BÀI GING
TIN HC I CNG
Biên son : PHAN TH HÀ
NGUYN TIN HÙNG
Chng 1: Các khái nim c bn
Chng 1: CÁC KHÁI NIM C BN
1.1. THÔNG TIN VÀ X LÝ THÔNG TIN
1.1.1. Khái quát
1.1.1.1. Khái nim thông tin
a. Khái nim
Trong đi sng hàng ngày, chúng ta tip nhn và s dng nhiu thông tin. Thông tin đem
li cho chúng ta s hiu bit, giúp chúng ta nhn thc đúng đn v các hin tng t nhiên và xã
hi; cng nh thông tin ta có đc nhng hành đng hp lý nhm đt đc nhng mc đích trong
cuc sng.
Chúng ta ai cng thy đc s cn thit ca thông tin và cm nhn đc thông tin là gì.
Nhng đ đa ra mt đnh ngha chính xác v thông tin thì hu ht chúng ta đu lúng túng bi
thông tin là mt khái nim khá tru tng và nó đc th hin di nhiu dng thc khác nhau.
Tuy nhiên, ngi ta có th tm đa ra khái nim sau đây:
"Thông tin thng đc hiu là ni dung cha trong thông báo nhm tác đng vào nhn
thc ca mt s đi tng nào đó".
Thông báo đc th hin bng nhiu hình thc: vn bn, li nói, hình nh, c ch...; và các
thông báo khác nhau có th mang cùng mt ni dung. Trong lnh vc tin hc, thông tin có th
đc phát sinh, đc lu tr, đc bin đi trong nhng vt mang tin; thông tin đc bin đi bi
các d liu và các d liu này có th đc truyn đi, đc sao chép, đc x lý hoc b phá hy.
Ta có th ly mt vài ví d sau đ minh ha
Thông báo th hin di dng vn bn ví d nh “Thông tin v mt mng máy tính b
nhim virus” - Trong thông báo này, thành phn “Mng máy tính” đóng vai trò là vt mang tin,
còn s kin “nhim virus” là d liu ca thông tin.
Hoc ví d “Nhit đ đo đc bnh nhân là 41
o
C” - Thông tin này có th đc th hin
dui dng vn bn hoc li nói. D liu đây là 41
o
C (nu đc thông báo bng li nói thì d
liu chính là tín hiu) và thông tin thu đc thông qua d liu cho thy bnh nhân b st cao...v.v
b. Phân loi thông tin
Da trên đc đim liên tc hay gián đon v thi gian ca các tín hiu th hin thông tin, ta
có th chia thông tin làm hai loi c bn nh sau:
+ Thông tin liên tc: Là thông tin mà các tín hiu th hin loi thông tin này thng là các
đi lng đc tip nhn liên tc trong min thi gian và nó đc biu din bng hàm s có bin
s thi gian đc lp, liên tc.
3
Chng 1: Các khái nim c bn
Ví d: Thông tin v mc thu triu ca nc bin hay thông tin v các tia bc x t ánh
sáng mt tri…
+ Thông tin ri rc: Là thông tin mà các tín hiu th hin loi thông tin này thng là các
đi lng đc tip nhn có giá tr tng thi đim ri rc và nó đc biu din di dãy s.
Ví d : Thông tin các v tai nn xy ra trên đon đng Nguyn Trãi.
c. n v đo thông tin
Các đi lng vt lý đu có đn v đo chng hn nh đn v đo khi lng (kg), đo chiu
dài (m) và đo thi gian (giây)...v.v. lng hoá mt thông tin ta cng cn đa ra mt đn v đo
thông tin.
Trong tin hc, đn v đo thông tin nh nht là Bit (vit tt ca Binary digit - s nh phân) -
đc biu din vi 2 giá tr 0 và 1, vit tt là b.
Trong thc t ngi ta thng dùng đn v ln hn là byte. Byte là mt nhóm 8 bit trong
bng mã ASCII
Ngoài ra ngi ta còn dùng các bi s ca byte nh sau:
Tên gi Ký hiu Giá tr
Byte B 8 bit
Word w 8,16, 32 hoc 64 bit
KiloByte KB 1024b=2
10
b
MegaByte MB 1024Kb=2
10
Kb
GigaByte GB 1024Mb=2
10
Mb
TeraByte TB 1024Gb=2
10
Gb
d. Mã hoá thông tin ri rc
Mã hóa thông tin là quá trình bin đi thông tin t dng biu din thông thng sang mt
dng khác theo quy c nht đnh. Quá trình bin đi ngc li ca mã hóa thông tin đc gi là
phép gii mã.
Ví d: Ta có 1 tp qun lý h s sinh viên. Nu ta qun lý bng tên thì s xy ra rt nhiu
trng hp tên b trùng nhau. Nu ta thêm các yu t khác kèm theo nh đa ch, ngày sinh, quê
quán...v.v thì vic qun lý tr nên rt rm rà, phc tp mà vn không loi tr đc kh nng
trùng nhau. Nu ta gán cho mi mt sinh viên 1 mã s ID khác nhau thì vic qun lý h s s tr
nên thun tin hn nhiu. T mã s ID, ta có th tìm ra s liu v sinh viên tng ng. Nh vy,
quá trình gán mã s ID cho mi h s sinh viên đc gi là mã hóa; còn quá trình da trên mã s
ID đ xác đnh thông tin v sinh viên gi là gii mã.
4
Chng 1: Các khái nim c bn
Tt c các thông tin dng vn bn (text), ch (character), s (number), ký hiu (symbol),
đ ha (graphic), hình nh (image) hoc âm thanh (sound)... đu đc biu din bng các tín hiu
(signals). Các tín hiu biu din này có th là liên tc hay ri rc và nó đc đa vào x lý thông
qua các h thng máy tính. i vi h thng máy tính tng t (Analog Computer), thông tin
đc đa vào x lý ch yu là môt s các tín hiu liên tc nh tín hiu đin, âm thanh... Trong khi
đó, hu ht các d liu mà chúng ta có đc thng dng các tín hiu ri rc và nó đc x lý
trên các h thng máy tính s. Do đó, khi đa các tín hiu này vào máy tính, chúng đc mã hóa
theo các tín hiu s (digital signal) nhm giúp máy tính có th hiu đc thông tin đa vào. Ðây là
c s thc tin ca nguyên lý mã hoá thông tin ri rc. Nguyên lý này tp trung các đim ch yu
sau:
Tín hiu liên tc có th xem nh mt chui xp x các tín hiu ri rc vi chu k ly mu
nh mc đ chp nhn đc.
Tín hiu ri rc có th đc đc trng qua các b ký hiu hu hn (ch cái, ch s, du, ...)
gi là phép mã hóa (encode). Mi phép mã hóa đu có th xây dng trên b ký hiu các ch s,
đc bit ch cn b ký hiu gm 2 ch s là 0 và 1. Ngc vi phép mã hoá gi là phép gii mã
(decode).
Các mu tín hiu s
Chu k ly mu T
g
Tín hiu s
Tín hiu ri rc là tín hiu có trc thi gian b ri rc hoá vi chu k ly mu là Ts = 1/Fs,
trong đó Fs là tn s ly mu. Ta có th xét mt s ví d nh ting nói con ngi thông thng
nm trong di âm tn t 0,3 kHz đn 3,4 kHz; khi ting nói con ngi đc truyn đa trên mng
nó s đc ri rc hóa bng tn s ly mu là 8 kHz nhng ngi nghe vn không cm nhn đc
điu này. Mt ví d khác v thông tin ri rc là hình trên phim khi đc chiu lên màn nh là các
nh ri rc xut hin vi tc đ 25 nh/giây. Mt ngi không phân bit s ri rc này nên có
cm tng hình nh là liên tc.
Mã hoá thông tin ri rc là mt khái nim rt cn bn và ng dng nhiu trong k thut máy
tính đin t.
1.1.1.2. X lý thông tin
a. S đ tng quát ca mt quá trình x lý thông tin
Quá trình x lý thông tin chính là s bin đi nhng d liu đu vào dng ri rc thành
thông tin đu ra dng chuyên bit phc v cho nhng mc đích nht đnh. Mi quá trình x lý
5
Chng 1: Các khái nim c bn
thông tin cho dù thc hin bng máy tính hay bng con ngi đu phi tuân th theo chu
trình sau:
D liu (data) đc nhp đu vào (input). Sau đó, máy tính hay con ngi s thc hin
nhng quá trình x lý đ xut thông tin đu ra (output). Quá trình nhp d liu, x lý và xut
thông tin đu có th đc lu tr đ phc v cho các quá trình tip theo khác.
NHP D LIU
(INPUT)
X LÝ
(PROCESSING)
XUT D LIU
(OUTPUT)
LU TR (STORAGE)
Mô hình tng quát quá trình x lý thông tin
b. X lý thông tin bng máy tính đin t (MTT)
Máy tính đin t là mt h thng x lý thông tin t đng da trên nguyên tc chung ca quá
trình x lý thông tin. Mc dù kh nng tính toán ca máy tính vt xa so vi kh nng tính toán
ca con ngi và các phng tin khác; tuy nhiên, máy tính s không t nó đa ra quyt đnh khi
nào phi làm gì mà nó ch có th hot đng đc nh s ch dn ca con ngi - tc là con ngi
phi cung cp đy đ ngay t đu cho MTT các mnh lnh, ch th đ hng dn MTT theo
yêu cu đ ra.
Tng quát quá trình x lý thông tin trên MTT có th đc tóm tt nh sau:
+ Trc ht đa chng trình cn thc hin (do con ngi lp sn) vào b nh ca máy tính
+ Máy bt đu x lý, d liu nhp t môi trng ngoài vào b nh (Thông qua thit b nhp
d liu).
+ Máy thc hin thao tác d liu và ghi kt qu trong b nh.
+ a kt qu t b nh ra bên ngoài nh các thit b xut (máy in, màn hình).
Máy tính đin t có mt s đc đim chính nh sau:
+ Tc đ x lý nhanh, đ tin cy cao.
+ Kh nng nh rt ln.
+ Tham s v tc đ thng đc tính bng s phép tính thc hin trong mt giây, còn
kh nng nh đc tính theo dung lng b nh trong đo bng KB, MB.
1.1.1.3. Tin hc và các lnh vc nghiên cu ca tin hc
a. Tin hc là gì ?
Tin hc là mt ngành khoa hc công ngh nghiên cu các phng pháp x lý thông tin mt
cách t đng da trên các phng tin k thut mà ch yu hin ti là máy tính đin t.
6
Chng 1: Các khái nim c bn
b. Các lnh vc nghiên cu ca tin hc :
T các đnh ngha trên thy tin hc gm hai khía cnh nghiên cu:
- Khía cnh khoa hc: nghiên cu v các phng pháp x lý thông tin t đng.
- Khía cnh k thut: nhm vào 2 k thut phát trin song song - đó là :
+ K thut phn cng (hardware engineering): nghiên cu ch to các thit b, linh kin
đin t, công ngh vt liu mi... h tr cho máy tính và mng máy tính đy mnh kh nng x lý
toán hc và truyn thông thông tin.
+ K thut phn mm (software engineering): nghiên cu phát trin các h điu hành, ngôn
ng lp trình cho các bài toán khoa hc k thut, mô phng, điu khin t đng, t chc d liu
và qun lý h thng thông tin.
c. ng dng ca tin hc
Tin hc hin đang đc ng dng rng rãi trong tt c các ngành ngh khác nhau ca xã hi
t khoa hc k thut, y hc, kinh t, công ngh sn xut đn khoa hc xã hi, ngh thut,... nh:
- T đng hóa vn phòng
- Qun tr kinh doanh
- Thng kê
- An ninh, quc phòng
- Công ngh thit k, Giáo dc
- Y hc, Công ngh in
- Nông nghip, Ngh thut, gii trí, v.v....
1.1.2. Biu din thông tin trong máy tính
1.1.2.1. H đm và logic mnh đ
a. H đm
H đm là tp hp các ký hiu và qui tc s dng tp ký hiu đó đ biu din và xác đnh
các giá tr các s. Mi h đm có mt s ký s (digits) hu hn và tng s ký s ca mi h đm
đc gi là c s (base hay radix), ký hiu là b.
Các h đm ph bin hin nay hay dùng là h đm La mã và h đm thp phân, h đm nh
phân, h đm bát phân, h đm thp lc phân. Nhng trong lnh vc k thut hin nay ph bin 4
h đm nh sau :
H đm C s Ký s và tr tuyt đi
H nh phân
H bát phân
H thp phân
H thp lc phân
2
8
10
16
0, 1
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F
7
Chng 1: Các khái nim c bn
*/ H đm thp phân (decimal system)
H đm thp phân hay h đm c s 10 là mt trong nhng phát minh ca ngi rp c,
bao gm 10 ký s theo ký hiu sau:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Qui tc tính giá tr ca h đm này là mi đn v mt hàng bt k có giá tr bng 10 đn
v ca hàng k cn bên phi. ( đây b = 10). Bt k s nguyên dng trong h thp phân đc th
hin nh là mt tng các chui các ký s thp phân nhân vi 10 ly tha, trong đó s m ly tha
đc tng thêm 1 đn v k t s m ly tha phía bên phi nó. S m ly tha ca hàng đn v
trong h thp phân là 0.
Ví d: S 5246 có th đc th hin nh sau:
5246 = 5 x 10
3
+ 2 x 10
2
+ 4 x 10
1
+ 6 x 10
0
= 5 x 1000 + 2 x 100 + 4 x 10 + 6 x 1
Th hin nh trên gi là ký hiu m rng ca s nguyên.
Vì 5246 = 5000 + 200 + 40 + 6
Nh vy, trong s 5246: ký s 6 trong s nguyên đi din cho giá tr 6 đn v (1s), ký s 4
đi din cho giá tr 4 chc (10s), ký s 2 đi din cho giá tr 2 trm (100s) và ký s 5 đi din cho
giá tr 5 ngàn (1000s). Ngha là, s ly tha ca 10 tng dn 1 đn v t trái sang phi tng ng
vi v trí ký hiu s,
10
0
= 1 10
1
= 10 10
2
= 100 10
3
= 1000 10
4
= 10000 ...
Mi ký s th t khác nhau trong s s có giá tr khác nhau, ta gi là giá tr v trí (place
value).
Phn phân s trong h thp phân sau du chm phân cách (theo qui c ca M) th hin
trong ký hiu m rng bi 10 ly tha âm tính t phi sang trái k t du chm phân cách
Ví d: 254.68 = 2x10
2
+ 5x10
1
+ 4x10
0
+ 6x10
-1
+ 8x10
-2
= 200+50+4+
10
6
+
100
8
Tng quát, h đm c s b (b≥2, b là s nguyên dng) mang tính cht sau:
· Có b ký s đ th hin giá tr s. Ký s nh nht là 0 và ln nht là b-1.
· Giá tr v trí th n trong mt s ca h đm bng c s b ly tha n : b
n
S N(b) trong h đm c s (b) th hin : N
(b)
= a
n
a
n-1
a
n-2
…a
1
a
0
a
-1
a
-2
…a
-m
trong đó, s N(b) có n+1 ký s chn phn nguyên và m ký s l, s có giá tr là:
N
(b)
= a
n
.b
n
+ a
n-1
.b
n-1
+ a
n-2
.b
n-2
+ …+a
1
b
1
+ a
0
.b
0
+ a
-1
.b
-1
+ a
-2.
b
-2
+…+ a
-m
.b
-m
Hay
* H đm nh phân (binary number system)
N
(b)
=
∑
i
n
mi
i
ba
−=
..
8
Chng 1: Các khái nim c bn
Vi b = 2, chúng ta có h đm nh phân. Ðây là h đm đn gin nht vi 2 ch s là 0 và
1. Mi ch s nh phân gi là BIT (vit tt t ch BInary digiT). H nh phân tng ng vi 2
trng thái ca các linh kin đin t trong máy tính - c th: đóng (có đin) ký hiu là 1 và tt
(không đin) ký hiu là 0. Vì h nh phân ch có 2 tr s là 0 và 1, nên khi mun din t mt s ln
hn, hoc các ký t phc tp hn thì cn kt hp nhiu bit vi nhau.
Ta có th chuyn đi h nh phân theo h thp phân quen thuc.
Ví d 3.6: S 11101.11
(2)
s tng đng vi giá tr thp phân là :
v trí du chm cách
S nh phân: 1 1 1 0 1 1 1
S v trí: 4 3 2 1 0 -1 -2
Tr v trí: 2
4
2
3
2
2
2
1
2
0
2
-1
2
-2
H 10 là: 16 8 4 2 1 0.5 0.25
nh vy:
11101.11
(2)
= 1x16 + 1x8 + 1x4 + 0x2 + 1x1 + 1x0.5 + 1x0.25 = 29.75
(10)
tng t s 10101 (h 2) sang h thp phân s là:
10101
(2)
= 1x2
4
+ 0x2
3
+ 1x2
2
+ 0x2
1
+ 1x2
0
= 8 + 0 + 4 + 0 + 1 = 13
(10)
*/ H đm La mã
H đm La mã đc xem nh là h đm có tính h thng đu tiên ca con ngi. H đm
La mã s dng các ký hiu ng vi các giá tr nh sau:
I = 1 V = 5 X = 10 L = 50 C = 100 D = 500 M = 1000
Ký s La mã có mt s qui tc sau:
- S ln n liên tip k nhau ca mi ký hiu th hin giá tr ký hiu tng lên n ln. S ln n
ch là 1 hoc 2 hoc 3. Riêng ký hiu M đc phép xut hin 4 ln liên tip.
Ví d: III = 3 x 1 = 3; XX = 2 x 10 = 20; MMMM = 4000, ...
- Hai ký hiu đng cnh nhau, nu ký hiu nh hn đng trc thì giá tr ca chúng s là
hiu s ca giá tr ký hiu ln tr giá tr ký hiu nh hn.
Ví d: IV = 5 -1 = 4; IX = 10 - 1 = 9; CD = 500 - 100 = 400; CM = 1000 - 100 = 900
- Hai ký hiu đng cnh nhau, nu ký hiu nh đng sau thì giá tr ca chúng s là tng s
ca 2 giá tr ký hiu.
Ví d: XI = 10 + 1 = 11; DCC = 500 + 100 + 100 = 700
Giá tr 3986 đc th hin là: MMMCMLXXXVI
- Ð biu th nhng s ln hn 4999 (MMMMCMXCIX), ch s La mã gii quyt bng
cách dùng nhng vch ngang đt trên đu ký t. Mt vch ngang tng đng vi vic nhân giá
9
Chng 1: Các khái nim c bn
tr ca ký t đó lên 1000 ln. Ví d M = 1000x1000 = 10
6
. Nh vy, trên nguyên tc ch s La
mã có th biu th các giá tr rt ln. Tuy nhiên trong thc t ngi ta thng s dng 1 đn 2
vch ngang là nhiu.
H đm La mã hin nay ít đc s dng trong tính toán hin đi.
*/ H đm bát phân (octal number system)
Nu dùng 1 tp hp 3 bit thì có th biu din 8 tr s khác nhau: 000, 001, 010, 011, 100,
101, 110, 111. Các tr s này tng đng vi 8 tr s trong h thp phân là 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Tp hp các ch s này gi là h bát phân, là h đm vi b = 8 = 2
3
. Trong h bát phân, tr s v
trí là ly tha ca 8.
Ví d: 235 . 64
(B)
= 2x8
2
+ 3x8
1
+ 5x8
0
+ 6x8
-1
+ 4x8
-2
= 157.8125
(10)
*/ H đm thp lc phân (hexa-decimal number system)
H đm thp lc phân là h c s b = 16 = 2
4
tng đng vi tp hp 4 ch s nh phân (4
bit). Khi th hin dng hexa-decimal, ta có 16 ký t gm 10 ch s t 0 đn 9, và 6 ch in A, B,
C, D, E, F đ biu din các giá tr s tng ng là 10, 11, 12, 13, 14, 15. Vi h thp lc phân, tr
v trí là ly tha ca 16.
Ví d: 34F5C
(16)
= 3X16
4
+ 4x16
3
+ 15x16
2
+ 5x16
1
+ 12x16
0
= 216294
(10)
Ghi chú: Mt s chng trình qui đnh vit s hexa phi có ch H cui ch s.
Ví d: S 15 vit là FH.
Bng qui đi tng đng 16 ch s đu tiên ca 4 h đm
H 10 H 2 H 8 H 16
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
00
01
02
03
04
05
06
07
10
11
12
13
14
15
16
17
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
*Chuyn đi s gia các h đm
Chuyn mt s t h c s L=10 sang h c s H:
10
Chng 1: Các khái nim c bn
Ta lu ý rng các h c s ta xét đu ly 1 làm đn v, vì vy mt s bt k dù biu din
h c s nào thì phn thp phân và phn nguyên đu không đi. Ngha là dù bin đi sang h c
s nào đi na thì phn thp phân cng ch chuyn sang phn thp phân, phn nguyên sang
phn nguyên.
Gi s ta có mt s có phn thp phân b=k+d trong h c s L trong đó k là phn nguyên
trc du phy và d là phn thp phân sau du phy. Ta s chuyn đi riêng tng phn theo quy
tc sau:
- Vi phn nguyên: Ly k chia liên tip cho H cho đn khi thng s bng 0, phép chia th
i có s d bi là ch s trong h c s H, i = 0,1,2,...,n , khi đó b
n
b
n-1
b
n-2
... b0 là phn nguyên ca
s b trong h c s H.
- Vi phn thp phân: Ly phn thp phân ca d nhân liên tip vi H cho đn khi kt qu
phép nhân không còn phn thp phân hoc đt đc đ chính xác ta cn, mi ln nhân ta ly phn
nguyên ca kt qu là c
j
là ch s trong h c s H, j = 1,2,...,m. Khi đó s . c
1
c
2
...cm chính là
phn thp phân ca s nh phân cn tìm. (Chúng ta lu ý là sau mi ln nhân ta ch ly phn thp
phân đ nhân tip vi H, phn nguyên đây đc hiu là phn bên trái du chm thp phân).
Ví d: Cho s thp phân 14.125 tìm s nh phân tng ng.
Ta có k = 14, d = 0.125
Chuyn đi phn nguyên 14
Chia 2 D
14 0
7
3 1
1 1
0
Chuyn đi phn thp phân 0.125
Nhân 2 Phn nguyên
0.125
0.25 0
0.5 0
1 1
Vy 14.125=1110.001
Chuyn đi 0.2 sang h nh
phân:
Nhân 2 Phn nguyên
0.2
0.4 0
0.8 0
1
1
. . .
Ta thy rng s 0.2 trong h c s 2 là mt s thp phân vô hn tun hoàn
0.210=0.(0011)2
11
Chng 1: Các khái nim c bn
Chuyn t h bt k sang h thp phân
Gi s ta có biu din s B theo c s H là
B= b
n
b
n-1
b
n-2
...b
1
b
0
.c
1
c
2
cn...cm
Vì ta đã quen tính toán vi h c s 10 nên ta có th chuyn đi trc tip theo công thc sau:
B= b
n
xH
n
+ b
n-1
xH
n-1
+ b
n-2
xH
n-2
+...b
1
xH + b
0
+ c
1
xH
-1
+ c
2
xH
-2
+...+ c
m
xH
-m
(Ta hoàn toàn có th áp dng quy tc đã nêu: chia ly phn d, nhân ly phn nguyên... đ
tìm biu din ca B trong h thp phân)
Chuyn t h nh phân sang bát phân (hoc thp lc phân)
Qui tc: Nhóm các Bit thành tng nhóm 3 Bit (4 Bit - cho h thp lc phân) bt đu t Bit
ngoài cùng bên phi, tính giá tr s hc hc quy lut giá tr v trí riêng cho tng nhóm 3 (hay 4)
Bit, vit các giá tr này lin nhau.
Ví d cho s nh phân 11110101 chuyn s này sang dng bát phân và thp lc phân.
(11 110 101) -> 365 trong h bát phân là s 365
(1111 0101) -> 15 5 -> F5 trong h thp lc phân là s F5
Khi cn chuyn ngc li chúng ta làm theo các bc tng t
Chuyn đi h thng s da trên h 8 và h 16
Trong phn bài ging, chúng ta đã làm quen vi cách chuyn đi gia h 2 và h 10. Tuy
nhiên, nhng tr s ln và dài thì làm cách trên tr nên rt phc tp và d nhm ln, ví d :
101110110101
(2)
= ?
(10)
2997
(10)
= ?
(12)
Trong ví d th nht ta phi liên tip làm nhiu phép nhân và ví d th hai, ta li thc
hin nhiu phép chia liên tip.
Ngi ta đa ra h thng s trung gian là h 8 và h 16 đ gii quyt:
H 8
H 16
H 10 H 2
Thông qua h 8 và h 16 đ chuyn đi h 2 sang h 10
Chia s nh phân làm thành tng b 3 s và 4 s liên tip theo th t tng ng vi cách thông
qua h 8 và h 16 và dùng phng pháp nhân vi các tha s bên trên tng ng ri cng li.
Ví d: 101110110101
(2)
= ?
(10)
THÔNG QUA H 8: Chia s nh phân tng b 3 s
:
12
Chng 1: Các khái nim c bn
8
3
8
2
8
1
8
0
2
2
2
1
2
0
2
2
2
1
2
0
2
2
2
1
2
0
2
2
2
1
2
0
1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1
5 6 6 5
Chú ý: 5 = 1x2
2
+ 0x2
1
+ 1x2
0
và 6 = 1x2
2
+ 1x2
1
+ 0x2
0
Kt qu:
101110110101
(2)
= 5x8
3
+ 6x8
2
+ 6x8
1
+ 5x8
0
= 5x512 + 6x64 + 6x8 + 5x1 = 2997
(10)
THÔNG QUA H 16: Chia s nh phân thành b 4 s
16
2
16
1
16
0
2
3
2
2
2
1
2
0
2
3
2
2
2
1
2
0
2
3
2
2
2
1
2
0
1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1
11 11 5
Chú ý: 11 = 1x2
3
+ 0x2
2
+ 1x2
1
+ 1x2
0
và 5 = 0x2
3
+ 1x2
2
+ 0x2
1
+ 1x2
0
Kt qu:
101110110101
(2)
= 11x16
2
+ 11x16
1
+ 5x16
0
= 11x256 + 11x16 +5x1 = 2997
(10)
Thông qua h 8 và h 16 đ chuyn h 10 sang h 2
Cách làm tng t nh trên, nhng thay phép nhân thành phép chia và ly các s d ca
phép chia ngc t di lên trên đ chuyn đi.
Ví d: 2997
(10)
= ?
(2)
THÔNG QUA H 8:
Ta có:
8
2997
8
5
6
0
374
46
S d
6
5
8
8
5 (h 8) = 4 + 1 = 1x2
2
+ 0
x
2
1
+ 1x2
0
= 101
(2)
Tng t:
6 (h 8) = 4+2 = 1x2
2
+ 1x2
1
+ 0x2
0
= 110
(2)
13
Chng 1: Các khái nim c bn
Suy ra:
2997
(10)
= 101 110 110 101
(2)
THÔNG QUA H 16:
B S d
2997
16
1
6
16 11
11
11
0
5
B
5 187
Ta có : 2997
(10)
= BB5
(16)
B (h 16) = 11 = 8 + 2 +1 = 1x2
3
+ 0x2
2
+ 1x2
1
+ 1x2
0
= 1011 (h 2)
5 (h 16) = 4 + 1 = 0x2
3
+ 1x2
2
+ 0x2
1
+ 1x2
0
= 0101 (h 2)
Suy ra: 2997
(10)
= BB6
(16)
= 1011 1011 0101
(2)
Chuyn h 8 sang h 16 và ngc li:
Ta có th dùng h 10 hoc h 2 làm trung gian đ chuyn đi h 8 sang h 16 và ngc li.
Thông thng dùng h 2 đ trung chuyn có thun li hn.
Ví d: 5665
(8)
= ?
(16)
Cách làm nh sau:
Bc 1: Chuyn h 8 thành h 2: biu th tng tr s trong h 8 thành tng nhóm 3 s và
ghép các nhóm đó li.
5 (h 8) = 4 + 1 + 0 = 1x2
2
+ 0x2
1
+ 1x2
0
= 101 (h 2)
6 (h 8) = 4 + 2 + 2 = 1x2
2
+ 1x2
1
+ 0x2
0
= 110 (h 2)
Vy 5665
(8)
= 101 110 110 101
(2)
Bc 2: Chia dãy s h 2 va có đc thành các b 4 s và chuyn các b đó sang h 16
5665
(8)
= 101 110 110 101
(2)
= 1011 1011 0101
(2)
Vì: 1011
(2)
= 1x2
3
+ 0x2
2
+ 1x2
1
+ 1x2
0
= 8 + 0 + 2 + 1 = 11 = B
(16)
0101
(2)
= 0x2
3
+ 1x2
2
+ 0x2
1
+ 1x2
0
= 0 + 4 + 0 + 1 = 5
(16)
Nên:
Vy: 5665
(8)
= BB5
(16)
1011 1011 1010
B B 5
Vic chuyn t h 16 sang h 8 ta cng tin hành 2 bc nh vy.
b. S hc nh phân
14
Chng 1: Các khái nim c bn
Trong s hc nh phân chúng ta cng có 4 phép toán c bn nh trong s hc thp phân là
cng, tr, nhân và chia. Qui tc ca 2 phép tính c bn cng và nhân:
X Y X + Y X * Y
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 10 1
Ghi chú: Vi phép cng trong h nh phân, 1 + 1 = 10, s 10 (đc là mt - không) chính là
s 2 tng đng trong h thp phân. Vit 10 có th hiu là vit 0 nh 1. Mt cách tng quát, khi
cng 2 hay nhiu ch s nu giá tr tng ln hn c s b thì ta vit phn l và nh phn ln hn
sang bên trái cnh nó.
Ví d: Cng 2 s 0101 + 1100 = ?
0101 tng đng s 5 trong h 10
`
tng đng s 12 trong h 10
10001
1100+
tng đng s 17 trong h 10
Ví d: Nhân 2 s 0110 x 1011 = ?
0110 tng đng s 6 trong h 10
0110
1011x
tng đng s 11 trong h 10
0110
+ 0000
1000010
0110
tng đng s 66 trong h 10
Phép tr và phép chia là các phép toán đc bit ca phép cng và phép nhân.
Ví d: Tr hai s
101 tng đng s 5 trong h 10
010
011−
tng đng s 3 trong h 10
tng đng s 2 trong h 10
Ghi chú: 0 – 1 = -1 (vit 1 và mn 1 hàng bên trái).
Ví d: Chia hai s
10
11
110
10 -
tng đng s 6 và trong h 10
15010
-10
00
Chng 1: Các khái nim c bn
tng đng s 3 trong h 10
Qui tc 1: Khi nhân mt s nh phân vi 2
n
ta thêm n s 0 vào bên phi s nh phân đó.
Ví d : 1011x2
3
= 1011000
Qui tc 2: Khi chia mt s nguyên nh phân cho 2
n
ta đt du chm ngn v trí n ch s
bên trái k t s cui ca s nguyên đó.
Ví d : 100111110:2
3
= 100111.110
c. Mnh đ logic
Mnh đ logic là mnh đ ch nhn mt trong 2 giá tr : Ðúng (TRUE) hoc Sai (FALSE),
tng đng vi TRUE = 1 và FALSE = 0.
Qui tc: TRUE = NOT FALSE và FALSE = NOT TRUE
Phép toán logic áp dng cho 2 giá tr TRUE và FALSE ng vi t hp AND (và) và OR
(hoc) nh sau:
x y x AND y x OR y
TRUE TRUE TRUE TRUE
TRUE FALSE FALSE TRUE
FALSE TRUE FALSE TRUE
FALSE FALSE FALSE FALSE
1.1.2.2. Biu din d liu
D liu s trong máy tính gm có s nguyên và s thc.
a/ Biu din s nguyên
èn
Ct
1
Ct
2
Ngun
đin
Ct
1
Ct
2
Ký hiu:
Ct: công tc
+ : đóng (on)
- : ngt (off)
èn sáng = [ct1+] AND [ct2+] èn sáng = [ct1+] OR [ct2+]
èn tt = [ct1-] OR [ct2-] èn tt = [ct1-] AND [ct2-]
16
Chng 1: Các khái nim c bn
S nguyên gm s nguyên không du và s nguyên có du.
* S nguyên không du là s không có bit du nh 1 byte = 8 bit, có th biu din 2
6
= 256
s nguyên dng, cho giá tr t 0 (0000 0000) đn 255 (1111 1111).
* S nguyên có du th hin trong máy tính dng nh phân là s dùng 1 bit làm bít du,
ngi ta qui c dùng bit hàng đu tiên bên trái làm bit du (S): 0 là s dng và 1 cho s âm.
Ðn v chiu dài đ cha thay đi t 2 đn 4 bytes.
Bit du S
2 bytes = 16 bit 15 … … … 4 3 2 1 0
4 bytes = 32 bit 31
Ta thy, vi chiu dài 16 bit : bit đu là bit du và 15 bit sau là bit s
Tr dng ln nht ca dãy 2 bytes s là: 01111111 11111111 = 2
15
- 1
Tr âm ln nht trong dãy 2 bytes là -2
15
Ð th hin s âm trong h nh phân ta có 2 khái nim:
- S bù 1: Khi đo ngc tt c các bit ca dãy s nh phân: 0 thành 1 và 1 thành 0, dãy s
đo đó gi là s bù 1 ca s nh phân đó.
Ví d: N = 0101 = 5
(!0)
S bù 1 ca N là: 1010
- S bù 2: S bù 2 ca s N là s đo du ca nó (-N). Trong h nh phân, s bù 2 đc xác
đnh bng cách ly s bù 1 ca N ri cng thêm 1.
Ví d: N = 0101 = 5
(10)
S bù 1 ca N là: 1010
b/ Biu din s thc
Ði vi các s thc (real number) là s có th có c phn l hoc phn thp phân. Trong
máy tính, ngi ta biu din s thc vi s du chm tnh (fixed point number) và s du chm
đng (floating point number).
*/ S du chm tnh: thc cht là s nguyên (integers) là nhng s không có chm
thp phân
*/ S du chm đng: là s có ch s phn l không c đnh. Mi s nh vy có th tr và
x lý trong máy tính dng s m.
Ví d: 499,000,000 = 499 x 10
6
= 49.9 x10
7
= 0.499 x 10
9
= 0.499E + 09
0.000 123 = 123 x 10
-6
= 1.23 x 10
-4
= 0.123 x 10
-3
= 0.123E – 03
1011
0001
+
S bù 2 ca N là: = -5
(10)
= - N
17
Chng 1: Các khái nim c bn
Ghi chú: Du chm th hin trong máy tính đ phân bit phn l, du phy tng trng cho
phn ngàn, đc vit theo qui c ca M.
Tng quát, s du chm đng đc biu din theo 3 phn :
- phn du S (sign) : 0 cho + và 1 cho -
- phn đnh tr m (mantissa)
- phn m e (exponent), có th là s nguyên dng (+) hoc âm (-)
vi mt s X bt k, có th vit :
X = ±
m . b
e
= ±
m E e
Trong đó, b là c s qui c, tr s m e có th thay đi tùy theo s v trí cn dch chuyn
du chm đ có li tr s ban đu. Khi dch chuyn du chm sang ±n v trí v phía trái (+n) hay
phía phi (-n) thì s m e thay đi lên ±n đn v tng ng
Ð biu din s có du chm đng, ngi ta dùng dãy 32 bit vi h thng c s 16. Trong
đó, 1 bit cho phn du, 7 bit cho phn m đ biu din phn đc tr C (characteristic) và 24 bit cho
phn đnh tr m.
SC m
du
1 bit
Phn m
7 bit
Phn đnh tr
24 bit
Phn m có 7 bit = 2
7
= 128 đc tr C, tng ng phn m e t -64 đn +63
C = s m biu din + 64
Phn m e -
64
-
63
-
62
... - 2 - 1 0 1 ... 62 63
Ðc tr C 0 1 2 ... 62 63 64 65 ... 126 127
Ví d: A = -419.8125
(10)
= -110100011.1101
(2)
= -0.1101000111101 x 2
9
S m ca A là 9, s đc tr C là:
C = 9 + 64 = 73 = 1001001
(2)
Trong máy tính, s A s đc tr theo v trí nh 32 bit nh sau :
Du A đc tr C (7bit) đnh tr m (24 bit)
D
u A c tr C (7 bit) đnh tr m (24 bit)
1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 … 0 0
c. Biu din ký t
18
Chng 1: Các khái nim c bn
Ð có th biu din các ký t nh ch cái in và thng, các ch s, các ký hiu... trên máy
tính và các phng tin trao đi thông tin khác, ngi ta phi lp ra các b mã (code system) qui
c khác nhau da vào vic chn tp hp bao nhiêu bit đ din t 1 ký t tng ng, ví d các h
mã ph bin :
- H thp phân mã nh phân BCD (Binary Coded Decima) dùng 6 bit.
- H thp phân mã nh phân m rng EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange
Code) dùng 8 bit tng đng 1 byte đ biu din 1 ký t.
- H chuyn đi thông tin theo mã chun ca M ASCII (American Standard Code for
Information Interchange) là h mã thông dng nht hin nay trong k thut tin hc. H mã ASCII
dùng nhóm 7 bit hoc 8 bit đ biu din ti đa 128 hoc 256 ký t khác nhau và mã hóa theo ký t
liên tc theo c s 16.
H mã ASCII 7 bit, mã hoá 128 ký t liên tc nh sau:
0 : NUL (ký t rng)
1 - 31 : 31 ký t điu khin
32 - 47 : các du trng SP (space) ! # $ % & ( ) * + , - . /
48 - 57 : ký s t 0 đn 9
58 - 64 : các du : ; < = > ? @
65 - 90 : các ch in hoa t A đn Z
91 - 96 : các du [ \ ] _ `
97 - 122 : các ch thng t a đn z
123 - 127 : các du { | } ~ DEL (xóa)
H mã ASCII 8 bit (ASCII m rng) có thêm 128 ký t khác ngoài các ký t nêu trên gm
các ch cái có du, các hình v, các đng k khung đn và khung đôi và mt s ký hiu đc bit
(xem ph lc).
- H chuyn đi thông tin theo b mã Unicode: Ngày nay máy tính đã toàn cu hóa, mà
hình nh c th là mng Internet, do vy bng mã ASCII đã bc l kh nng mã hóa hn ch ca nó.
thng nht b mã trên toàn th gii, ngi ta đã đ xut b mã 16 bit mang tên Unicode.
Vì dùng ti 16 bít đ mã hóa (mã hóa đc 2
16
kí t ), vì vy nó đ ln đ đáp ng cho vic mã
hóa tt c các ngôn ng trên toàn th gii. c đim chính ca Unicode là nó không cha các kí
t điu khin mà dành tt c đ mã hóa kí t. Bng sau đây cho chúng ta bit s b cách phân b
mã chun trong Unicode:
Mã thp phân Kí t
0 đn 8191
Ch cái Anh, Latin1, Châu Âu, Latin m rng, ch cái phiên âm, Hy
lp, Nga, Armerical, Do thái, rp, Ethiopi, Dvanagari, bengali,
Gurmukhi, Gujarati,Orya, Tamil. Telugu, Kanada, Malaixia, Thái, Lào,
Min đin, Khme, Tây tng, Mông c, Georgi
Kí hiu
19
Chng 1: Các khái nim c bn
8192-12287
12288-16383
16384-59391
59392-65024
65025-65036
Ch tng hình, ch cái Hán, ch Nht, Hàn
Ch tng hình Hán, Nht, Hàn
Dành cho ngi s dng
Vùng tng thích
Cho các mc đích trong tng lai
8192 giá tr đu dành cho ch cái chun;
4096 giá tr tip theo dành cho kí t toán hc, k thut,…
…
Unicode qui đnh các ch cái có âm tit trong ting Vit là các kí t t hp. Ví d ch “â” là
t hp ca hai ch ‘a’ và ‘
Λ
’; mi kí t t hp bao gm nguyên âm c s đc ni tip bi kí t
du thanh. Nguyên âm c s và du thanh đc đt vào cùng v trí khi hin th. Nu ch cái đc
t hp t hai hay nhiu kí t âm tit (ví d ‘â’) th t các du không quan trng nu không có lut
chính t c th.
Các kí t t hp t trc nh ch ‘đ’ ch dùng mt mã duy nht đ mô t.
biu din ting Vit ta cn :
- 33 ch cái hoa
- 33 ch cái thng
- 5 du thanh: huyn (`), ngã (~), hi ( ?), nng (.), sc ( )
1.2. CU TRÚC TNG QUÁT CA H THNG MÁY TÍNH
1.2.1. Nguyên lý thit k c bn
1.2.1.1. Nguyên lý Turing
Alan Mathison Turing (1912 - 1954) là mt nhà toán hc ngi Anh đã đa ra mt thit b
tính đn gin gi là máy Turing. V lý thuyt, mi quá trình tính toán nu thc hin đc thì đu
có th mô phng li trên máy Turning. Máy Turning gm có (xem hình 2.1):
- Mt b điu khin trng thái hu hn (finite control), trong đó có các trng thái đc bit
nh trng thái khi đu và trng thái kt thúc.
- Mt bng ghi (tape) cha tín hiu trong các ô.
- Mt đu đc (head) và ghi có th di chuyn theo 2 chiu trái hoc phi mt đn v.
Bng ghi
TAPE
READ/WRITE HEAD (moves in both directions)
h q
0
. qB
1
qB
3
B qB
2
u đc/ghi
B điu khin hu hn FINITE CONTROL
20
Chng 1: Các khái nim c bn
S đ máy Turing
Ðu đc/ghi mang chc nng thông tin ni gia B điu khin hu hn và bng ghi. Ðu
bng cách đc du hiu t bng và cng dùng nó đ thay đi du hiu trên bng. B kim soát vn
hành theo tng bc riêng bit; mi bc nó thc hin 2 chc nng tùy thuc vào trng thái hin
ti ca nó và tín hiu hin ti ca bng:
1. Ðt b điu khin trng thái ban đu q1, bng trng và đu đc/ghi ch vào ô khi đu.
2. Nu: (a) trng thái hin ti q trùng vi trng thái kt thúc qo thì máy s dng.
(b) ngc li, trng thái q s chuyn qua q, tín hiu trên bng s thành s và đu đc dch
chuyn sang phi hoc trái mt đn v. Máy hoàn thành xong mt bc tính toán và sn sàng cho
bc tip theo.
1.2.1.2. Nguyên lý Von Neumann
Nm 1946, nhà toán hc M John Von Neumann (1903 - 1957) đã đ ra mt nguyên lý máy
tính hot đng theo mt chng trình đc lu tr và truy nhp theo đa ch. Nguyên lý này đc
trình bày mt bài báo ni ting nhan đ: Tho lun s b v thit k logic ca máy tính đin t .
Ni dung nguyên lý Von Neumann gm:
- Máy tính có th hot đng theo mt chng trình đã đc lu tr.
Theo Von Neumann, chúng ta có th tp hp các lnh cho máy thi hành theo mt chng
trình đc thit k và coi đó nh mt tp d liu. D liu này đc cài vào trong máy và đc
truyn bng xung đin. Ðây là mt cuc cách mng mi cho máy tính nhm tng tc đ tính toán
vào thi đó vì trc kia máy ch có th nhn đc các lnh t bng giy hoc bìa đc l và np
vào bng tay. Nu gp bài toán lp li nhiu ln thì cng tip tc bng cách np li mt cách th
công nh vy gây hn ch trong tính toán s dng.
- B nh đc đa ch hóa
Mi d liu đu có mt đa ch ca vùng nh cha s liu đó. Nh vy đ truy nhp d liu
ta ch cn xác đnh đa ch ca nó trên b nh.
- B đm ca chng trình
Nu mi câu lnh phi dùng mt vùng nh đ cha đa ch ca câu lnh tip theo thì không
gian b nh s b thu hp. Ð khc phc hn ch này, máy đc gn mt thanh ghi đ ch ra v trí
ca lnh tip theo cn đc thc hin và ni dung ca nó t đng đc tng lên mi ln lnh đc
truy cp. Mun đi th t lnh ta ch cn thay đi ni dung thanh ghi bng mt đa ch ca lnh
cn đc thc hin tip.
21
Chng 1: Các khái nim c bn
1.2.2. Quá trình x lý thông tin
Máy tính là công c x lý thông tin
Máy tính là công c x lý thông tin. V c bn, quá trình x lý thông tin trên máy tính -
cng nh quá trình x lý thông tin ca con ngi - có 4 giai đon chính :
- Nhn thông tin (Receive input): thu nhn thông tin t th gii bên ngoài vào máy tính.
Thc cht đây là quá trình chuyn đi các thông tin th gii thc sang dng biu din thông tin
trong máy tính thông qua các thit b đu vào.
-
X lý thông tin (process information): bin đi, phân tích, tng hp, tra cu... nhng thông
tin ban đu đ có đc nhng thông tin mong mun.
- Xut thông tin (produce output) : đa các thông tin kt qu (đã qua x lý) ra tr li th gii
bên ngoài. Ðây là quá trình ngc li vi quá trình ban đu, máy tính s chuyn đi các thông tin
trong máy tính sang dng thông tin th gii thc thông qua các thit b đu ra.
-
Lu tr thông tin (store information): ghi nh li các thông tin đã đc ghi nhn đ có th
đem ra s dng trong nhng ln x lý v sau.
Ð đáp ng 4 thao tác đó thì mt máy tính thông thng cng gm bn thành phn hp
thành, mi thành phn có mt chc nng riêng:
- Thit b nhp (input device) : thc hin thao tác đa d liu t th gii bên ngoài vào,
thng là bàn phím và con chut, nhng cng có th là các loi thit b khác mà ta s nói rõ hn
nhng phn sau.
-
Thit v x lý : hay đn v x lý trung tâm - CPU thc hin thao tác x lý, tính toán các kt
qu, điu hành hot đng tính toán ca máy vi tính, có th xem CPU nh mt b não ca
con ngi.
-
Thit b xut (Output) thc hin thao tác gi thông tin ra ngoài máy vi tính, hu ht là
dùng màn hình máy tính là thit b xut chun, có th thêm mt s khác nh máy in.
- Thit b lu tr (storage devices) đc dùng đ ct gi thông tin. Lu tr s cp (primary
momery) là b nh trong ca máy tính dùng đ lu các tp lnh ca chng trình, các thông tin
d liu sn sàng trong t th chun b làm vic ty theo yêu cu ca CPU. Lu tr th cp
22
Chng 1: Các khái nim c bn
(secondary storage) là cách lu tr đn thun vi mc đích ct gi d liu, cách này dùng các
thit b nh đa cng, đa mm, CD,..
Quá trình x lý thông tin trên máy tính
1.2.3. Cu trúc tng quát ca MTT
Mi loi máy tính có th có các hình dng hoc cu trúc khác nhau tùy theo mc đích s
dng. Tuy nhiên, mt máy tính mun hot đng đc phi hi t đ các yu t sau:
- Phn cng: bao gm các thit b vt lý mà ngi dùng có th quan sát đc. ó là các
bng mch đin t đc lp ghép li vi nhau và đc cung cp đin nng đ hot đng. Phn
cng máy tính thng đc chia ra làm ba phn c bn - đó là: Thit b nhp, thit b x lý và
thit b xut
- Phn mm: bao gm các chng trình đc vit bi các nhà lp trình nhm mc đích điu
khin các mch đin t cng nh thc hin các phép tính toán. Phn mm thng chia làm ba loi
c bn - đó là: H điu hành, phn mm ng dng và phn mm tin ích.
1.2.3.1. Phn cng (Hardware)
Phn cng có th đc hiu đn gin là tt c các phn trong mt h máy tính mà chúng ta
có th thy hoc s đc. Phn cng gm các thit b máy có th thc hin các cha nng sau:
* Nhp d kin vào máy (input)
* X lý d kin (processing)
* Xut d kin/ thông tin (output)
S đ cu trúc phn cng
23
B x lý trung ng
CPU
n v điu
khi
n v
tí h t á
Các thit b
Nhp
+ Bàn phím
+ Con chu
t
Các thit b
Xut
+ Màn hình
+ Má
y in
ng h to xung
Chng 1: Các khái nim c bn
S đ cu trúc phn cng
a/ B x lý trung tâm (CPU - Central Processing Unit)
CPU là đn v x lý trung tâm, hay còn gi là b vi x lý - đây là b phn đu não ca máy
tính, nó thc hin các lnh, tính toán và điu khin các phn cng. CPU là mt vi mch làm bng
Silicon và có kích c không bng đu ngón tay cái. c bc trong mt lp v màu đen, CPU
đc gn vào bng mch chính thông qua giao din SOCKET hoc SLOT1. Vi mch tích hp này
cha đng các Transistor (các công tc bán dn mini), các đin tr chnh lu dòng đin và các t
đin lu dòng đin. B CPU thc s đu tiên là Intel 4004 đc sn xut nm 1971. Hãng Intel
đc thành lp nm 1968 là hãng chuyên sn xut các chíp b nh. Sau khi b vi x lý 8088 ca
h đc chn s dng cho máy IBM-PC thì doanh thu ca hãng tng cao. Nm 1993 hãng Intel
đa ra chip Pentium vi trên 3 triu transistor và mt đng truyn d liu 64 bit. Ging vi
80486, Pentium cng có b nh đm Cache dùng đ cha d liu cho đn khi d liu đc x lý
và mt chíp đng x lý toán hc. Thêm vào đó, Pentium còn cha 2 đng dn lnh cho phép nó
x lý 2 lnh chng trình cùng mt lúc vi khong thi gian gn bng thi gian x lý mt lnh.
Mt s chng trình - đc bit là nhng chng trình video và đ ha khi chy trên máy Pentium
s nhanh gp 2 ln so vi chy trên 80486. Tc đ x lý ca các CPU thng đc đo bng
Megahertz (= 1 triu chu k/giây). CPU có 3 b phn chính: khi điu khin, khi tính toán s
hc và logic, và mt s thanh ghi.
· Khi điu khin (CU: Control Unit) là trung tâm điu hành máy tính. Nó có nhim v gii
mã các lnh, to ra các tín hiu điu khin công vic ca các b phn khác ca máy tính theo yêu
cu ca ngi s dng hoc theo chng trình đã cài đt.
24
Chng 1: Các khái nim c bn
· Khi tính toán s hc và logic (ALU: Arithmetic-Logic Unit) bao gm các thit b thc
hin các phép tính s hc (cng, tr, nhân, chia, ...), các phép tính logic (AND, OR, NOT, XOR)
và các phép tính quan h (so sánh ln hn, nh hn, bng nhau, ...)
· Các thanh ghi (registers) đc gn cht vào CPU bng các mch đin t làm nhim v b
nh trung gian. Các thanh ghi mang các chc nng chuyên dng giúp tng tc đ trao đi thông
tin trong máy tính.
Ngoài ra, CPU còn đc gn vi mt đng h (clock) hay còn gi là b to xung nhp. Tn
s đng h càng cao thì tc đ x lý thông tin càng nhanh. Thng thì đng h đc gn tng
xng vi cu hình máy và có các tn s dao đng (cho các máy PC 386 DX tr lên) là 33 MHz,
66 MHz, 100 MHz, 120 MHz, 133 MHz, ... hoc cao hn.
Các thông s quan trng ca CPU:
1- Tc đ: Tc đ ca CPU đc tính bng tn s xung đin trong lõi ca CPU. Tn s
xung đin đc tính theo đn v MHz . ây cng chính là tc đ tính toán ca CPU da vào các
phép toán c bn là +/-. Ví d: CPU có tc đ 100 MHz là 100.000.000 Phép tính/giây.
2- Dung lng b nh đm (Cache Size): Quyt đnh tc đ x lý lnh nhanh hay chm.
ây là mt loi RAM tc đ nhanh đc tích hp sn trong CPU. Dung lng Cache thng có
là: 32 KB, 64 KB, 128 KB, 256 KB, 512 KB.
3- Tc đ BUS (ng truyn d liu): Tính bng MHz. ây là tc đ đc tính toán thích
hp đ CPU và Mainboard có th giao tip đc vi nhau. Tc đ BUS thng đc gi là
CLOCK và đng thi cng là BUS giao tip gia Mainboard và CPU. Các ch s CLOCK thng
là: 50/ 60/ 66/ 75/ 83/ 100/ 133/ 150/ 200/ 253/ 400/ 800.
4- in áp lõi ca CPU: in áp s dng cho các linh kin bên trong CPU. ây là đin áp
có đ n đnh cao đ CPU có th hot đng n đnh. Hin ti các mc đin áp thng t 1.27 và
2.9 v.
Tu thuc vào thi gian ra đi ca các loi CPU, các nhà sn xut Mainboard thit k bng
mch cho phép ngi dùng la chn CPU có tc đ thích hp vi nhu cu công vic, thích hp
vi kh nng tài chính ca mình. có th xác đnh đc đúng loi CPU mà Mainboard cho phép
cm, ta phi bit đc mt s thông s nh : đ hoc khe cm (SOCKET/SLOT1), tc đ CPU,
tn s BUS ca Mainboard (Clock), tn s BUS giao din ca CPU, qui đnh v thit lp h s
nhân xung (Radio, Jumper, Switch),… Thông thng, các đc tính ca Mainboard đc hng
dn rt k trong sách hng dn đi kèm theo tng loi Mainboard, ta nên c gng tham kho các
thông tin ca Mainboard trc khi lp đt mt máy tính mi hoc nâng cp các thit b nh CPU,
RAM
b/ Bo mch ch và b nh (Mainboard and Memory)
*/ Mainboard (MotherBoard, System Board).
Bng mch chính (MainBoard) hay còn gi bng mch m (MotherBoard) cha các IC
quan trng nht ca h thng máy tính cá nhân bao gm: CPU, RAM, ROM và mt s IC và các
mch ph tr khác nh khe cm cho các v mch điu khin đa cng, đa mm, modem, âm
thanh, video...
25
Chng 1: Các khái nim c bn
Trong đó các thành phn ca Mainboard:
- Khe cm RAM (RAM Slot):
SIMMs RAM Slot:
Khe cm màu trng có 30, 72
chân. Loi RAM này không còn trên th
trng. Kh nng nâng cp dung lng
b nh tu thuc vào tng loi MAIN.
Thng ti đa là (4 khe x 16 MB)
DIMMs RAM Slot:
- Khe cm m rng :
Khe cm màu đen có 168 chân.
Kh nng nâng cp b nh tu thuc vào
tng loi Mainboard khác nhau (s
lng khe cm) và dung lng ti đa
thng khong 1GB.
+ ISA (Industrial Standard Architecture):
26