bài giảng nhập môn tin học đại cương

Bài giảng
Nhập môn Tin học
Dành cho hệ CĐ không chuyên tin
Thời lượng: 60 tiết (4 ĐVHT)
Trong đó: LT+ KT 40 tiết, TH 20 tiết
2
Phần 1: Đại cương về tin học

Thông tin, tin học

Máy tính điện tử

Biểu diễn thông tin trong máy tính

Thuật giải

Mạng máy tính

Virus máy tính
3
1. Thông tin, tin học

Khái niệm thông tin

Thể hiện thông tin: sóng ánh sáng, âm thanh, các ký hiệu (trên giấy,
gỗ đá,…)

TT làm tăng hiểu biết

Xử lý TT để tạo những TT mới, từ đó có phản ứng hợp lý và kịp thời


TT được phát sinh, được lưu trữ, được truyền, được tìm kiếm, được
xử lý, được sao chép và nhân bản, cũng có thể biến dạng, sai lệch
hoặc bị phá hủy.

Đơn vị đo TT:

bit (lượng TT tương ứng hai khả năng khi reo ngẫu nhiên một đồng
xu có hai mặt xấp và ngửa)

Byte, 1 byte = 8 bit

KB, 1 KB = 1024 byte

MB, 1 MB = 1024 KB

GB, 1 GB = 1024 MB
4
1. Thông tin, tin học

Vai trò của TT

Dung lượng, cấu trúc và độ phức tạp của TT phản ánh sự
tiến hóa của con người

TT là căn cứ cho các quyết định

Hiện nay: “bùng nổ TT” và “ đói TT”, từ đó ảnh hưởng lớn
đến kinh tế, xã hội của các quốc gia

Tin học


KH nghiên cứu về cấu trúc và tính chất của TT, về thu thập,
lưu trữ, xử lý và truyền tin

Hai bộ phận hợp thành: phần mềm (toán học, thuật toán,
chương trình) và phần cứng (thiết bị tính toán, lưu trữ, xử
lý, truyền tin)

Phương tiện kỹ thuật chính: Máy tính và thiết bị mạng
5
2. Máy tính điện tử (máy tính)

Thế hệ MT hiện nay (thế hệ thứ 5)

Tốc độ tính toán: hàng tỷ phép tính /giây

Xử lý tri thức theo ngôn ngữ trí tuệ nhân tạo

Dựa vào kích thước, hiệu suất và lĩnh vực ứng dụng chia
ra các loại MT:

PC ( VD: Xử lý văn bản)

Minicomputer (VD: Điều khiển thời gian thực)

Supermini (VD:Server trên mạng)

Mainframe (VD: Ngân hàng)

Supercomputer (VD: Dự báo thời tiết)

6
2. Máy tính điện tử (máy tính)

Cấu trúc máy tính
Thiết bị vào
Input device
Bộ nhớ ngoài
External memory
Thiết bị ra
Output device
Bộ nhớ trong
Main memory
Bộ số học-logic
ALU
Bộ điều khiển
CU
7
2. Máy tính điện tử (máy tính)

Các đơn vị chức năng cơ bản:

Bộ nhớ trung tâm (Main Memory): chứa các CT và DL trước khi CT
được thi hành.

Bộ điều khiển (Control Unit – CU): điều khiển sự hoạt động của tất cả
các thành phần của hệ thống MT theo CT mà nó được giao thi hành.

Bộ số học và logic (Arithmetic Logical Unit – ALU): thực hiện các thao
tác tính toán theo sự điều khiển của CU.


Thiết bị vào (Input Device): nhận các TT từ thế giới bên ngoài, biến đổi
sang dạng số rồi đưa vào bộ nhớ trong.

Thiết bị ra (Output Device): đưa TT từ bộ nhớ trong ra ngoài dưới
những dạng mà con người yêu cầu.

CU, ALU, Bộ nhớ trong tham gia trực tiếp vào xử lý số liệu , được gọi là Bộ
xử lý trung tâm (Central Processing Unit – CPU)

Thiết bị vào và thiết bị ra gọi chung là thiết bị ngoại vi (I/O Devices)

Bộ nhớ trong: ROM và RAM (dung lượng nhớ nhỏ, tính theo MB, thông tin
trong RAM mất khi máy tính mất nguồn điện)

Bộ nhớ ngoài: đĩa (dung lượng nhớ lớn, tính theo GB, có các loại: đĩa cố
định trong máy - đĩa cứng; đĩa di động - đĩa mềm, đĩa quang, ÚB)
8
3. Biểu diễn TT trong máy tính

Hệ đếm

Hệ đếm thập phân (hệ đếm cơ số 10): dùng 10 chữ số để biểu
diễn số (0, 1, 2, …, 9). Giá trị mỗi chữ số khác nhau tùy theo vị trí
của nó trong dạng biểu diễn số.

Hệ đếm nhị phân (hệ đếm cơ số 2): dùng 2 chữ số 0 và 1. Qui
ước viết số: a
n
a
n-1

…a
1
a
0 b
, với a
i
∈{0,1}, a
n
≠0.

Ví dụ: 101110011001
b

Chuyển đổi hai hệ đếm

Từ hệ đếm nhị phân sang hệ đếm thập phân: viết số dạng đa thức
như sau
a
n
a
n-1
…a
1
a
0b
=a
n
x 2
n
+a

n-1
x 2
n-1
+ + a
1
x 2
1
+ a
0
x 2
0

Từ hệ đếm thập phân sang hệ đếm nhị phân:
Chia nguyên liên tiếp số thập phân cho 2, lưu lại các số dư của từng
phép chia, đến khi nhận được thương là 1 thì dừng. Viết ngược dãy
số gồm thương cuối và các số dư ta thu được số trong hệ nhị phân
9
3. Biểu diễn TT trong máy tính

Hệ đếm

Ngoài ra còn có hệ hêxa (cơ số 16): dùng 10 chữ số (0, ,
9) và 6 chữ cái A (10), B (11), C (12), D (13), E (14), F (15)
để biểu diễn số

Ví dụ: 92A4BE
H

Chuyển đổi:


Hệ đếm Hexa và hệ đếm thập phân tương tự hệ đếm nhị
phân

Hệ đếm Hexa sang hệ đếm nhị phân: viết mỗi chữ số trong
dạng biểu diễn số thành tổ hợp 4 chữ số 0, 1

Hệ đếm nhị phân sang hệ đếm Hexa: tính từ phải sang trái,
nhóm theo nhóm 4 chữ số nhị phân, chuyển từng nhóm thành
số thập phân, chuyển thành ký hiệu tương ứng trong hệ đếm
Hexa
10

Biểu diễn TT trong máy tính

MT được kiến trúc trên cơ sở ghép nối các linh kiện điện tử
co hai trạng thái: đóng (số 1) và mở (số 0)

Các bộ xử lý thường dùng 4, 8, 16, 32, hiện nay có 64 linh
kiện để biểu diễn số.

Mọi TT (các số, ký tự) đều được biểu diễn dưới dạng dãy
số 0 và 1 (gọi là dãy bit) và thể hiện trong máy tính dưới
dạng trạng thái của các linh kiện điện tử.

Hệ mã ASCII (American Standard Code of information
Interchange) mã hóa các ký tự thành dãy bit.

Sơ đồ: World↔ASCII ↔X
10
↔X

2
(dãy bit) ↔bộ các linh kiện
theo trạng thái đóng hoặc mở
3. Biểu diễn TT trong máy tính
11
4. Thuật giải

Khái niệm

Thuật giải (giải thuật, thuật toán) của một bài toán là một
hệ thống chặt chẽ và rõ ràng các qui tắc nhằm xác định
một dãy các thao tác trên những đối tượng sao cho sau
một số hữu hạn bước thực hiện các thao tác ta thu được
kết quả của bài toán đó.

Ví dụ: thuật giải Euclide tìm UCLN của hai số nguyên
dương a và b

Bước 1: chia a cho b tìm số dư r

Bước 2: nếu r = 0 thì UCLN = b. Dừng

Bước 3: nếu r ≠ 0 thì gán giá trị của b cho a, gán giá trị của r
cho b. Quay lại bước 1.

Xác định các thao tác

Lấy VD với hai số 51 và 87 bằng cách lập bảng thực hiện
các bước ở trên.
12

4. Thuật giải

Các tính chất:

Tính kết thúc (tính dừng)

Tính xác định: đối tượng thực hiện là người hay máy đều
cho cùng một kết quả

Có đại lượng vào (input), đại lượng ra (output)

Tính hiệu quả: đúng đắn, tốt nhất

Tính phổ dụng: dùng được cho một lớp các bài toán

Các cách thức diễn tả thuật giải

Liệt kê từng bước (như VD đầu)

Dùng sơ đồ khối (các loại khối, các cung)

Các cấu trúc điều khiển (tuần tự, lặp, rẽ nhánh)
13
4. Thuật giải

VD: dùng sơ đồ khối diễn tả TG Euclide
Bắt đầu
Nhập vào a, b
Lấy a chia b
tìm số dư r

r = 0
UCLN = b
Kết thúc
Gán a = b
Gán b = r
+
-
14
4. Thuật giải

Ngôn ngữ lập trình:

NNLT là phương tiện giao tiếp giữa người và máy tính.

CT máy tính là thuật giải được viết bằng một ngôn ngữ,
được gọi là NNLT

Ví dụ: các NNLT bậc cao gần với ngôn ngữ tự nhiên, phù
hợp với tâm lý và tư duy của người lập trình

Bài tập
1. Viết thuật giải tìm max, min 2 số bất kỳ. Từ đó suy luận
thuật giải cho bài toán với 4 số.
2. Vẽ sơ đồ thuật giải bài toán “giải phương trình bậc hai”
3. Xác định input, output và thuật giải bài toán “tráo nước ở
hai cốc”
15
5. Mạng máy tính

Khái niệm


Hệ thống MT: truyền, trao đổi tín hiệu, DL, sử dụng tài
nguyên giữa các thiết bị tin học được thực hiện tự động
theo phần cứng và phần mềm đã được thiết kế.

Lợi ích:

Sử dụng tối đa tài nguên chung

Tránh được sự không nhất quán trong lưu trữ DL

Đảm bảo độc lập DL

Các loại cấu trúc mạng MT:

Mạng cục bộ (LAN – Local Area Network)

Mạng diện rộng (WAN – Wide Area Network)

Liên mạng (Internet)
16
5. Mạng máy tính

LAN (phạm vi nhỏ: phòng máy, trong 1 khối nhà)

Gồm có: Server, workstation, terminal, dây cáp nối, switch,
hub, các phần mềm quản lý mạng.

Sơ đồ: BUS, RING, STAR
17

5. Mạng máy tính

LAN
18
5. Mạng máy tính

WAN (mạng khu vực, quốc gia) dựa trên một trục
xương sống – backbone

Internet
backbone
Mạng
địa
phương
Mạng
Hà
Nội
Mạng
địa
phương
19
6. Virus máy tính

Khái niệm

Là CT có khả năng tự nhân bản, sao chép vàp các CT
khác.

Đặc tính: lây lan, phá hoại, nhỏ gọn, tương thích, phát triển
kế thừa,…(gọi là virus)


Nguyên tắc hoạt động:

Gắn vào đối tượng, sửa đổi DL để nắm quyền điều khiển mỗi
khi đối tượng được thực hiện.

Tìm các đối tượng khác, lây nhễm lên đó (trên 1 MT hoặc trên
mạng)

Phá hoại đối tượng.

Các đối tượng có thể nhiễm virus: các file .COM, .EXE, các
tài liệu văn bản.
20
6. Virus máy tính

Dấu hiệu nhiễm virus

Đang sử dụng bình thường thì treo máy hoặc ứng dụng tự động
đóng lại.

MT chạy chậm hơn bình thường.

Có thông báo lạ (thiếu file, bộ nhớ,…)

DL bị xóa, có file lạ

Khả năng lây truyền:

Đĩa mềm, dĩa di động.


Tải thông tin trên mạng

Mở e-mail,…

Phòng chống virus

Cẩn thận khi sử dụng đĩa.

Xóa file lạ

Hạn chế tải các phần mềm (mở e-mail_ không rõ nguồn gốc)

Quét virus thường xuyên, cài đặt phần mềm tự động cảnh báo
và diệt virus,…
21
Phần 2: Hệ điều hành

Khái niệm chung

Giới thiệu HĐH Windows

Quản lý thông tin

Một số chương trình tiện ích

Control Panel
22
1. Khái niệm chung


Hệ điều hành – Operating System (OS)

Là phần mềm

Mắt ghép nối giữa phần cứng và các thành phần khác của
phần mềm

Điều khiển và kiểm soát hoạt động của MT

Nhiệm vụ: quản lý các CT đang được thực hiện trên MT,
quản lý việc cấp phát tài nguyên của MT (CPU, bộ nhớ, các
thiết bị vào/ra,…)

Các loại HĐH

HĐH đơn nhiệm (MS – DOS): tại một thời điểm chỉ thực
hiện được 1 nhiệm vụ.

HĐH đa nhiệm (Windows): tiến hành đồng thời nhiều
nhiệm vụ khác nhau trong cùng một thời điểm.
23
1. Khái niệm chung

Tổ chức thông tin

Đĩa (Disk): phương tiện lưu trữ thông tin cho MT

Các loại đĩa: mềm (Floppy), cứng (Hard), di động (Removable),
CD, DVD


Đĩa được đặt trong ổ tương ứng. Ký hiệu: A:, B:, cho ổ đĩa
mềm; C:, D:, cho các ổ đĩa cứng, sau đó đến ổ di động và ổ đĩa
CD.

Tệp (File): đơn vị lưu trữ thông tin trên đĩa. Có thể là văn
bản, chương trình, số liệu,…

Tên tệp: <phần chính>.<phần mở rộng>, trong đó phần tên
chính do người dùng đặt (không quá 128 ký tự, không chứa
một số dấu phép toán), phần mở rộng do ứng dụng tạo file đặt

Thuộc tính: chỉ đọc (Read only), ẩn (Hidden), lưu trữ (Archive).
24
1. Khái niệm chung

Tổ chức thông tin

Thư mục ( File Folder)

Các vùng nhớ trên đĩa, chứa các file và các thư mục con
khác.

Tạo thư mục chứa các file có chung mục đích để dễ dàng
quản lý và tìm kiếm

Cây thư mục (xem trong Windows Explorer)

Đường dẫn (xem trên Address Bar)
25
2. Giới thiệu HĐH Windows


Khởi động Windows (XP)

Bật máy tính

Đăng nhập (log on): HĐH Windows cho phép người dùng đăng nhập
theo 3 quyền khác nhau

Administrator (người quản trị): được thực hiện mọi thay đổi trong máy
tính (tự do cài đặt và truy cập)

Limited (bị giới hạn): chỉ được thay đổi những gì liên quan đến tài khoản
của mình

Guess (khách): không được thay đổi gì trong máy tính