Giáo trình nhập môn tin học phần I những khái niệm cơ bản- hệ điều hành

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
------------  ------------








GIÁO TRÌNH

MÔN HỌC: NHẬP MÔN TIN HỌC

PHẦN I – NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN - HỆ ĐIỀU HÀNH







Giảng viên: ĐÀO TĂNG KIỆM
Bộ môn : TIN HỌC XÂY DỰNG

Hà nội 2011
----------



Giáo trình Nhập môn Tin học: Phần I – Những khái niệm cơ bản GVC: Đào Tăng Kiệm

Bộ môn Tin học Xây dựng
2

PHẦN 1
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN - HỆ ĐIỀU HÀNH

I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Đối tượng của Tin học (TH)
1.1. Định nghĩa : TH là khoa học nghiên cứu về cấu trúc & tính chất của TT, về thu thập,lưu
trữ & truyền tin
1.2. Nguồn gốc
Toán học ( logic toán ): đảm bảo toán học,thuật toán
Vật lý ( điện tủ) :Thiết bị tính toán, TB lưu trữ,xử lý,truyền tin
1.3. Các ngành liên quan đến TH :
- Kỹ thuật chế tạo máy tính
- Xây dựng ngôn ngữ lập trình
- Lý thuyết thuật toán và lập trình
- Cấu trúc dữ liệu và Quản trị dữ liệu

- Một số lĩnh vực chuyên sâu
2. Thông tin & xử lý thông tin
2.1 Thông tin (TT)
- Khái niệm: TT rất đa dạng có thể là chữ,số, âm thanh, hình ảnh …
- Tính chất thông tin: Xác đinh qua định tính và định lượng
- Đối tượng của thông tin: TT phục vụ cho nhiều đối tượng: khoa học, xã hội , truyền
thông, giải trí . . .
2.2 Tin học : là môn khoa học lưu trữ, xử lý và truyền tin.
2.3 Xử lý thông tin
- Xử lý thông tin là quá trình lưu trữ, cách lưu trữ, tìm kiếm và truyền tin.
- Để biểu diễn thông tin người ta sử dụng kỹ thuật số (rời rạc rời rạc hóa thông tin thành hai
số 0 &1)
T/tin vào Xử lý thông tin T/tin ra

Theo tập quy tắc xác định trước
2.4. Lưu trữ, tìm kiếm & truyền tin
Các kiểu dữ liệu :
+ Data là những thông tin cụ thể ( chưa xử lý )
+ Information là những dữ liệu đã được máy tính xử lý
+ Dữ liệu thông thường có nhiều kiểu khác nhau: nguyên, thực, ký tự, logic…

Giáo trình Nhập môn Tin học: Phần I – Những khái niệm cơ bản GVC: Đào Tăng Kiệm

Bộ môn Tin học Xây dựng
3
+ Dữ liệu có nhiều cách cấu trúc: Dữ liệu đơn ; Dữ liệu mảng; Bản ghi ; Tệp ; Cơ sở
dữ liệu ; Hệ quản trị CSDL
2.5. Các ứng dụng chính của Tin học:
- Xử lý các bài toán khoa học kỹ thuật: về các lĩnh vực cơ bản, kỹ thuật, công nghệ .. .
- Xử lý các bài toán về xã hội: thống kê, tìm kiếm, lưu trữ …

- Phục vụ cho các bài toán về quốc phòng, vũ trụ …
- Phục vụ các bài toán về thông tin :xử lý, truyền tin, đa phương tiện …
- Các lĩnh vực văn hóa nghệ thuật, điện ảnh, truyền hình . . .
- Các lĩnh vực giải trí …
3. Sự phát triển và cấu trúc của máy tính
3.1. Lịch sử phát triển của máy tính:
Các thế hệ Thiết bị - Phần cứng
Đặc điểm nổi bật
Tốc độ Ngôn ngữ-
Đặc điểm
Các máy tính
đặc trưng
Thế hệ thứ
nhất: 1950 -
1959

Bóng đèn điện tử


Ngàn
FT/s

Ngôn ngữ ký hiệu

EDVAC
STRELA
URAL

Thế hệ thứ hai
1959 - 1963

Bóng bán dẫn
Có bộ nhớ lớn
Nhiều bộ xử lý cùng
làm việc


Vạn FT/s
Ngôn ngữ thuật toán
FORTRAN,COBO,
ALGOL


MINSK-32

Thế hệ thứ ba:
1964 – 1980
Mạch tích hợp
Có màn hình màu
Thiết bị ngoại vi
Hệ ĐH phát triển

Triệu
FT/s

Ngôn ngữ bậc cao
Phần mềm chuyên
dụng, tự động hóa
thiết kế

IBM 360,

EC-1050, . .


Thế hệ thứ tư
1980 đến nay.
Mạch tích hợp lớn
Các bộ vi xử lý Intel,
Motorola, Pentium


Tỷ FT/s

Ngôn ngữ trí tuệ
nhân tạo
Hệ xử lý TT tự động
Máy mini
Máy vi tính
Mạng cục bộ &
diện rộng
3. 2. Cấu trúc cơ bản của máy vi tính:
Phần cứng là các thiết bị, máy móc để lưu
trữ, xử lý & truyền tin
 Cấu trúc bên ngoài :
- Màn hình
- Cây (CPU)
- Bàn phím
- Thiết bị ngoại vi
 Sơ đồ cấu tạo chức năng :

Bộ nhớ
Bộ điều khiển
Đvị xử lý TT
Bộ số học
Lôgic
Thiết bị
nhập
Thiết bị
xuất

Giáo trình Nhập môn Tin học: Phần I – Những khái niệm cơ bản GVC: Đào Tăng Kiệm

Bộ môn Tin học Xây dựng
4
3.3. Các bộ phận chức năng:
 Bộ nguồn
- Cung cấp nguồn điện cho mọi bộ phận trong dàn máy
- Chuyển đổi nguồn điện phù hợp với bo mẹ
- ổn định dòng điện
- Cung cấp các đầu nối nguồn
- Thông gió cho thành phần nằm trong vỏ máy
 Bo mẹ

- Là bo chính (bảng mạch ) là một thành phần rất quan trọng, là nơi kết nối các bộ phận
của máy tính .
- Các bộ phận trong bo mẹ: ổ cắm cho CPU ; cắm thêm bộ nhớ truy xuất nhanh; ổ cắm
cỏc thanh RAM; Các rãnh cắm cho các thiết bị ngoại vi; Các cổng giao tiếp với thiết bị
ngoại vi.
- Mỗi loại bo thích hợp với một bộ VXL & loại RAM
 Bộ xử lý trung tâm -CPU
- Là bộ não của máy tính,có nhiệm vụ thi hành chương trình lưu trong bộ nhớ chính.
- CPU gồm:
- Bộ điều khiển
- Bộ số học và lôgic (ALU)
- Các thanh ghi (Register):là bộ nhớ tốc độ cao ( bộ đếm chương trình, thanh ghi lệnh...)
- Các loại vi xử lý của Intel: - 4004 -8088 (máy PC); 80286 - 80486 (máy XT & AT);
Pentium - PentiumIV (máy Pentium )
 Bộ nhớ - Bộ nhớ trong
- Bộ nhớ trong: ROM, RAM, Cache
- Tốc độ truy cập nhanh, gắn chặt trong máy, lưu lại thông tin gần nhất, tắt máy bị mất
DL
- RAM :bộ nhớ truy nhập ngẫu nhiên ,lưu dữ liệu, chương trình, kết quả ( tạm thời )
- ROM : bộ nhớ tĩnh,cài sẵn trong máy,lưu các thông tin của các CT & số liệu cơ bản
cho hoạt động hệ thống MT. Tốc độ truy cập cao, không bị mất khi tắt máy, không biến đổi
được .
- PROM,EPROM,EEPROM :chỉ đọc được ,sản xuất sẵn để cài thêm
- Bộ nhớ mở rộng (cache) : đặt trên bo mẹ để tăng tốc độ xử lý của máy
 Bộ nhớ - Bộ nhớ ngoài
- Bộ nhớ ngoài : Lưu trữ lâu dài các dữ liệu, chương trình, Phục vụ cho các mục đích cá
nhân, Có thển gắn vào máy hoặc để ngoài, Có thể sao chép, thay đổi, xóa …
- Các loại: Băng từ, đĩa cứng, đĩa mềm, máy in, máy vẽ CD ROM, USB
 Hệ thống vào/ra: Chức năng: Trao đổi dữ liệu giữa vi xử lý và hệ thống bên ngoài.
- Các thành phần:

Giáo trình Nhập môn Tin học: Phần I – Những khái niệm cơ bản GVC: Đào Tăng Kiệm

Bộ môn Tin học Xây dựng
5
+ Các thiết bị ngoại vi.
+ Các bản mạch ghép nối.
 Đường truyền :Là các dây dẫn song song khắc trên bảng mạch nối giữa các bộ phận
với nhau trong máy tính. Các loại đường truyền:
Bus vào ra ; Bus bộ xử lý; Bus địa chỉ; Bus bộ nhớ ( nối giữa CPU & RAM ). . .
 Cổng là nơi nối máy tính với các thiết bi bên ngoài.Có 2 loại cổng là cổng nối tiếp &
cổng song song ( theo kiểu truyền )
3.4. Nguyên lý làm việc :
- Làm việc theo chương trình
- Thi hành các lệnh
4. Cách biểu diễn số trong máy tính - Các hệ đếm:
4.1 Các hệ cơ số đếm:
Trong một máy tính thường dùng các hệ cơ số 10, 8, 16 và 2.
Hệ cơ số 60 (cổ đại ): phút, giây . . .
Hệ 16 (hexa): từ 0-10, A-F
Hệ 12 (tá ) : tháng, giờ
Hệ 10 (thập phân): cho các ngành khoa học
Hệ 8 (bát phân): dựng 0-7
Hệ 2 (nhị phân ):0 & 1
4.2.Chuyển đổi các hệ :
Để chuyển đổi một số hệ 10 sang hệ bất kỳ có thể theo công thức :
- Hệ 10 : abcd …( n số) - Hệ bất kỳ : hệ x
Công thức chung : a*x
n-1
+ b* x

n-2
+ … d*x
0

- Ví dụ: Từ hệ 2 -10 : Dùng công thức : a.2
3
+ b.2
2
+ c.2
1
+ d.2
0

Số 1AD
(16)
= 1*16
2
+ 10*16
1
+13*16
0
= 429
(10)

- Từ hệ 10 sang hệ 2: chia cho 2, lấy các phần dư (0,1) từ dưới lên trên.Ví dụ:
25 2
1 12 2 Hệ 10 :25
0 6 2 Hệ 2 :11001
0 3 2
1 1 2

1 0
4.3 Đơn vị đo thông tin:
- Dùng hai ký tự 0 và 1 để lưu trữ và xử lý các thông tin, được gọi là bit.
- Các đơn vị đo: byte, Kb, Mb, Gb...
Trong đó:
1 Byte (B) = 8bit ; 1 kilo byte (KB) = 1024 byte ;
1Giga byte (GB) = 1024 KB ; 1 Tita byte (TB) = 1024 GB

Giáo trình Nhập môn Tin học: Phần I – Những khái niệm cơ bản GVC: Đào Tăng Kiệm

Bộ môn Tin học Xây dựng
6
5. Mã hóa thông tin
- Mã hóa là dùng các con số để chuyển đổi mọi thông tin, dễ cho lưu trữ, xử lý, tìm
kiếm
- Morse:dùng các nốt chấm, gạch để mã hóa
- Telex : dùng các ký tự thay cho các dấu ( x: ~; s:’... )
- ASCII: là bộ mã tiêu chuẩn của Mỹ để trao đổi thông tin,có thể mã hóa 256 ký tự
- UNICODE: có thể mã hóa 65536 ký tự (cho mọi ký tự & mọi loại chữ viết) (16 bit).
6. Tổng quan về phần mềm:
6.1 Phần mềm và phân loại phần mềm:
 Khái niệm:
 Phân loại:
+ Phần mềm hệ thống : MS-DOS,WINDOWS...
+ Phần mềm ứng dụng
- Bộ phần mềm: được viết theo yêu cầu chung,có bản quyền, số lượng lớn ví dụ:
Word, Excel, AutoCAD, SAP, NC . . .
- Phần mềm tự viết : đáp ứng cho nhu cầu cụ thể ,không được bán rộng rãi, không
kiểm duyệt.
6.2. Lệnh và chương trình

Lệnh: là những qui ước của ngôn ngữ lập trình mà người lập trình phải tuân theo, máy tính
có thể nhận diện được nhằm thực hiện một thao tác cụ trong quá trình xử lý bài toán. Nó là
tổ hợp của hai trạng thái đúng và ngắt mạch (ký hiệu 0 &1 )
Chương trình: Là một chuỗi các lệnh mô tả cách thực hiện một nhiệm vụ nào đó .
Các loại chương trình:
- Chương trình nguồn: (source): viết bằng ngôn ngữ lập trình: Pascal, Basic, C++…
- Chương trình dịch: biên dịch và thông dịch. Biên dịch là thay thế tất cả các lệnh của
chương trình nguồn thành chuỗi lệnh của ngôn ngữ máy và có thể lưu trữ được trong máy.
Thông dịch nghĩa là tiến hành kiểm tra từng lệnh của chương trình nguồn rồi thi hành thẳng
chuỗi lệnh ngôn ngữ máy đó và không lưu lại được chương trình dịch.
- Chương trình thực hiện: (execute): là chương trình đã được dịch sang ngôn ngữ
máy và có thể thực hiện được độc lập với phần mềm của ngôn ngữ.
6.3. Ngôn ngữ lập trình
Ngôn ngữ: Là tập hợp các qui định, các câu lệnh, đưa vào máy cho máy tính nhận diện và
thi hành được.
Các loại ngôn ngữ:
- Ngôn ngữ máy:dựa trên qui ước của mạch điện
- Ngôn ngữ ký hiệu: Assembly
- Ngôn ngữ thuật toán : Fortran
- Ngôn ngữ lập trình: lập trình cấp thấp -> LT cao: …