Đang tải... (xem toàn văn)
1. Thông tin (information) Một đối tượng gồm một chuỗi các biểu tượng, dấu hiệu, kí hiệu (symbol) giúp nhận biết đối tượng đó. Khi ý nghĩa của các symbol này được diễn tả bằng các thông điệp (message, chẳng hạn như lời nói, chữ viết), qua đó con người hiểu được đối tượng thì các thông điệp đó gọi là thông tin về đối tượng. Tức là thông tin được biểu diễn thông qua các biểu tượng và được hiểu khi các biểu tượng đó được mô tả. Sự hiểu biết về một đối tượng dựa trên thông tin về nó nhiều hay ít, tin cậy hay kém tin cậy, dễ thấy hay mập mờ. Ví dụ: Đối tượng (object): Như hình dưới đây, với các symbol là: nhân vật, ghế, áo, màu sắc, ánh mắt, … Thông tin về đối tượng (một số thông tin) như sau: Đối tượng: là bức tranh vẽ; chất liệu: sơn dầu; tên bức tranh: Em Thúy; tác giả: Trần Văn Cẩn; thời gian vẽ: 1943, vv… Trong tin học, quy ước dùng các kí hiệu (symbol) 0 và 1 để biểu diễn thông tin; lưu trữ thông tin trong máy tính bằng cách tạo ra các “vết” (sẫm, sáng) trên thiết bị nhớ của máy mà các vết này đại diện cho 0 hay 1, và truyền tin trên đường truyền (dây cáp hoặc qua không khí) dưới dạng các tín hiệu điện (signal). Thông tin liên quan chặt chẽ đến các khái niệm như: dữ liệu, truyền thông, tri thức, ý nghĩa, sự hiểu biết, vv… Trong xã hội các cá nhân, tổ chức, quốc gia luôn có nhu cầu cần biết nhiều loại thông tin về các đối tượng khác nhau, lưu trữ thông tin gọn nhẹ an toàn, xử lý thông tin nhanh chóng chính xác từ đó mà máy tính và công nghệ thông tin (ngành tin học) ra đời và phát triển mạnh mẽ, đồng thời cũng thu hút sự phục vụ của một loạt các ngành khác như toán học, vật lý, tâm lý, vv... 2. Dữ liệu (data) Các thông tin trong thế giới thực khi được xử lý bởi máy tính thì gọi các thông tin đó là dữ liệu. (Trong tin học, nhiều khi không cần phân biệt rạch ròi giữa thông tin và dữ liệu – nói đến thông tin hiểu là dữ liệu, nói dữ liệu hiểu là thông tin đều được). Dữ liệu trong thiết bị nhớ của máy tính có thể là từ một quyển sách, một bản nhạc, một bức ảnh, một bộ phim, một phần mềm, vv… Dữ liệu ở 2 trạng thái: Trạng thái lưu trữ (là các vết trên thiết bị nhớ) và trạng thái truyền (là các tín hiệu trên đường truyền dây cáp hoặc qua không khí) Dữ liệu cần đảm bảo 4 yếu tố: Bảo mật: Người không có quyền hợp pháp không được biết Toàn vẹn: Người không có quyền hợp pháp không được sửa đổi Không thể chối bỏ: Người tạo ra không thể chối rằng mình không tạo ra Sẵn dùng: Người có quyền hợp pháp không bị ngăn chặn khi dùng
TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU VỀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI 1. CÁC KHÁI NIỆM NHẬP MÔN TIN HỌC 1. Thông tin (information) Một đối tượng gồm một chuỗi các biểu tượng, dấu hiệu, kí hiệu (symbol) giúp nhận biết đối tượng đó. Khi ý nghĩa của các symbol này được diễn tả bằng các thông điệp (message, chẳng hạn như lời nói, chữ viết), qua đó con người hiểu được đối tượng thì các thông điệp đó gọi là thông tin về đối tượng. Tức là thông tin được biểu diễn thông qua các biểu tượng và được hiểu khi các biểu tượng đó được mô tả. Sự hiểu biết về một đối tượng dựa trên thông tin về nó nhiều hay ít, tin cậy hay kém tin cậy, dễ thấy hay mập mờ. Ví dụ: Đối tượng (object): Như hình dưới đây, với các symbol là: nhân vật, ghế, áo, màu sắc, ánh mắt, … Thông tin về đối tượng (một số thông tin) như sau: Đối tượng: là bức tranh vẽ; chất liệu: sơn dầu; tên bức tranh: Em Thúy; tác giả: Trần Văn Cẩn; thời gian vẽ: 1943, vv… Trong tin học, quy ước dùng các kí hiệu (symbol) 0 và 1 để biểu diễn thông tin; lưu trữ thông tin trong máy tính bằng cách tạo ra các “vết” (sẫm, sáng) trên thiết bị nhớ của máy mà các vết này đại diện cho 0 hay 1, và truyền 2 tin trên đường truyền (dây cáp hoặc qua không khí) dưới dạng các tín hiệu điện (signal). Thông tin liên quan chặt chẽ đến các khái niệm như: dữ liệu, truyền thông, tri thức, ý nghĩa, sự hiểu biết, vv… Trong xã hội các cá nhân, tổ chức, quốc gia luôn có nhu cầu cần biết nhiều loại thông tin về các đối tượng khác nhau, lưu trữ thông tin gọn nhẹ an toàn, xử lý thông tin nhanh chóng chính xác - từ đó mà máy tính và công nghệ thông tin (ngành tin học) ra đời và phát triển mạnh mẽ, đồng thời cũng thu hút sự phục vụ của một loạt các ngành khác như toán học, vật lý, tâm lý, vv 2. Dữ liệu (data) Các thông tin trong thế giới thực khi được xử lý bởi máy tính thì gọi các thông tin đó là dữ liệu. (Trong tin học, nhiều khi không cần phân biệt rạch ròi giữa thông tin và dữ liệu – nói đến thông tin hiểu là dữ liệu, nói dữ liệu hiểu là thông tin đều được). Dữ liệu trong thiết bị nhớ của máy tính có thể là từ một quyển sách, một bản nhạc, một bức ảnh, một bộ phim, một phần mềm, vv… Dữ liệu ở 2 trạng thái: Trạng thái lưu trữ (là các vết trên thiết bị nhớ) và trạng thái truyền (là các tín hiệu trên đường truyền dây cáp hoặc qua không khí) Dữ liệu cần đảm bảo 4 yếu tố: − Bảo mật: Người không có quyền hợp pháp không được biết − Toàn vẹn: Người không có quyền hợp pháp không được sửa đổi − Không thể chối bỏ: Người tạo ra không thể chối rằng mình không tạo ra − Sẵn dùng: Người có quyền hợp pháp không bị ngăn chặn khi dùng 3. Máy tính (Computer) 3.1.Lịch sử máy tính và xu hướng Dưới đây là các máy tính tiêu biểu trong lịch sử phát triển của máy tính: 3 − ENIAC – Năm 1946: Sản xuất tại Mỹ. Sử dụng bóng đèn điện tử, kích thước bằng cả gian phòng rộng. Thực hiện được khoảng 1000 phép tính/1 giây – từng được dùng để tính toán quỹ đạo đường đạn. Công suất 160kW/h. − IBM System/360 – Năm 1964: Sử dụng phóng tàu con thoi Apollo của NASA. Dùng công nghệ bán dẫn nên nhỏ gọn hơn nhiều so với ENIAC. Giá lên tới cả triệu đô la. − Apple I – Năm 1976: (Apple) 4 Steve Wozniak sáng chế ra và cùng người bạn thân là Steve Jobs mang sản phẩm này đến thung lũng Silicon chào bán với giá 660$. Sản phẩm này mở đường cho sự phát triển các thế hệ máy tính hiện đại tiếp theo của Apple. − PC của IBM – Năm 1981: được tạp chí Times danh tiếng đăng trên trang bìa. Cỗ máy này có trang bị màn hình, bàn phím, máy in - giúp cho mọi người trở nên thuận tiện và dễ dàng hơn trong việc sử dụng nên đã dành được thành công trong tiêu thụ sản phẩm. IBM đã đặt dấu mốc cho sự phát triển của máy tính cá nhân hiện đại. − Hewlett-Packard (HP) 150 – Năm 1983: Đánh dấu một bước tiến trong công nghệ và có vai trò ảnh hưởng đến ngày nay. Màn hình cảm ứng với độ rộng 9-inch được bao quanh bởi tia hồng ngoại, giúp truyền và nhận tín hiệu để phát hiện vị trí ngón tay của người dùng. 5 − Deep Blue – Năm 1997: Deep Blue của IBM là máy tính sử dụng cách thức xử lý song song để giải quyết các vấn đề khó. Deep Blue đã thực sự nổi tiếng sau khi đánh bại kỳ thủ số 1 thế giới người Nga, Garry Kasparov vào mùa hè năm 1997. − iPhone – Năm 2007: 6 Thiết bị cầm tay nhỏ gọn này được giới thiệu lần đầu bởi Tổng giám đốc điều hành (CEO - Chief Executive Officer) của Apple là Steve Jobs vào năm 2007. Không chỉ mang đến chức năng truy cập internet, gọi điện thoại, chụp ảnh hay chơi nhạc, iPhone còn hỗ trợ một số lượng lớn các phần mềm và các ứng dụng. Không thực sự là một máy tính, nhưng iPhone xứng đáng được đứng trong cột mốc đánh dấu sự phát triển của lịch sử máy tính. − iPad – Năm 2010: (Steve Jobs với iPad) Sau thành công vang dội của iPhone, Apple tiếp tục cho ra mắt thế hệ máy tính bảng với tên gọi iPad, với bề dày chỉ khoảng 1 cm, trọng lượng 0.68 kg và màn hình 24.6 cm. Thiết bị có thời lượng pin chờ lên đến 10 giờ và người dùng có thể sử dụng các phần mềm được phát triển bởi các hãng khác nhau, chơi game, xem video và truy cập internet. 7 Các máy tính trong tương lai hướng tới kích thước nhỏ gọn, thiết kế đẹp và thân thiện với người dùng. Các phần mềm áp dụng trí tuệ nhân tạo, tư duy theo cách của các chuyên gia, có thể tự học các tri thức mới – từ đó giải quyết vấn đề một cách chuyên nghiệp, thông minh, hiệu quả cao. 3.2.Chức năng của máy tính Máy tính giúp con người: - Lưu trữ khối lượng thông tin rất lớn với cách tổ chức khoa học: nhiều hiệu sách có thể được lưu chỉ trong một ổ cứng. - Xử lý thông tin tốc độ cao: tính được hàng nghìn tỉ phép tính chính xác chỉ trong một giây. - Truyền tải được lượng lớn thông tin ở các khoảng cách xa trong thời gian ngắn: truyền tin nhanh chóng trong toàn trái đất, tới các vệ tinh cách xa trái đất vài chục nghìn km, tới cả sao Hỏa với khoảng cách 400 triệu km. - Kết xuất thông tin hiệu quả tới người sử dụng dưới các dạng như văn bản in, âm thanh, hình ảnh, video, vv… 3.3.Sơ đồ tổng quan khi máy tính làm việc 3.4.Phân loại máy tính Super Computer: Sử dụng cho cả quốc gia, nghiên cứu vũ trụ Mainframe: Sử dụng cho các tập đoàn lớn Minicomputer: Sử dụng cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ Microcomputer (máy vi tính/ PC/ máy để bàn): Dùng cho các cá nhân Laptop: Máy xách tay Tablet: Máy tính bảng (Trong tài liệu này khi viết máy tính, chúng ta ngầm quy ước là máy vi tính) 8 Máy tính Xứ lýThông tin đầu vào Thông tin đầu ra 3.5.Hai thành phần cấu thành một máy tính Một máy tính bao gồm 2 thành phần là phần cứng và phần mềm, 2 thành phần này có quan hệ chặt chẽ với nhau. Phần cứng (hardware) bao gồm các linh kiện, thiết bị của máy tính; chẳng hạn như: vỏ máy, bộ nguồn, thanh RAM, ổ cứng, chip (CPU), bảng mạch chủ, vv…Hiện nay ở Việt Nam có các công ty chuyên sản xuất phần cứng như Intel (TP. Hồ Chí Minh, sản xuất chip), Foxcon (TP. Bắc Giang, sản xuất bảng mạch chủ), vv… Phần mềm (Software) là các chương trình máy tính (thường có tài liệu liên quan đi kèm như giấy chứng nhận bản quyền hay sách hướng dẫn sử dụng) – các linh kiện, thiết bị của phần cứng sẽ hỗ trợ “chạy” các chương trình này. Các phần mềm thông dụng như: phần mềm nghe nhạc và xem video Windows Media Player, phần mềm soạn thảo văn bản Word, phần mềm xử lý ảnh Photoshop, vv…Ở Việt Nam hiện có khoảng 2 nghìn doanh nghiệp phần mềm, doanh thu một năm khoảng 1.5 tỷ USD. Các lợi ích mà máy tính đem lại cho con người là thông qua các phần mềm (như trên). Do vậy, nếu không có phần mềm (chỉ còn phần cứng) thì máy tính là một cỗ máy vô ích; ngược lại các phần mềm máy tính chỉ có thể “chạy” (hoạt động) trên các linh kiện thiết bị đặc trưng của máy tính mà không thể hoạt động được trên các linh kiện của một chiếc đài hay tivi. 4. Chương trình (program) Một chương trình máy tính được hiểu là một dãy các lệnh, có thứ tự, tuân theo một cách thức nhằm chỉ dẫn và yêu cầu phần cứng máy tính giải quyết một nhiệm vụ xác định nào đó. Các lệnh này được viết bằng các ngôn ngữ đặc biệt (khác với các ngôn ngữ giao tiếp của con người) gọi là ngôn ngữ lập trình (programming languages). Người viết các ngôn ngữ đó thì được gọi là các lập trình viên (programmer, coder); quá trình viết một chương trình gọi là lập trình (code) Cách thức giải quyết một bài toán trong tin học gọi bằng thuật ngữ chuyên ngành là giải thuật hay thuật toán (algorithm). Các giải thuật được 9 nghiên cứu và đưa ra bởi các nhà khoa học máy tính và được các lập trình viên sử dụng để lập trình. 5. Công nghệ thông tin (Information Technology) Công nghệ thông tin (tin học) là ngành tập hợp các phương pháp khoa học, các công cụ kĩ thuật hiện đại - chủ yếu là kĩ thuật máy tính và viễn thông - nhằm tổ chức khai thác và sử dụng hiệu quả các nguồn tài nguyên thông tin. *Các công việc chuyên ngành −Theo hướng phần cứng: i) Chế tạo; ii) lắp ráp, cấu hình, bảo trì. −Theo hướng phần mềm: i) Viết các phần mềm: có nhiều công việc ở các khâu phân tích, thiết kế, lập trình, kiểm thử, triển khai, bảo trì. ii) Ứng dụng phần mềm: Dùng phần mềm đã có để tạo ra các sản phẩm đặc trưng khác. Chẳng hạn, dùng phần mềm Photoshop để xử lý ảnh số, dùng phần mềm Flash để làm phim quảng cáo, dùng phần mềm 3D Max để thiết kế nhân vật và hình khối, vv… BÀI 2. PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM MÁY VI TÍNH 1. Cấu trúc hệ thống phần cứng máy vi tính Sơ đồ máy tính làm việc (đã được giới thiệu) như sau: Cấu trúc tổng quan của một bộ máy vi tính được đưa ra như mô hình dưới đây: 10 Máy tính Xứ lý Thông tin đầu vào Thông tin đầu ra Bus địa chỉ Bus dữ liệu (1) (2) Bus điều khiển (3) CPU (Chip – thực hiện mọi “xứ lý” (tính toán)) [...]... thông tin: là chữ A 24 Khi truyền tin thì xung tín hiệu điện cho chữ A như hình sau: 0 1 0 0 0 0 0 1 Thời gian 4 Dung lượng và các đơn vị của thông tin Dung lượng là một khái niệm thể hiện sức chứa Lượng tin là một khái niệm thể hiện độ lớn của thông tin; dung lượng thiết bị nhớ của máy tính chỉ rõ thiết bị nhớ đó có thể chứa được lượng tin là bao nhiêu Đơn vị nhỏ nhất (lượng tin nhỏ nhất) của thông tin. .. đường dẫn (path) của file Đây chính là cách thông tin được tổ chức trong ổ cứng dưới góc nhìn của các người dùng cuối Các người dùng cuối tự tạo ra hệ thống các cây thư mục trong ổ cứng cho máy tính cá nhân của mình để thông tin được lưu trữ khoa học, dễ đi lại, tìm kiếm - từ đó khai thác thông tin một cách hiệu quả Như ta đã biết, dữ liệu bao gồm văn bản số, nhạc số, ảnh số, video số, phần mềm, vv…Các... 1916 3 Cách biểu diễn thông tin bằng hệ nhị phân Ở đây chỉ xét đến cách biểu diễn thông tin là các kí tự trên bàn phím dưới dạng nhị phân; kí tự trên bàn phím bao gồm: chữ, số và biểu tượng Các hệ thống máy tính trước đây dùng bảng mã ASCII (American Standard Codes for Information Interchange), các hệ thống máy tính ngày nay thường dùng bảng mã Unicode Bảng mã Unicode là bảng mã chuẩn quốc tế, hỗ trợ... TÍNH 1 Thông tin, dữ liệu và tín hiệu Ta đã biết thông tin được thể hiện qua các kí hiệu, dấu hiệu – đối với máy tính, các kí hiệu thông tin được dùng quy ước là 0 và 1 Nghĩa là một con số, một chữ cái, một bức tranh, một bản nhạc đều có thể được biểu diễn thông qua một dãy các kí hiệu 0 và 1, chẳng hạn: 100011001011001111101 0 hoặc 1 gọi là một bit thông tin (bit 0, bit 1) Khi một thông tin được biểu... các bit 0 và bit 1 thì thông tin đó là thông tin đã số hóa Một thông tin X nào đó từ thế giới thực muốn đưa vào máy tính thì cần số hóa thông tin ấy (chuyển sang chuỗi các bit 0 và bit 1) Tiếp đến thông tin 18 X đã số hóa sẽ được thể hiện dưới dạng một chuỗi các dấu hiệu khác, đó là các “vết” trên các thiết bị nhớ của máy tính như RAM hay ổ cứng - mà các vết này đại diện cho bit 0 hay bit 1, ứng với... điều hành UNIX Ta đã biết các phần mềm ứng dụng cung cấp các tiện ích cho người dùng, mà các phần mềm này lại phải có hệ điều hành mới “chạy” được Do vậy một máy tính mới (phần cứng đầy đủ) muốn đưa vào sử dụng cần phải cài đặt hệ điều hành trước nhất, sau đó mới cài đặt các phần mềm ứng dụng trên “nền” của hệ điều hành này (tùy người chủ cần phần mềm ứng dụng gì thì chọn để cài đặt) Thêm nữa khi hệ... “ghi”, và phát hiện các “vết” trên lớp từ tính là bit 0 hay bit 1 trong trường hợp “đọc” dữ liệu 5.2 Về mặt logic (cách tổ chức thông tin trên ổ cứng đối với người dùng cuối) Theo góc nhìn của người dùng cuối (end-user - người bình thường sử dụng máy tính), việc tổ chức thông tin trong ổ cứng là dưới dạng phân cấp theo hình cây Trước tiên ổ cứng được chia thành các phân vùng (partition) Trong đó thường... D:, E: Với một ổ cứng mới, ban đầu cần dùng một phần mềm công cụ (thường là Partition Magic) để chia ổ cứng đó thành các phân vùng như trên, dung lượng gán cho mỗi phân vùng tùy thuộc vào người sử dụng máy Chẳng hạn với một ổ cứng 80Gb có thể chia thành 2 phân vùng như sau: phân vùng chính C: 30Gb; phân vùng logic D: 50Gb Sau khi đã phân vùng cho ổ cứng, cần định dạng (format) cho từng phân vùng (tức... Trong bảng mã này mỗi kí tự đều được gán một số duy nhất Unicode được được phân thành các loại như UTF-32, UTF-8 dựa trên số các bit dùng để mã hóa một kí tự (để phù hợp với các hệ thống khác nhau) – cụ thể hơn: UTF-32 dùng 32 bit để mã hóa một kí tự, UTF-8 dùng từ 8 bit đến 48 bit để mã hóa một kí tự 23 Dưới đây là bảng mã Unicode cho một số kí tự cơ bản (các giá trị số tương ứng với các kí tự trong bảng... chủ có tích hợp hệ thống các Bus Trên bảng mạch chủ sẽ cần gắn vào CPU và RAM; còn ổ cứng, ổ CD, màn hình, loa, máy in, máy quét thì được kết nối với bảng mạch chủ qua dây cáp Trên bảng mạch chủ còn có thể cắm thêm các card mở rộng như: card VGA – hỗ trợ xứ lý đồ họa, card Sound – hỗ trợ xử lý âm thanh, NIC – hỗ trợ kết nối mạng Nguồn điện từ bộ nguồn được cấp cho bảng mạch chủ, CPU, ổ cứng và ổ CD 15 . TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG CHƯƠNG I. MỞ ĐẦU VỀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI 1. CÁC KHÁI NIỆM NHẬP MÔN TIN HỌC 1. Thông tin (information) Một đối tượng gồm một chuỗi. nhiều loại thông tin về các đối tượng khác nhau, lưu trữ thông tin gọn nhẹ an toàn, xử lý thông tin nhanh chóng chính xác - từ đó mà máy tính và công nghệ thông tin (ngành tin học) ra đời và. ngành khác như toán học, vật lý, tâm lý, vv 2. Dữ liệu (data) Các thông tin trong thế giới thực khi được xử lý bởi máy tính thì gọi các thông tin đó là dữ liệu. (Trong tin học, nhiều khi không