tổng quan tin học đại cương
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.19 MB, 85 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG
ĐẠI
HỌC
SƯ
PHẠM
TP
HCM
280, An Dương Vương, Q5, Tp HCM
ĐT: (08).8352020 - 8352021 Fax: (84-8).8398946
KHOA
TOÁN
-
TIN
TIN
HỌC
ĐẠI
CƯƠNG
Introduction
to
Computer
Science
Thời
lượng:
6
đvht
(Số
tiết
lý
thuyết
:
45 Số
tiết
thực
hành
:
45)
Giảng
viên
phụ
trách:
Ths.
Lê
Đức
Long
I. Tóm
tắt
môn
học
:
Mục
đích
của
môn
học
là
cung
cấp
cho
sinh
viên
một
số
kiến
thức
đại
cương
và
các
nguyên
lý
cơ
bản
của
khoa
học
máy
tính,
các
khái
niệm
và
cách
tư
duy
giải
quyết
các
vấn
đề
-
bài
toán
bằng
máy
tính
điện
tử.
Đồng
thời
bước
đầu
tập
làm
quen
với
ngôn
ngữ
lập
trình
Pascal
để
giải
quyết
một
số
bài
toán,
ứng
dụng
thực
tế.
II. Nội
dung
môn
học
:
Ch
ươ
ng
1
:
Đạ
i c ươ
ng
v
ề
Tin
h
ọ c
(6t)
1.
Tổng
quan
về
hệ
thống
tin
học
(Information
systems
hay
Computer
systems)
1.
Sơ lược về hệ thống tin học
2.
Các thành phần của một hệ thống tin học
3.
Các dạng máy tính điện tử
2.
Máy
tính
PC
và
nguyên
lý
hoạt
động
1.
Cấu trúc của một máy tính
2.
Các bộ phận chính của máy tính
3.
Các thiết bị nhập - xuất trong hệ thống máy tính
4.
Nguyên lý Von Neumann - Hoạt động của máy tính
3.
Biểu
diễn
thông
tin
trong
máy
tính
1.
Hệ thống số - Cách chuyển đổi giữa các hệ thống số
2.
Dữ liệu và lưu trữ dữ liệu
3.
Mã hoá và biểu diễn dữ liệu trong máy tính
4.
Các loại bộ nhớ
4.
Giới
thiệu
về
mạng
máy
tính
1.
Khái niệm về mạng máy tính
2.
Mạng thông tin toàn cầu Internet
3.
Một số dịch vụ cơ bản của Internet
Ch
ươ
ng
2
:
Gi
ới
thi
ệ u
m
ộ t
s
ố
h
ệ
đ
iề u
hành
thông
d
ụ
ng
(6t)
1.
Tổng
quan
về
hệ
điều
hành
(Operating
Systems)
1.
Hệ điều hành - chức năng của hệ điều hành
2.
Giao tiếp với hệ điều hành
3.
Một số hệ điều hành thông dụng
Edited by Duc Long – Feb, 2005 1
2.
Giới
thiệu
về
hệ
điều
hành
MS-DOS
1.
Một số thuật ngữ cơ bản: tập tin, thư mục, đường dẫn
2.
Dạng lệnh tổng quát – Thao tác với hệ điều hành MS-Dos
3.
Hệ điều hành MS-Dos 6.x - Một số lệnh thông dụng
3.
Giới
thiệu
về
hệ
điều
hành
Windows
1.
Một số khái niệm
2.
Các thao tác cơ bản trên Windows
3.
Trình ứng dụng Windows Explorer
4.
Trình ứng dụng Control Panel
5.
Một số ứng dụng của Windows: Paint, WordPad, Calculator, Calendar
Ch
ươ
ng
3:
So
ạ
n
th
ả
o v ă
n
b
ả
n
b
ằ
ng
LATEX
(15t)
1.
Tổng
quan
về
LATEX
-
Một
số
khái
niệm
cơ
bản
2.
Soạn
thảo
văn
bản
đơn
giản
3.
Định
dạng
văn
bản
Ch
ươ
ng
4:
Gi
ả
i
quy
ế t
v
ấn
đề
-
bài
toán
b
ằ
ng
máy
tính
(3t)
1.
Vấn
đề
-
bài
toán
1.
Thế nào là vấn đề - bài toán
2.
Một số phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán bằng máy tính
2.
Thuật
toán
-
thuật
giải
3.
Các
phương
pháp
biểu
diễn
thuật
toán
1.
Ngôn ngữ tự nhiên
2.
Lưu đồ - sơ đồ khối
3.
Mã giả
4.
Các
bước
để
giải
một
bài
toán
trên
máy
tính
1.
Xác định bài toán
2.
Lựa chọn và xây dựng thuật toán
3.
Viết chương trình
4.
Hiệu chỉnh
5.
Viết tài liệu
Ch
ươ
ng
5:
Ngôn
ng
ữ
l ậ
p
trình
Pascal
(60t)
Giới
thiệu
ngôn
ngữ
lập
trình
Pascal
Cấu
trúc
tổng
quát
của
một
chương
trình
Pascal
Các
kiểu
dữ
liệu
đơn
giản
Cấu
trúc
tuần
tự
Cấu
trúc
điều
kiện
Cấu
trúc
lặp
Chương
trình
con:
thủ
tục
và
hàm
Kiểu
dữ
liệu
mảng
(Array)
Kiểu
bản
ghi
(Record)
Kiểu
tập
tin
(File)
Đồ
hoạ
trong
Pascal
(Graphic)
Khái
niệm
về
chương
trình
đệ
qui
(Recursion)
Giới
thiệu
về
con
trỏ
(Pointer)
-
cấp
phát
bộ
nhớ
động
(Dynamic
Memory
Allocation)
Edited by Duc Long – Feb, 2005 2
Tài
liệu
tham
khảo
:
1.
Giáo
trình
tin
học
đại
cương
I,
II
GS.TS. Hoàng Kiếm - NXB Giáo dục, 1998
2.
Ngôn
ngữ
lập
trình
Pascal
Quách Tuấn Ngọc - NXB Giáo dục, 1996
3.
Cấu
tạo
và
nguyên
lý
hoạt
động
của
hệ
thống
máy
tính
RON WHITE, biên dịch: Nhóm điện tử, vi tính FSC – NXB Thống kê, 1997
4.
Giải
một
bài
toán
trên
máy
tính
như
thế
nào
?
I,
II
GS.TS. Hoàng Kiếm - NXB Giáo dục, 2001
5.
Giáo
trình
Pascal
I,
II
Trần Đan Thư – NXB Giáo dục, 2001
6.
Bên
trong
máy
tính
PC
hiện
đại
I,
II
Phạm Hoàng Dũng, Hoàng Đức Hải, NXB KH KT, 1997
7.
Information
Systems
for
you,
SE
Stephen Doyle, , Stanley Thornes (Publishers) LTD, 1999
8.
Turbo
Pascal
6:
The
complete
reference
Stephen K.
O’Brien, Osborne McGraw-Hill, 1991
9.
Sách
giáo
khoá
Tin
học
10,
11
(chương
trình
thí
điểm
phân
ban)
Hồ Sĩ Đàm (chủ biên), NXB Giáo dục, 2004
Liên
hệ
-
góp
ý:
Ths.
Lê
Đức
Long
Khoa Toán Tin - Đại Học Sư Phạm Tp Hồ Chí Minh
Cells phone:
0913.766.057
Email:
Một
số
địa
chỉ
Website
tham
khảo:
ĐH Sư Phạm Tp HCM:
/>Sở Giáo dục – Đào tạo Tp HCM:
/>Diễn đàn giáo dục:
/>Trang liên kết đến trang các trường đại học: />Tin tức Việt Nam:
/>Trang cung cấp mã nguồn:
;
/>Thư viện đại học quốc gia:
/>Trang thông tin của tp HCM:
/>
Một
số
tài
liệu
tham
khảo
trên
các
đĩa
Cd:
PC
World
2000,
Tin
Học
Nhà
Trường,
Website
LH,
…
Edited by Duc Long – Feb, 2005 3
ĐẠI
CƯƠNG
VỀ
TIN
HỌC
•
Tổng quan về hệ thống tin học
•
Máy tính PC và nguyên lý hoạt động
•
Biểu diễn thông tin trong máy tính
•
Giới thiệu về mạng máy tính
Edited by Duc Long – Feb, 2005 4
BÀI
TỔNG
QUAN
VỀ
HỆ
THỐNG
TIN
HỌC
D Ẫ
N NH Ậ
P:
Sự
bùng
nổ
về
thông
tin
trong
vài
thập
kỷ
ở
cuối
thế
kỷF
20
cho
ra
đời
một
dạng
tài
nguyên mới đó là thông tin, cùng gắn liền với công cụ lao động là máy tính điện tử đã làm
một
cuộc
cách
mạng
khoa
học
kỹ
thuật
trong
mọi
lĩnh
vực.
Ngành
Tin
học
được
hình
thành
và
phát
triển
cùng
với
các
khái
niệm
cơ
bản,
trong
đó
các
hiểu
biết
cơ
bản
về
hệ
thống tin học là kiến thức không thể thiếu đối với mọi đối tượng khai thác và sử dụng máy
tính.
1./
SƠ
LƯỢC
VỀ
HỆ
THỐNG
TIN
HỌC
1.1./ TIN H Ọ C (INFORMATIQUE)
Tin
học
là
một
ngành
khoa
học
chuyên
xử
lý
dữ
liệu
và
xuất
ra
thông
tin
một
cách
tự
động, dựa trên công cụ là máy tính điện tử.
1.2./ D Ữ
LI
Ệ U VÀ THÔNG TIN
Những sự việc và hình ảnh trong thế giới thực gọi chung là
dữ
liệu
(data), Thông thường
các
sự
việc,
hình
ảnh
thô
này
mang
ít
ngữ
nghĩa
thực
tiễn
cho
đến
khi
chúng
được
sắp
xếp hoặc tính toán một vài thứ nào đó trong chúng, và điều này gọi là
xử
lý
dữ
liệu
(data
processing). Khi dữ liệu đã xử lý xong, nó sẽ xuất ra
thông
tin
(information).
Cũng
có
thể
xem
thông
tin
là
chính
ngữ
nghĩa
được
gắn
kết
vào
dữ
liệu
của
nó.
Ví
dụ:
đèn giao thông bật sáng màu đỏ, đây là một hình thức của dữ liệu. Điều này cho biết ngữ
nghĩa gắn vào với dữ liệu này là các phương tiện giao thông phải dừng, vậy dừng chính
là thông tin.
Dữ
liệu
thường
tối
nghĩa.
Ví
dụ:
quan
sát
con
số
11092004,
ta
có
thể
hiểu
theo
nhiều
cách:
- Số lượt truy cập đến trang Web Yahoo
- Ngày 11, tháng 9, năm 2004
- Số điện thoại của một cá nhân A nào đó …
1.3./ X Ử
LÝ THÔNG TIN
Đầu vào Máy tính xử lý
Đầu ra
DỮ LIỆU _ Thu nhận phân loại, lưu trữ THÔNG TIN
_ Tính toán, thống kê
_ Hỏi đáp, cập nhật, truy tìm
_ Dự báo
1.4./ H Ệ
THỐ NG THÔNG TIN
ĐƯỢ C MÁY TÍNH HOÁ - H Ệ
TH ỐNG TIN HỌC
Tất cả các tác vụ đều có thể phân thành ba giai đoạn: nhập, xử lý và xuất. Vậy
hệ
thống
thông
tin
(information system) là một hệ thống bao gồm việc nhập dữ liệu,
xử lý dữ liệu
và xuất ra thông tin.
Edited by Duc Long – Feb, 2005 5
Hệ
thống
thông
tin
thủ
công
(manual
information
systems):
mọi
người
chúng
ta
đều
ít
nhiều có sử dụng hoặc làm việc với các hệ thống thông tin thủ công. Ví dụ: danh bạ điện
thoại, có hàng trăm ngàn số điện thoại, Giả sử ta biết tên và địa chỉ của một doanh nghiệp
nào đó, thì có thể tìm trong danh bạ số điện thoại tương ứng của họ.
Hoặc với sổ danh bộ của trường học, lưu trữ thông tin học sinh trong các năm học, Biết
mã số (thường gọi là số danh bộ) và tên học sinh có thể tra cứu để biết học sinh đang học
lớp nào và lý lịch trích ngang của học sinh đó.
Hệ thống thông tin thủ công có nhiều bất tiện. Như đối với danh bạ điện thoại thì các số
điện thoại để tra cứu sẽ được sắp theo thứ tự alphabet của cá nhân, đơn vị; trong khi việc
tìm kiếm có thể có nhu cầu biết số điện thoại, cần tìm địa chỉ của một cơ quan nào đó…
Đối với sổ danh bộ của trường học cũng vậy, danh sách học sinh sẽ được sắp xếp theo
thứ tự mã số của từng học sinh với một qui tắc nhất định, trong khi việc tra cứu có thể tìm
kiếm theo họ tên, theo lớp, …
Hệ
thống
thông
tin
được
máy
tính
hoá
(computerised
information
systems):
ngày
nay
với sự ra đời và phát triển của máy tính điện tử, các hệ thống thông tin thủ công đa phần
đều được máy tính hoá thông qua việc xử lý dữ liệu và xuất ra thông tin một cách tự động
dựa vào công cụ là máy tính điện tử. Các hệ thống thông tin được máy tính hoá thì mềm
dẽo hơn so với các hệ thống thông tin thủ công và xử lý nhanh hơn rất nhiều. Ví dụ với hệ
thống tra cứu danh bạ điện thoại được máy tính hoá ở trên thì khi nhập vào một số điện
thoại đã được chứa trong hệ thống, thì tên và địa chỉ của đối tượng tương ứng sẽ được
cung cấp ngay lập tức.
Hệ thống thông tin được máy tính hoá gọi tắt là hệ thống máy tính hay
hệ
thống
tin
học
gồm
có
ba
thành
phần:
phần
cứng
(hardware),
phần
mềm
(software),
và
người
sử
dụng
(user).
Những
ưu
điểm
của
một
hệ
thống
thông
tin
được
máy
tính
hoá:
-Không phải tốn nhiều các ngăn chứa hồ sơ, tài liệu. Chỉ cần một máy tính đơn cũng có
thể lưu trữ tất cả các thông tin cần thiết.
-Nhiều
người
có
thể
truy
xuất
thông
tin
trên
các
máy
tính
khác
nhau,
ở
những
nơi
khác
nhau, trong cùng một thời điểm.
-Không
có
sự
trùng
lắp
thông
tin.
Ví
dụ
các
thông
tin
lý
lịch
cần
thiết
của
học
sinh
chỉ
được cập nhật một lần và có thể sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Ngoài ra, từ các
thông tin này có xuất ra các báo cáo, thống kê khi có nhu cầu.
-Thông
qua
hệ
thống
mạng
diện
rộng
và
bộ
xử
lý
văn
bản
có
thể
đưa
thông
tin
đến
tận
người dùng (như Email, …)
-Việc nhập
dữ
liệu vào hệ thống ngoài bàn phím còn có nhiều
thiết
bị tiện ích khác như:
máy quét ảnh, máy đọc mã vạch, máy quét thẻ từ, …
Những
khuyết
điểm
của
một
hệ
thống
thông
tin
được
máy
tính
hoá:
-Mọi thứ
đều phụ thuộc vào máy tính. Khi có sự
cố (về nguồn điện, bị virus,…) phải cần
một hệ thống khác thay thế ngay.
-Để sử dụng hệ thống, cần có sự huấn luyện sử dụng đối với các đối tượng người dùng.
Khi có sự thay đổi, sẽ tốn thời gian để đào tạo đội ngũ này lại.
-Cần có sự an toàn và bảo mật
đối với dữ
liệu, thông tin trong hệ thống để chống lại sự
mất cắp, rò rỉ thông tin.
Edited by Duc Long – Feb, 2005 6
2./
THÀNH
PHẦN
CHÍNH
CỦA
MỘT
HỆ
THỐNG
TIN
HỌC
Tất cả các hệ thống tin học đều có:
phần
cứng
(hardware) và
phần
mềm
(software).
Phần
cứng
là
từ
được
sử
dụng
để
chỉ
các
phần
của
máy
tính
mà
ta
có
“cầm”,
“nắm”
được. Phần cứng cũng là tất cả các thiết bị (mỗi thiết bị đều có tên gọi riêng) để cấu thành
một hệ thống máy tính. Một cách cơ bản các thiết bị được phân chia thành:
-
Thi ế t b ị
nhập (Input devices): sử dụng để đưa dữ liệu vào máy tính.
-
Bộ
xử
lý trung tâm (Central processing unit - CPU): phần não bộ của máy tính.
-
Thi ế t
b
ị
lư u
tr
ữ
(Backing
storages):
gồm
các
loại
ổ
đĩa
sử
dụng
để
chứa
dữ
liệu
khi
tắt
nguồn điện vào máy.
-
Thi ế t b ị
xuất (Output devices): bao gồm các bộ hiển thị (VDUs), máy in được sử dụng để
xuất ra báo cáo, xuất lên màn hình,…
Phần
mềm
là
từ
dùng
để
chỉ
các
chương
trình
thực
sự
cho
phép
phần
cứng
thực
hiện
một
công
việc
hữu
ích
trên
máy
tính.
Không
có
phần
mềm,
phần
cứng
trở
nên
vô
dụng.
Phần
mềm
được
xây
dựng
từ
một
dãy
các
lệnh
thực
thi
cho
biết
máy
tính
sẽ
phải
làm
những gì.
Các
máy
tính
điện
tử
thông
dụng
hiện
nay
đều
thiết
kế
theo
nguyên
lý
J.
Von
Neumann
(1903-1957). Theo nguyên lý này, hoạt động của máy tính được điều khiển bằng chương
trình lưu giữ trong bộ nhớ.
Màn
hình
(Output)
Chuột
(Input)
CPU
Đĩa
cứng
(Backing storage)
Máy
in
(Output)
Đĩa
mềm
(Backing storage)
Bàn
phím
(Input)
Hình
1.
Phần
cứng
của
một
máy
vi
tính
đơn
giản
Để
hiểu
về
sự
khác
biệt
giữa
phần
cứng
và
phần
mềm
có
thể
hình
dung
một
máy
thâu
băng
(tape
recorder)
và
cuộn
băng
trắng
(blank
tape).
Như
vậy,
máy
thâu
băng
và
cuộn
băng chính là phần cứng vì ta có thể tiếp xúc được với chúng. Khi ta ghi vào cuộn băng
một vài bản nhạc, thì các bản nhạc trong cuộn băng sẽ chính là phần mềm.
Edited by Duc Long – Feb, 2005 7
Phần mềm
được phân thành hai loại chính:
phần
mềm
hệ
thống
(systems software) và
phần
mềm
ứng
dụng
(aplications software).
-
Phần
mềm
hệ
thống
là chương trình điều khiển trực tiếp các phần cứng của máy tính.
Phần
mềm
hệ
thống
bao
gồm:
hệ
điều
hành
(operating
systems),
các
chương
trình
dịch
(translation programs) như trình biên dịch (compiler), trình thông dịch (intepreter), …
Hệ
điều
hành
cũng
cung
cấp
một
giao
diện
(user
interface)
để
giao
tiếp
giữa
người
sử
dụng với máy tính, việc đầu tiên của một máy tính khi được nối nguồn điện là tìm kiếm hệ
điều hành, và không có hệ điều hành thì máy tính sẽ không thể làm việc tiếp được. Ví dụ
một
số
hệ
điều
hành
thông
dụng
như:
Windows
98,
Windows
NT,
UNIX,
LINUX
hay
OS/2…
-
Phần
mềm
ứng
dụng
là chương trình được xây dựng để thực hiện những tác vụ chuyên
biệt
nào
đó.
Phần
mềm
ứng
dụng
có
rất
nhiều
loại
phục
vụ
cho
các
đối
tượng
sử
dụng
máy tính: phần mềm xử lý từ như Word, Word Perfect, phần mềm bảng tính điện tử như
Lotus123, Excel, phần mềm cơ sở dữ liệu như Access, …
Một chương trình là một tập các lệnh mà máy tính có thể hiểu và thực hiện. Do đó, để xây
dựng
và
viết
chương
trình
thì
người
lập
trình
phải
dùng
các
ngôn
ngữ
lập
trình
để
thể
hiện.
Tuy
nhiên,
máy
tính
do
cấu
tạo
là
một
thiết
bị
điện
tử
nên
chỉ
có
thể
hiểu
chương
trình
dưới dạng mã nhị phân (tập giá trị 0 và 1), trong khi đối với người lập trình thì cần phải có
những ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ đọc để viết chương trình, vì vậy ngôn ngữ lập trình
được
chia
thành
các
loại:
ngôn
ngữ
cấp
thấp
(low-level
languages),
ngôn
ngữ
cấp
cao
(high-level languages).
Ứng dụng 2
Ứng dụng 1
User
Phần cứng
Hệ
điều
hành
User
Ứng dụng 3
User
Hình
2.
Giao
tiếp
giữa
hệ
điều
hành
với
người
sử
dụng
Hoạt
động
của
hệ
điều
hành
như
một
phần
vỏ
bao
quanh
phần
cứng.
Để
chương
trình
thực
hiện
cần
có
một
hệ
điều
hành,
để
người
dùng
thực
hiện
một
tác
vụ
nào
đó
từ
máy
tính
thì
phải
dùng
các
ứng
dụng
và
hệ
điều
hành
để
giao
tiếp
với
phần
cứng.
Ngôn
ngữ
cấp
thấp
:
là
ngôn
ngữ
mà máy tính có thể hiểu dễ
dàng
nhưng
lại khó
hiểu,
khó
viết
đối
với
người
lập
trình.
Các
ngôn
ngữ
lập
trình
cấp
thấp
như
ngôn
ngữ
máy
(machine language hay machine code), hợp ngữ (Assembly language).
Ngôn ngữ máy là ngôn ngữ mà máy tính trực tiếp hiểu được, nói cách khác chương trình
viết bằng ngôn ngữ máy sẽ là một tập bao gồm các kí số 0 và 1. Tất cả các ngôn ngữ lập
trình đều bắt buộc phải được dịch thành ngôn ngữ máy trước khi được thi hành ngoại trừ
các
chương
trình
được
viết
bằng
ngôn
ngữ
máy.
Ngôn
ngữ
máy
thường
phụ
thuộc
vào
mỗi loại máy tính khác nhau, và vì không cần phải biên dịch lại nên chạy rất nhanh (nhiều
trò
chơi
trên
máy
tính
và
chương
trình
giả
lập
được
viết
bằng
ngôn
ngữ
máy
là
vì
lý
do
này).
Edited by Duc Long – Feb, 2005 8
Hợp ngữ là ngôn ngữ chỉ sử dụng một số lệnh đơn giản (như ADD, SUB, LDA, ) nên dễ
dàng hơn đối với người lập trình trong việc sử dụng và gỡ lỗi chương trình. Chương trình
viết
bằng
hợp
ngữ
cũng
cần
được
biên
dịch
thành
ngôn
ngữ
máy
bởi
trình
hợp
dịch
(assembler) trước khi máy tính có thể hiểu. Tuy nhiên, do chỉ giới hạn trong một số ít lệnh
và
thuộc
loại
ngôn
ngữ
lập
trình
cấp
thấp
nên
chương
trình
viết
bằng
hợp
ngữ
khó
đọc
khó viết.
Ngôn
ngữ
cấp
cao
: là ngôn ngữ lập trình sử dụng các câu lệnh có cú pháp gần giống với
ngôn
ngữ
tự
nhiên
(thông
thường
là
tiếng
Anh),
có
đặc
điểm
là
tính
độc
lập
cao,
ít
phụ
thuộc
vào
loại
maý
tính
sử
dụng,
đơn
giản,
dễ
hiểu,
dễ
viết.
Ví
dụ
như:
BASIC,
C++,
PASCAL, JAVA, HTML,…
Ngoài
ra,
để
có
thể
chuyển
đổi
từ
các
lệnh
trong
chương
trình
viết
bằng
ngôn
ngữ
cấp
cao thành các mã lệnh của chương trình máy để máy tính hiểu và thực hiện được thì cần
phải có các
chương
trình
dịch
(translation programs). Thông thường có ba loại chương
trình
dịch
là:
trình
biên
dịch
(compilers),
trình
phiên
dịch
(interpreters)
và
trình
hợp
dịch
(assemblers)
Assembly
language
code
High level
language
code
High level
language
code
Assembler Compiler
Interpreter
Machine
code
Hình
3.
Sự
liên
hệ
giữa
các
chương
trình
dịch
3./
CÁC
DẠNG
MÁY
TÍNH
Có
ba
dạng
máy
tính:
máy
vi
tính
(micro
computer),
máy
tính
trung
(mini
computer),
và
máy tính lớn (mainframe computer).
3.1./ MÁY VI TÍNH (MICRO COMPUTER)
Máy vi tính là loại máy tính để bàn sử dụng cho cá nhân làm việc ở nhà, trong các trường
học
hoặc
các
văn
phòng
nhỏ,
còn
được
gọi
là
máy
tính
cá
nhân
(Personal
computer
-
PC
).
Máy
vi
tính
cũng
có
nhiều
kiểu,
dáng
cũng
như
thể
loại
khác
nhau,
ví
dụ
kiểu
desktop, mini tower, tower, … hoặc loại Apples (Macintosh), Acorns, IBMs (PC),…
Ngoài
ra,
hiện
nay
còn
có
một
số
loại
máy
vi
tính
khác
như:
thiết
bị
hỗ
trợ
cá
nhân
kỹ
thuật
số
(Personal
Digital
Assistants
–
PDAs),
máy
tính
xách
tay
(Notebook
computers
hay Laptops).
PDAs
là
một
thiết
bị máy
tính
cầm tay, có ưu điểm
nhỏ gọn, tuy
nhiên cũng chỉ
giới hạn
với một số chức năng thông dụng như: xử lý văn bản, bảng tính điện tử, gởi và nhận thư
Edited by Duc Long – Feb, 2005 9
điện tử, ghi chú thông tin cá nhân, … PDAs thường gặp hiện nay có loại Palm và Pocket
PC .
Máy
tính
xách
tay
(Notebook
computer
hay
Laptop)
thì
lớn
hơn
PDAs,
thường
dùng
với
một nguồn pin, được nạp điện trước khi sử dụng, và màn hình dạng tinh thể lỏng (liquid
crystal displays – LCDs) vì nhu cầu nhỏ gọn, cơ động và ít tiêu thụ năng lượng điện.
3.2./ MÁY TÍNH TRUNG (MINI COMPUTER)
Máy tính trung thông thường có kích thước, công suất và giá cả khoảng giữa của máy vi
tính và máy tính lớn.
3.3./ MÁY TÍNH L Ớ N (MAINFRAME COMPUTER)
Máy tính lớn hay còn gọi là siêu máy tính là loại máy tính kích thước lớn, công suất mạnh
thường dùng trong các hệ thống mạng lớn, khả năng đáp ứng một số lượng lớn các máy
tính
con
(khoảng
trên
500).
Một
máy
tính
lớn
có
thể
thực
hiện
đến
250
triệu
phép
tính
trong
một
giây.
Các
hệ
thống
ngân
hàng,
cao
ốc
kinh
doanh,
công
ty
bảo
hiểm,
công
ty
cấp nước, điện lực đều phải sử dụng máy tính lớn.
Notebook computer
Mainframe computer
Hình
4:
Các
dạng
máy
tính
điện
tử
Microcomputers - (4a) loại Desktop, (4b) loại Mini tower
Edited by Duc Long – Feb, 2005 10
BÀI
ĐỌC
THÊM
LỊCH
SỬ
MÁY
TÍNH
ĐIỆN
TỬ
1/. BUỔ I SƠ
KHAI
Từ thời xa xưa, tính toán đã là nhu cầu của con người. Mười ngón tay của tạo hóa là công cụ tính
toán đầu tiên mà con người sử dụng. Việc nghĩ ra và sử dụng các kí hiệu đã chắp cánh cho khả năng của
con người đi đến những chân trời mới. Tiền tệ xuầt hiện và buôn bán phát triển. Vấn đề trao đổi tiền tệ đòi
hỏi
những
công
cụ
tính
toán
tiến
bộ
hơn,
và
bàn
tính
tay
(abacus)
ra
đời.
Bằng
cách
xếp
đặt
các
hạt
ở
những
vị
trí
khác
nhau
trên
các
sợi
dây
của
bàn
tính
,
các
thương
gia
có
thể
tính
toán
một
cách
nhanh
chóng.
Trong
suốt
thế
kỷ
17
và
18,
loài
người
đã
cố
gắng
tìm
kiếm
và
sáng
chế
ra
những
phương
pháp
tính toán mới, đáng kể nhất là : phương pháp cơ học thực hiện phép nhân và chia do John Napier, người
Scodland,
nghĩ
ra
vào
khoảng
năm
1617
(phương
pháp
này
đã
được
áp
dụng
để
chế
tạo
thước
kéo,
mà
cách đây không lâu được sử dụng rộng rãi như máy tính bỏ túi bây giờ), và máy cộng cơ học, sử dụng bánh
răng, do Blaise Pascal, một nhà toán học Pháp, sáng chế vào năm 1642.
2/. NH Ữ NG D Ấ
U MỐC
ĐÁNG NH Ớ
Năm 1830, nhà toán học Anh Charles Babage thiết kế một máy gọi là "Analytical Engine". Máy này,
theo
trí
tưởng
tượng
của
ông,
không
phải
là
thiết
bị
để
giải
một
bài
toán
cụ
thể
nào,
mà
là
một
máy
vạn
năng giải
quyết
một
lớp
rộng
bài toán
tương
tự nhau.
Thực
chất, C.Babbage đã
thiết kế
một
máy
khả
lập
trinh vạn năng bao hàm những nguyên lý cơ bản của máy tính hiện nay
(4a)
(4b)
Năm 1890, Nhà sáng chế Mỹ Herman Hollerith đã chế tạo thành công máy tính cơ điện đầu tiên -
máy lập bảng, sử dụng phiếu đục lỗ để xử lý dữ liệu điều tra dân số tiến hành ở Mỹ năm 1890. Máy của H
Hollerith đã được công nhận rộng rãi và ông thành lập công ty để cung cấp loại máy này, tiền thân của công
ty
IBM
(
International
Business
Machines). Tuy
nhiên,
khả
năng của
máy chỉ giới hạn
trong
việc
lập bảng,
một bài toán đơn giản và chủ yếu là vẽ, không giải quyết được các bài toán phức tạp hơn
Máy tính khả lập trình đầu tiên là máy Z3, do kĩ
sư người Đức
Konrad Zuse sáng chế ra vào năm
1941. Máy dùng rơ le cơ điện và băng đục lỗ, nhưng đáng ghi nhớ hơn cả là K Zuse đã làm một cuộc cách
mạng trong lĩnh vực hệ thống số : Thay Hệ Thập Phân bằng Hệ Nhị Phân. Z3 là máy tính đầu tiên sử dụng
hệ nhị phân
Trong khi K Zuse tiếp tục nghiên cứu, thì các nhà khoa học Mỹ đã thực hiện được 2 đồ án lớn:
Đồ án thứ nhất: Nhà toán học Howard Aiken ( Đại học Havard) cùng với một nhóm kĩ sư của công
ty IBM đã nghiên cứu thiết kế Mark-1, từ năm 1938 và đến 1944 thì bắt đầu đưa ra sử dụng. Máy nặng 5
tấn
và
giá
tới 500000USD, phục
vụ cho việc
tính
toán
đạn
đạo. Cấu
tạo cũng giống như
máy của
K Zuse
nhưng chỉ khác là máy sử dụng hệ thập phân
Đồ án thứ hai: ENIAC (Electronic Numercal Integrator and Calculator) - Máy tính điện tử đầu tiên -
do hai kĩ sư ở Đại học Pennsylvania là J.W. Mauchly và J.P. Eckert thiết kế và chế tạo, trong khoảng thời
gian
1943
đến
1946.
Máy
cũng
sử
dụng
hệ
thập
phân
,nhưng
dùng
đèn
điện
tử
thay
cho
rơ
le
cơ
điện.
Nhờ vậy, tốc độ tính toán tăng 1000 lần so với Mark-1. ENIAC dùng đến 18000 đèn điện tử. Ngoài ra, hai
ông còn có một dự án chế tạo máy tính dùng hệ nhị phân , với bộ nhớ lớn dữ liệu lẫn các lệnh của chương
trình, máy tính này được đặt tên là EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)
Ý
tưởng
xây
dựng
máy
tính
với
chương
trình
lưu
trữ
trong
bộ
nhớ
thật
sự,
đã
được
trình
bày
trong
một
công
trình
thế
kĩ
của
nhà
toán
học
gốc
Hung
John
Von
Neumann
(mô
hình
máy
tính
của
Von
Neumann
1945
gắn
liền
với
sự
hiện
thực
khái
niệm
chương
tình
lưu
trữ)
Máy tính đầu tiên với chương trình lưu trữ trong bộ nhớ có tên Manchester Mark-1
do F Williams ở
Đại học Manchester chế tạo từ năm 1946 đến năm 1948. Máy sử dụng hệ nhị phân và bộ nhớ tĩnh điện
Năm 1949, Maurice Wilkes ( Đại học Cam bridge) và những người cộng sự đã nghiên cứu và chế
tạo máy EDSAC. EDSAC cũng sử dụng hệ nhị phân và hiện thực khái niệm chương trình lưu trữ
Edited by Duc Long – Feb, 2005 11
3/. CÁC THẾ
HỆ
MÁY TÍNH
MÁY TÍNH THẾ
HỆ
TH Ứ
NH Ấ
T
Các máy tính ENIAC, Manchester Mark-1, EDVAC, EDSAC thuộc thế hệ thứ nhất của máy tính. Thế hệ này
kéo dài
từ khoảng giữa
năm
1940 đến năm
1955.
Đặc
trưng của
máy
tính
thế
hệ
thứ
nhất là
sự sử dụng
đèn điện tử làm phần cơ bản , cùng với việc sử dụng bộ nhớ làm bằng dây trễ và bộ nhớ tĩnh điện. Phần
lớn các máy tính ở thế hệ này đều hiện thực khái niệm chương trình lưu trữ, vào/ra dữ liệu bằng băng giấy
đục lỗ , phiếu đục lỗ, băng từ. Các máy tính thế hệ này giải quyết được nhiều bài toán khoa học kĩ thuật và
các bài toán phức tạp về dự báo thời tiết và năng lượng hạt nhân
MÁY TÍNH THẾ
HỆ
TH Ứ
HAI
Xuất hiện từ sau năm 1955,. Đặc trưng của máy tính thế hệ thứ hai là sự sử dụng Transistor cùng với đèn
điện
tử
.
Bộ
nhớ
trong
làm
bằng
xuyến
từ.
Cùng
làm
việc
với
băng
từ
xuất
hiện
thêm
trống
từ
và
đĩa
từ.
Những ý định về lập trình bằng ngôn ngữ cấp cao đã dẫn đến sự ra đời của các ngôn ngữ BO, Comercial
Translator, Fact, Fortran, Mathmatic
MÁY TÍNH THẾ
HỆ
TH Ứ
BA
Gồm các máy tính được chế tạo khoảng sau 1960. Do quá trình chế tạo các máy tính số phát triển không
ngừng, nên khó xác định được thế hệ này bắt đầu và kết thúc khi nào. Nhưng có lẽ tiêu chuẩn quan trọng
nhất để phân biệt máy tính thứ hai và máy tính thế hệ thứ ba là các tiêu chuẩn dựa trên khái niệm kiến trúc
máy tính. Kiến trúc máy tính là hệ thống tính toán ở cấp tổng thể, bao gồm hệ thống lệnh , tổ chức bộ nhớ,
hoạt động vào/ra,phương tiện lập trình cho người sử dụng Những thành tựu trong lĩnh vực điện tử, đã
cho phép các nhà thiết kế máy tính xây dựng một kiến trúc máy tính thỏa mãn yêu cầu của bài toán cần giải
quyết,
cũng
như
của
người
lập
trình.
Hệ
Điều
Hành
trở
thành
một
bộ
phận
của
máy
tính,
điều
khiển
mọi
hoạt động của máy tính, khả năng đa lập trình đã ló dạng. Nhiều vấn đề về quản lý bộ nhớ, quản lý các thiết
xuất/ nhập và các tài nguyên khác đã được đãm nhận bởi Hệ Điều Hành hoặc trực tiếp bằng phần cứng của
máy tính
MÁY TÍNH THẾ
HỆ
TH Ứ
T Ư
Là các máy tính được nghiên cứu và chế tạo từ sau năm 1970, tức gồm các máy tính chúng ta đang dùng.
Được thiết kế nhằm sử dụng hiệu quả các ngôn ngữ lập trình cấp cao và giảm nhẹ quá trình lập trình cho
người sử dụng. Đặc
trưng cho máy tính thế hệ thứ tư là việc sử dụng các mạch tích hợp làm pnần tử cơ
bản, và sự xuất hiện bộ nhớ làm bằng MOS (Metal Oxide Semiconductor) có tốc độ truy xuất nhanh và dung
lượng bộ nhớ tăng lên tới vài Mega Bytes
MÁY TÍNH THẾ
HỆ
TH Ứ
N Ă
M
Trong những năm cuối thế kĩ
20 này, mọi người đang chờ đợi sự xuất hiện của máy tính thế hệ thứ năm,
đã và đang được nghiên cứu chế tạo. Chưa thể nói trước các đặc trưng của nó, nhưng có
thể khẳng định
một đặc tính quan trọng nhất của nó là: trí thông minh
Edited by Duc Long – Feb, 2005 12
BÀI
MÁY
TÍNH
PC
VÀ
NGUYÊN
LÝ
HOẠT
ĐỘNG
D Ẫ
N NH Ậ
P:
Bài học sẽ trình bày những khái niệm cơ bản về cấu trúc của một máy tính, cụ thể là máy
vi tính và hoạt động của nó.
1./
CẤU
TRÚC
CỦA
MỘT
MÁY
TÍNH
PC
Gồm 4 thành phầ n chính:
Bộ
xử
lý
trung
tâm
–
CPU
(Central
processing
unit)
Bộ
nhớ
(Main
Memory)
CU ALU
CPU
Reg
Các
thiết
bị
nhập/
xuất
(I/O
devices)
_ Màn hình (monitor)
_ Bàn phím (keyboard)
_ Máy in (printer)
_ Con chuột (mouse)
_ Máy quét (scanner)
_ Máy đọc thẻ từ, đọc mã vạch, …
Tb Nhập
Tb Xuất
Bnhớ chính
_
Thiết
bị
lưu
trữ
(Backing
Storages)
_ Đĩa từ : đĩa cứng, đĩa mềm (hard disk, floppy disk)
_ Đĩa quang: CD ROM, CD-R, DVDs,…
BNHỚ
PHỤ
Hình
5.
Cấu
trúc
của
máy
PC
2./
CÁC
BỘ
PHẬN
CHÍNH
2.1./
B
Ộ
X Ử
LÝ
TRUNG
TÂM
-
CPU:
Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit), thường gọi tắt CPU, là
não
bộ
của
máy
vi
tính
,
điều
khiển
mọi
hoạt
động
của
máy
,
có
chức
năng
xử
lý,
tính
toán
dữ
liệu
dưới
sự
điều
khiển
của
một
chương
trình
đã
được
lưu
trữ
trong
bộ
nhớ.
CPU
được
thiết kế trên một vi mạch xử lý (IC) gồm các thành phần:
+
Bộ
điều
khiển
(Control
Unit
–
CU):
có
nhiệm
thông
dịch
các
lệnh
của
chương
trình
và
điều khiển hoạt động xử lý.
+
Các
thanh
ghi
(Register
hay
Immediate
Access
Store):
vùng
nhớ
đặc
biệt
để
CPU
sử
dụng lưu trữ tạm thời các lệnh và dữ liệu đang được xử lý.
+
Bộ
làm
tính
(Arithmetic and Logic Unit – ALU): thực hiện các phép toán số học và luận
lý.
Trong thời gian gần đây, để tăng nhanh tốc độ xử lý của máy tính, một vùng nhớ đặc biệt
có
tốc
độ
truy
cập
nhanh
phục
vụ
cho
việc
tăng
tốc
độ
tính
toán
của
CPU
được
thiết
kế
gọi là bộ nhớ ẩn (Cache memory). Bộ nhớ ẩn cũng được đặt ngay trong bên trong bộ xử
lý
và
nối
trực
tiếp
với
mạch
xử
lý
để
lưu
trữ
các
lệnh
chuẩn
bị
được
thực
hiện,
hay
các
lệnh thường xuyên được dùng để sẵn sàng cho CPU.
Đố i
v
ớ i
lo
ạ i
máy
XT
(Extended technologies), CPU thường dùng là loại Intel 8086, 8088 (16 bit ,
tần số hoạt động: 4.7 -> 10MHz, dung lượng bộ nhớ: 512KB -> 640KB).
Edited by Duc Long – Feb, 2005 13
Đố i
v
ớ i
lo
ạ i
máy
AT
(Advanced
technologies),
CPU
thường
là
loại
Intel
80286
(16
bit
hay
32
bit,
tần
số
hoạt
động:
8
->
33Mhz,
dung
lượng
bộ
nhớ
từ
1MB
trở
lên),
loại
80386,
80486.
80586,
Pentium II, III, IV… và hiện nay đã có một số loại mới khác.
Hình
6.
Các
dòng
CPU
i386SX,
486DX4,
Pentium
IV
của
Intel
2.2./
B
Ộ
NHỚ : (MAIN MEMORY, CÒN
ĐƯỢ C G Ọ I
LÀ
B
Ộ
NHỚ
TRONG
-
INTERNAL
MEMORY)
Công việc chính của CPU là thi hành các lệnh của chương trình, nhưng tại một thời điểm
thì CPU chỉ có thể giải quyết một ít dữ liệu đã được mã hoá dưới dạng nhị phân. Như vậy,
phần
còn
lại
của
dữ
liệu
được
đọc
vào
cần
phải
có
một
nơi
để
lưu
giữ
lại
sẵn
sàng
cho
CPU xử lý. Đó chính là chức năng của khối bộ nhớ chính (Main Memory).
Bộ nhớ chính là loại bộ nhớ được dùng để lưu trữ chương trình và dữ liệu trong thời gian
xử lý, cấu tạo là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu tế bào nhớ (Storage Cell).
B
ộ
nh
ớ
chính
c
ủ
a
máy
tính
g
ồ
m
có
:
ROM
và
RAM.
a.
Bộ
nhớ
chỉ
đọc
-
ROM
(Read only memory):
Bộ
nhớ
chỉ
đọc
,
dùng
để
lưu
trữ
các
chương
trình
hệ
thống
được
cài
đặt
sẵn
do
nhà
sản
xuất
cung
cấp
(như
các
chương
trình
kiểm
tra
các
thiết
bị,
các
chương
trình
khởi
động máy, các chương trình nhập xuất cơ bản nên còn gọi là ROM BIOS). Khi bật máy ,
các
chương
trình
này
sẽ
được
tự
động
thi
hành,
ngoài
ra
các
dữ
liệu
ghi
trong
ROM
không bị mất đi khi tắt máy , và cũng không thể thay đổi cập nhật. Do đó ROM còn được
gọi
là
BỘ
NHỚ
CHẾT
.
b.
Bộ
nhớ
truy
xuất
ngẫu
nhiên
-
RAM
(Random access memory):
B
ộ
nh
ớ
truy
xu
ất
ng
ẫu
nhiên
,
dùng
để
lưu
trữ
các
dữ
liệu
Hình
7.
Hình
dáng
của
RAM
và
chương
trình
tạm
thời
trong
quá
trình
làm
việc
với
máy
tính. Có thể đọc và ghi
dữ liệu trên RAM, nhưng dữ liệu sẽ
bị mất đi khi khởi động lại hay tắt máy. RAM còn được gọi là
BỘ
NHỚ
SỐNG
.
T ổ
chứ
c
d
ữ
li
ệ u
trong
b
ộ
nh
ớ
:
Bộ
nhớ
là
một
dạng
mạch điện tử, do cấu tạo từ các thành phần chỉ có hai trạng
thái nên được biểu thị bằng hai trạng thái
0
và
1
.Trong máy
tính dùng
BIT
(binary digit) làm đơn vị cơ bản để diễn tả hai
trạng thái trên, vì vậy khi đưa dữ liệu vào máy tính cần phải
chuyển chúng thành
tổ hợp các BIT thì máy tính mới hiểu được (Bit được xem là cơ sở
để đo lường thông tin)
Do đó,
đơ
n
vị
nh
ỏ
nh
ấ t
để
đ
o
lường
sự
lưu
trữ
thông
tin
của bộ nhớ(đơn vị đo dung
lượng bộ nhớ) là
BYTE
.
Edited by Duc Long – Feb, 2005 14
Theo
tiêu
chuẩn
của
bảng
mã
ASCII
(American
Standard
Code
for
Information
Interchange), thì
1
Byte
có thể biểu diễn được
1
kí
tự
(bảng mã này có thể mã hóa được
2
8
kí tự <=> 256 kí tự )
Ta có các đơn vị tính như sau:
1
BYTE
có
8
BIT
.
1 KB
(Kilobyte) = 1024 BYTES = 2
10
BYTES
1 MB (Megabyte) = 1024 KB = 1024
×
1024 BYTES = 1.048.576 BYTES
1 GB
(Gigabyte) = 1024 MB
1 TB
(Terabyte) = 1024 GB
Cách
làm
vi
ệ c
c
ủ
a
b
ộ
nh
ớ
:
Lưu trữ trong bộ nhớ có thể là tập lệnh chương trình hay
dữ liệu của hình ảnh, các con số của phép tính số học hay luận lý và cũng có khi là các ký
tự chữ cái. Bộ nhớ gồm các ô nhớ được đánh số thứ tự (bắt đầu từ 0). Số thứ tự của một
ô
nhớ
được
gọi
là
địa
chỉ
của
ô
nhớ,
và
khi
thực
hiện
chương
trình
thì
máy
tính
sẽ
truy
nhập nội dung thông tin ghi trong ô nhớ thông qua các địa chỉ này.
Bộ
nhớ
chính
của
máy
PC
phổ
biến
hiện
nay
có
dung
lượng
64MB,
128MB,
256MB
(bộ
nhớ được đề cập ở đây thường gọi là các thanh RAM, nằm ngoài CPU).
Ho
ạ t
độ
ng
c
ủ
a
máy
tính
:
Khi
khởi
động
máy,
CPU
tự
động
đọc
thông
tin
trong
ROM
và
thi
hành.
Sau
đó
đọc
đến
thông tin trên đĩa khởi động và nạp các thông tin hệ điều hành (HĐH) trên đĩa vào bộ nhớ
RAM.
Các
thông
tin
lưu
trên
RAM
ở
các
ô
nhớ
và
CPU
có
thể
thực
hiện
các
tác
vụ
để
khởi động. Sau khi các thao tác này kết thúc thì hệ thống đã xem như sẵn sàng để hoạt
động (hết nhiệm vụ khởi động của HĐH), lúc đó thì chương trình sẽ được nạp vào bộ nhớ
nếu người sử dụng có yêu cầu và CPU sẽ thực hiện tuần tự.
3./
CÁC
THIẾT
BỊ
NHẬP/
XUẤT
(INPUT/
OUTPUT
DEVICES)
3.1./ THI Ế T
B
Ị
NH Ậ
P:
a.Bàn
phím:
(
Keyboard
)
Bàn
phím
là
thiết
bị
nhập
chuẩn
,
dùng
để
thao
tác,
hội
thoại,
đưa
dữ
liệu
từ
ngoài
vào
máy
tính,
thường
có
101
–
105 phím.
Hình
8.
Bàn
phím
loại
QWERT
Bàn phím có thể thiết kế gắn liền vào máy tính hoặc tách rời, thường được chia thành 3
nhóm chính:
Nhóm
phím
ch
ứ
c
n
ă ng
(Function
Keys)
:
các
phím
F1,
,
F12
và
một
số
phím đặc biệt như ALT, CTRL, DEL
Nhóm
phím
các
ký
t
ự
thông
th
ườ
ng
: A,B,$,%, 1,2,3,
Nhóm
phím
s
ố
(NumPad
-
n
ằ m
phía
tay
ph
ả i)
Loại
bàn
phím
thông
dụng
và
được
chấp
nhận
nhiều
nhất
trên
thế
giới
là
loại
bàn
phím
QWERT
.
b.
Con
chu
ộ
t:
(Mouse)
Con
chuột
là
thiết
bị
giúp
thao
tác
di
chuyển
con
trỏ
chuột
(Mouse
Pointer)
1
cách
nhanh chóng, hoặc dùng để chọn, chuyển dịch một đối tượng từ nơi này sang nơi khác.
Edited by Duc Long – Feb, 2005 15
Con chuột thường được thể hiện thông qua con trỏ trên màn hình. Khi người sử dụng di
chuyển con chuột trên mặt bàn thì con trỏ cũng di chuyển trên màn hình.
Một
số
loại
con
chuột
thông
dụng:
+ Con chuột chuẩn: gồm các nút nhấn ở trên và một viên bi ở dưới, có cấu tạo nhỏ
gọn và nối máy tính bởi một sợi dây thông qua cổng giao tiếp COM, PS2, hoặc USB.
+
Con
chuột
Tracker
ball:
giống
như
một
con
chuột
bị
lật ngửa lên, viên bi hướng nằm ở trên.
+ Phiến nhấn Touch sensitive pad (Track pad): thường
gặp
ở
các
máy
tính
xách
tay
(Laptop
computer).
Phiến
nhấn
là
một
bề
mặt
nhỏ
nhạy
cảm
với
những
áp
lực
tác
động
lên
nó, người dùng di chuyển con trỏ bằng cách rê ngón tay trên
phiến nhấn.
Hình
9.
Con
chuột
chuẩn
c.
C
ầ n
đ
i
ề u
khi
ể n:
(Joystick)
Giống
như
cần
điều
khiển
trong
máy
trò
chơi
điện
tử,
thao
tác
giống
như
con
chuột
Tracker ball.
d.
Màn
hình
c
ả m
ứ
ng:
(Touch
screen)
Màn
hình
thiết
kế
đặc
biệt
để
có
thể
cảm
nhận
được
sự
chỉ
điểm
của
ngón
tay
hay
vật
nào đó đối với màn hình.
Loại màn hình này thích hợp sử dụng trong ngân hàng, cao ốc văn phòng, nhà hàng, …
e.
Bàn
v
ẽ :
(Graphics
tables/
Digitisers)
Bàn vẽ là thiết bị đặc dụng dành cho những nhà thiết kế, hoạ sỹ. Có nhiều loại kích cỡ từ
khổ A4 đến khổ A0.
f.
Thi
ế t
bị
đọ
c
th
ẻ :
(Barcode
Reader,
Magnetic
Stripe
Reader)
Các
thiết
bị
đọc
được
chế
tạo
để
đáp
ứng
khả
năng
bị
giới
hạn
khả
năng
đưa
dữ
liệu
–
thông tin văn bản trực tiếp trên giấy, hay chuyển các thông tin đã in ra cho máy tính xử lý.
Có nhiều kiểu loại thiết bị đọc thẻ như: thiết bị đọc mã vạch, thiết bị đọc thẻ từ, …
Hình
10.
Thiết
bị
đọc
thẻ
từ,
thẻ
từ,
thẻ
mã
vạch
g.
Máy
quét:
(Scanner)
Máy quét là thiết bị dùng để quét văn bản hay hình
ảnh
vào
trong
bộ
nhớ
máy
tính
để
xử
lý
hay
lưu
trữ,…
Hình
11.
Máy
quét
Edited by Duc Long – Feb, 2005 16
h.
Máy
ả nh
k
ỹ
thu
ậ t
s
ố
:
(Digital
Cameras)
Giống
như
máy
ảnh
truyền
thống
nhưng
không
có
phim,
được
thay
thế
bằng
bộ
nhớ
để
lưu trữ hình ảnh, cũng như nhiều thông tin khác (như âm thanh, văn bản, …).
Với
máy
ảnh
kỹ
thuật
số
cũng
phải
cần
có
một
phần
mềm
đặc
biệt
để
biên
tập,
lưu
trữ
và
hiển
thị
các
ảnh
trên máy tính.
Webcam là một dạng máy ảnh kỹ thuật số, không có bộ
nhớ,
được
nối
trực
tiếp
với
máy
tính
thông
qua
cổng
USB.
Thường
dùng
nhiều
trong
dịch
vụ
VoiceChat
trên
Internet
để có
thể
truyền
thông
trực
tiếp
bằng
hình
ảnh
qua mạng.
Hình
12.
Caméra
và
Webcam
i.
M
ộ
t
s
ố
thi
ế t
b
ị
khác
nh
ư
:
Punched
Card
(Kimball
tag),
Voice
recognition
(Microphone)
Phiếu đục lỗ (Punched Card) chứa những lỗ ở các vị trí khác nhau biểu thị cho thông tin
khi
được
đọc
bằng
thiết
bị
đọc
lỗ.
Trước
khi
màn
hình
và
bàn
phím
được
sử
rộng
phổ
biến thì phiếu đục lỗ là phương pháp chính để nhập dữ liệu vào máy tính, dạng vẫn còn
sử dụng hiện nay là Kimball tag (phiếu nhỏ được đục lỗ thường dùng trong các cửa hàng
quần áo, siêu thị, …)
Thiết bị nhận dạng âm thanh dùng để đưa âm thanh, tiếng nói vào máy tính. Microphone
được sử dụng như là một thiết bị nhập trong hệ thống nhận dạng tiếng nói.
3.2./ THI Ế T
B
Ị
XU Ấ
T:
a.Màn
hình;(Monitor
hay
Video
display
units
-
VDUs)
Màn
hình
là
thiết
bị
xuất
chuẩn
,
được
dùng
để
hiển
thị
thông
tin
cho
người
sử
dụng
xem, về cấu tạo cơ bản giống như TV.
Màn
hình
có
nhiều
kích
thước
và
độ
phân
giải
(Resolution
-
số
điểm
ảnh
thể
hiện
trên
màn hình) khác nhau
Hiện nay có 2 loại màn hình căn cứ trên độ phân giải ( Resolution ) và màu sắc.
Màn hình đơn sắc ( Monochrome)
chỉ có 2 màu, chữ trắng trên nền đen.
Màn hình màu gồm các loại:
CGA (Color graphics Adaptor) 8
×
8 640
×
200
EGA (Enhanced Adaptor ) 8
×
14 640
×
350
VGA (Video graphics Array) 10
×
24 640
×
480 1024
×
768
SVGA.
Màn
hình
có
2
kiểu
làm
việc
khác
nhau:
kiểu
văn
bản
(Text
mode
)
hoăc
kiểu
đồ
họa
(Graphics mode ).
Ki
ể u
v
ă n
b
ả n
: màn hình
thường có
25 dòng ( 0 24) và 80 cột
( 0 79)
hiển thị ở dạng kí tự thông thường và đơn giản.
Ki
ể u
đồ
h
ọ
a
:
được
sử
dụng
để
hiển
thị
các
ký
hiệu
hay
các
hình vẽ phức tạp.
Màn
hình
tinh
thể
lỏng
(Liquid
crystal
display
–
LCD):
thường
dùng với các máy tính PC hoặc Laptop computer do kích thước
nhỏ gọn và nhẹ.
Hình
13.
Màn
hình
màu
SVGA
Edited by Duc Long – Feb, 2005 17
Màn hình đồ hoạ (Graphical display unit); thường có kích thước lớn hơn và độ phân giải
cao hơn các VDUs bình thường. Màn hình đồ hoạ hay được sử dụng với bút cảm quang
(Light pen - thiết bị nhập chủ yếu dùng trong các công việc thiết kế).
b.
Máy
In:
(Printer)
Máy
in
là
thiết
bị
dùng
để
xuất
thông
tin
ra giấy.
Có 2 loại máy in: In kim (Dot-matrix) 9, 24 kim
In Laser (Laser-jet) hay in phun mực (Ink-jet)
Hình
14.
Máy
in
Laser
và
máy
in
kim
Máy in Laser (Laser printer) thường có tốc độ in cao
và chất lượng in đẹp đối với văn bản
lẫn đồ hoạ. Máy in Laser có hộp đựng mực bột (toner cartridges) chứa mực in ở dạng bột
đã được tích điện (fine powdered black plastic) gọi là toner, máy in khi hoạt động sẽ làm
nóng chảy mực để dính lên giấy.
Máy
in
phun
(Ink-jet
printer,
hay
còn
gọi
bubble-jet
printer)
có
giá
thành
rẻ
hơn
máy
in
Laser, cho bản in có chất lượng với đen trắng lẫn màu. Tuy nhiên, máy in phun có khuyết
điểm
là
mực
in
(ink
cartridges)
phải
thường
xuyên
thay
thế
(do
hao
mực
khi
in)
và
mắc
tiền.
Máy in kim (Dot-matrix printer) hiện nay hầu hết được thay thế bởi máy in
Laser và máy
in phun do các khuyết điểm về tốc độ in chậm, chất lượng in không cao, nhiều tiếng ồn, …
Tuy nhiên, máy in kim vẫn được sử dụng trong một số trường hợp in nhiều trang liên tục
như: in hoá đơn trong siêu thị, in hoá đơn tiền điện, in giấy báo thi đại học, …
c.
Máy
v
ẽ :
(Graph
plotter)
Máy vẽ là một
dạng máy in tạo ra các hình chất
lượng cao bằng di chuyển
các
bút
mực
trên
mặt
giấy.
Máy
in
di
chuyển
bút
theo
sự
điều
khiển
của
máy
tính
nên
việc
in
thực
hiện
tự động. Các máy vẽ được dùng rộng rãi trong
công tác thiết kế bằng máy tính và đồ hoạ biểu
diễn.
d.
Tín
hi
ệ u
đ
i
ệ n:
(Electrical
signals)
Đôi khi đầu ra từ một hệ thống máy tính có thể
đơn
giản
là
một
dã y
các
tín
hiệu
điện.
Đây
là
trường hợp mà má y tính được sử dụng như là
một thiết bị đầu cuố i và công việc của nó là gởi
các tín hiệu điện từ xa đến một máy tính chủ.
Hình
15.
Máy
vẽ
Edited by Duc Long – Feb, 2005 18
4./
HOẠT
ĐỘNG
CỦA
MÁY
TÍNH
-Máy
tính
là
một
hệ
thống
thiết
bị
xử
lý
thông
tin
theo
một
chương
trình
định
trước
(dựa
trên
nguyên
lý
thiết
kế
máy
tính của
Von
Neumann).
Hoạt
động
của
máy
tính
được
điều
khiển bằng chương trình lưu giữ trong bộ nhớ, bộ nhớ được chia thành các ô nhớ có địa
chỉ, việc truy nhập nội dung các ô nhớ được thực hiện thông qua các địa chỉ của nó.
-Tại mỗi thời điểm máy tính thực hiện một lệnh rất nhanh tuỳ theo tốc độ xử lý của máy.
Máy
tính
hiện
nay
có
thể
thực
hiện
hàng
chục
vạn
lệnh
đến
hàng
triệu
lệnh
trong
một
giây.
-
Thông
tin
về
một
lệnh
bao gồm:
Địa chỉ của lệnh trong bộ nhớ
Mã lệnh của thao tác cần thực hiện
Địa chỉ của các ô nhớ liên quan
Địa chỉ của các ô nhớ là cố định nhưng nội dung ghi ở đó có thể thay đổi trong quá trình
máy tính làm việc.
-Khi xử lý thông tin, máy tính xử lý đồng thời một dãy bit (chứ không xử lý đơn thuần tuần
tự từng bit), Dãy bit như vậy được gọi là từ máy (Word), độ dài từ máy có thể 8 (1Byte),
16 (2Byte), 32 (4Byte), hay 64 (8Byte) phụ thuộc từng máy.
Lệnh
địa chỉ
ô nhớ
1 ô nhớ
Program
Lệnh:
-Địa chỉ
-Mã lệnh
-Địa chỉ lquan
0
Mã lệnh 1
1
Mã lệnh 2
2
…
3
…
…
…
1
word
CPU
(RAM)
Hình
16.
Sơ
đồ
hoạt
động
của
máy
tính
khi
thực
hiện
một
lệnh
từ
thiết
bị
nhập
Edited by Duc Long – Feb, 2005 19
BÀI
ĐỌC
THÊM
SỰ
RA
ĐỜI
CỦA
MỘT
NGUYÊN
LÝ
LỚN
Khoảng thời gian từ năm 1937 đến năm 1943, nhà toán học Hovard Aiken tại đại học Havard đã cùng một
nhóm kỹ sư của hãng IBM hoàn thành việc chế tạo máy tính điện tử Mark-1. Đó là chiếc máy tính khổng lồ
về kích thước, nặng tới 5 tấn, dùng rơle, được điều khiển bằng chương trình mã bằng các lỗ đục trên giấy
có giá thành 500 nghìn dollar Mỹ. Máy có thể làm phép nhân các số có 23 chữ số trong thời gian 3 giây và
do đó giải dễ dàng các bài toán cho quốc phòng. Mark-1 được sử dụng để tính toán đường đạn cho pháo
binh. Sau này dù có những máy tính tân tiến hơn nhưng Mark-1 vẫn được sử dụng trong Phòng Toán học
tính toán của Đại học Havard cho đến tận năm 1959 trong vai trò đào tạo các chuyên gia thiết kế máy tính.
Một máy tính khác mang tên ENIAC do Eckert và Mauchly thuộc trường Kỹ thuật cao, Đại học Pensylvania
thiết
kế.
Giống
như
Mark-1,
ENIAC
sử
dụng
trực
tiếp
dạng
biểu
diễn
thập
phân
của
các
số
nhưng
tốc
độ
cao hơn Mark-1 tới 1000 lần vì đã thay các rơle bằng các bóng điện tử. ENIAC đã đạt đến giới hạn của kỹ
thuật thời đương đại với cấu trúc chứa gần hai chục nghìn bóng điện tử. Trước thời điểm đó không hề có
máy
nào
sử
dụng
đến
2000
bóng
điện
tử.
Vấn
đề
hóc
búa
nhất
trong
quá
trình
bảo
dưỡng
máy
là
sự
cố
cháy
bóng.
Trong
vòng
một
năm,
người
ta
đã
phải
thay
tới
19
nghìn
bóng
điện
từ
bị
cháy,
tức
là
thay
tới
100% số bóng hiện có của máy tính. ENIAC chính là máy tính điện tử tự động vạn năng đầu tiên theo đúng
nghĩa của từ này: sử dụng các linh kiện điện tử, làm việc
tự động theo chương trình và giải nhiều lớp bài
toán ứng dụng khác nhau.
Mauchly và Eckert sớm hiểu rằng sức mạnh của máy tính thể hiện ở tiềm năng chứa và xử lý lượng thông
tin lớn và do đó các thiết bị điện cơ không thể đảm đương nổi các chức năng như vậy. Tại thời điểm này,
thanh ghi tổng của ENIAC chỉ có
thể chứa được những số hệ thập phân dài tối đa
20 chữ số. Điều phiền
toái lớn nhất trong dòng các máy tính chế tạo vào thời gian đó kể cả ENIAC là không thể tổ chức được các
lệnh biến thiên. Với các máy tính hiện đại thì ta có thể dễ dàng cài đặt câu lệnh While E do A, chẳng hạn
bằng hợp ngữ, nhưng với ENIAC thì việc cài đặt không dễ chút nào. Vì sao vậy? Vì trong các họ máy thời
đó,
dữ
liệu
và
chương
trình,
tức
là
dãy
lệnh
xử
lý
dữ
liệu
đó
được
đặt
tại
hai
vùng
riêng
biệt.
Tóm
lại
là
chúng ta muốn có các chương trình có khả năng thay đổi trong quá trình thực hiện. Nguyên lý này được gọi
là "Nguyên lý chương trình thay đổi". Ta có thể dễ dàng thực hiện được nguyên lý này nếu chương trình và
dữ liệu được lưu trữ trong cùng một vùng nhớ. Lúc đó ta có thể xem mỗi câu lệnh hoặc mỗi tham biến điều
khiển của một câu lệnh cũng là một đơn vị dữ liệu và do đó dễ dàng thay đổi chúng. Chính vì vậy mà người
ta
thường
nói
về
"Nguyên lý
chương
trình
lưu
trữ"
với
ý
nghĩa
là
trước
khi
thực
hiện,
chương
trình
và
dữ
liệu phải được lưu trữ đồng thời trong cùng một vùng nhớ của máy tính.
Từ năm 1943 Mauchly và Eckert bắt đầu nghiền ngẫm về ý tưởng cho ra đời một loại máy tính chứa lượng
dữ liệu lớn và hoạt động theo nguyên lý chương trình lưu trữ trước khi ENIAC được khởi công tới hai năm.
Nguyên lý mới này sẽ làm thay đổi cơ bản thiết kế máy tính và là cơ sở để xây dựng các ngữ trình bậc cao.
Hai
ông
đề
nghị
đặt
tên
cho
máy
mới
là
EDVAC
(Electronic
Discret
Variable
Automatic
Computer)
và
sử
dụng các đường trễ thuỷ ngân được dùng rộng rãi trong thời chiến, trong các thiết bị định khoảng thời gian
dịch chuyển của các đối tượng chuyển động làm đơn vị lưu trữ trong. Đó là các ống chứa thuỷ ngân dường
Bộ nhớ
như
có
khả
năng
tập
trung
các
xung
điện,
để
đến
một
điều
kiện
thích
hợp
thì
giải
phóng
chúng.
Một
đặc
điểm nữa của máy EDVAC là dùng hệ nhị phân cho biểu diễn dữ liệu do đó đã đơn giản hoá thiết kế, giản
lược
đáng kể các
sơ
đồ của bộ số học. Trong khi Mauchly và Eckert phác
thảo thiết kế thì
một
nhà
toán
học
lỗi
lạc
gốc
Hung
là
Von
Neumann
đã
chấp
bút
mô
tả
dưới
dạng
tổng
quát
tư
tưởng
chương
trình
lưu
trữ
trong
bộ
nhớ.
Bản viết của Neumann dày 101 trang được trình bầy rõ ràng, khúc triết với sức
thuyết
phục
rất
cao.
Tuy
nhiên,
vào
ngày
1/6/1945,
một
thành
viên
của
nhóm
là
German
Goldstein
đã
vội
vàng
phân
phát
bản
báo
cáo
trên
cho
hơn
30
chuyên
gia
dưới
tiêu
đề
"Dự
thảo
báo
cáo
về
máy
tính
EDVAC"
trong
đó
Neumann
được
giới
thiệu
như
tác
giả
duy
nhất
của
các
nguyên
lý
mới.
Nhờ
khả
năng
diễn tả kỳ tài của Neumann, bản báo cáo đã có được sức thuyết phục đáng kể mà thiếu nó sẽ rất khó có thể
tranh
thủ
được
sự
ủng
hộ
của các
thành
viên Hội đồng cấp cao
đối
với
dự án.
Tuy
nhiên,
việc
phân phát
báo cáo quá sớm cũng gây ra cuộc tranh luận dài ngày về bản quyền phát minh
nguyên
lý
chương
trình
lưu
trữ
trên
bộ
nhớ
trong
khiến Mauchly và Eckert không thể nhận được quyền phát minh.
Cộng với nhiều lý do khác Mauchly và Eckert đã rời Đại học Pensylvania vào ngày 2 tháng 3 năm 1946 để
lập công ty riêng. Mất hai thành viên đầu đàn, công việc xây dựng EDVAC bị ngừng trệ.
Từ
năm
1946
đến
năm
1950,
Neumann
chỉ
đạo
thiết
kế
máy
tính
IAS
(lấy
tên
của
Institute
for
Advanced
Study-Viện
nghiên
cứu
các
vấn
đề
hiện
đại).
Thành
tựu
này
quả
là
một
cuộc
cách
mạng
xuất
chúng.
Lần
đầu
tiên
tư
tưởng
xử
lý
song
song
được
thể
hiện
trong
máy
tính.
Nguyên
lý
Edited by Duc Long – Feb, 2005 20
chương
trình
lưu
trữ
được
triển
khai
với
nhiều
sáng
tạo.
Neumann
đề
xuất
khái
niệm
về
từ
(word)
như
một
dãy
bit
được
xử
lý
đồng
thời
như
một
đơn
nguyên
.
Máy
chứa
20
hình
trụ,
mỗi
cái
có
dung
lượng 1024 bit.
Đó là lý do vì sao nguyên lý thiết kế máy tính thường được gọi là
Nguyên
lý
Von
Neumann.
Hình b. Micro Computer Case
Hình a. Mini Computer Case
Hình c. Laptop Computer
và Touchpad
Hình d. Server Computer
với nhiều ổ đĩa
Hình
17.
Hình
ảnh
một
số
loại
máy
tính
thông
dụng
Edited by Duc Long – Feb, 2005 21
BÀI
BIỂU
DIỄN
THÔNG
TIN
TRONG
MÁY
TÍNH
1./
HỆ
THỐNG
SỐ
-
CÁCH
CHUYỂN
ĐỔI
GIỮA
CÁC
HỆ
THỐNG
SỐ
Hệ thống số (number system) là công cụ để biểu diễn lượng. Cùng một lượng sẽ có các
biểu diễn khác nhau trong các hệ thống số khác nhau. Hệ thống số chúng ta dùng trong
cuộc sống hàng ngày là hệ thập phân. Khi ta đếm 1, 2, 3, , 10, hay khi làm phép cộng
9 +1 = 10, thực chất là ta đã thực hiện các phép toán ấy trên hệ thập phân.
Chúng
ta
sẽ
sử
dụng
hệ
thập
phân
như
một
phương
tiện
để
xây
dựng
các
hệ
thống
số
khác.
Trong
phần
này,
các
số
và
các
phép
toán,
nếu
không
có
chú
thích
gì
thêm,
sẽ
được hiểu là ở trong hệ thập phân
1.1./ H Ệ
TH Ậ
P
PHÂN
VÀ
KHÁI
NI
Ệ M C Ơ
SỐ
:
-
Hệ
thập
phân
dùng
mười
ký
hiệu
từ
0
đến
9
để
biểu
diễn
các
số.
Mỗi
ký
hiệu
này
được gọi là một chữ số.
-
Các
chữ
số
của
số
trong
hệ
thập
phân
chính
là
các
hệ
số
trong
khai
triển
số
đó
thành
tổng
các
luỹ
thừa
của
10
.
Ví du : Số 315 trong hệ thập phân cần được hiểu là một số có 3 chữ số trong đó
315
=
3
x
10
2
+
1
x
10
1
+
5
x
10
0
3 là chữ số hàng trăm, 1 là chữ số hàng chục, 5 là chữ số hàng đơn vị.
Số 1.966 trong hệ thập phân cần được hiểu là một số có 4 chữ số trong đó
1.966
=
1
x
10
0
+
9
x
10
-1
+
6
x
10
-2
+
6
x
10
-3
1 là chữ số hàng đơn vị
9 là chữ số hàng phần chục, 6 là chữ số hàng phần trăm
6 là chữ số hàng phần ngàn.
-
Với
mối
liên
hệ
này,
ta
nói
10
là
cơ
số
(base)
của
hệ
thập
phân.
Vì
vậy
hệ
thập
phân
còn
được
gọi
là
hệ
đếm
cơ
số
10
1.2./ HỆ ĐẾM C Ơ
SỐ
A
:
Tổng quát khái niệm quen thuộc này, chúng ta có một
hệ
đếm
cơ
số
a
( a là số tự nhiên
lớn hơn 1)
Phải dùng a chữ số để biểu diễn số.
Chữ số nhỏ nhất là 0, chữ số lớn nhất là a-1
Đị nh ngh ĩa : Biểu diễn của số N trong hệ cơ số a, ký hiệu Na, trong đó a là số tự nhiên lớn
hơn 1, là Na = bnbn-1 b1b0b-1b-2 b-m nếu và chỉ nếu số N có giá trị bằng :
̣
N=b
n
x
a
n
+
b
n-1
x
a
n-1
+ +
b
1
x
a
1
+
b
0
x
a
0
+
b
-1
x
a
-1
+
b
-2
x
a
-2
+ +
b
-m
x
a
-m
trong đó bn, bn-1, , b1,b0,b-1,b-2, ,b-m là các chữ số trong hệ cơ số a
, 0
≤
bi
≤
a-1
Lưu ý: công thức khai triển là công thức chuyển đổi số N từ hệ cơ số a sang hệ 10.
H ệ
đế
m
c
ơ
s
ố
10
(hệ
thập
phân)
là
hệ
đếm
dùng
trong
đời
sống
hàng
ngày
từ
lâu
đời.
Chúng ta sẽ xem xét thêm một số hệ đếm thường được dùng trong kỹ thuật máy tính :
hệ
nhị
phân
(hệ
đếm
cơ
số
2),
hệ
bát
phân
(hệ
đếm
cơ
số
8),
hệ
thập
lục
phân
(hệ
đếm
cơ
số
16)
Edited by Duc Long – Feb, 2005 22
1.3./ H Ệ
NH Ị
PHÂN,
BÁT
PHÂN
VÀ
TH
Ậ
P
L
Ụ C
PHÂN
:
a. H ệ
nhị
phân
(binary)
Hệ
nhị
phân
có
cơ
số
là
2
( a=2), dùng hai
ký
hiệu
0
và
1
. tương ứng với hai giá trị thập
phân
0
và
1,
để
biểu
diễn
số
nhị
phân.
Người
ta
gọi
một
chữ
số
nhị
phân
là
bit
,
viết
tắt
của từ
Binary
digit
Ví du : Số nhị phân 10010101 có
8
bit
Ví du : Sử dụng định nghĩa để tính giá trị của một vài số nhị phân sau :
⌦
100101012
có giá trị bằng :
1 x 2
7
+ 0 x 2
6
+ 0 x 2
5
+ 1 x 2
4
+ 0 x 2
3
+ 1 x 2
2
+0 x 2
1
+ 1 x 2
0
= 128
+ 0 + 0 +
16 + 0 + 4 +
0 + 1
= 149
Vậy :
100101012
=
149
⌦
101110.012
có giá trị bằng :
1 x 2
5
+ 0 x 2
4
+ 1 x 2
3
+ 1 x 2
2
+1 x 2
1
+ 0 x 2
0
+0 x 2
-1
+ 1 x 2
-2
= 32
+ 0 + 8 +
4 +
1 + 0 +
0 +
0.25
= 46.25
Vậy :
101110.012=
46.25
Chúng ta
nhận thấy để biểu diễn cùng một lượng, số nhị phân dùng nhiều chữ số hơn số
trong
hệ
thập
phân.
Vì
vậy
việc
đọc
và
viết
số
nhị
phân
khó
khăn
và
dài
dòng.
Hệ
bát
phân
và
hệ
thập
lục
phân
được
xây
dựng
nhằm
đáp
ứng
sự
đòi
hỏi
một
phương
pháp
biểu diễn ngắn gọn hơn.
b.
H
ệ
bát
phân(octal)
Hệ
bát
phân
có
cơ
số
là
8
( a=8), dùng tám
ký
hiệu
0,
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7
tương ứng với
các giá trị thập phân từ 0 đến 7, để biểu diễn số bát phân.
Ví du : Sử dụng định nghĩa để tính giá trị của một vài số bát phân sau :
⌦
1738
có giá trị bằng :
1 x 8
2
+ 7 x 8
1
+ 3 x 8
0
= 64
+ 56
+ 3
= 123
Vậy :
1738
=
123
⌦
10.48
có giá trị bằng :
1 x 8
1
+ 0 x 8
0
+ 4 x 8
-1
=8
+ 0 +
0.5
= 8.5
̣
̣
̣
Vậy :
10.48
=
8.5
c.
H
ệ
th
ậ p
l
ụ
c
phân
(hexadecimal)
Hệ
thập
lục
phân
có
cơ
số
là
16
( a=16), dùng
mười
sáu
ký
hiệu
0,
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7
8,
9,
A,
B,
C,
D,
E,
F
tương ứng với các giá trị thập phân từ 0 đến 15, để biểu diễn số thập
lục phân. Chữ số A có giá trị thập phân là 10, chữ số B có giá trị thập phân là 11, chữ số
C có giá trị thập phân là 12, chữ số D có giá trị thập phân là 13, chữ số E có giá trị thập
phân là 14, chữ số F có giá trị thập phân là 15.
Edited by Duc Long – Feb, 2005 23
Ví du : Sử dụng định nghĩa để tính giá trị của một vài số thập lục phân sau :
⌦
A4B516
có giá trị bằng :
10 x 16
3
+ 4 x 16
2
+ 11 x 16
1
+ 5 x 16
0
= 40960 +
1024
+
176 + 5
=
42165
Vậy :
A4B516
=
42165
⌦
10F.C816
có giá trị bằng :
1 x 16
2
+ 0 x 16
1
+ 15 x 16
0
+ 12 x 16
-1
+ 8 x 16
-2
= 256
+ 0 + 15 + 0.75 +
0.03125
= 271.78125
Vậy :
10F.C816
=
271.78125
Một
cách
khác
để
chỉ
rõ
một
số
trong
hệ
thập
lục
phân
là
ghi
chữ
h
sau
số
đó.
Ví
dụ
10F.C816 có thể viết là 10F.C8h
1.4./ CÁC QUI T Ắ
C CHUY ỂN
ĐỔ I
QUA
L
Ạ
I GI Ữ A
CÁC
S
Ố
TRONG H Ệ
TH Ậ
P PHÂN,
SỐ
NHỊ
PHÂN, S Ố
BÁT
PHÂN
VÀ
S
Ố
TH Ậ
P
L
Ụ C
PHÂN
:
Sau đây là các qui tắc chuyển đổi qua lại giữa các hệ thống số với nhau:
a.
Chuy
ể n
đổ
i
s
ố
từ
h
ệ
th
ậ p
phân
sang
h
ệ
đế
m
c
ơ
s
ố
a
(nh
ị
phân,
bát
phân,
th
ậ p
l
ụ
c
phân)
:
Qui t ắ c 1:
Muốn đổi một số trong hệ thập phân sang số trong hệ đếm cơ số a, ta
chuyển
đổi
phần
nguyên
sang
phần
nguyên
và
phần
lẻ
(nhỏ
hơn
1)
sang
phần
lẻ
trong
hệ
đếm
cơ
số
a
.
Qui t ắ c
2
:
Muốn đổi một số nguyên trong hệ thập phân sang số trong hệ đếm cơ số a, ta
thực
hiện
các
phép
chia
liên
tiếp
cho
a
cho
đến
khi
thương
số
bằng
0
. Đầu tiên, lấy
số
đó
chia
cho
a.
Thương
số
của
phép
chia
trước
là
số
bị
chia
của
phép
chia
sau.
Viết
các số dư của các phép chia theo thứ tự ngược lại, ta được số trong hệ đếm cơ số a
Ví dụ :
Đổi số 13 sang số nhị phân Đổi số 271 sang số thập lục phân
13
2 271 16
1 (F)
15
6
2
16
16
0 0
3
2
1
16
1 1
1
2
0
1 0
Vậy :
13
=
1101
2
Vậy :
271
=
10F
h
̣
Qui t ắ c 3:
Muốn đổi phần lẻ của số trong hệ thập phân sang phần lẻ của số trong hệ đếm
cơ số a, ta
thực
hiện
các
phép
nhân
liên
tiếp
với
a
cho
đến
khi
phần
lẻ
của
tích
số
bằng
0
.
Đầu
tiên
lấy
phần
lẻ
của
số
đó
nhân
cho
a.
Phần
lẻ
của
tích
số
trước
là
số
bị
nhân
của
phép
nhân
sau.
Viết
phần
nguyên
của
các
tích
số
theo
thứ
tự
thuận,
ta
được
phần lẻ của số trong hệ đếm cơ số a.
Edited by Duc Long – Feb, 2005 24
Ví dụ : Đổi số 0.375 sang số nhị phân
Ví dụ : Đổi số 13.375 sang số nhị phân
Theo ví dụ trên, ta có : 13 = 11012 và 0.375 = 0.0112
Do đó :
13.375
=
1101.011
2
Ví dụ : Đổi số 0.78125 sang số thập lục phân
Do đó :
0.78125
=
0.C8
h
b.
Chuy
ể n
đổ
i
s
ố
từ
h
ệ
nhị
phân
sang
h
ệ
bát
phân
và
ng
ượ
c
l
ạ i
:
Qui
t
ắ c
4
:
Mỗi
nhóm
ba
chữ
số
nhị
phân,
tính
từ
dấu
chấm
phân
cách
phần
nguyên
và
phần lẻ, tương đương với một chữ số bát phân theo bảng sau :
Ví dụ :
Đổi số 1101110.0112 sang số bát phân
1
101
110
.
011
1 5 6 3
Vậy :
1101110.011
2 =
156.3
8
Ví dụ :
Đổi số 475.038 sang số nhị phân
4
7
5
.
0
3
100 111 101 000 011
Vậy :
475.03
8 =
100111101.000011
2
c.
Chuy
ể n
đổ
i
s
ố
từ
h
ệ
nhị
phân
sang
h
ệ
th
ậ p
l
ụ
c
phân
và
ng
ượ
c
l
ạ i
:
Qui
t
ắ c
5
: Mỗi nhóm bốn chữ số nhị phân,
tính từ
dấu chấm phân cách phần
nguyên
và
phần lẻ, tương đương với một chữ số thập lục phân theo bảng sau :
Thực hiện phép nhân
Kết quả
Phần lẻ
Phần nguyên
0.78125 x 16
12.50
0.50
12 (C)
0.50 x 16 8.00 0 8
Thực hiện phép nhân
Kết quả
Phần lẻ
Phần nguyên
0.375 x 2
0.75
0.75
0
0.75 x 2
1.5
0.5
1
0.5 x 2 1.0 0 1
Nhóm
ba
chữ
số
nhị
phân
Chữ
số
bát
phân
000
0
001
1
010
2
011
3
100
4
101
5
110
6
111 7
Vậy
:
0.375
=
0.011
2
Edited by Duc Long – Feb, 20
05 25
Ví dụ :
Đổi số 1010 0101 1010 01012 sang số thập lục phân
1010
0101
1010
.
0101
A 5 A 5
Ví dụ :
Đổi số 475.038 sang số nhị phân
Vậy :
1010
0101
1010
0101
2
=
A5A5
h
4
7
5
.
0
3
100 111 101 000 011
Vậy :
475.03
8 =
100111101.000011
2
2./
MÃ
HOÁ
VÀ
BIỂU
DIỄN
DỮ
LIỆU
TRONG
MÁY
TÍNH
2.1./
T
Ạ
I
SAO
TRONG
MÁY
TÍNH,
PH
Ả
I
DÙNG
H
Ệ
NH Ị
PHÂN
ĐỂ
BI
Ể U
DI
ỄN
THÔNG TIN ?
Các linh kiện và vật liệu điện, điện tử dùng để chế tạo máy tính, chế tạo bộ nhớ đều chỉ
có hai trạng thái :
đóng
(ON) tương ứng với 1,
hở
(OFF) tương ứng với 0. Sử dụng hai
trạng thái của một công tắc là
bật
(1)-
tắt
(0)
, hoặc hai trạng thái
thông
(1)
–
hở
(0)
của
đèn điện tử, đèn bán dẫn để mô phỏng cho các thiết bị này.
Hở mạch (0) Đóng mạch (1)
OFF ON
Mặt khác, như chúng ta đã biết,
hệ
nhị
phân
là
hệ
thống
số
chỉ
có
hai
ký
hiệu
là
0
và
1
.
Do
đó,
muốn
đưa
các
thông
tin
như
văn
bản,
chữ
viết
(text,
character),
các
loại
số
liệu
(number),
âm
thanh(sound),
hình
ảnh
(image),
đồ
hoạ(graphic) vào
máy
tính,
người
ta
phải dùng hệ nhị phân để biểu diễn chúng.
Trên
hệ
thống
này,
thông
tin
được
biểu
diễn
thành
một
chuỗi
các
bit
0
và
1.
Trong
moị
trường
hợp,
chúng
ta
phải
qui
ước
về
cách
biểu
diễn
thông
tin.
Nói
cách
khác,
chúng
ta
phải mã hóa thông tin. Mọi sự mã hóa thực chất đều là phép qui ước trước với nhau.
Nhóm
bốn
chữ
số
nhị
phân
Chữ
số
thập
lục
phân
0000
0
0001
1
0010
2
0011
3
0100
4
0101
5
0110
6
0111
7
1000
8
1001
9
1010
A
1011
B
1100
C
1101
D
1110
E
1111 F
