Bài giảng Đại cương Công nghệ thông tin và truyền thông - ThS. GV. Phạm Quang Quyền

1
ThS. Gv. Ph m Quang Quy nạ ề
Đ I C NG CÔNG NGH THÔNG TIN Ạ ƯƠ Ệ
VÀ TRUY N THÔNGỀ
BỘ NỘI VỤ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NỘI VỤ HÀ NỘI
2
Ch ng Iươ
T NG QUAN V CÔNG NGH THÔNG TINỔ Ề Ệ
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ
3
1.1. Khái ni m v công ngh thông tin, tin h c.ệ ề ệ ọ
Tin h cọ : Information technology

Tin h c (ọ Informatics, Lé Informatique) là ngành
khoa h c nghiên c u v thông tin và các quá trìnhọ 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 c h t là máy tính đi n t (Computer).ướ ế ệ ử
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ
4
“Công ngh thông tin là t p h p các ph ng pháp ệ ậ ợ ươ
khoa h c, các ph ng ti n và công c k thu t hi n ọ ươ ệ ụ ỹ ậ ệ
đ i - ch y u là k thu t máy tính và vi n thông ạ ủ ế ỹ ậ ễ
nh m t ch c khai thác và s d ng có hi u qu các ằ ổ ứ ử ụ ệ ả
ngu n tài nguyên thông tin r t phong phú và ti m ồ ấ ề
năng trong m i lĩnh v c ho t đ ng c a con ng i và ọ ự ạ ộ ủ ườ
xã h i.” (ộ Ngh quy t 49/CP ký ngày 4/8/1993)ị ế
M t s khái ni m c b n c a CNTT. ộ ố ệ ơ ả ủ
•
Xử lý thông tin- Data Processing.
Là các tác động vào thông tin bao gồm :

1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ
5
•
Phép thu th p thông tinậ : L y thông tin t s v t, hi n ấ ừ ự ậ ệ
t ng thông qua các giác quan và các thi t b có kh ượ ế ị ả
năng thu nh n tinậ
•
Phép mã hoá thông tin : Bi u di n thông tin d i d ng ể ễ ướ ạ
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 ề ừ
sang máy khác, t đi m này sang đi m khác. Môi ừ ể ể
tr ng truy n tin g i là kênh liên l c (Channel)ườ ề ọ ạ
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG Ệ Ề Ệ
TIN
6
•
Phép l u tr thôngư 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 iể ạ ớ
•
Phép xu t thôngấ tin : Đ a thông tin ra cho ư
ng i dùng d i các d ng mà con ng i ườ ướ ạ ườ
có th nh n bi t đ c ể ậ ế ượ
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ
7
•

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 ng:.ườ
•
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 ng ng u nhiên. ự ạ ừ ấ ị ủ ệ ượ ẫ
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ
8
•
CÁC CẤP ĐỘ KHÁC NHAU CỦA THÔNG TIN
•
Dữ liệu (Data)
•
Trong hoạt động thông tin, dữ liệu là số liệu, sự
kiện, hình ảnh ban đầu thu thập được qua điều tra,
khảo sát và chưa xử lý (thông tin nguyên liệu).
•
Trong tin học, mọi sự biểu diễn thông tin bằng một
tập hợp các ký hiệu có thể thao tác được trên
MTĐT, đều gọi là dữ liệu (data).

•
Dữ liệu tồn tại dưới 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)
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG Ệ Ề Ệ
TIN
9
•
Thông tin (Information)
•
Dữ liệu qua xử lý và được cho là có ý nghĩa đối với một đối
tượng, một sự việc nào đó thì chúng trở thành thông tin
•
Tri thức(Knowledge) là thông tin hữu ích được trí tuệ con
người xác nhận qua quá trình tư duy và được đưa 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 người
•
Tri thức tường minh (Explicit knowledge): Tri thức thể hiện qua
ngôn ngữ, tài liệu văn bản, kết xuất của máy tính,
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ

10
•
Quan h gi a d li u, thông tin và tri th cệ 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
đ c cho là có ý nghĩa đ i v i m t đ i t ng, m t công ượ ố ớ ộ ố ượ 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 đ c trí óc c a con ng i ti p nh n và ượ ủ ườ ế ậ
đ c x lý tích c c qua quá trình suy nghĩ, h c h i đ ượ ử 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 TINỆ Ề Ệ
11
•
1.2. Cơ sở của CNTT là công nghệ số
•
Là công nghệ số nhị phân (digital) cho phép chuyển
các thông tin dưới dạng chữ viết, âm thanh, hình ảnh
thành thông tin dưới dạng kết hợp hai con số 0 và 1
(tương ứng với hai trạng thái on/off của các thiết bị
điện(switching devices)) và máy tính chỉ có thể xử lý
được thông tin ở dạng này.
•
Lượng thông tin vừa đủ để nhận biết một trong hai
trạng thái có khả năng xuất hiện như nhau gọi là một
bit - đơn vị đo thông tin.

•
Các đơn vị bội của bít: Byte (B), Kilobyte (KB),
Megabyte (MB), Gigabyte (GB), Tegabyte (TB)
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ
12
•
S đ bi u di n x lí thông tin k thu t sơ ồ ể ễ ử ỹ ậ ố
Chữ viết
Âm thanh
Hình ảnh
{0, 1}
Chữ viết
Âm thanh
Hình ảnh
X lý, l u tr , truy nử ư ữ ề iđ
Nhập dữ liệu
Kết xuất thông tin
Chuyển
đổi sang
hệ nhị
phân
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ
13
•
Lượng thông tin được lưu trữ và truyền đi
trong hệ thống truyền thông được định lượng
như thế nào? Kết quả quan trọng là Lý thuyết
thông tin đã đưa ra được đơn vị đo thông tin
và các công thức tính khối lượng thông tin.
•

Xuất phát từ quan điểm truyền tin, thông tin là
ý định lựa chọn một thông báo riêng biệt từ một
tập hợp các thông baó có thể. Sự lựa chọn này
xẩy ra với một xác suất nào đó.
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ
14
•
Sự lựa chọn đơn giản nhất là lựa chọn giữa 2 khả
năng như nhau (p=1/2). Lượng thông tin được tạo
ra từ cách lựa chọn như thế được coi là một đơn vị
đo thông tin, gọi là bit.
•
Ví dụ: Gieo một đồng tiền, P(S)=P(N)=1/2, lượng
thông tin được tạo ra từ cách chọn như 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 tương ứng
với một đơn vị thông tin nhị phân, đó là bit.
15
•
Nếu tập hợp các thông báo bao gồm N thông báo có
khả năng như nhau (p=1/N), thì số lượng thông tin, ký
hiệu là I, được tính bằng công thức:
•
I = log
2
N
•
Rõ ràng: Với N=2 thi I=1, phù hợp với định nghĩa đơn
vị thông tin.

•
Vì N=1/p nên công thức trên tương đương với công
thức:
•
I = log
2
1/p
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ
16
•
Gieo 3 lần liên tiếp một đồng tiền, 8 kết quả đồng khả năng như sau:
•
SSS, SSN, SNS, NSS, SNN, NSN, NNS, NNN
•
Xác suất của mỗi thông 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 trường hợp này N = 8, lượng thông tin của nó là: I = log
2
N = log
2
8 =
3.
•

Đó chính là số bít cần thiết để biểu diễn mỗi thông báo nói trên:
•
000, 001, 010, 100, 011, 101, 110, 111
•
Các mức lựa chọn được thể hiện trong hình vẽ dưới đây:
1. KHÁI NI M CHUNG V CÔNG NGH THÔNG TINỆ Ề Ệ
X¸C SUÊT CÑA NH÷NG L A CH N C KH¶ N¨NG NH NHAUÙ Ä Ã
VÍ DỤ
18
•
Giả sử thông 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 như nhau, thì
lượng thông tin của nó là : I = log
2
32=5
•
Điều đó có nghĩa là ít nhất phải cần 5 bit để mã
hoá mỗi ký hiệu nói trên: 00000, 00001, 00010,
00100, 01000, 10000,
•
Đây chính là trường hợp của hệ mã nhị phân
Baudot dùng trong máy điện báo in chữ.
2. L CH S PHỊ Ử ÁT TRI N C A CNTTỂ Ủ
19
•
2.1. Tóm tắt các giai đoạn lịch sử phát triển CNTT
trong nước & quốc tế.
•

*Quốc tế:
•
Trải qua 3 thời kỳ: Đầu tiên là một thiết bị tính toán cơ học
(vào khoảng 500 năm trước Công nguyên), 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 được đưa ra vào
năm 1823, do nhà toán học người Anh Charles Babbage
thông qua thiết kế “máy phân tích” mang các yếu tố cơ bản
của máy tính hiện đại: bộ phận nhập dữ liệu, bộ phận lưu
trữ (bộ nhớ), bộ phận tính toán, bộ phận điều khiển và
thiết bị thông tin
2. L CH S PHỊ Ử ÁT TRI N C A CNTTỂ Ủ
20
•
Nh ng năm 1880, nhà phát minh ng i M Herman ữ ườ 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 ọ ạ ộ
hình 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 đ c hoàn t t vào ệ ư ắ ượ ấ
năm 1944.
2. L CH S PHỊ Ử ÁT TRI N C A CNTTỂ Ủ
21

•
Tuy nhiên, máy tính hiện đại được 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 (1945-
1955)
•
Chiếc máy tính hiện đại đa chức năng đầu tiên là
ENIAC. Nó được hai kỹ sư người 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 được nối bởi hệ
thống dây dẫn dài 500 dặm. Nó có thể thực hiện
được 100000 phép tính trong một giây.
2. L CH S PHỊ Ử ÁT TRI N C A CNTTỂ Ủ
22
•
Sau đó, m t s máy tính đi n t khác có c u trúc t ng t ộ ố ệ ử ấ ươ ự
ENIAC ra đ i nh : năm 1949, EDSAC, JOHNIAC, ILLIAC, ờ ư
•
Năm 1953, công ty IBM b t đ u s n xu t ra máy tính IBM701.ắ ầ ả ấ
•
Năm 1957, công ty IBM ti p t c s n xu t ra máy tính IBM704ế ụ ả ấ
•
Năm 1958, công ty IBM b t đ u s n xu t ra máy tính đèn đi n ắ ầ ả ấ ệ
t cu i cùng IBM709.ử ố
•
Trong cùng th i kỳ này, m t s máy tính cũng xu t hi n t i Liên ờ ộ ố ấ ệ ạ
Xô nh : 1951, máy tính MESM, 1954 ra đ i máy tính URAL-1 ư ờ

2. L CH S PHỊ Ử ÁT TRI N C A CNTTỂ Ủ
23
•
Th h 2: Th h máy tính Transitor (1955-1965)ế ệ ế ệ
•
Năm 1948, J. Bardeen, W. Brattain và W.Shockley sáng ch ra ế
transitor Bell Lab đánh d u m t cu c cách m ng máy tính.ở ấ ộ ộ ạ
•
Máy tính transitor đ u tiên là TX-0. Năm 1961, máy tính PDP-1 ra ầ
đ iờ
•
Năm 1962, công ty IBM ch t o ra máy transitor IBM7094ế ạ
•
Năm 1964, công ty CDC ch t o máy tính CDC6600ế ạ
•
Năm 1963, máy tính B5000 ra đ i v i ý đ nh l p trình b ng ờ ớ ị ậ ằ
ALGOL60, ý t ng v ph n m m ra đ i song l i b b quên ưở ề ầ ề ờ ạ ị ỏ
ngay.
2. L CH S PHỊ Ử ÁT TRI N C A CNTTỂ Ủ
24
•
Th h 3: Th h máy tính IC (1965-1980)ế ệ ế ệ
•
M ch tích h p IC hay vi m ch đ c sáng ch cho ạ ợ ạ ượ ế
phép vài ch c transitor đ c đ t trong m t chip đ n và ụ ượ ặ ộ ơ
đi u này đã làm cho máy tính nh h n, nhanh h n và ề ỏ ơ ơ
giá thành r h n.ẻ ơ
•
Năm 1964, công ty IBM đ a ra h s n ph m ư ọ ả ẩ
IBM/System360 d a trên vi m ch.ự ạ

•
Th p k 1970-1979 thì k thu t vi x lý ra đ i. M t ậ ỷ ỹ ậ ử ờ ộ
d u n c a giai đo n m i, thay đ i v ch t c a ấ ấ ủ ạ ớ ổ ề ấ ủ
ngành máy tính.
2. L CH S PHỊ Ử ÁT TRI N C A CNTTỂ Ủ
25
•
Th h 4: Th h máy tính cá nhân và VLSI(1980-ế ệ ế ệ
200?)
•
Nh ng năm 1980, công ngh vi đi n t đã ch t o các ữ ệ ệ ử ế ạ
vi m ch c l n VLSI(Very Large Scale Intergration) có ạ ỡ ớ
kh năng ban đ u ch a vài ch c ngàn, vài trăm ngàn ả ầ ứ ụ
và vài tri u transitor trên m t chip đ n nh hi n nay.ệ ộ ơ ư ệ
•
Năm 1980, giá máy tính gi m xu ng th p đ n m c cá ả ố ấ ế ứ
nhân có th mua đ c máy tính và đây là th i đi m ể ượ ờ ể
đánh d u th i đ i c a máy tính cá nhân.ấ ờ ạ ủ