Bài giảng Đại cương công nghệ thông tin và truyền thông: Chương 1 - ThS. Phạm Quang Quyền

BỘ NỘI VỤ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NỘI VỤ HÀ NỘI

ĐẠI CƢƠNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
VÀ TRUYỀN THÔNG
ThS. Gv. Phạm Quang Quyền

1


Chƣơng I

TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

2


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

1.1. Khái niệm về công nghệ thông tin, tin học.
Tin học: Information technology
Tin học (Informatics, Lé Informatique) là ngành
khoa học nghiên cứu về thơng tin và các q trình
xử lí thơng tin tự động bằng các thiết bị tin học,
trƣớc hết là máy tính điện tử (Computer).

3


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
“Cơng 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 thơng
nhằm tổ chức khai thác và sử dụng có hiệu quả các
nguồn tài nguyên thông tin rất phong phú và tiềm
năng trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người và
xã hội.” (Nghị quyết 49/CP ký ngày 4/8/1993)
Một số khái niệm cơ bản của CNTT.
• Xử lý thơng tin- Data Processing.
Là các tác động vào thông tin bao gồm :

4


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
• Phép thu thập thông tin : Lấy thông tin từ sự vật, hiện
tƣợng thông qua các giác quan và các thiết bị có khả
năng thu nhận tin
• Phép mã hố thơng tin : Biểu diễn thông tin dƣới
dạng chữ viết, chữ số, ngơn ngữ, tiếng nói, âm
thanh, hình vẽ, trạng thái điện, ...
• Phép truyền thơng tin : Truyền thơng tin từ máy này
sang máy khác, từ điểm này sang điểm khác. Môi
trƣờng truyền tin gọi là kênh liên lạc (Channel)

5


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG
TIN

• Phép lƣu trữ thông tin : Ghi thông tin lên
các vật mang tin.
• Phép xử lý thơng tin : Tác động lên các
thơng tin đã có để tạo ra thơng tin mới
• Phép xuất thông tin : Đƣa thông tin ra cho
ngƣời dùng dƣới các dạng mà con ngƣời
có thể nhận biết đƣợc
6


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
• Thơng tin là khái niệm cơ bản của khoa học đồng thời là
khái niệm trung tâm của thời đại.
• Các định nghĩa khác nhau về thơng tin:
• Theo nghĩa thơng thƣờng:.
• Theo quan điểm triết học:
• Theo lý thuyết thơng tin:

• Hai thuộc tính cơ bản của thơng tin:
• Bản chất của thơng tin nằm trong sự giao lƣu của nó.
• Thơng tin là sự loại trừ tính bất định của hiện tƣợng ngẫu
nhiên.
7


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
• CÁC CẤP ĐỘ KHÁC NHAU CỦA THƠNG TIN
• Dữ liệu (Data)
• Trong hoạt động thông tin, dữ liệu là số liệu, sự

kiện, hình ảnh ban đầu thu thập đƣợc qua điều tra,
khảo sát và chƣa xử lý (thơng tin ngun liệu).
• Trong tin học, mọi sự biểu diễn thông tin bằng một
tập hợp các ký hiệu có thể thao tác đƣợc trên
MTĐT, đều gọi là dữ liệu (data).
• Dữ liệu tồn tại dƣới 4 hình thức: con số, chữ viết,
âm thanh, hình ảnh.
• Dữ liệu có hai dạng:
• + Dạng có cấu trúc (biểu ghi, CSDL,...)
• + Dạng phi cấu trúc (các tệp văn bản)
8


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG
TIN
•Thơng tin (Information)
•Dữ liệu qua xử lý và đƣợc cho là có ý nghĩa đối với một đối
tƣợng, một sự việc nào đó thì chúng trở thành thơng tin
•Tri thức(Knowledge) là thơng tin hữu ích đƣợc trí tuệ con
ngƣời xác nhận qua quá trình tƣ duy và đƣợc đƣa vào sử
dụng một cách có hiệu quả trong thực tiễn.
•Theo cách thể hiện, có hai loại tri thức:
•Tri thức nội tại (Tacit knowledge): Tri thức tiềm ẩn trong trí óc
con ngƣời
•Tri thức tƣờng minh (Explicit knowledge): Tri thức thể hiện
qua ngôn ngữ, tài liệu văn bản, kết xuất của máy tính,...
9


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN

• Quan hệ giữa dữ liệu, thơng tin và tri thức
• Khi dữ liệu qua xử lý (phân tích, tổng hợp, so sánh,...)
và đƣợc cho là có ý nghĩa đối với một đối tƣợng, một
cơng việc nào đó thì chúng sẽ trở thành thơng tin.
• Dữ liệu mơ tả sự việc chứ khơng đánh giá sự việc, cịn
thơng tin ln mang một ý nghĩa xác định và nói chung
gồm nhiều giá trị dữ liệu.
• Khi thơng tin đƣợc trí óc của con ngƣời tiếp nhận và
đƣợc xử lý tích cực qua quá trình suy nghĩ, học hỏi để
nhận thức thì trở thành tri thức.
10


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
• 1.2. Cơ sở của CNTT là cơng nghệ số
• Là cơng nghệ số nhị phân (digital) cho phép chuyển
các thông tin dƣới dạng chữ viết, âm thanh, hình ảnh
thành thơng tin dƣới dạng kết hợp hai con số 0 và 1
(tƣơng ứng với hai trạng thái on/off của các thiết bị
điện(switching devices)) và máy tính chỉ có thể xử lý
đƣợc thơng tin ở dạng này.
• Lƣợng thơng tin vừa đủ để nhận biết một trong hai
trạng thái có khả năng xuất hiện nhƣ nhau gọi là một
bit - đơn vị đo thơng tin.
• Các đơn vị bội của bít: Byte (B), Kilobyte (KB),
Megabyte (MB), Gigabyte (GB), Tegabyte (TB)

11

1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
•

Sơ đồ biểu diễn xử lí thơng tin kỹ thuật số

Chữ viết
Âm thanh
Hình ảnh
Nhập dữ liệu

Chuyển
đổi sang
hệ nhị
phân

{0, 1}

Chữ viết
Âm thanh
Hình ảnh

Xử lý, lƣu trữ, truyền đi

Kết xuất thông tin

12


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN

Lƣợng thơng tin đƣợc lƣu trữ và truyền đi
trong hệ thống truyền thông đƣợc định lƣợng
nhƣ thế nào? Kết quả quan trọng là Lý thuyết
thông tin đã đƣa ra đƣợc đơn vị đo thơng tin
và các cơng thức tính khối lƣợng thơng tin.
•

• Xuất phát từ quan điểm truyền tin, thơng tin
là ý định lựa chọn một thông báo riêng biệt từ
một tập hợp các thơng b có thể. Sự lựa
chọn này xẩy ra với một xác suất nào đó.
13


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
• Sự lựa chọn đơn giản nhất là lựa chọn giữa 2 khả
năng nhƣ nhau (p=1/2). Lƣợng thông tin đƣợc tạo
ra từ cách lựa chọn nhƣ thế đƣợc coi là một đơn vị
đo thơng tin, gọi là bit.
• Ví dụ: Gieo một đồng tiền, P(S)=P(N)=1/2,
lƣợng thông tin đƣợc tạo ra từ cách chọn nhƣ
thế là 1 bit. Nếu ký hiệu S là số 0, N là số 1, thì
chỉ có một cách chọn để biểu diễn thông báo là
0 hoặc 1. Việc lựa chọn giữa hai ký hiệu đó
tƣơng ứng với một đơn vị thơng tin nhị phân, đó
là bit.
14


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN

•Nếu tập hợp các thơng báo bao gồm N thơng báo có
khả năng nhƣ nhau (p=1/N), thì số lƣợng thơng tin,
ký hiệu là I, đƣợc tính bằng cơng thức:
•I = log2N
•Rõ ràng: Với N=2 thi I=1, phù hợp với định nghĩa
đơn vị thơng tin.
•Vì N=1/p nên cơng thức trên tƣơng đƣơng với cơng
thức:

•I = log21/p
15


1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
•

Gieo 3 lần liên tiếp một đồng tiền, 8 kết quả đồng khả năng nhƣ sau:

•

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

•

Xác suất của mỗi thơng báo này là p = 1/8. Sự lựa chọn có thể xẩy ra ở
ba mức (hình vẽ), mỗi mức là một bít:

•

Bit 1:

•

Bit 2:

•

Bit 3:

•

Trong trƣờng hợp này N = 8, lƣợng thông tin của nó là: I = log 2N = log28
= 3.

•

Đó chính là số bít cần thiết để biểu diễn mỗi thơng báo nói trên:

•
•

000, 001, 010, 100, 011, 101, 110, 111
Các mức lựa chọn đƣợc thể hiện trong hình vẽ dƣới đây:

16


XáC SUấT CẹA NHữNG LA CHN C KHả NăNG NH NHAU
1/8
1/4

1/8
1/2
1/8

SÊp

1/4

1/2

1/8
1/8
Ngöa

1/2

1/4

1/8
1/2

1/8

1/4

1/8


VÍ DỤ

• Giả sử thơng báo truyền đi bao gồm các tổ hợp
ngẫu nhiên của 26 chữ cái, một khoảng trống và
5 dấu chấm câu, tổng cộng là N=32 ký hiệu, và
giả sử xác suất của mỗi ký hiệu là nhƣ nhau, thì
lƣợng thơng tin của nó là : I = log232=5
• Điều đó có nghĩa là ít nhất phải cần 5 bit để mã
hố mỗi ký hiệu nói trên: 00000, 00001, 00010,
00100, 01000, 10000, ..
• Đây chính là trƣờng hợp của hệ mã nhị phân
Baudot dùng trong máy điện báo in chữ.

18


2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CNTT
• 2.1. Tóm tắt các giai đoạn lịch sử phát triển CNTT
trong nƣớc & quốc tế.
• *Quốc tế:
• Trải qua 3 thời kỳ: Đầu tiên là một thiết bị tính tốn cơ
học (vào khoảng 500 năm trƣớc Cơng ngun), sau đó
chỉ là một khái niệm (năm 1823) và cuối cùng là chiếc
máy tính điện tử kỹ thuật số (năm 1944).
• Khái niệm máy tính hiện đại lần đầu tiên đƣợc đƣa ra
vào năm 1823, do nhà tốn học ngƣời Anh Charles
Babbage thơng qua thiết kế “máy phân tích” mang các
yếu tố cơ bản của máy tính hiện đại: bộ phận nhập dữ
liệu, bộ phận lƣu trữ (bộ nhớ), bộ phận tính tốn, bộ
phận điều khiển và thiết bị thông tin
19

2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CNTT
• Những năm 1880, nhà phát minh ngƣời Mỹ Herman
Hollerith đã phát triển một chiếc máy tính có thể tính
tốn, so sánh và lƣu trữ thông tin trên những phiếu
đục lỗ. Năm 1896, Herman Hollerith thành lập Cơng ty
máy tính thống kê sản xuất hàng loạt những máy nhƣ
vậy.
• Nhà tốn học Howard Aiken đã lãnh đạo cơng cuộc
hình thành máy tính có tên là Haward – IBM –
Automatic Sequence Controled Calculator, sau này gọi
là Mark 1. Đó là chiếc máy tính sử dụng 3304 rơ-le
điện cơ làm việc nhƣ các công tắc ON / OFF, nó
đƣợc hồn tất vào năm 1944.

20


2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CNTT
• Tuy nhiên, máy tính hiện đại đƣợc đánh dấu bởi
sự ra đời của thế hệ máy tính đèn điện tử, và
tính đến nay đã trải qua 05 thế hệ:
• Thế hệ 1: thế hệ máy tính đèn điện tử (19451955)
• Chiếc máy tính hiện đại đa chức năng đầu tiên là
ENIAC. Nó đƣợc hai kỹ sƣ ngƣời Mỹ là J.W.
Machily và J. Presper Eckret chế tạo vào năm
1946, nặng 30 tấn, cao 5,5 mét, dài 24 mét,
chứa 17468 đèn điện tử chân không đƣợc nối
bởi hệ thống dây dẫn dài 500 dặm. Nó có thể
thực hiện đƣợc 100000 phép tính trong một giây.

21


2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CNTT
• Sau đó, một số máy tính điện tử khác có cấu trúc tƣơng tự
ENIAC ra đời nhƣ: năm 1949, EDSAC, JOHNIAC, ILLIAC,...
• Năm 1953, công ty IBM bắt đầu sản xuất ra máy tính IBM701.
• Năm 1957, cơng ty IBM tiếp tục sản xuất ra máy tính IBM704
• Năm 1958, cơng ty IBM bắt đầu sản xuất ra máy tính đèn điện
tử cuối cùng IBM709.
• Trong cùng thời kỳ này, một số máy tính cũng xuất hiện tại
Liên Xơ nhƣ: 1951, máy tính MESM, 1954 ra đời máy tính
URAL-1

22


2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CNTT
• Thế hệ 2: Thế hệ máy tính Transitor (1955-1965)
• Năm 1948, J. Bardeen, W. Brattain và W.Shockley sáng chế ra
transitor ở Bell Lab đánh dấu một cuộc cách mạng máy tính.
• Máy tính transitor đầu tiên là TX-0. Năm 1961, máy tính PDP-1
ra đời
• Năm 1962, cơng ty IBM chế tạo ra máy transitor IBM7094
• Năm 1964, cơng ty CDC chế tạo máy tính CDC6600
• Năm 1963, máy tính B5000 ra đời với ý định lập trình bằng
ALGOL60, ý tƣởng về phần mềm ra đời song lại bị bỏ quên
ngay.

23


2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CNTT
• Thế hệ 3: Thế hệ máy tính IC (1965-1980)
• Mạch tích hợp IC hay vi mạch đƣợc sáng chế cho
phép vài chục transitor đƣợc đặt trong một chip đơn
và điều này đã làm cho máy tính nhỏ hơn, nhanh hơn
và giá thành rẻ hơn.
• Năm 1964, cơng ty IBM đƣa ra họ sản phẩm
IBM/System360 dựa trên vi mạch.
• Thập kỷ 1970-1979 thì kỹ thuật vi xử lý ra đời. Một
dấu ấn của giai đoạn mới, thay đổi về chất của
ngành máy tính.

24


2. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CNTT
• Thế hệ 4: Thế hệ máy tính cá nhân và VLSI(1980200?)
• Những năm 1980, công nghệ vi điện tử đã chế tạo
các vi mạch cỡ lớn VLSI(Very Large Scale
Intergration) có khả năng ban đầu chứa vài chục
ngàn, vài trăm ngàn và vài triệu transitor trên một chip
đơn nhƣ hiện nay.
• Năm 1980, giá máy tính giảm xuống thấp đến mức cá
nhân có thể mua đƣợc máy tính và đây là thời điểm
đánh dấu thời đại của máy tính cá nhân.

25