Bài giảng Tin học đại cương 1 - Chương 1: Các kiến thức cơ bản về tin học

Nội dung chính
1.1. Máy tính điện tử
1.2. Thơng tin và xử lý thông tin
1.3. Hệ đếm
1.4. Biểu diễn thông tin trong máy tính
1.5. Cấu trúc cơ bản của máy tính
1.6. Phần mềm máy tính
1.7. Mạng và internet

2

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


1.1 Máy tính điện tử
Máy tính điện tử là một thiết bị điện tử có khả năng xử lý dữ
liệu dưới sự điều khiển của các chỉ thị được được lưu trữ trong
bộ nhớ của máy một cách tạm thời hay vĩnh viễn.

3

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


Phân loại máy tính
Máy tính

Siêu máy
tính

Máy tính
lớn

Desktop

Máy tính
mini

Laptop

4

Máy vi
tính

Thiết bị
cầm tay

Máy tính
nhúng

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


Siêu may tính (Supercomputer)
Là loại mạnh nhất, nhanh nhất và đắt nhất.
Được sử dụng cho các lĩnh vực quan trọng để giải những bài
toán cần xử lý dữ liệu lớn và tính tốn phức tạp (nghiên cứu năng
lượng hạt nhân, khai thác dầu khí, thiết kế tên lửa, thiết kế máy
bay…).

Titan - Siêu máy tính
nhanh nhất thế giới có
khả năng thực hiện 20
triệu tỷ phép tính/giây.
Titan gồm 18.688 nút.
Mỗi nút đều được tích
hợp bộ vi xử lý AMD 16
lõi 6274 Opteron và chip
xử lý đồ họa Tesla K20
GPU cùng bộ nhớ 700
Terabyte.
5

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


Máy tính lớn (Mainframe)
Là loại máy tính có kích thước lớn được sử dụng chủ yếu bởi
các công ty lớn như các ngân hàng, các hãng bảo hiểm...
Máy tính lớn dùng để chạy các ứng dụng lớn xử lý khối
lượng lớn dữ liệu như kết quả điều tra dân số, thống kê khách
hàng và doanh nghiệp, và xử lý các giao tác thương mại…

Máy tính lớn IBM System z9
6

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


Máy tính mini

Là máy tính với kích cỡ, tốc độ và khả năng tầm trung. Nó
thuộc lớp máy tính đa người dùng, nằm trong khoảng giữa máy
tính lớn và máy tính cá nhân.
Máy tính mini thường được dùng trong các doanh nghiệp
vừa và nhỏ.

7

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


Máy vi tính (PC – Personal Computer )
Có kích thước nhỏ, phù hợp cho cá nhân sử dụng. PC được
sử dụng rộng rãi ở khắp mọi nơi.
Có nhiều loại máy vi tính khác nhau: Desktop, Laptop, máy
tính bảng, thiết bị cầm tay và hệ thống nhúng.

8

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


1.2 Thông tin và xử lý thông tin
Dữ liệu - Là tập hợp những thứ mà chúng ta thu thập được
chưa qua xử lý hay tổ chức theo một chủ đích rõ ràng.
Thơng tin - Là dữ liệu đã được xử lý, được tổ chức, có ý
nghĩa và hữu dụng đối với con người hoặc với một đối tượng
nào khác.
Dữ liệu (đầu vào) được máy tính xử lý thành thơng tin (đầu
ra). Chúng được lưu trữ trong bộ nhớ để sử dụng trong tương lai.

Dữ liệu

Xử lý

9

Thông tin

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


Đơn vị đo lường thông tin
Đơn vị nhỏ nhất để biểu diễn thông tin gọi là bit. Một bit
tương ứng với một sự kiện có 1 trong 2 trạng thái của các bóng
bán dẫn trong bộ nhớ máy tính là đóng (0) hoặc mở (1).
Bit là chữ viết tắt của Binary digital và được ký hiệu là b.
Ngoài ra người ta còn sử dụng byte (ký hiệu là B và 1B=8b)
và bội của byte để đo thơng tin, trong đó:
Kilobyte (KB)

1 KB = 1024 B = 2

Megabyte (MB)

1 MB = 1024 KB

Gigabyte (GB)

1 GB = 1024 MB

Terabyte (TB)

1 TB = 1024 GB

Petabyte (PB)

1 PB = 1024 TB

Exabyte (EB)

1 EB = 1024 PB

Zettabyte (ZB)

1 ZB = 1024 EB

Yottabyte (YB)

1 YB = 1024 ZB
10

B

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


1.3 Hệ đếm
Hệ đếm xác định phương pháp biểu diễn các con số sử dụng
những ký hiệu khác nhau .

1.3.1 Hệ đếm La Mã
Số La Mã là một hệ thống chữ số có nguồn gốc từ Roma
(tức La Mã) cổ đại.
Hệ thống chữ số La Mã dùng trong thời cổ đại đã được
người ta chỉnh sửa sơ vào thời Trung Cổ để biến nó thành dạng
mà chúng ta sử dụng ngày nay.
Hệ đếm La Mã sử dụng các ký hiệu ứng với các giá trị như
sau:
I = 1 ; V = 5 ; X = 10 ; L = 50 ;C = 100 ; D = 500 ; M = 1000

11

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


Một số quy tắc biểu diễn trong số La Mã
-

Các chữ số I, X, C được lặp liên tục tối đa 3 lần. Chữ M được
tối đa 4 lần. Các chữ số V, L, D không lặp liên tục quá một lần.
Ví dụ: III = 3*1 = 3, MMMM = 4*1000 = 4000
- Hai ký hiệu đứng cạnh nhau, nếu ký hiệu nhỏ đứng sau thì
giá trị của chúng sẽ là tổng số của 2 giá trị ký hiệu. Ngược lại sẽ
là số lớn hơn trừ số bé hơn.



Ví dụ: Số 700 biểu diễn là DCC
Số 3986 được biểu diễn là: MMMCMLXXXVI
- Để biểu thị những số lớn hơn 4999 ( MMMMCMXCIX),

hệ La Mã dùng những vạch ngang đặt trên đầu ký tự. Một vạch
ngang tương đương với việc nhân giá trị của ký tự đó lên 1000
lần. Ví dụ: = 1000*1000 = 1000000 = 10



12

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


1.3.2 Hệ đếm cơ số b
Một số N trong hệ đếm cơ số b được biễu diễn tổng quát là :
N = dnd n-1 d n-2... d 1 d 0. d -1 d -2... d -m
Khi đó giá trị của N được tính theo cơng thức :
N = dn bn + dn-1 bn-1 +...+ d0 b0 + d-1 b-1 +... + d-m b-m
Trong các trường hợp cần thiết, để phân biệt số được biểu
diễn ở hệ đếm nào người ta viết cơ số làm chỉ số cho số đó.
Ví dụ:
10011.1012 = 1*24+0*23+0*22+1*21+1*20+1*2-1+0*2-2+1*2-3
= 16+0+0+2+1+0.5+0+0.125 = 19.62510

13

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


1.3.2 Hệ đếm cơ số b
- Hệ thập phân (Decimal System) – Là hệ đếm cơ số 10
được phát minh bởi người Ả Rập cổ. Nó sử dụng 10 ký số

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 để biểu diễn các số.
- Hệ nhị phân (Binary Number System) – Là hệ đếm cơ số
2 và sử dụng 2 chữ số là 0 và 1 để biểu diễn các giá trị.
- Hệ bát phân (Octal Number System) – Là hệ đếm cơ số 8
và sử dụng các chữ số 0,1,2,3,4,5,6,7 để biểu diễn các giá trị.
- Hệ thập lục phân ( Hexa-decimal Number System) - Là
hệ đếm cơ số 16 sử dụng các chữ số 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 và các
chữ cái A, B, C, D, E, F để biểu diễn các giá trị trong đó: A = 10,
B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15.

14

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


Bảng 16 giá trị đầu của một số hệ đếm cơ bản
Hệ thập phân

Hệ nhị phân

Hệ bát phân

Hệ thập lục phân

0

0000

00

0

1

0001

01

1

2

0010

02

2

3

0011

03

3

4

0100

04

4

5

0101

05

5

6

0110

06

6

7

0111

07

7

8

1000

10

8

9

1001

11

9

10

1010

12

A

11

1011

13

B

12

1100

14

C

13

1101

15

D

14

1110

16

E

15

1111

17

F

15

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


1.3.3 Chuyển đổi các hệ đếm sang hệ thập phân
Để chuyển đổi các số từ 1 hệ đếm bất kỳ sang hệ thập phân
ta sử dụng cách tính như đã trình bày ở đầu mục (trang 13).
Ví dụ 1: Chuyển đổi số 12B sang hệ thập phân:
1*16 + 2*16 + 11*16 = 256 + 32 +11 = 299
Vậy 12B = 299
Ví dụ 2: Chuyển đổi số nhị phân 110.11 sang hệ thập phân:
1*2 + 1*2 + 0*2 + 1*2 + 1*2 = 4+2+0+0.5+0.25 = 6.75

16

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


1.3.4 Chuyển đổi từ hệ thập phân sang hệ đếm khác
A. Đối với số nguyên
Để chuyển một số nguyên thập phân N sang hệ b, ta lấy N
chia cho b sau đó tiếp tục lần lượt chia các kết quả thu được cho
b cho đến khi nào kết quả nhỏ hơn b thì mới dừng lại. Sau đó ta
viết kết quả và các số dư của các phép chia trên theo chiều
ngược lại, kết quả thu được chính là số hệ b cần chuyển đổi.
299 16
Ví dụ : Đổi số thập phân 299 sang hệ 16.

16 18 16
Ta thực hiện các phép chia như hình bên, các
139 16 1
128 2
số dư thu được theo thứ tự là 11, 2, 1 (ở hệ 16 là
11
B) vì vậy số 299 viết ở hệ 16 là 12B

17

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


1.3.4 Chuyển đổi từ hệ thập phân sang hệ đếm khác
B. Đối với số thực
Để chuyển một số thực từ hệ thập phân sang hệ cơ số b ta sẽ
chuyển đổi riêng phần nguyên và phần thập phân của nó.
Để chuyển đổi phần thập phân 0.F của số N, ta lấy 0.F nhân
với cơ số b, tích nhận được có dạng D1.F1, lưu lại phần nguyên
D1. Sau đó, lại tiếp tục lấy 0.F1 nhân với cơ số b, tích nhận được
có dạng D2.F2, lưu lại phần nguyên D2. Cứ tiếp tục quá trình
này cho đến khi phần thập phân Fn bằng 0 thì dừng. Nếu trường
hợp lặp vơ hạn thì ta lấy kết quả gần đúng tùy theo yêu cầu. Kết
quả thu được ở hệ đếm cơ số b có dạng là: 0.D1D2D3...Dn

18

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật

1.3.4 Chuyển đổi từ hệ thập phân sang hệ đếm khác
Ví dụ: Chuyển đổi số thập phân 26.625 sang hệ nhị phân.
Đổi phần nguyên
26 2
26 13 2
0 12 6
1 6
0

2
3
2
1

Đổi phần thập phân
0.625
*2
1.25
0.25
*2
0.5
*2
1.0

2
1

Vậy số thập phân 26.625 biểu diễn ở hệ nhị phân là: 11010.101

19

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


1.3.5 Tính tốn trên số nhị phân
-

Cộng :

-

Trừ :

20

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


1.3.5 Tính tốn trên số nhị phân
-

Nhân :

-

Chia :

21

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật

1.4 Biểu diễn thơng tin trong máy tính
Máy tính sử dụng hệ đếm nhị phân để biểu diễn tất cả các loại
thông tin.

22

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


Biểu diễn số nguyên
A. Số nguyên không dấu
Để biểu diễn ta đổi số nguyên sang hệ nhị phân. Nếu số
lượng bit của nó nhỏ hơn N (N thường là 4, 8, 16, 32, 64…) thì
cần thêm vào các bit trái của nó các bit 0 cho đủ N bits.
Ví dụ : Biểu diễn số 7 trong máy tính sử dụng 8 bits như sau:
0

0

0

0

0

1

1

1

B. Số nguyên có dấu
Có nhiều cách được sử dụng để biểu diễn số nguyên trong
máy tính: Phương pháp dấu lượng, bù 1, bù 2 …
Các máy tính hiện nay hầu hết đều sử dụng phương pháp
biểu diễn số bù 2. Tuy nhiên, trong vài tình huống, các phương
pháp khác vẫn có thể được sử dụng.

23

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật


Phương pháp dấu lượng
Dùng 1 bit ngoài cùng bên trái làm bit dấu (sign bit) theo quy
ước: Nếu bit dấu là 1 thì số là số âm, cịn bit dấu là 0 thì số là số
dương. Các bit cịn lại được dùng để biểu diễn độ lớn của số.
Ví dụ : Biểu diễn số +7 và số -7 trong máy tính sử dụng 8 bits:
+7

0

0

0

0

0

1

1

1

-7

1

0

0

0

0

1

1

1

24

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật

Phương pháp bù 1
Phương pháp bù 1 biểu diễn số theo cách sau:
 Bit dấu là 0 nếu số là số dương, và 1 nếu số là số âm.
 Số dương được biểu diễn như số nguyên không dấu.
 Để biểu diễn số âm ta sử dụng toán tử thao tác bit là NOT để
đảo tất cả các bit của số nhị phân dương để biểu diễn số âm
tương ứng.
Ví dụ: Biểu diễn số +7 và -7 theo phương pháp bù 1 như sau:
7

0

0

0

0

0

1

1

1

+7

0

0

0

0

0

1

1

1

-7

1

1

1

1

1

0

0

0

25

Khoa CNTT - Bài giảng THDC - Khối ngành kỹ thuật