Tin học cơ sở phần 1

09/30/2015

TIN HỌC CƠ SỞ 1
Chương I: MỘT SỐ KHÁI NIỆM

Tháng 9/2015

1

NỘI DUNG
„
„
„
„
„
„

Thông tin và xử lý thông tin
Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
Giải thuật
Máy tính
Mạng máy tính
Internet

2

1


09/30/2015

Thông tin và xử lý thông tin
Thông tin:

„

„

Biểu hiện, đặc điểm, tính chất... giúp nhận biết, đánh giá sự vật, hiện tượng
„

„

Dữ liệu:
„

¾
¾

Căn phòng này nóng, lớp này hơi đông, giá vàng nhảy múa …

Sự biểu diễn của thông tin và được thể hiện bằng các tín hiệu vật lý
„

Nhiệt độ phòng: 28oC

„

Sĩ số lớp là 120 sinh viên

„

Biểu đồ giá vàng:

Thông tin là "ý nghĩa" của dữ liệu
Dữ liệu là khách quan, trung thực còn thông tin thì mang tính chất chủ quan,
cảm tính
3

Thông tin và xử lý thông tin
„

Xử lý thông tin:
„

„

Là quá trình ghi nhận dữ liệu, xử lý dữ liệu để tạo thành thông tin hoặc dữ liệu
mới
Quy trình xử lý thông tin: Nhập Æ Xử lý Æ Xuất

Dữ
ữ liệu
ệu

Nhập

Xử lýý

Xuất
ấ

Dữ liệu/
Thô ti
Thông
tin

Hệ thống thông tin

4

2


09/30/2015

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
„

Biểu diễn số nguyên trong các hệ đếm
„

Hệ đếm là tập các ký hiệu và quy tắc xử lý chúng để biểu diễn giá trị các số

„

Các ký hiệu gọi là các ký số (digit)

„

Tổng số digits gọi là cơ số (base), ký hiệu b

„

Ký số nhỏ nhất là 0, ký số lớn nhất là b-1

„

Giá trị vị trí thứ n trong một số của hệ đếm bằng bn

„

Số N biểu diễn trong hệ b được viết là N(b)

„

Giả sử N(b) được biểu diễn là anan-1an-2...a2a1a0, giá trị của nó bằng:
n

∑ a .b
i =0

i

i

= an.bn + an-1.bn-1 + ... + a1.b1 + a0b0
5

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
„

Hệ đếm thập phân (Decimal system,
system b=10)
„
„

„

„

Có 10 ký số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Mỗi đơn vị của hàng bất kỳ có giá trị bằng 10 đơn vị của hàng liền kề bên phải
nó
Ví dụ:

2011(d) = 1*100 + 1*101 + 0*102 + 2*103

Hệ đếm nhị phân (Binary system, b=2)
„
„

„

Có 2 ký số: 0,
0 1
Mỗi đơn vị của hàng bất kỳ có giá trị bằng 2 đơn vị của hàng liền kề bên phải
nó.
Ví dụ:

10101(b)= 1*20 + 0*21 + 1*22 + 0*23 + 1*24

= 1 + 0 + 4 + 0 + 16 = 21(d)
6

3


09/30/2015

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
Hệ đếm bát phân (Octal system,
system b=8)

„

„

Có 8 ký số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

„

Mỗi đơn vị của hàng bất kỳ có giá trị bằng 8 đơn vị của hàng liền kề bên phải

„

Ví dụ:

235(o)

= 5*80 + 3*81 + 2*82 = 5 + 24 + 128 = 157(d)

Hệ đếm thập lục phân (Hexa-decimal system, b=16)

„

„

Còn gọi là số hexa hay số hex

„

Có 16 ký số: 0,
0 1,
1 2,
2 3,
3 4,
4 5,
5 6,
6 7,
7 8,
8 9,
9 A,
A B,
B C,
C D,
D E,
E F

„

Mỗi đơn vị của hàng bất kỳ có giá trị bằng 16 đơn vị của hàng liền kề bên phải

„

Ví dụ:

1CACAFE(h) = 14*160 + 15*161 + 10*162 + 12*163 + 10*164 + 12*165 + 1*166
= 14 + 240 + 2,560 + 49,152 + 655,360 + 12,582,912 + 16,777,216
= 30,067,454(d)

7

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
„

Đổi một số nhị phân sang hệ thập phân
„

„

„

Đối với phần nguyên: đi từ phải sang trái vị trí đầu tiên là 20 (tức 1), vị trí thứ
hai là 21 (tức 2), vị trí thứ ba là 22 (tức 4), vị trí thứ n là 2n-1
Đối với phần phân số: đi từ trái sang phải vị trí đầu tiên là 2-1 (tức 1/2), vị trí
thứ hai là 2-2 (tức 1/4), vị trí thứ ba là 2-3 (tức 1/8), vị trí thứ n là 2-n
Ví dụ:
1011.012 = (1 x 23) + (0 x 22) + (1 x 21) + (1 x 20) + (0 x 2-1) + (1 x 2-2)
8 0
0 /
= 8+0+2+1+0+1/4

= 11,2510

8

4


09/30/2015

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
„

Đổi một số thập phân sang hệ nhị phân
„

Đối với phần nguyên:
„

„

„

Đối với phần phân số (có thể lặp vô tận, không tìm được kết quả):
„

„

„

Lấy phần nguyên chia cho 2, ghi nhớ số dư, tiếp tục lấy kết quả chia cho 2, ghi

nhớ số dư và tiếp tục cho đến khi nhận được kết quả phép chia là 0
Kết hợp các số dư theo chiều từ dưới lên được kết quả
Lấy phần phân số nhân cho 2, tiếp tục lấy phần phân số kết quả nhân cho 2 cho
đến khi nhận được kết quả có phần phân số là 0
Kết hợp phần nguyên các số kết quả theo chiều từ trên xuống được kết quả

Ví dụ:
d chuyển
h ể số
ố thập
hậ phân
hâ 162.375
162 37510 sang số
ố nhị
hị phân
hâ
162 / 2
81 / 2
40 / 2
20 / 2
10 / 2
5/2
2/2
1/2

= 81
= 40
= 20
= 10
=5

=2
=1
=0

dư 0
dư 1
dư 0
dư 0
dư 0
dư 1
dư 0
dư 1

0.375 x 2 = 0.750
0.750 x 2 = 1.500
0.500 x 2 = 1.000

Kết quả là 162.37510 = 10100010.0112

9

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
„

Mệnh đề logic
„

Là mệnh đề chỉ nhận 1 trong 2 giá trị Đúng (TRUE) hoặc Sai (FALSE)

„

Câu cảm, câu mệnh lệnh hoặc các khẩu hiệu không phải là mệnh đề logic

„

„

„

Ví dụ: “Anh đi” là MĐ logic; “Anh hãy đi đi!” không phải là MĐ logic; “Sao anh lại
đi?” không phải là MĐ logic.
Từ một MĐ logic đơn, ta có thể xây dựng nên một MĐ logic phức tạp hơn nhờ
các p
phép
p toán logic
g AND/VÀ,
/ , OR/HOẶC,
/ Ặ , NOT/KHÔNG
/
Cho X và Y là 2 MĐ logic. Kết quả các phép toán logic trên X và Y như sau:
X

Y

T

T

T

F

F

T

F

F

NOT X

NOT Y

X AND Y

X OR Y

F

F

T

T

F

T

F

T

T

F

F

T

T

T

F

F

10

5


09/30/2015

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
„

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
„

„
„

„

Máy tính lưu dữ liệu dưới dạng điện/từ, mà điện/từ thì chỉ có 2 trạng thái:
Có-điện/không-có-điện, nhiễm-từ/không-nhiễm-từ. Cho nên máy tính sử
dụng dạng số nhị phân để lưu dữ liệu
Các số được chuyển sang dạng nhị phân để lưu trữ và xử lý
Chữ cái, âm thanh, màu sắc... đều được quy ước là một số nào đó và cũng
được chuyển sang số nhị phân để lưu trữ và xử lý
Ví dụ: Chữ A = 65(d) = 1000001(b); Màu đỏ = 4(d) = 100(b); Nốt đô =
23(d) = 10111(b) ...

11

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
„

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
„

„

ASCII-8 (American Standard Code for Information Interchange): dùng 8 bits
để biểu diễn bộ các ký tự. Được sử dụng rộng rãi trong các máy vi tính
Unicode: dùng 16 bit để biểu diễn các ký tự. Có thể dùng để biểu diễn gần

như tất cả các ngôn ngữ viết hiện có trên thế giới

12

6


09/30/2015

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
„

Đơn vị dữ liệu
„

Đơn vị nhỏ nhất để lưu dữ liệu gọi là bit. Một bit tương ứng với một trạng thái
của ô nhớ, hay một ký số của hệ nhị phân

„

Bit là chữ viết tắt của BInary digiT.

„

Các đơn vị đo dữ liệu lớn hơn:

Tên gọi
Byte
KiloByte
MegaByte

GigaByte
TeraByte

Ký hiệu
B
KB
MB
GB
TB

Giá trị
8 bit
210 B = 1024 Byte
210 KB
210 MB
210 GB
13

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử

Tên gọi
Byte
KiloByte
MegaByte
GigaByte
TeraByte

Ký hiệu
B
KB

MB
GB
TB

Giá trị
8 bit
210 B = 1024 Byte
210 KB
210 MB
210 GB
14

7


09/30/2015

Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
Lưu trữ dữ liệu:

„

15

Giải thuật (Algorithm)
„

Định nghĩa:
„

„

Là một dãy các thao tác xác định trên một đối tượng, sao cho sau khi
thực hiện một số hữu hạn các bước thì đạt được mục tiêu.
Ví dụ: Giải thuật nấu cơm:
Bước 1. Cho gạo vô nồi
Bước 2. Đổ nước vô Æ Vo gạo Æ Chắt nước ra
Bướ 3.
Bước
3 Nếu
Nế chưa
hư sạch
h thì trở
t ở lại
l i bước
bướ 2
Bước 4. Đổ nước vô vừa đủ Æ Lau khô bên ngoài Æ Đặt vô vỏ nồi
Æ Xoay cho ngay ngắn Æ Bật công tắc Æ Kết thúc.

16

8


09/30/2015

Giải thuật (Algorithm)
„

Các phương pháp diễn tả giải thuật:

„

Liệt kê từng bước

„

Dùng lưu đồ:

17

Giải thuật (Algorithm)
„

Các phương pháp diễn tả giải thuật:
„

Dùng ngôn ngữ giả:

Cho gạo vô nồi;
While not (Gạo sạch)
{
Đổ nước vô;
Vo gạo;
Chắt nước ra;
}
Đổ nước vô vừa đủ;
...
Bật công tắc;
18

9


09/30/2015

Máy tính điện tử
„

Lịch sử phát triển:
„

Bàn tính tay của người Trung quốc

„

Máy cộng cơ học của Blaise Pascal (1623 - 1662)

„

...

„

Máy tính điện tử: Từ 1950s, đã trải qua 5 thế hệ:
„

Thế hệ 1 (1950 - 1958): bóng đèn điện tử chân không, phiếu đục lỗ...

„

Thế hệ 2 (1958 - 1964): đèn bán dẫn...

„

Thế hệ 3 (1965 - 1974): mạch điện tử cở nhỏ ...

„

Thế hệ 4 (1974 - 1990): vi mạch đa xử lý …

„

Thế hệ 5 (1990 đến nay): mô phỏng các hoạt động của não bộ và hành vi con
người ..

19

20

10


09/30/2015

Máy tính điện tử
„

Cấu trúc tổng quát của một hệ thống máy tính
„

Phần cứng (Hardware): các phần trong máy tính mà chúng ta có thể thấy
hoặc sờ được

21

Máy tính điện tử
„

Cấu trúc tổng quát của một hệ thống máy tính
„

Phần cứng (Hardware):

22

11


09/30/2015

Máy tính điện tử

23

Máy tính điện tử
„

Bộ xử lý trung ương (CPU – Central Processing Unit)
„

Điều khiển mọi hoạt động của máy tính

„

Thành phần chính bao gồm:
„

„

„

„
„

Đơn vị điều khiển (Control Unit - CU): thực hiện các lệnh giải mã các lệnh, tạo
tín hiệu điều khiển công việc của các bộ phận trong máy tính
Đơn vị xử lý toán học/luận lý (Arithmetic Logic Unit - ALU): thực hiện các phép
tính (+, -, x, /) và luận lý (so sánh)
Thanh ghi (Register): lưu trữ có tốc
ố độ xuất
ấ nhập rất
ấ cao được dùng để
ể lưu trữ
các dữ liệu trong quá trình xử lý

Clock: bộ tạo xung nhịp. Tốc độ của CPU chính là tốc độ của clock
Khả năng của CPU: word - số bit CPU có thể xử lý và lưu trữ tại một thởi
điểm
Vd: CPU 8bit, CPU 16bit, CPU 32bit, CPU 64bit
24

12


09/30/2015

Máy tính điện tử
„

Bộ xử lý trung ương (CPU – Central Processing Unit)
„

Hoạt động của CPU: Lấy lệnh – Giải mã lệnh – Thực hiện lệnh

(1) Lấy lệnh
(3) Lấy dữ liệu

(2) Giải mã lệnh
(4) Thực hiện lệnh

25

Máy tính điện tử
„

Bộ nhớ (Memory)
„

Là thiết bị lưu trữ dữ liệu cho máy tính hoạt động

„

Bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài

„

Bộ nhớ trong: ROM và RAM

„

„

-

ROM (Read Only Memory - Bộ nhớ chỉ đọc): lưu trữ các chương trình hệ
thống
RAM (Random Access Memory - Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên): lưu trữ dữ liệu
và chương trình trong quá trình thao tác và tính toán
Bộ nhớ ngoài là các loại đĩa từ, đĩa quang, CD, USB flash, thẻ nhớ...

26

13


09/30/2015

Máy tính điện tử
„

Thiết bị nhập xuất
„

„

Thiết bị nhập: Bàn phím (keyboard), chuột (mouse), Máy quét hình (scanner)
...
Thiết bị xuất: Màn hình (display/monitor), máy in (printer), máy vẽ (plotter),
máy chiếu (projector) …

27

Máy tính điện tử
„

Phần mềm (Software)
„

„
„

„

Là tập hợp các chỉ thị điện tử làm cho máy tính hoạt động theo ý muốn của
con người
Không nhìn thấy hay sờ mó được
Phần mềm được ví như phần hồn, trong khi phần cứng là phần xác của máy
tính
Phân loại:
ạ

„

„
„

Phần mềm hệ thống (System Software): Là phần mềm giúp cho máy tính
hoạt động như là một máy tính thực thụ
Ngôn ngữ lập trình và trình dịch
Phần mềm ứng dụng (Application Software): Là phần mềm được viết để
chạy trên máy tính nhằm thực hiện một nhiệm vụ cụ thể nào đó
28

14


09/30/2015

Mạng máy tính
„

Là tập hợp các máy tính và các thiết bị xử lý thông tin được kết nối nhau
theo những cách thức nào đó, và có sự trao đổi thông tin với nhau.

29

Mạng máy tính
„

Phân loại:
„

„

„

Theo mối quan hệ giữa các máy:
„

Mạng ngang hàng (Peer-to-Peer)

„

Mạng Khách/chủ (Client/Server)

Theo quy mô địa lý:
„

LAN: Local Area Network

„

MAN: Metropolitan Area Network

„

WAN: Wide Area Network

„

GAN: Globe Area Network

Theo kỹ thuật chuyển mạch:
„

Chuyển mạch kênh (Circuit-switched Network)

„

Chuyển mạch thông báo (Message-Switched Network)

„

Chuyển mạch gói (Packet-Switched Network)

„

Chuyển mạch nhãn (Label-Switched Network)...

30

15


09/30/2015

Mạng máy tính

31

Mạng máy tính

„

LAN (Local Area Network):
„
„
„
„
„
„

Cáp đồng trục

Kết nối những thiết bị gần nhau
Hoạt động trên một diện tích giới hạn
Phương tiện băng thông cao
Kết nối liên tục
Quản trị mạng riêng
Kết nối trong mạng LAN:

Cáp xoắn UTP & STP

Cáp quang

32

16


09/30/2015

Mạng máy tính

Băng thông (Bandwidth): lượng thông tin truyền đi trong một khoảng thời gian.

33

Mạng máy tính
„

WAN (Wide Area Network):
„
„
„
„

Kết nối các thiết bị trên diện rộng
Hoạt động trên diện tích rộng
Tốc độ thấp
Kết nối liên tục và không liên tục

34

17


09/30/2015

Mạng máy tính
„

WAN (Wide Area Network):

Mạng điện thoại và ISDN

Packet switching: Frame, Relay,
X25, ATM
35

Mạng máy tính

36

18


09/30/2015

Internet
„

„

„

„

Là một hệ thống thông tin toàn cầu có thể được truy nhập công cộng
gồm các mạng máy tính được liện kết với nhau dựa trên bộ giao thức sử
dụng chủ yếu là TCP/IP.
ARPANET (1969): mạng cho các hoạt động nghiên cứu giữa các tổ chức

quân sự, công nghiệp và các trường ĐH của Mỹ
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): bộ giao thức
được dùng
Địa chỉ Internet
„

Các máy tính trên Internet có địa chỉ phân biệt. VD: 192.168.5.201

„

Hệ thống đặt tên miền truy cập. VD: www.ptithcm.edu.vn

„

Các truy cập vào nguồn thông tin cung cấp bởi máy chủ thông qua tên miền như
chuẩn giao tiếp giữa các máy tính trong Internet
37

Internet
„

Internet
te et cu
cung
g cấp các dịc
dịch vụ:
ụ
„

Email

„

Usenet newgroup: trao đổi thông tin trong một nhóm

„

Mailing list: trao đổi thông tin trong một nhóm qua email.

„

FTP: cung cấp các dịch vụ về tập tin.

„

Telnet: truy cập máy tính từ xa.

38

19


09/30/2015

Internet
„

World Wide Web:
„

„

„
„
„
„

„

„

Là hệ thống bao gồm các miền (site) lưu trữ và cung cấp thông tin đa
phương tiện (multimedia): âm thanh, hình ảnh, video, văn bản… được
kết nối với nhau.
HTML – HyperText Markup Language ngôn ngữ định nghĩa các văn bản:
cấu trúc, định dạng, liên kết.
http:// Hypertext Transfer Protocol
Website: miền cung cấp các văn bản siêu liên kết
Web page: các văn bản siêu liên kết.
Web browser: phần mềm chuyển đổi tài liệu HTML thành “siêu văn bản”
và truy cập Web.
URL – Uniform Resource Locator: địa chỉ của tài nguyên trên Web.
http://
Hyperlink: liên kết trong một trang Web cho phép di chuyển đến trang
web khác theo địa chỉ của liên kết.
39

20