Cache đệm giữa CPU và Bộ nhớ chính
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
• RAM (Random Access Memory):
- Là cách gọi tắt của loại RAM động phổ biến hiện nay(DRAM, Dynamic RAM): có cấu trúc đơn giản, tốc
độ chậm hơn và giá thành thấp hơn SRAM
- Các bit được lưu trữ trên tụ điện; khi tụ điện được tíchđiện, nó biểu diễn bit 1; ngược lại, khi tụ điện xả hết
sẽ biểu diễn bit 0
- Được dùng để nạp vào hệ điều hành khi khởi độngmáy tính, để chứa các lệnh của chương trình ứngdụng, để lưu trữ dữ liệu tạm thời chờ được CPU đọchoặc ghi RAM là “phòng đợi” cho CPU
Trang 262.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
• RAM (Random Access Memory) (tiếp):
- Các máy tính cá nhân ngày nay thường có 2-8 GB
RAM; lượng RAM mà máy tính cần phụ thuộc vào
phần mềm sử dụng, dung lượng RAM yêu cầu thường
được ghi trên nhãn của các gói phần mềm Ví dụ: cài
hệ điều hành Windows 7 nên có ít nhất 1GB RAM, các
ứng dụng/trò chơi đồ họa, video cần tối thiểu 2GB
RAM, …
- Đa số các máy tính cá nhân ngày nay sử dụng SDRAM
- SDRAM được phân lớp tiếp thành DDR, DDR2,
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 46
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
• ROM (Read Only Memory):
- ROM là loại bộ nhớ có nội dung cố định, chỉ cho
phép người dùng/máy tính đọc dữ liệu nhưng không
cho phép ghi vào
- Dữ liệu thường được ghi vào ROM trong lúc chế tạo,
là tập các lệnh cốt lõi để khởi động máy tính như cách
truy cập đĩa cứng, tìm hệ điều hành, và nạp vào
RAM; tập lệnh này được gọi là BIOS (Basic
Input/Output System)
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.2.1 BỘ NHỚ TRONG
• ROM (Read Only Memory) (tiếp):
Trang 27• Khái niệm:
- Bộ nhớ ngoài (storage devices): gồm các loại bộ nhớ
mà CPU không thể truy cập trực tiếp, thông tin lưu trữ
không bị xóa khi mất nguồn, có dung lượng lớn hơn bộ
nhớ trong nhưng tốc độ truy cập thấp hơn
- Bộ nhớ ngoài gồm các loại đĩa từ tính (đĩa cứng từ, đĩa
mềm), đĩa quang (CD/DVD/Bluray), bộ nhớ flash (các
loại thẻ nhớ, thanh nhớ usb, ổ cứng thể rắn), …
2.3.2.2 BỘ NHỚ NGOÀI
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 49
• Đặc điểm cơ bản của bộ nhớ ngoài:
- Thông tin không được định vị bằng địa chỉ giống như
bộ nhớ trong mà được tổ chức theo từng khối logic gọi
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 50
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
• Đặc điểm cơ bản của bộ nhớ ngoài (tiếp):
- Dữ liệu không được ghi theo dạng số 0/1 theo nghĩa
đen Thay vào đó, các bit 0 và 1 phải được chuyển
thành dạng nào đó thể hiện được trên bề mặt của các
phương tiện lưu trữ
- Có 3 công nghệ được dùng để chế tạo bộ nhớ ngoài là:
từ tính, quang, thể rắn
2.3.2.2 BỘ NHỚ NGOÀI
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
• Một số hình ảnh bộ nhớ ngoài:
2.3.2.2 BỘ NHỚ NGOÀI
Trang 282.3.3 THIẾT BỊ VÀO/RA
• Thiết bị ngoại vi (Peripheral Devices) hay thiết bị
vào/ra (I/O - Input/Output devices), có chức năng:
trao đổi dữ liệu/thông tin giữa máy tính và môi
trường bên ngoài
- Vào: chuyển dữ liệu từ bên ngoài vào bộ nhớ trong
- Ra: chuyển thông tin từ bộ nhớ trong ra môi trường
bên ngoài
• Hệ thống vào/ra bao gồm
- Thiết bị ngoại vi
- Ghép nối vào/ra (các cổng vào/ra, …)
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 53
- Màn hình (display hoặc monitor)
• Một số thiết bị vừa là thiết bị vào vừa là thiết bị ra:
màn hình cảm ứng, modem, ổ đọc và ghi đĩa, …
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 54
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.3 THIẾT BỊ VÀO/RA
• Bàn phím (keyboard)
- Dùng để đưa vào máy tính các
lệnh điều khiển, dữ liệu
- Thiết kế giao diện tương tự như
các máy đánh chữ, có ưu điểm
là tránh sự mắc kẹt cơ khí của
các phím (giao diện QWERTY)
- Khi ta ấn một phím, tín hiệu
được truyền cho máy tính thông
qua bộ lập mã, tương ứng với ký
tự của phím
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.3 THIẾT BỊ VÀO/RA
• Bàn phím (keyboard) (tiếp):
Trang 29+ Nhóm phím chức năng: để thực hiện nhanh một số
yêu cầu nào đó như: F1, F2, …, F12
+ Nhóm phím điều khiển: xác định một số chức năng
đặc biệt như Esc (Escape), Caps Lock, Shift, Ctrl
(Control), Alt (Alternate), Insert, …
+ Nhóm phím điều khiển con trỏ màn hình: gồm các
phím mũi tên lên, xuống, trái, phải, Home, End, Page
Up, Page Down, …
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 57
- Dạng phổ biến nhất của chuột là gồm 2 nút bấm và 1nút cuộn; nút trái dùng cho thao tác lựa chọn, đặt vịtrí của con trỏ màn hình; nút phải để hiện menu ngữcảnh gồm các lệnh có thể thực hiện với đối tượng tại
vị trí con trỏ
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 58
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.3 THIẾT BỊ VÀO/RA
• Chuột (mouse) (tiếp):
- Chuột bi:
- Sử dụng cơ chế cơ học:
một viên bi hình cầu được
đặt ở dưới chuột, khi
chuột di chuyển sẽ truyền
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
- Thường dùng đi-ốt phát quanghoặc phát laze hồng ngoại đểchiếu sáng bề mặt bên dưới
- Ưu điểm: độ phân giải cao hơnnên cho kết quả chính xác hơn,hoạt động tốt trên nhiều loại bềmặt khác nhau
• Chuột cảm ứng
Trang 302.3.3 THIẾT BỊ VÀO/RA
• Màn hình (display hoặc monitor):
- Là thiết bị hiển thị chữ hay ảnh bằng cách tạo ra lưới
các điểm ảnh (pixel) rất nhỏ có màu sắc khác nhau
- Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh:
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 62
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.3 THIẾT BỊ VÀO/RA
• Máy in (printer):
- Máy in là thiết bị cho phép in chữ hay ảnh ra giấy Có
ba loại:
+ Máy in kim (dot matrix printer): là loại ra đời đầu
tiên, hiện vẫn khá phổ biến ở các quầy thanh toán
và trong các ngân hàng
+ Máy in phun (ink jet printer): tạo các điểm trên
giấy bằng cách phun tia mực siêu nhỏ; cho chất
lượng bản in tốt, nhưng tốn nhiều mực, giá hộp
mực khá cao
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.3 THIẾT BỊ VÀO/RA
• Máy in (printer) (tiếp):
- Máy in laze (laser printer): là loại máy in dùng kỹthuật laze; cho chất lượng ảnh rất cao, tốn ít mực hơnnên được dùng rất rộng rãi
Trang 3108/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 65
- Bút điện tử (light pen)
- Máy ảnh số, quay phim số (digital camera)
- Optical Charater Reader (OCR): nhận dạng chữ
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
2.3.4 LIÊN KẾT HỆ THỐNG
• Các thiết bị máy tính được liên kết với nhau thông
qua các đường bus, các khe cắm mở rộng, hoặc các
loại cổng kết nối; các thành phần này thường được
thiết kế trên một bo mạch chủ
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Các thành phần kết nối hệ thống trên bo mạch chủ
Trang 322.3.4 LIÊN KẾT HỆ THỐNG
• Bus:
- Là các tuyến đường để thông tin (dữ liệu, lệnh, địa chỉ)
“chạy” trên đó
- Gồm những đường mạch trên bo mạch chủ (ví dụ: nối
giữa CPU và RAM) hoặc các loại cáp mở rộng (ví dụ:
cáp nối ổ đĩa cứng với bo mạch chủ)
08/02/2017 Chương 2: Cấu trúc máy tính 69
• Các khe cắm mở rộng (expansion slot) được dùng đểcắm các loại card điều khiển thiết bị vào-ra như card
đồ họa, card âm thanh, modem
• Các cổng (port) dùng để kết nối máy tính với các thiết
bị vào-ra, gồm nhiều loại:
Trang 33KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
2 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
3.1.1 KHÁI NIỆM PHẦN MỀM
• Phần mềm (chương trình): là một tập hợp những câulệnh hoặc chỉ thị (Instruction) được viết bằng mộthoặc nhiều ngôn ngữ lập trình theo một trật tự xácđịnh, kết hợp với các dữ liệu hay tài liệu liên quannhằm tự động thực hiện một số nhiệm vụ, chức nănghoặc giải quyết một vấn đề cụ thể nào đó
• Phần mềm thực hiện các chức năng bằng cách gửi cácchỉ thị trực tiếp đến phần cứng hoặc cung cấp dữ liệu
để phục vụ cho các chương trình hay phần mềm khác
• Môi trường tương tác giữa người sử dụng với phầnmềm: giao diện (thường là giao diện đồ họa với cácđoạn văn bản, hình ảnh, biểu tượng, …)
Trang 34Ví dụ về giao diện đồ họa phần mềm
5 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
PHẦN MỀM HỆ THỐNG
• Là các chương trình điều khiển hoặc duy trì các hoạt
động của máy tính và các thiết bị liên quan
• Hỗ trợ giao tiếp giữa người dùng, phần mềm ứng
dụng và phần cứng máy tính
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
PHẦN MỀM HỆ THỐNG
• 2 kiểu phần mềm hệ thống:
- Hệ điều hành: là tập các chương trình phối hợp tất
cả các hoạt động của các thiết bị phần cứng, làphương tiện để người sử dụng giao tiếp với máytính và các phần mềm khác (Microsoft Windows,Mac OS, hệ điều hành của Apple, …)
- Chương trình tiện ích: cho phép người dùng thựchiện các công việc liên quan tới việc bảo trì máytính, các thiết bị và các chương trình được cài đặttrong máy (quản lý ổ đĩa, máy in và các thiết bịkhác, …)
Trang 35PHẦN MỀM ỨNG DỤNG
• Là các chương trình được thiết kế nhằm hỗ trợ người
dùng thực hiện các công việc chuyên môn một cách
hiệu quả hơn và (hoặc) hỗ trợ các công việc cá nhân
9 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
lý sinh viên cho một trường đại học, phần mềm quản lý nhân sự cho một công ty,
- Phần mềm đóng gói (được thiết kế dựa trên những yêu cầu chung của nhiều người, không theo yêu cầu đặt hàng của riêng ai): phần mềm quản lý thông tin cá nhân, nhắc việc, quản lý dự án, các phần mềm kế toán, quản lý hồ sơ tài liệu, trợ giúp thiết kế, chỉnh sửa ảnh, …
10 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
- Được ghi vào trong ROM
- Dùng trong các hệ vi xử lý gắn liền với các thiết bị
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
3.1.3 QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM
4 hoạt động cơ bản trong quy trình phát triển phầnmềm:
• Đặc tả phần mềm: là tiến trình để hiểu và xác định những dịch vụ nào cần có trong hệ thống, những ràng buộc đối với việc phát triển và chức năng của hệ thống
Tiến trình này sẽ sinh ra các tài liệu yêu cầu (bản đặc tả
hệ thống)
Trang 363.1.3 QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM
• Thiết kế và thực thi phần mềm: liên quan tới việc
chuyển những yêu cầu phần mềm thành hệ thống có thể
thực thi được
- Thiết kế phần mềm: là việc mô tả cấu trúc phần mềm,
dữ liệu của hệ thống, giao diện giao tiếp giữa các
thành phần, thuật toán được sử dụng, …
- Thực thi phần mềm: các lập trình viên dùng các ngôn
ngữ lập trình để viết lệnh (mã nguồn) thực sự để tạo
ra hệ thống dựa trên các bản đặc tả thiết kế chi tiết,
đồng thời tiến hành các thử nghiệm (kiểm thử đơn vị
hay kiểm thử hộp trắng) với dữ liệu giả định
13 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
08/02/2017
3.1.3 QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM
• Kiểm thử phần mềm: Là quá trình vận hành chương trình
để tìm ra lỗiLưu ý:
- Ngoài hoạt động kiểm thử, trong suốt tiến trình phát triểnphần mềm cần tiến hành các hoạt động xác minh và thẩmđịnh phần mềm:
+ Xác minh: kiểm tra xem sản phẩm có đúng với đặc tảhay không (chú trọng vào việc phát hiện lỗi của phầnmềm qua từng giai đoạn phát triển)
+ Thẩm định: kiểm tra xem sản phẩm có đáp ứng đượcyêu cầu người dùng hay không (chú trọng vào việc pháthiện sự khác biệt của sản phẩm làm ra với những gì màngười dùng mong đợi)
14 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
3.1.3 QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN PHẦN MỀM
• Kiểm thử phần mềm (tiếp):
- Xác minh và thẩm định tĩnh: kiểm tra phần mềm mà
không thực hiện chương trình (xét duyệt yêu cầu, xét
duyệt thiết kế, thanh tra mã nguồn, sử dụng các biến
đổi hình thức để kiểm tra tính đúng của chương trình)
- Xác minh và thẩm định động: kiểm tra thông qua việc
thực hiện chương trình, được tiến hành sau khi đã xây
dựng được chương trình (mã nguồn)
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Trang 373.1.4 PHẦN MỀM MÃ NGUỒN ĐÓNG VÀ MÃ NGUỒN
MỞ
• Phần mềm mã nguồn đóng:
- Mã nguồn không được công bố Muốn sử dụng, người
dùng cần được sự cho phép của người giữ bản quyền
phần mềm (những cá nhân hoặc tổ chức phát triển phần
mềm đó)
- Người sử dụng thường phải trả phí (trừ một số phiên bản
giản lược)
Ví dụ: Hệ điều hành Microsoft Windows, Ứng dụng văn
phòng Microsoft Office, Phần mềm gõ tiếng Việt
Vietkey, Hệ quản trị CSDL Microsoft SQL Server, Môi
trường phát triển phần mềm Microsoft Visual Studio, …
17 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
3.1.4 PHẦN MỀM MÃ NGUỒN ĐÓNG VÀ MÃ NGUỒN
MỞ
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
• Phần mềm mã nguồn mở (open - source software):
- Mã nguồn được công bố rộng rãi, công khai, cho phép
mọi người tiếp tục phát triển phần mềm
- Một số phần mềm mã nguồn mở điển hình: Hệ điều
hành LINUX, Trình duyệt web Mozilla FireFox, Ứng
dụng văn phòng Open Office, Phần mềm gõ tiếng Việt
Unikey, Phần mềm máy chủ web Apache, Hệ quản trị
CSDL MySQL, Ngôn ngữ lập trình Perl, …
3.1.4 PHẦN MỀM MÃ NGUỒN ĐÓNG VÀ MÃ NGUỒN
MỞ
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
• Phần mềm mã nguồn mở (tiếp):
- Mã nguồn mở không có nghĩa là được sao chép, sửa chữa,
sử dụng vào mục đích nào cũng được Thường các phầnmềm nguồn mở được công bố đi kèm điều kiện sử dụng
- Điều kiện GPL - GNU General Public License(http://www.fsf.org/licenses/gpl.html)
+ Tác giả gốc giữ bản quyền phần mềm nhưng cho phépngười dùng có một số quyền: tìm hiểu, phát triển, công bố,khai thác thương mại sản phẩm, …
+ Tác giả sử dụng luật bản quyền để đảm bảo các quyềntrên không bao giờ bị vi phạm đối với tất cả mọi người,trên mọi phần mềm có sử dụng mã nguồn của mình
3.1.4 PHẦN MỀM MÃ NGUỒN ĐÓNG VÀ MÃ NGUỒN
MỞ
Trang 383.2 HỆ ĐIỀU HÀNH
3.2.1 Khái niệm hệ điều hành
3.2.2 Lịch sử phát triển và phân loại hệ điều hành
3.2.3 Một số hệ điều hành điển hình
3.2.4 Quản lý dữ liệu trên bộ nhớ ngoài
21 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
08/02/2017
3.2.1 KHÁI NIỆM HỆ ĐIỀU HÀNH
• Hệ điều hành (Operating System): là hệ thống cácchương trình máy tính điều khiển, quản lý, phân phốiviệc sử dụng tài nguyên của máy tính và giao tiếp vớingười sử dụng
tính, giúp con người thực hiện công việc xử lý (thôngqua chương trình ứng dụng) một cách hiệu quả
điều hành
thường trực cho tới khi máy tính ngừng hoạt động
Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
3.2.1 KHÁI NIỆM HỆ ĐIỀU HÀNH
• Chức năng của Hệ điều hành:
- Quản lý và điều phối các thiết bị của máy tính để
phục vụ cho công việc xử lý
- Quản lý thông tin bộ nhớ ngoài
- Quản lý các tiến trình
- Cung cấp môi trường giao tiếp với người sử dụng
và cung cấp các tiện ích cơ bản
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
Thao tác in một văn bản dưới sự điều khiển của hệ điều hành
Trang 393.2.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ PHÂN LOẠI HỆ ĐIỀU
HÀNH
• Thế hệ 1 (1945 – 1955)
- Giữa thập niên 1940, Howard Aiken ở Havard và
John von Neumann ở Princeton đã thành công
trong việc xây dựng máy tính dùng ống chân
không (lập trình bằng ngôn ngữ máy, thường là
bằng cách dùng bảng điều khiển để thực hiện các
chức năng cơ bản), chưa có hệ điều hành
- Đầu thập niên 1950, phiếu đục lỗ ra đời và có thể
viết chương trình trên phiếu thay cho dùng
bảng điều khiển, chưa có sự phân biệt giữa chương
trình của người sử dụng và chương trình điều
khiển
25 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
08/02/2017
• Thế hệ 2 (1955 – 1965)
- Giữa thập niên 1950, ra đời thiết bị bán dẫn Lần đầu tiên
có sự phân chia rõ ràng giữa người thiết kế, người xâydựng, người vận hành, người lập trình, và người bảo trì
- Lập trình viên viết chương trình trên giấy, sau đó đục lỗtrên phiếu và đưa phiếu vào máy, kết quả xuất ra máy in
- Hệ thống xử lý theo lô ra đời, hoạt động dưới sự điềukhiển của một chương trình đặc biệt là tiền thân của
hệ điều hành sau này, cho phép lưu các yêu cầu cần thựchiện lên băng từ hệ thống đọc và thi hành lần lượt rồighi kết quả lên băng từ xuất người dùng đem đi in
- Ngôn ngữ lập trình: chủ yếu là FORTRAN và hợp ngữ
26 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
3.2.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ PHÂN LOẠI HỆ ĐIỀU
HÀNH
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
• Thế hệ 3 (1965 – 1980)
- Ra đời máy tính đầu tiên sử dụng mạch tích hợp (IC)
- Máy IBM 360 Nhiều thiết bị ngoại vi ra đời, thao
tác điều khiển phức tạp
- Nhằm điều phối, kiểm soát hoạt động và giải quyết
các yêu cầu tranh chấp thiết bị Xuất hiện hệ điều
hành (dài cả triệu dòng hợp ngữ và do hàng ngàn lập
trình viên xây dựng)
- Xuất hiện các hệ điều hành đa chương trình, hệ điều
hành đa nhiệm, đa người dùng và cho phép vận hành
bộ nhớ ảo
3.2.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ PHÂN LOẠI HỆ ĐIỀU
HÀNH
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
• Thế hệ 4 (1980 - nay)
- Ra đời các máy tính cá nhân và các máy tính lớncùng với các hệ điều hành phù hợp: hệ điều hànhMS-DOS và Windows cho các dòng máy tính cánhân PC (Personal Computer), UNIX và các hệđiều hành tựa Unix cho dòng máy tính lớn
- Từ đầu thập niên 90 cũng đánh dấu sự phát triểnmạnh mẽ của một số hệ điều hành khác: hệ điềuhành song song, hệ điều hành mạng và hệ điềuhành phân tán
3.2.2 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ PHÂN LOẠI HỆ ĐIỀU
HÀNH
Trang 403.2.3 MỘT SỐ HỆ ĐIỀU HÀNH ĐIỂN HÌNH
• Hệ điều hành cho máy tính
• Hệ điều hành cho thiết bị di động
29 Chương 3 Phần mềm máy tính và Hệ điều hành
08/02/2017
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
HỆ ĐIỀU HÀNH MS-DOS
• MS-DOS - Microsoft Disk Operating System:
- Là hệ điều hành của hãng phần mềm Microsoft, có
giao diện dòng lệnh (command-line interface) được
thiết kế cho các máy tính họ PC
- Là hệ điều hành đơn nhiệm, chỉ cho phép chạy một
ứng dụng duy nhất tại mỗi thời điểm Một số ứng
dụng chạy thường trú được thiết kế sau cho MS-DOS
cho phép thực hiện nhiều thao tác cùng lúc (như
chương trình hỗ trợ gõ tiếng Việt VietRes)
Khoa Công nghệ thông tin – Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Bài giảng Tin học đại cương
HỆ ĐIỀU HÀNH MS-DOS
• Giao diện làm việc của hệ điều hành MS-DOS