Đang tải... (xem toàn văn)
... n Công nghệ Thông tin - CNTT (Information Technology - IT), hay Công nghệ Thông tin Truyền thông - CNTT&TT (Information and Communication Technology - ICT) kết hợp Tin học Công nghệ truyền thông. .. Internet TS Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Máy tính phát triển máy tính Khái niệm Công nghệ thông tin Truyền thông n n Tin học... Mã hóa tín hiệu vật lý Bài Dữ liệu máy tính TS Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 35 Nhập môn CNTT&TT 36 Nhập môn CNTT&TT September 2013
Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST Thông tin liên hệ n n Nhập môn CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG Introduction to ICT (Information and Communication Technology) n n Bộ môn KTMT: P502-B1 Phone: 091-358-5533 E-mail: khanhnk@soict.hut.edu.vn khanh.nguyenkim@hust.edu.vn Bài giảng dwld tại: ftp://dce.hust.edu.vn/ khanhnk/ict Nguyễn Kim Khánh Bộ môn Kỹ thuật Máy tính, Viện CNTT&TT, ĐHBK Hà Nội Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST 2 N2K-HUST Tài liệu tham khảo chính Nội dung Bài 1. Giới thiệu chung Bài 2. Dữ liệu trong máy tính Bài 3. Các phép toán số học và logic Bài 4. Kiến trúc máy tính Bài 5. Phần cứng máy tính Bài 6. Phần mềm máy tính Bài 7. Mạng máy tính và Internet Bài 8. Lập trình và ngôn ngữ lập trình Bài 9. Cơ sở dữ liệu Bài 10. Hệ thống thông tin 1. Thimothy J. O’Leary, Linda J. O’Leary Computing Today – 2004. WebSite: www.mhhe.com/it/ct05 2. Brian K. Williams, Stacey C. Sawyer Using Information Technology - 2003 3. Quách Tuấn Ngọc – Tin học cơ bản Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 3 Nhập môn CNTT&TT 4 1 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Nội dung 1. 2. 3. 4. Bài 1 Giới thiệu chung Khái niệm CNTT và TT Máy tính và sự phát triển của máy tính Hệ thống thông tin Mạng máy tính và Internet TS. Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT 5 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST 2. Máy tính và sự phát triển của máy tính 1. Khái niệm Công nghệ thông tin và Truyền thông n n 6 Tin học (Informatics) hay Khoa học máy tính (Computer Science) là ngành khoa học nghiên cứu về máy tính (computer) và xử lý thông tin trên máy tính. Định nghĩa máy tính: Máy tính (Computer) là thiết bị thực hiện theo chương trình để nhận dữ liệu vào, xử lý dữ liệu và tạo ra thông tin. n Chương trình (program) là dãy các lệnh được lưu trong bộ nhớ để điều khiển máy tính thực hiện theo. à Máy tính hoạt động theo chương trình (phần mềm). n Công nghệ Thông tin - CNTT (Information Technology - IT), hay Công nghệ Thông tin và Truyền thông - CNTT&TT (Information and Communication Technology - ICT) là sự kết hợp của Tin học và Công nghệ truyền thông. Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 7 Nhập môn CNTT&TT 8 2 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Mô hình cơ bản của máy tính Phân loại máy tính n Các thiết bị vào (Input Devices) Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit) n Các thiết bị ra (Output Devices) n n Siêu máy tính (Supercomputers) Máy tính lớn (Mainframe Computers) Máy tính nhỏ (Minicomputers) Máy vi tính (Microcomputers) Bộ nhớ chính (Main Memory) Nhập môn CNTT&TT 9 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Các thế hệ máy tính n n n n n 10 Máy tính dùng đèn điện tử Thế hệ thứ nhất: Máy tính dùng đèn điện tử (1946-1955) Thế hệ thứ hai: Máy tính dùng transistor (1956-1965) Thế hệ thứ ba: Máy tính dùng vi mạch SSI, MSI và LSI (1966-1980) Thế hệ thứ tư: Máy tính dùng vi mạch VLSI (1981 - 1990) Thế hệ thứ năm: Máy tính dùng vi mạch ULSI (1991 - nay) Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n ENIAC- Máy tính điện tử đầu tiên n Electronic Numerical Intergator And Computer n Dự án của Bộ Quốc phòng Mỹ, do John Mauchly và John Presper Eckert ở Đại học Pennsylvania thiết kế. n Bắt đầu từ 1943, hoàn thành 1946 n Nặng 30 tấn 18000 đèn điện tử và 1500 rơle n 5000 phép cộng/giây n Xử lý theo số thập phân n n n 11 Bộ nhớ chỉ lưu trữ dữ liệu Lập trình bằng cách thiết lập vị trí của các chuyển mạch và các cáp Nhập môn CNTT&TT nối. 12 3 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Máy tính von Neumann UNIVAC và IBM Đó là máy tính IAS: n Princeton Institute for Advanced Studies n Được bắt đầu từ 1947, hoàn thành1952 n Do John von Neumann thiết kế n Được xây dựng theo ý tưởng “chương trình được lưu trữ” (stored-program concept) của von Neumann/Turing (1945) n Trở thành mô hình cơ bản của máy tính n Nhập môn CNTT&TT 13 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Máy tính dùng transistor n n n n 14 Máy tính dùng vi mạch SSI, MSI và LSI Máy tính PDP-1 của DEC là máy tính mini đầu tiên IBM 7000 Hàng trăm nghìn phép cộng trong một giây. Các ngôn ngữ lập trình bậc cao ra đời. n Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n SSI (Small Scale Integration) – vi mạch cỡ nhỏ n MSI (Medium Scale Integration) – vi mạch cỡ vừa n LSI (Large Scale Integration) – vi mạch cỡ lớn n n n Nhập môn CNTT&TT Vi mạch (Integrated Circuit - IC): nhiều transistor và các phần tử khác được tích hợp trên một chip bán dẫn. 15 VLSI (Very Large Scale Integration) (dùng cho máy tính thế hệ thứ tư) ULSI (Ultra Large Scale Integration) (dùng cho máy tính thế hệ thứ năm) Siêu máy tính xuất hiện: CRAY-1, VAX Nhập môn CNTT&TT 16 4 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST IBM 360 và CRAY-1 Máy tính hiện đại n n n n Nhập môn CNTT&TT 17 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n n 18 N2K-HUST Thiết bị di động cá nhân n Các thiết bị di động cá nhân (Personal Mobile Devices): Smartphone, Tablet Máy tính để bàn (Desktop Computers) Máy tính nhúng (Embedded Computers) Máy chủ (Servers) Máy tính để bàn Smartphone: iPhone, Galaxy, ... Tablet: iPad, Galaxy Tab, ... Có giá thành dưới 1000USD n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 19 Máy tính để bàn (Desktop Computers) Máy tính xách tay (Notebook Computers, Laptop Computers) Giá thành: hàng trăm đến hàng nghìn USD Nhập môn CNTT&TT 20 5 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Máy chủ (Servers) n n n n n n Máy chủ Thực chất là máy phục vụ Dùng trong mạng theo mô hình Client/ Server (Khách hàng/Người phục vụ) Tốc độ và hiệu năng tính toán cao Dung lượng bộ nhớ lớn Độ tin cậy cao Giá thành cao (hàng nghìn đến hàng triệu USD). Nhập môn CNTT&TT 21 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Máy tính nhúng (Embedded Computer) n n n 3. Hệ thống thông tin (Information System) Hệ thống thông tin gồm có 5 phần: Được đặt ẩn trong thiết bị khác để điều khiển thiết bị đó làm việc Được thiết kế chuyên dụng Ví dụ: n n n n 22 n n Máy ảnh số Bộ điều khiển trong máy giặt, điều hoà nhiệt độ Router – bộ định tuyến trên mạng Giá thành: vài USD đến hàng chục nghìn USD. Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n n 23 Con người (People, end users): người sử dụng - là thành phần quan trọng nhất, quyết định sự thành công của HTTT. Các thủ tục (Procedures): là những nguyên tắc hay hướng dẫn cho con người để vận hành và sử dụng máy tính (được viết thành tài liệu). Phần cứng (Hardware): Bao gồm các thiết bị được điều khiển bởi phần mềm để xử lý dữ liệu tạo ra thông tin. Phần mềm (Software): hay chính là các chương trình (Program), cung cấp từng lệnh để điều khiển máy tính xử lý dữ liệu thành thông tin. Dữ liệu (Data): bao gồm các yếu tố thô, chưa được xử lý, bao gồm văn bản, số liệu, hình ảnh, âm thanh... Thông tin (Information) là dữ liệu đã được xử lý bởi máy tính. Nhập môn CNTT&TT 24 6 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Con người Hệ thống thông tin (tiếp) n n Là thành phần quan trọng nhất của HTTT. Yêu cầu: Thành thạo máy tính: kỹ năng sử dụng máy tính. n Hiểu biết máy tính: có kiến thức về máy tính và công nghệ thông tin. n Kết nối mạng (Connectivity) là thành phần thêm của hệ thống thông tin ngày nay. Kết nối mạng cho phép các máy tính kết nối với nhau và chia sẻ thông tin. Nhập môn CNTT&TT 25 N2K-HUST n n n n n Nhập môn CNTT&TT 26 N2K-HUST Phần cứng máy tính Phần mềm máy tính Bao gồm toàn bộ các thiết bị tạo nên máy tính Đơn vị hệ thống (System Unit): Hộp vỏ máy (Chassis), Bo mạch chính (Mainboard), Bộ vi xử lý (Microprocessor), Bộ nhớ (Memory), Các card vào-ra, Nguồn (Power Supply). Thiết bị vào/ra (Input/Output): Bàn phím, chuột, màn hình, máy in … Thiết bị lưu trữ (Storage): đĩa mềm, đĩa cứng, đĩa quang, ổ nhớ bán dẫn, thẻ nhớ bán dẫn. Thiết bị truyền thông (Communication): MODEM… n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n n Phần mềm hay chính là các chương trình. Chương trình là dãy các lệnh để yêu cầu máy tính xử lý dữ liệu tạo ra thông tin về dạng người dùng mong muốn. Con người sử dụng các ngôn ngữ lập trình để tạo ra chương trình Các loại phần mềm: n n 27 Phần mềm hệ thống Phần mềm ứng dụng Nhập môn CNTT&TT 28 7 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Phần mềm hệ thống n n Phần mềm ứng dụng Phần mềm hệ thống cho phép các phần mềm ứng dụng tương tác với phần cứng máy tính. Các loại: n n n n n n Hệ điều hành: là các chương trình quản lý và phối hợp các tài nguyên của máy tính, cung cấp giao diện giữa người dùng với máy tính và chạy các ứng dụng. n Bao gồm các phần mềm ứng dụng cơ bản và các phần mềm ứng dụng chuyên biệt. Các phần mềm ứng dụng cơ bản n n n Một số phần mềm ứng dụng chuyên biệt n n n Windows, MacOS, Linux, ... n Các phần mềm tiện ích: Nén tệp, diệt virus,.. Các trình điều khiển thiết bị Nhập môn CNTT&TT n n 29 N2K-HUST n n n n Các phần mềm đồ họa Các phần mềm Multimedia Các phần mềm tạo WebSite Các phần mềm giải trí Các phần mềm cá nhân Nhập môn CNTT&TT 30 N2K-HUST Dữ liệu và Thông tin n Phần mềm soạn thảo văn bản Phần mềm bảng tính Phần mềm trình diễn Phần mềm hệ quản trị cơ sở dữ liệu Các dạng tệp dữ liệu thông dụng Dữ liệu (Data) là các yếu tố thô, chưa được xử lý, bao gồm: văn bản, số liệu, ký hiệu, hình ảnh, âm thanh, ... Thông tin (Information) là dữ liệu đã được xử lý để đáp ứng yêu cầu của con người. Mọi dữ liệu đưa vào máy tính đều phải được mã hóa thành số nhị phân. Dữ liệu được lưu trữ trong máy tính dưới dạng Tệp (File). Tập hợp các dữ liệu hoặc các tệp dữ liệu có quan hệ với nhau tạo thành Cơ sở dữ liệu (Database) Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 31 n n n n n n n Tệp văn bản (Document files) Tệp bảng tính (Worksheet files) Tệp trình diễn (Presentation files) Tệp âm thanh (Sound files) Tệp hình ảnh (Image files, Video files) Tệp cơ sở dữ liệu (Database files) … Nhập môn CNTT&TT 32 8 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 4. Mạng máy tính và Internet n n n n Kết nối (Connectivity) là khả năng máy tính của bạn chia sẻ thông tin với các máy tính khác. Mạng máy tính (Computer Network): Các máy tính được kết nối với nhau để chia sẻ dữ liệu và tài nguyên. Internet: Mạng máy tính toàn cầu. World Wide Web (www): là dịch vụ cung cấp giao diện đa phương tiện đến tài nguyên có trên Internet. Nhập môn CNTT&TT Hết bài 1 33 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 34 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Nội dung 1. Các hệ đếm cơ bản và đơn vị thông tin 2. Biểu diễn số nguyên không dấu 3. Biểu diễn số nguyên có dấu 4. Biểu diễn ký tự 5. Số dấu phẩy động 6. Mã hóa tín hiệu vật lý Bài 2 Dữ liệu trong máy tính TS. Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 35 Nhập môn CNTT&TT 36 9 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 1. Các hệ đếm cơ bản và đơn vị thông tin n n n n Hệ thập phân Hệ thập phân (Decimal System) à con người sử dụng Hệ đếm cơ số bất kỳ à tổng quát về phương diện toán học Hệ nhị phân (Binary System) à máy tính sử dụng Hệ mười sáu (Hexadecimal System) à dùng để viết gọn cho số nhị phân Nhập môn CNTT&TT n Cơ số 10 n 10 chữ số: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 Dùng n chữ số thập phân có thể biểu diễn được 10n giá trị khác nhau: n n 00...000 = 0 n 99...999 = 10n - 1 37 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 38 N2K-HUST Dạng tổng quát của số thập phân Ví dụ số thập phân 472.38 = 4x102 + 7x101 + 2x100 + 3x10-1 + 8x10-2 A = an an−1 ... a1a0 , a−1 ... a−m n Giá trị của A được hiểu như sau: A = a n 10 n + a n −110 n −1 + ... + a1101 + a0 10 0 + a −110 −1 + ... + a −m 10 − m A = n ∑ a 10 n i i i =− m Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 39 Các chữ số của phần nguyên: n 472 : 10 = 47 dư 2 n 47 : 10 = 4 dư 7 n 4 : 10 = 0 dư 4 Các chữ số của phần lẻ: n 0.38 x 10 = 3.8 phần nguyên = 3 n 0.8 x 10 = 8.0 phần nguyên = 8 Nhập môn CNTT&TT 40 10 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Hệ đếm cơ số bất kỳ Hệ nhị phân n Cơ số r n r chữ số n Dạng tổng quát của một số: n n n A = an an−1 ... a1a0 , a−1 ... a−m n n Giá trị của A: A = an r n + an −1r n −1 + ... + a1r 1 + a0 r 0 + a−1r −1 + ... + a−m r − m A = n ∑a r n i Cơ số 2 2 chữ số nhị phân: 0 và 1 chữ số nhị phân gọi là bit (binary digit) Bit là đơn vị thông tin nhỏ nhất trong máy tính Dùng n bit có thể biểu diễn được 2n giá trị khác nhau: n i n i =− m Nhập môn CNTT&TT 00...000 11...111 = 0 = 2n - 1 41 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 = 0 = 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 6 = 7 = 8 = 9 = 10 = 11 = 12 = 13 = 14 = 15 42 N2K-HUST Dạng tổng quát của số nhị phân Ví dụ số nhị phân Có một số nhị phân A như sau: 1101001.1011(2) = 6 5 4 3 2 1 0 A = an an−1 ... a1a0 , a−1 ... a−m = 26 + 25 + 23 + 20 + 2-1 + 2-3 Giá trị của A được tính như sau: + 2-4 = 64 + 32 + 8 + 1 + 0.5 + 0.125 + 0.0625 A = a n 2 n + a n −1 2 n −1 + ... + a1 21 + a0 2 0 + a −1 2 −1 + ... + a −m 2 − m A = -1 -2 -3 -4 = 105.6875(10) n ∑a 2 i i i =− m Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 43 Nhập môn CNTT&TT 44 11 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Chuyển đổi số nguyên thập phân sang nhị phân Phương pháp chia dần cho 2 n n n Phương pháp 1: chia dần cho 2 rồi lấy phần dư Phương pháp 2: Phân tích thành tổng của các số 2i à nhanh hơn n Nhập môn CNTT&TT 105 : 2 = 52 dư 1 n 52 : 2 = 26 dư 0 n 26 : 2 = 13 dư 0 n 13 : 2 = 6 dư 1 n 6:2 = 3 dư 0 n 3:2 = 1 dư 1 n 1:2 = 0 dư 1 Kết quả: 105(10) = 1101001(2) Nhập môn CNTT&TT 46 N2K-HUST Phương pháp phân tích thành tổng của các 2i Chuyển đổi số lẻ thập phân sang nhị phân Ví dụ 1: chuyển đổi 105(10) 6 5 3 0 n 105 = 64 + 32 + 8 +1 = 2 + 2 + 2 + 2 n n n 45 N2K-HUST n Ví dụ: chuyển đổi 105(10) n Ví dụ 1: chuyển đổi 0.6875(10) 27 26 25 24 23 22 21 20 n 0.6875 x 2 = 1.375 phần nguyên = 1 128 0 64 1 32 1 16 0 8 1 4 0 2 0 1 1 n 0.375 x 2 = 0.75 phần nguyên = 0 n 0.75 x 2 = 1.5 phần nguyên = 1 n 0.5 x 2 = 1.0 phần nguyên = 1 Kết quả: 105(10) = 0110 1001(2) Ví dụ 2: 17000(10) = 16384 + 512 + 64 + 32 + 8 = n 214 + 29 + 26 + 25 + 23 Kết quả : 0.6875(10)= 0.1011(2) 17000(10) = 0100 0010 0110 1000(2) 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 3 2 1 0 47 Nhập môn CNTT&TT 48 12 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Hệ mười sáu (Hexa) Chuyển đổi số lẻ thập phân sang nhị phân (tiếp) n Ví dụ 2: chuyển đổi 0.81(10) n 0.81 x 2 = 1.62 phần nguyên = 1 n 0.62 x 2 = 1.24 phần nguyên = 1 n 0.24 x 2 = 0.48 phần nguyên = 0 n 0.48 x 2 = 0.96 phần nguyên = 0 n 0.96 x 2 = 1.92 phần nguyên = 1 n 0.92 x 2 = 1.84 phần nguyên = 1 n 0.84 x 2 = 1.68 phần nguyên = 1 n Cơ số 16 n 16 chữ số: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A,B,C,D,E,F n Dùng để viết gọn cho số nhị phân: cứ một nhóm 4-bit sẽ được thay bằng một chữ số Hexa 0.81(10) ≈ 0.1100111(2) n Nhập môn CNTT&TT 49 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 50 N2K-HUST Quan hệ giữa số nhị phân và số Hexa 4-bit Chữ số Hexa 0000 0 0001 1 0010 2 Đơn vị dữ liệu và thông tin trong máy tính Ví dụ chuyển đổi số nhị phân à số Hexa: n 1011 00112 = B316 n 0000 00002 = 0016 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 n 0010 1101 1001 10102 = 2D9A16 0111 7 n 1000 8 1111 1111 1111 11112 = FFFF16 1001 9 1010 A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n n n n n n n Nhập môn CNTT&TT 51 Bit – chữ số nhị phân (Binary Digit): là đơn vị thông tin nhỏ nhất, cho phép nhận một trong hai giá trị: 0 hoặc 1. Byte là một tổ hợp 8 bit: có thể biểu diễn được 256 giá trị (28) KB (Kilobyte) = 210 bytes = 1024 bytes MB (Megabyte) = 210 KB = 220bytes (~106) GB (Gigabyte) = 210 MB = 230bytes (~109) TB (Terabyte) = 210 GB = 240bytes (~1012) PB (Petabyte) = 210 TB = 250bytes EB (Exabyte) = 210 PB = 260bytes Nhập môn CNTT&TT 52 13 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 2. Biểu diễn số nguyên không dấu Các ví dụ Nguyên tắc tổng quát: Dùng n bit biểu diễn số nguyên không dấu A: n n an−1an−2 ... a2 a1a0 n −1 A = ∑ ai 2 i Giá trị của A: i =0 Dải biểu diễn của A: B = 150 = 128 + 16 + 4 + 2 = 27 + 24 + 22 + 21 150 = 1001 0110 từ 0 đến 2n – 1 Nhập môn CNTT&TT 53 N2K-HUST n Ví dụ 1. Biểu diễn các số nguyên không dấu sau đây bằng 8-bit: A = 41 ; B = 150 Giải: A = 41 = 32 + 8 + 1 = 25 + 23 + 20 41 = 0010 1001 Nhập môn CNTT&TT 54 N2K-HUST Các ví dụ (tiếp) Với n = 8 bit Ví dụ 2. Cho các số nguyên không dấu M, N được biểu diễn bằng 8-bit như sau: Biểu diễn được các giá trị từ 0 đến 255 n M = 0001 0010 n N = 1011 1001 0000 0000 0000 0001 0000 0010 0000 0011 ... 1111 1111 Xác định giá trị của chúng ? Giải: n M = 0001 0010 = 24 + 21 = 16 +2 = 18 n N = 1011 1001 = 27 + 25 + 24 + 23 + 20 = = = = 0 1 2 3 = 255 Chú ý: 1111 1111 + 0000 0001 1 0000 0000 Vậy: 255 + 1 = 0 ? à do tràn nhớ ra ngoài = 128 + 32 + 16 + 8 + 1 = 185 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 55 Nhập môn CNTT&TT 56 14 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Trục số học với n = 8 bit Với n = 16 bit, 32 bit, 64 bit Trục số học: 0 1 n 2 n= 16 bit: dải biểu diễn từ 0 đến 65535 (216 – 1) 255 3 n n Trục số học máy tính: 254 255 0 1 n 2 n 3 n n n n Nhập môn CNTT&TT = 65535 Nhập môn CNTT&TT 58 Số bù chín và Số bù mười (tiếp) Số bù chín và Số bù mười n = 255 = 256 N2K-HUST 3. Biểu diễn số nguyên có dấu n = 0 n= 32 bit: dải biểu diễn từ 0 đến 232 - 1 n= 64 bit: dải biểu diễn từ 0 đến 264 - 1 57 N2K-HUST 0000 0000 0000 0000 ... 0000 0000 1111 1111 0000 0001 0000 0000 ... 1111 1111 1111 1111 n Cho một số thập phân A được biểu diễn bằng n chữ số thập phân, ta có: n Số bù chín của A = (10n-1) – A n Số bù mười của A = 10n – A Số bù mười của A = (Số bù chín của A) +1 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 59 Ví dụ: với n=4, cho A = 3265 n Số bù chín của A: 9999 (104-1) - 3265 (A) 6734 n Số bù mười của A: 10000 (104) - 3265 (A) 6735 Nhập môn CNTT&TT 60 15 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Số bù một và Số bù hai n n Số bù một và Số bù hai (tiếp) Định nghĩa: Cho một số nhị phân A được biểu diễn bằng n bit, ta có: n Số bù một của A = (2n-1) – A n Số bù hai của A = 2n – A Số bù hai của A = (Số bù một của A) +1 Nhập môn CNTT&TT 61 N2K-HUST n n n 62 N2K-HUST Quy tắc tìm Số bù một và Số bù hai Biểu diễn số nguyên có dấu bằng mã bù hai Số bù một của A = đảo giá trị các bit của A (Số bù hai của A) = (Số bù một của A) + 1 Ví dụ: Nguyên tắc tổng quát: Dùng n bit biểu diễn số nguyên có dấu A: n Cho A Số bù một = = n Số bù hai = n n Ví dụ: với n = 8 bit, cho A = 0010 0101 n Số bù một của A được tính như sau: 1111 1111 (28-1) - 0010 0101 (A) 1101 1010 à đảo các bit của A n Số bù hai của A được tính như sau: 1 0000 0000 (28) - 0010 0101 (A) 1101 1011 à thựcNhập hiện khó khăn môn CNTT&TT an−1an−2 ... a2 a1a0 0010 0101 1101 1010 + 1 1101 1011 n Nhận xét: A Số bù hai n = = 0010 0101 + 1101 1011 1 0000 0000 = 0 (bỏ qua bit nhớ ra ngoài) à Số bù hai của A = -A Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 63 Số dương: bit an-1 = 0, các bit còn lại biểu diễn độ lớn như số không dấu Số âm: được biểu diễn bằng số bù hai của số dương tương ứng, vì vậy bit an-1 = 1 Nhập môn CNTT&TT 64 16 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Biểu diễn số dương n Biểu diễn số âm Dạng tổng quát của số dương A: n Dạng tổng quát của số âm A: 1a n−2 ... a 2 a1 a0 0 an−2 ... a2 a1 a0 n Giá trị của số dương A: n n−2 A = ∑ ai 2 Giá trị của số âm A: A = −2 i n −1 Dải biểu diễn cho số dương: 0 đến 2n-1-1 Nhập môn CNTT&TT n Nhập môn CNTT&TT Giá trị của A: A = −a n −1 2 n −1 Các ví dụ n Dạng tổng quát của A: an−1an−2 ... a2 a1a0 n−2 + ∑ ai 2 i i =0 n 66 N2K-HUST Biểu diễn tổng quát cho số nguyên có dấu n Dải biểu diễn cho số âm: -1 đến -2n-1 65 N2K-HUST n + ∑ ai 2 i i =0 i =0 n n−2 Dải biểu diễn: từ -(2n-1) đến +(2n-1-1) Ví dụ 1. Biểu diễn các số nguyên có dấu sau đây bằng 8-bit: A = +58 ; B = -80 Giải: A = +58 = 0011 1010 B = -80 Ta có: + 80 = 0101 0000 Số bù một = 1010 1111 + 1 Số bù hai = 1011 0000 Vậy: B = Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 67 -80 = 1011 0000 Nhập môn CNTT&TT 68 17 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Các ví dụ n Với n = 8 bit Biểu diễn được các giá trị từ -128 đến +127 Ví dụ 2. Hãy xác định giá trị của các số nguyên có dấu được biểu diễn dưới đây: n P = 0110 0010 n Q = 1101 1011 0000 0000 0000 0001 0000 0010 0000 0011 ... 0111 1111 1000 0000 1000 0001 ... 1111 1110 1111 1111 Giải: n P = 0110 0010 = 64+32+2 = +98 n Q = 1101 1011 = -128+64+16+8+2+1 = -37 Nhập môn CNTT&TT 69 N2K-HUST Chú ý: +127 + 1 = -128 -128 - 1 = +127 à do tràn xảy ra = +127 = - 128 = - 127 = = -2 -1 70 N2K-HUST Với n = 16 bit, 32 bit, 64 bit Trục số học: -‐128 n -‐2 -‐1 0 1 2 +127 Với n=16bit: biểu diễn từ -32768 đến +32767 n n n 0 +1 +2 +3 Nhập môn CNTT&TT Trục số học số nguyên có dấu với n = 8 bit n = = = = Trục số học máy tính: -‐2 -‐1 0 n +1 -‐3 n +2 +3 n n n n -‐128 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN +127 n 71 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 ... 0111 1111 1111 1111 1000 0000 0000 0000 ... 1111 1111 1111 1111 = 0 = +1 = +32767 = -32768 = -1 Với n=32bit: biểu diễn từ -231 đến 231-1 Với n=64bit: biểu diễn từ -263 đến 263-1 Nhập môn CNTT&TT 72 18 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 4. Biểu diễn ký tự (character) Bộ mã ASCII n n n Bộ mã ASCII (American Standard Code for Information Interchange) Bộ mã Unicode n Do ANSI (American National Standard Institute) thiết kế Bộ mã 8-bit à có thể mã hóa được 28 ký tự, có mã từ: 0016 ÷ FF16 , trong đó: n n Nhập môn CNTT&TT 73 N2K-HUST HEXA Các ký tự hiển thị chuẩn: n n n n n n n Nhập môn CNTT&TT 74 N2K-HUST Các ký tự chuẩn n 128 ký tự chuẩn có mã từ 0016 ÷ 7F16 128 ký tự mở rộng có mã từ 8016 ÷ FF16 Các chữ cái Latin Các chữ số thập phân các dấu câu: . , : ; ... các dấu phép toán: + - * / % ... một số ký hiệu thông dụng: &, $,@, # dấu cách Các mã điều khiển n n n n Các mã điều khiển định dạng văn bản Các mã điều khiển truyền số liệu Các mã điều khiển phân tách thông tin Các mã điều khiển khác Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN Nhập môn CNTT&TT 75 0 1 0 0 16 32 2 3 48 0 @ 64 80 96 1 1 17 ! 33 1 49 A Q 81 a 97 2 2 18 " 34 2 50 B 66 R 82 b 98 3 3 19 # 35 3 51 C 67 S 83 c 99 4 4 20 $ 36 4 52 D 68 T 84 d 100 116 5 5 21 % 5 E U e u 6 6 22 & 7 7 23 39 8 8 24 40 56 9 9 25 ) 41 A 10 26 * 42 58 74 90 106 B 11 27 + 43 ; 59 K 75 [ 91 k 107 C 12 28 , 44 < L \ l D 13 29 - 45 E 14 30 46 F 15 31 / 37 38 ' ( . 47 4 53 6 5 65 69 6 P 85 7 ` 101 54 70 F V 7 G W 8 H X 88 104 9 57 I 73 Y 89 i 105 : J Z j 55 71 72 86 87 f 102 g 103 h p 112 q 113 r 114 s 115 t 117 v 118 w 119 x 120 y 121 z 122 { 123 | 60 76 92 108 124 = M ] m } > N 61 62 77 78 ? O Nhập 63 môn CNTT&TT 79 93 ^ 109 n 125 ~ 94 110 126 - o 127 95 111 76 19 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Các ký tự hiển thị chuẩn n 26 chữ cái hoa ‘A’ đến ‘ Z’ có mã từ 41(16) đến 5A(16) (65 đến 90): n n n n n n Các ký tự hiển thị chuẩn (tiếp) 'A' 'B' 'C' ... 'Z' à à à 0100 0100 0100 0001 0010 0011 = = = 41(16) 42(16) 43(16) à 0101 1010 = 5A(16) 26 chữ cái thường ‘a’ đến ‘z’ có mã từ 61(16) đến 7A(16) (97 đến 122): n n n n n 'a' 'b' 'c' ... 'z' à à à 0110 0110 0110 0001 0010 0011 = = = 61(16) 62(16) 63(16) à 0111 1010 = 7A(16) Nhập môn CNTT&TT n '0' à 0011 0000 = 30(16) n '1' à 0011 0001 = 31(16) n ‘2' à 0011 0010 = 32(16) 0011 1001 = 39(16) ... n n 77 N2K-HUST '9' à Nhập môn CNTT&TT 78 N2K-HUST Các ký tự hiển thị chuẩn (tiếp) n 10 chữ số thập phân từ ‘0’ đến ‘9’ có mã từ 30(16) đến 39(16) (48 đến 57): n Các mã điều khiển: có mã 0016 ÷ 1F16 và 7F16 Các mã ký tự điều khiển định dạng (điều khiển màn hình, máy in …) Các ký hiệu khác: n n n n các dấu câu: . , : ; ... các dấu phép toán: + - * / % ... một số ký hiệu thông dụng: &, $,@, # dấu cách Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 79 BS Backspace – Lùi lại một vị trí: Ký tự điều khiển con trỏ lùi lại một vị trí. HT Horizontal Tab - Tab ngang: Ký tự điều khiển con trỏ dịch tiếp một khoảng đã định trước. LF Line Feed – Xuống một dòng: Ký tự điều khiển con trỏ chuyển xuống dòng dưới. VT Vertical Tab – Tab đứng: Ký tự điều khiển con trỏ chuyển qua một số dòng đã định trước. FF Form Feed - Đẩy sang đầu trang: Ký tự điều khiển con trỏ di chuyển xuống đầu trang tiếp theo. CR Carriage Return – Về đầu dòng: Ký tự điều khiển con trỏ di chuyển về đầu dòng hiện hành. Nhập môn CNTT&TT 80 20 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Các mã điều khiển (tiếp) Các mã điều khiển (tiếp) Các mã ký tự điều khiển truyền tin SOH Start of Heading - Bắt đầu tiêu đề: Ký tự đánh dấu bắt đầu phần thông tin tiêu đề. STX Start of Text - Bắt đầu văn bản: Ký tự đánh dấu bắt đầu khối dữ liệu văn bản và cũng chính là để kết thúc phần thông tin tiêu đề. ETX EOT ENQ Các mã ký tự điều khiển phân cách thông tin FS File Separator - Ký hiệu phân cách tập tin: Đánh dấu ranh giới giữa các tập tin. End of Text – Kết thúc văn bản: Ký tự đánh dấu kết thúc khối dữ liệu văn bản đã được bắt đầu bằng STX. End of Transmission - Kết thúc truyền: Chỉ ra cho bên thu biết kết thúc truyền. Enquiry – Hỏi: Tín hiệu yêu cầu đáp ứng từ một máy ở xa. ACK Acknowledge - Báo nhận: Ký tự được phát ra từ phía thu báo cho phía phát biết rằng dữ liệu đã được nhận thành công. NAK Negative Aknowledge - Báo phủ nhận: Ký tự được phát ra từ phía thu báo cho phía phát biết rằng việc nhận dữ liệu không thành công. SYN Synchronous / Idle - Đồng bộ hoá: Được sử dụng bởi hệ thống truyền đồng bộ để đồng bộ hoá quá trình truyền dữ liệu. ETB End of Transmission Block – Kết thúc khối truyền: Chỉ ra kết thúc khối dữ liệu được truyền. Nhập môn CNTT&TT GS Group Separator - Ký hiệu phân cách nhóm: Đánh dấu ranh giới giữa các nhóm tin (tập hợp các bản ghi). RS Record Separator - Ký hiệu phân cách bản ghi: Đánh dấu ranh giới giữa các bản ghi. US Unit Separator - Ký hiệu phân cách đơn vị: Đánh dấu ranh giới giữa các phần của bản ghi. 81 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 82 N2K-HUST Các mã điều khiển (tiếp) Các ký tự mở rộng Các mã ký tự điều khiển khác NUL Null - Ký tự rỗng: Được sử dụng để điền khoảng trống khi không có dữ liệu. BEL Bell - Chuông: Được sử dụng phát ra tiếng bíp khi cần gọi sự chú ý của con người. SO Shift Out – Dịch ra: Chỉ ra rằng các mã tiếp theo sẽ nằm ngoài tập ký tự chuẩn cho đến khi gặp ký tự SI. Shift In – Dịch vào: Chỉ ra rằng các mã tiếp theo sẽ nằm trong tập ký tự chuẩn. SI DLE n n n Data Link Escape - Thoát liên kết dữ liệu: Ký tự sẽ thay đổi ý nghĩa của một hoặc nhiều ký tự liên tiếp sau đó. n DC1÷DC Device Control - Điều khiển thiết bị : Các ký tự dùng để điều khiển các thiết bị phụ 4 trợ. CAN End of Medium – Kết thúc phương tiện: Chỉ ra ký tự ngay trước nó là ký tự cuối cùng có tác dụng với phương tiện vật lý. SUB Substitute – Thay thế: Được thay thế cho ký tự nào được xác định là bị lỗi. ESC Escape – Thoát: Ký tự được dùng để cung cấp các mã mở rộng bằng cách kết hợp với ký tự sau đó. Delete – Xoá: Dùng để xoá các ký tự không mong muốn. DEL Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN nhà chế tạo máy tính người phát triển phần mềm. Ví dụ: Bộ mã ký tự mở rộng của IBM à IBM-PC. n Bộ mã ký tự mở rộng của Apple à Macintosh. n Bộ mã tiếng Việt TCVN3. n Cancel – Huỷ bỏ: Chỉ ra rằng một số ký tự nằm trước nó cần phải bỏ qua. EM Các ký tự mở rộng được định nghĩa bởi: 83 Nhập môn CNTT&TT 84 21 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Bộ mã hợp nhất: Unicode n n n n n 5. Số dấu phẩy động (Floating Point Number) Nguyên tắc chung n Biểu diễn cho số thực n Dạng tổng quát: X = M * RE Do các hãng máy tính hàng đầu thiết kế Bộ mã nhiều byte Bộ mã đa ngôn ngữ 128 ký tự đầu giống ASCII Có hỗ trợ các ký tự tiếng Việt n n n Nhập môn CNTT&TT 85 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n 86 N2K-HUST Chuẩn IEEE754/85 n M: phần định trị (Mantissa), R: cơ số (Radix), E: phần mũ (Exponent). Các dạng biểu diễn chính Cơ số R = 2 Các dạng chính: n n n 31 30 23 22 S Dạng 32-bit Dạng 64-bit Dạng 80-bit 0 m 63 62 52 51 S e 79 78 S Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN e 87 64 63 e 0 m 0 m Nhập môn CNTT&TT 88 22 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Dạng 32 bit Ví dụ 1 31 30 23 22 S e 0 m Xác định giá trị của số thực được biểu diễn bằng 32-bit như sau: n 1100 0001 0101 0110 0000 0000 0000 0000 S là bit dấu: n n n S = 0 à số dương S = 1 à số âm S = 1 à số âm e = 1000 00102 = 130 à E = 130-127=3 Vậy X = -1.10101100 * 23 = -1101.011 = -13.375 n e (8 bit) là mã excess-127 của phần mũ E: n n n e = E+127 à E = e – 127 giá trị 127 gọi là là độ lệch (bias) n m (23 bit) là phần lẻ của phần định trị M: n Công thức xác định giá trị của số thực: n n M = 1.m X = (-1)S*1.m * 2e-127 Nhập môn CNTT&TT 89 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 90 N2K-HUST Ví dụ 2 Bài tập Biểu diễn số thực X= 83.75 về dạng số dấu phẩy động IEEE754 32-bit Biểu diễn các số thực sau đây về dạng số dấu phẩy động IEEE754 32-bit: Giải: n X = 83.75(10) = 1010011.11(2) = 1.01001111 x 26 n Ta có: n 0011 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 = ? = +1.0 n n S = 0 vì đây là số dương n E = e-127 = 6 à e = 127 + 6 = 133(10) = 1000 0101(2) X = - 27.0625 Y = 1/32 Z = 0.2 Vậy: X = 0100 0010 1010 0111 1000 0000 0000 0000 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 91 Nhập môn CNTT&TT 92 23 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Các qui ước đặc biệt Dải giá trị biểu diễn Các bit của e bằng 0, các bit của m bằng 0, thì X = ± 0 x000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 à X = ± 0 n 2-127 đến 2+127 10-38 đến 10+38 n n Các bit của e bằng 1, các bit của m bằng 0, thì X = ± ∞ x111 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 à X =± ∞ n Nhập môn CNTT&TT 93 N2K-HUST n n n +2-‐127 +2+127 94 N2K-HUST Dạng 80-bit S là bit dấu e (11 bit): mã excess-1023 của phần mũ E à E = e – 1023 m (52 bit): phần lẻ của phần định trị M Giá trị số thực: n n n n X = (-1)S*1.m * 2e-1023 n 0 Nhập môn CNTT&TT Dạng 64-bit n -‐2-‐127 -‐2+127 Các bit của e bằng 1, còn m có ít nhất một bit bằng 1, thì nó không biểu diễn cho số nào cả (NaN - not a number) n X = (-1)S*1.m * 2e-16383 Dải giá trị biểu diễn: 10-308 đến 10+308 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN S là bit dấu e (15 bit): mã excess-16383 của phần mũ E à E = e – 16383 m (64 bit): phần lẻ của phần định trị M Giá trị số thực: n 95 Dải giá trị biểu diễn: 10-4932 đến 10+4932 Nhập môn CNTT&TT 96 24 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 6. Mã hóa tín hiệu vật lý Tín hiệu vật lý Bộ Bộ cảm biến Tín hiệu điện liên tục chuyển đổi tín hiệu tương tự-số (sensor) (ADC) Tín hiệu số Hết bài 2 Máy tính Tín hiệu vật lý Bộ tái tạo tín hiệu Tín hiệu điện liên tục Bộ chuyển đổi Tín hiệu số số-tương tự (DAC) Các dữ liệu vật lý thông dụng n n Âm thanh (Sound) Hình ảnh (Image) Nhập môn CNTT&TT 97 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 98 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Nội dung 1. Cộng số nguyên không dấu 2. Phép đảo dấu 3. Cộng số nguyên có dấu 4. Phép trừ 5. Phép nhân 6. Phép chia 7. Các phép toán logic Bài 3 Các phép toán số học và logic TS. Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 99 Nhập môn CNTT&TT 100 25 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 1. Cộng số nguyên không dấu Ví dụ cộng số nguyên không dấu Nhập môn CNTT&TT n n 57 34 91 = = + + 209 73 282 = 1101 0001 = + 0100 1001 1 0001 1010 0001 1010 = 16+8+2=26 à sai à có tràn nhớ ra ngoài (Cout=1) n 0011 1001 0010 0010 0101 1011 = 64+16+8+2+1=91 à đúng Để có kết quả đúng ta thực hiện cộng theo 16-bit: 209 = 0000 0000 1101 0001 + 73 = + 0000 0000 0100 1001 0000 0001 0001 1010 = 256+16+8+2 = 282 101 N2K-HUST n + n Khi cộng hai số nguyên không dấu n-bit, kết quả nhận được là n-bit: n Nếu không có nhớ ra ngoài bit cao nhất à kết quả đúng. n Nếu có nhớ ra ngoài bit cao nhất (Carry Out) à kết quả sai n Tràn nhớ ra ngoài khi: tổng > (2n – 1) Nhập môn CNTT&TT 102 N2K-HUST 2. Phép đảo dấu 3. Cộng số nguyên có dấu Ta có: + 37 bù một = = Khi cộng hai số nguyên có dấu n-bit, kết quả nhận được là n-bit và không cần quan tâm đến bit Cout. bù hai = 0010 0101 1101 1010 + 1 1101 1011 = Lấy bù hai của số âm: - 37 = 1101 1011 bù một = 0010 0100 + 1 bù hai = 0010 0101 = -37 Cộng hai số khác dấu: kết quả luôn luôn đúng. n Cộng hai số cùng dấu: n n +37 Kết luận: Phép đảo dấu trong máy tính thực chất là lấy bù hai Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n 103 nếu dấu kết quả cùng dấu với các số hạng thì kết quả là đúng. nếu kết quả có dấu ngược lại, khi đó có tràn xảy ra (Overflow) và kết quả bị sai. Tràn xảy ra khi tổng nằm ngoài dải biểu diễn: [ -(2n-1),+(2n-1-1)] Nhập môn CNTT&TT 104 26 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Ví dụ cộng số nguyên có dấu không tràn n n n n ( + 70) + ( + 42) + 112 = = (+ 97) + (- 52) + 45 = = 0110 0001 1100 1100 (+52=0011 0100) 1 0010 1101 = +45 ( - 90) + ( +36) - 54 = = 1010 0110 (+90=0101 1010) 0010 0100 1100 1010 = - 54 ( - 74) +( - 30) -104 = = 1011 0110 (+74=0100 1010) 1110 0010 (+30=0001 1110) 1 1001 1000 = -104 Ví dụ cộng số nguyên có dấu bị tràn 0100 0110 0010 1010 0111 0000 = +112 Nhập môn CNTT&TT ( + 75) +( + 82) +157 n ( - 104) = 1001 1000 (+104=0110 1000) + ( - 43) = 1101 0101 (+ 43 =0010 1011) - 147 1 0110 1101 = 64+32+8+4+1= +109 à sai n Cả hai ví dụ đều tràn vì tổng nằm ngoài dải biểu diễn [-128, +127] n 105 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 5. Phép nhân n n 106 N2K-HUST 4. Phép trừ n = 0100 1011 = 0101 0010 1001 1101 = - 128+16+8+4+1= -99 à sai Phép trừ hai số nguyên: X-Y = X+(-Y) Nguyên tắc: Lấy bù hai của Y để được –Y, rồi cộng với X Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 107 1011 x 1101 1011 0000 1011 1011 10001111 Số bị nhân (11) Số nhân (13) Các tích riêng phần Tích Nhập môn CNTT&TT (143) 108 27 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Phép nhân (tiếp) 6. Phép chia số nguyên Các tích riêng phần được xác định như sau: n n n n Nếu bit của số nhân bằng 0 à tích riêng phần bằng 0. Nếu bit của số nhân bằng 1 à tích riêng phần bằng số bị nhân. Tích riêng phần tiếp theo được dịch trái một bit so với tích riêng phần trước đó. Số bị chia 10010011 1011 001110 1011 001111 1011 100 Tích bằng tổng các tích riêng phần Nhân hai số nguyên n-bit, tích có độ dài 2n bit (không bao giờ tràn). n n Nhập môn CNTT&TT 109 N2K-HUST Phần dư Nhập môn CNTT&TT 110 Các phép toán AND, OR, NOT Các phép toán logic cơ bản n n n n Số chia Thương N2K-HUST 7. Các phép toán logic n 1011 00001101 AND OR NOT X 0 Y 0 X AND Y 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 X 0 0 Y 0 1 X OR Y 0 1 1 1 0 1 1 1 Các phép toán khác n n n NAND NOR XOR X 0 1 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 111 NOT X 1 0 Nhập môn CNTT&TT 112 28 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Các phép toán NAND, NOR, XOR X Y X NAND Y 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 Ký hiệu các cổng logic (Gate) X 0 0 Y 0 1 X NOR Y 1 0 1 1 0 1 0 0 X Y X XOR Y 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 Nhập môn CNTT&TT 113 N2K-HUST 8 September 2013 Nhập môn CNTT&TT Bài giảng Kiến trúc máy tính 114 114 N2K-HUST Ví dụ minh họa các phép toán logic n Giả sử có hai dữ liệu nhị phân như sau: A = 1010 1010 B = 0000 1111 n A AND B = 0000 1010 n A OR B = 1010 1111 n A XOR B = 1010 0101 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN Hết bài 3 115 Nhập môn CNTT&TT 116 29 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Nội dung 1. Cấu trúc cơ bản của máy tính 2. CPU 3. Bộ nhớ 4. Hệ thống vào-ra 5. Bus liên kết hệ thống 6. Tập lệnh 7. Hoạt động của máy tính Bài 4 Kiến trúc máy tính TS. Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT 117 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 118 N2K-HUST 1. Cấu trúc cơ bản của máy tính Các thành phần cơ bản của máy tính n Bộ nhớ chính CPU n Bus liên kết hệ thống n n Hệ thống vào-ra Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 119 Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit): Điều khiển hoạt động của máy tính và xử lý dữ liệu. Bộ nhớ (Memory): Chứa các chương trình và dữ liệu. Vào-ra (Input/Output): Trao đổi thông tin giữa máy tính với bên ngoài. Bus liên kết hệ thống: Kết nối và vận chuyển thông tin giữa các thành phần với nhau. Nhập môn CNTT&TT 120 30 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 2. Bộ xử lý trung tâm (CPU) n n Cấu trúc cơ bản của CPU Chức năng: n điều khiển hoạt động của máy tính n xử lý dữ liệu Đơn vị điều khiển (CU) Đơn vị số học và logic (ALU) Tập các thanh ghi (RF) Nguyên tắc hoạt động cơ bản: bus bên trong CPU hoạt động theo chương trình nằm trong bộ nhớ chính. Đơn vị nối ghép bus (BIU) bus bên ngoài Nhập môn CNTT&TT 121 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Các thành phần cơ bản của CPU n n n n 122 Tốc độ của bộ xử lý Đơn vị điều khiển (Control Unit - CU): điều khiển hoạt động của máy tính theo chương trình đã định sẵn. Đơn vị số học và logic (Arithmetic and Logic Unit - ALU): thực hiện các phép toán số học và phép toán logic. Tập thanh ghi (Register File - RF): lưu giữ các thông tin tạm thời phục vụ cho hoạt động của CPU. Đơn vị nối ghép bus (Bus Interface Unit - BIU) kết nối và trao đổi thông tin giữa bus bên trong (internal bus) và bus bên ngoài (external bus). Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 123 n n Tốc độ của bộ xử lý: n Số lệnh được thực hiện trong 1 giây n MIPS (Million of Instructions per Second) n Khó đánh giá chính xác Tần số xung nhịp của bộ xử lý: n n Bộ xử lý hoạt động theo một xung nhịp (Clock) có tần số xác định Tốc độ của bộ xử lý được đánh giá gián tiếp thông qua tần số của xung nhịp Nhập môn CNTT&TT 124 31 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Tốc độ bộ xử lý (tiếp) 3. Bộ nhớ máy tính § Dạng xung nhịp n T0 § § § § § n T0: chu kỳ xung nhịp Tần số xung nhịp: f0 = 1/T0 Mỗi thao tác của bộ xử lý cần kT0 T0 càng nhỏ à bộ xử lý chạy càng nhanh Ví dụ: Máy tính dùng bộ xử lý 2GHz Ta có f0 = 2GHz = 2x109Hz à T0 = 1/f0 = 1/(2x109) = 0,5 ns. Nhập môn CNTT&TT Chức năng: lưu trữ chương trình và dữ liệu. Các thao tác cơ bản với bộ nhớ: n n n Thao tác ghi (Write) Thao tác đọc (Read) Các thành phần chính: n n Bộ nhớ trong (Internal Memory) Bộ nhớ ngoài (External Memory) 125 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 126 N2K-HUST Các thành phần của bộ nhớ máy tính Bộ nhớ trong n Chức năng và đặc điểm: Chứa các thông tin mà CPU có thể trao đổi trực tiếp n Tốc độ rất nhanh n Dung lượng không lớn n Sử dụng bộ nhớ bán dẫn: ROM và RAM n CPU Bộ nhớ trong Bộ nhớ ngoài n Các loại bộ nhớ trong: n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 127 Bộ nhớ chính Bộ nhớ cache (bộ nhớ đệm) Nhập môn CNTT&TT 128 32 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Bộ nhớ chính (Main Memory) Chứa các chương trình và dữ liệu đang được CPU sử dụng. Tổ chức thành các ngăn nhớ được đánh địa chỉ. Ngăn nhớ thường được tổ chức theo byte. Nội dung của ngăn nhớ có thể thay đổi, song địa chỉ vật lý của ngăn nhớ luôn cố định. n n n n Nhập môn CNTT&TT Bộ nhớ cache Nội dung Địa chỉ 1011 0010 0000 1110 0010 0001 0001 1111 0010 1010 1011 0011 0000 1000 0100 1111 1111 0101 0011 1100 0110 1000 1111 0111 1111 0001 1000 0011 1101 1001 1000 1111 1010 0011 0011 1011 1100 1101 1100 0101 1010 1101 1000 1101 1110 1111 0000 1111 Bộ nhớ có tốc độ nhanh được đặt đệm giữa CPU và bộ nhớ chính nhằm tăng tốc độ CPU truy cập bộ nhớ Dung lượng nhỏ hơn bộ nhớ chính Tốc độ nhanh hơn Cache thường được chia thành một số mức Cache có thể được tích hợp trên chip vi xử lý. Cache có thể có hoặc không n n n n n n 129 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Bộ nhớ ngoài (External Memory) n 4. Hệ thống vào-ra (Input-Output) Chức năng và đặc điểm Lưu giữ tài nguyên phần mềm của máy tính n Được kết nối với hệ thống dưới dạng các thiết bị vào-ra n Dung lượng lớn n n n n 130 n n Tốc độ chậm n Các loại bộ nhớ ngoài n n n n Bộ nhớ từ: đĩa cứng, đĩa mềm Bộ nhớ quang: đĩa CD, DVD Bộ nhớ bán dẫn: ổ nhớ, thẻ nhớ (Flash) Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN Chức năng: Trao đổi thông tin giữa máy tính với thế giới bên ngoài. Các thao tác cơ bản: Các thành phần chính: n n 131 Vào dữ liệu (Input) Ra dữ liệu (Output) Các thiết bị vào-ra Các mô-đun vào-ra Nhập môn CNTT&TT 132 33 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Cấu trúc cơ bản của hệ thống vào-ra Các thiết bị vào-ra n bus hệ thống Cổng vàora Thiết bị ngoại vi n Mô-đun vào-ra Cổng vàora nối ghép với CPU và bộ nhớ chính n Thiết bị ngoại vi n n n Mô-đun vào-ra Cổng vàora 133 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n n 134 N2K-HUST Mô-đun vào-ra n Thiết bị vào: bàn phím, chuột, máy quét ... Thiết bị ra: màn hình, máy in ... Thiết bị nhớ: các ổ đĩa ... Thiết bị truyền thông: MODEM ... Thiết bị ngoại vi Nhập môn CNTT&TT n Chức năng: chuyển đổi dữ liệu giữa bên trong và bên ngoài máy tính Các loại thiết bị vào-ra cơ bản 5. Bus liên kết hệ thống n Chức năng: nối ghép các thiết bị vào-ra với máy tính Mỗi mô-đun vào-ra có một hoặc một vài cổng vào-ra (I/O Port). Mỗi cổng vào-ra được đánh một địa chỉ xác định. Các thiết bị vào-ra được kết nối và trao đổi dữ liệu với máy tính thông qua các cổng vào-ra. Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n Bus: tập hợp các đường kết nối dùng để vận chuyển thông tin giữa các mô-đun của máy tính với nhau. Các bus chức năng: n n n n 135 Bus địa chỉ Bus dữ liệu Bus điều khiển Độ rộng bus: là số đường dây của bus có thể truyền các bit thông tin đồng thời (chỉ dùng cho bus địa chỉ và bus dữ liệu) Nhập môn CNTT&TT 136 34 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Sơ đồ cấu trúc bus cơ bản Bus địa chỉ n CPU Mô-đun nhớ Mô-đun nhớ Mô-đun vào-ra Mô-đun vào-ra n Chức năng: vận chuyển địa chỉ để xác định ngăn nhớ hay cổng vào-ra Độ rộng bus địa chỉ: cho biết số lượng ngăn nhớ tối đa được đánh địa chỉ. N bit: AN-1, AN-2, ... A2, A1, A0 è có thể đánh địa chỉ tối đa cho 2N ngăn nhớ (không gian địa chỉ bộ nhớ) n bus địa chỉ bus dữ liệu n bus điều khiển Nhập môn CNTT&TT Ví dụ: n Bộ xử lý Pentium có bus địa chỉ 32 bit è có khả năng đánh địa chỉ cho 232 bytes nhớ (4GBytes) (ngăn nhớ tổ chức theo byte) 137 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Bus dữ liệu n Bus điều khiển Chức năng: n vận chuyển lệnh từ bộ nhớ đến CPU n vận chuyển dữ liệu giữa CPU, mô đun nhớ, mô đun vào-ra với nhau n n n Độ rộng bus dữ liệu: Xác định số bit dữ liệu có thể được trao đổi đồng thời. n n n 138 Chức năng: vận chuyển các tín hiệu điều khiển Các loại tín hiệu điều khiển: n M bit: DM-1, DM-2, ... D2, D1, D0 M thường là 8, 16, 32, 64,128 bit. n Các tín hiệu phát ra từ CPU để điều khiển bộ nhớ và hệ thống vào-ra Các tín hiệu yêu cầu từ hệ thống vào-ra gửi đến CPU Ví dụ: Các bộ xử lý Pentium có bus dữ liệu 64 bit Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 139 Nhập môn CNTT&TT 140 35 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 6. Tập lệnh n n n n Các thành phần của lệnh máy Mã thao tác Mỗi bộ xử lý có một tập lệnh xác định Tập lệnh thường có hàng chục đến hàng trăm lệnh Mỗi lệnh là một chuỗi số nhị phân mà bộ xử lý hiểu được để thực hiện một thao tác xác định. Các lệnh được mô tả bằng các ký hiệu gợi nhớ Nhập môn CNTT&TT n n n n n n n n Toán hạng nguồn: dữ liệu vào của thao tác Toán hạng đích: dữ liệu ra của thao tác 141 Nhập môn CNTT&TT 142 N2K-HUST Các kiểu lệnh của tập lệnh n Mã thao tác (operation code à opcode): mã hóa cho thao tác mà bộ xử lý phải thực hiện Địa chỉ toán hạng: chỉ ra nơi chứa các toán hạng mà thao tác sẽ tác động n N2K-HUST Địa chỉ của các toán hạng 7. Hoạt động của máy tính Thực hiện chương trình Các lệnh chuyển dữ liệu Các lệnh số học Các lệnh logic Các lệnh vào-ra Các lệnh điều khiển rẽ nhánh Các lệnh điều khiển hệ thống Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n Là hoạt động cơ bản của máy tính Máy tính lặp đi lặp lại chu trình lệnh bao gồm hai bước chính: n n n 143 Nhận lệnh Thực hiện lệnh Thực hiện chương trình bị dừng nếu thực hiện lệnh bị lỗi hoặc gặp lệnh dừng. Nhập môn CNTT&TT 144 36 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Ngắt (Interrupt) n n Vào-ra Ngắt là cơ chế cho phép CPU tạm dừng chương trình đang thực hiện để chuyển sang thực hiện một chương trình khác – gọi là chương trình con phục vụ ngắt. Sau khi thực hiện xong à quay trở về tiếp tục thực hiện chương trình đang bị tạm dừng. Nhập môn CNTT&TT n Là hoạt động trao đổi dữ liệu giữa máy tính với các thiết bị vào-ra. 145 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 146 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Bài 5 Phần cứng máy tính Hết bài 4 TS. Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 147 Nhập môn CNTT&TT 148 37 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Nội dung 1. 2. 3. 4. 1. Đơn vị hệ thống (System Unit) n Đơn vị hệ thống Các thiết bị vào Các thiết bị ra Các thiết bị lưu trữ n Chứa các bảng mạch và linh kiện điện tử, các thiết bị lưu trữ, bộ nguồn. n Các thiết bị vào-ra được kết nối bên ngoài thông qua các cổng vào-ra. n n n Nhập môn CNTT&TT 149 N2K-HUST n Máy tính xách tay: Các thiết bị vào-ra chính được gắn chặt theo máy. Máy tính cầm tay: toàn bộ các thành phần nằm trong đơn vị hệ thống Nhập môn CNTT&TT 150 N2K-HUST Bo mạch hệ thống n Chứa hầu hết các bộ phận của máy tính. Máy tính để bàn: Ví dụ về bo mạch hệ thống Bo mạch hệ thống (System board, Mainboard, Motherboard) kết nối tất cả các thành phần của hệ thống, cho phép các thiết bị vào-ra truyền thông tin với đơn vị hệ thống. Là bản mạch bao gồm các thành phần sau: n n n n n Đế cắm (Socket): kết nối với chip vi xử lý. Các vi mạch (Integrated Circuits – IC): thực hiện các chức năng điều khiển và nối ghép Các khe cắm (Slots): Kết nối với các bản mạch khác (module nhớ, các card vào-ra). Các đường kết nối (bus). Các cổng vào-ra: kết nối với các thiết bị vào-ra. Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 151 Nhập môn CNTT&TT 152 38 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Bộ vi xử lý (Microprocessor) n n Là chip chứa CPU. Chu trình hoạt động chính: n n n n n n Các loại chip vi xử lý n Nhận lệnh từ bộ nhớ Giải mã lệnh Nhận dữ liệu Thực hiện lệnh Cất kết quả n n Năng lực bộ vi xử lý: n n Xử lý 8, 16, 32, 64 bits Tần số xung nhịp Nhập môn CNTT&TT CISC chip (Complex Instruction Set Computing – Tính toán với tập lệnh phức hợp). Ví dụ: Pentium RISC chip (Reduced Instruction Set Computing – Tính toán với tập lệnh thu gọn): n Ví dụ: SPARC 153 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 154 Nhập môn CNTT&TT 156 N2K-HUST Intel Pentium, Pentium III và Pentium 4 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN Intel Multicores 155 39 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Core Duo & Quad Core Đế cắm (socket) n n n n n Nhập môn CNTT&TT Socket 1, 2, 3, 6: các bộ VXL Intel 486 Socket 4, 5, 7, 8: Pentium và Pentium Pro Socket PGA-370: Celeron, PII và PIII Socket 478: Pentium 4 … 157 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 158 N2K-HUST Bộ nhớ RAM n n n Chứa dữ liệu và các lệnh. Các loại bộ nhớ trong máy tính: n n n n n n RAM: dùng làm bộ nhớ chính và cache ROM BIOS CMOS Video RAM n n Random Access Memory Bộ nhớ ghi đọc Chứa chương trình và dữ liệu mà CPU đang xử lý. Là bộ nhớ tạm thời: mất thông tin khi ngắt nguồn. Các loại RAM: n n SRAM – Static RAM: dùng cho cache DRAM – Dynamic RAM: dùng cho bộ nhớ chính n n n Các module nhớ của bộ nhớ chính: n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 159 SDRAM – Synchronous DRAM DDR SDRAM – Double Data Rate SDRAM SIMM (Single Inline Memory Module) DIMM (Dual Inline Memory Module) Nhập môn CNTT&TT 160 40 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST ROM BIOS (Read Only memory) n n CMOS RAM BIOS - Basic Input Output System ROM BIOS chứa các chương trình sau: n n Chương trình POST (Power On Self Test): tự kiểm tra khi bật nguồn. n Chương trình CMOS Setup: thiết lập cấu hình, đồng hồ hệ thống. n Chương trình Bootstrap Loader: tìm và nạp Boot Record từ đĩa khởi động vào RAM. n Các chương trình điều khiển vào-ra cơ bản n Nhập môn CNTT&TT n n 161 N2K-HUST Complementary Metal-Oxide Semiconductor Dùng để lưu lịch và cấu hình của hệ thống Được duy trì bằng pin Dung lượng bé, tiêu thụ ít điện năng. Nhập môn CNTT&TT 162 N2K-HUST Video RAM n n n Các card cắm thêm Cắm vào các khe cắm mở rộng, có thể là: n Các bộ điều khiển thiết bị (Device Controllers): card màn hình SVGA, … n Card mạng: NIC – Network Interface Card n Card Fax Modem n à Hiện nay các mạch này được tích hợp trên cùng bo mạch hệ thống. Quản lý thông tin trên màn hình Tốc độ nhanh, dung lượng lớn Có thể dùng chung với bộ nhớ chính Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 163 Nhập môn CNTT&TT 164 41 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Một số bus mở rộng n n n n n n Một số cổng vào-ra chuẩn ISA (Industry Standard Architecture): chậm và hiện nay không dùng nữa. PCI bus (Peripheral Component Interconnect): nối ghép với các card vào-ra có tốc độ trao đổi dữ liệu nhanh. AGP bus (Accelerated Graphic Port): nối ghép card màn hình tăng tốc. PCI Express: Bus PCI tốc độ cao USB (Universal Serial Bus): Bus nối tiếp đa năng. FireWire bus (IEEE1394): giống USB nhưng có tốc độ cao. Nhập môn CNTT&TT n n n n n Các cổng PS/2: nối ghép bàn phím và chuột Cổng nối ghép màn hình Cổng LPT (Line Printer): nối ghép với máy in, là cổng song song (Parallel Port) – 25 chân Cổng COM (Communication): nối ghép với MODEM, là cổng nối tiếp (Serial Port) - 9 hoặc 25 chân Cổng USB (Universal Serial Bus): Cổng nối tiếp đa năng, cho phép nối ghép tối đa 127 thiết bị, nhờ các USB Hub 165 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Bộ nguồn điện cung cấp n n n n 166 2. Các thiết bị vào n Hạ thấp điện áp từ lưới điện công nghiệp Chuyển đổi từ dòng điện xoay chiều (AC – Alternating Current) thành dòng điện một chiều (DC – Direct Current). Power Supply dùng trong máy tính để bàn. AC Adapter dùng để xạc pin cho máy tính xách tay. Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n Chức năng của các thiết bị vào: chuyển đổi dữ liệu từ bên ngoài về dạng mà máy tính có thể xử lý. Các thiết bị vào thông dụng: Bàn phím (Keyboard) Các thiết bị trỏ: Chuột (Mouse) n Các thiết bị quét: Máy quét ảnh (Scanner), Máy đọc mã vạch (Bar Code Reader) n Các thiết bị chụp ảnh: Digital Camera, Digital Video Camera n Các thiết bị nhận âm thanh n n 167 Nhập môn CNTT&TT 168 42 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Bàn phím n Các loại chuột Quá trình nhận phím từ bàn phím: n n n n n Người sử dụng bấm vào một phím. Tín hiệu sẽ được gửi đến bộ xử lý trong bàn phím Bộ xử lý này xác định phím nào được bấm vì mỗi phím có một tín hiệu duy nhất Bộ xử lý bàn phím tạo ra một mã quét tương ứng với tín hiệu này, lưu vào bộ đệm bàn phím và gửi mã quét đến máy tính. Máy tính sẽ xử lý mã quét này và phát tín hiệu ngược lại để bàn phím xóa nó trong bộ đệm. Nhập môn CNTT&TT n n n Chuột cơ Chuột quang Chuột không dây 169 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 170 N2K-HUST Các thiết bị quét 3. Các thiết bị ra n n Chức năng: đưa dữ liệu đã được xử lý (thông tin) về dạng thông tin cần thiết Các dạng thông tin đưa ra: n n n n n Các loại thiết bị ra cơ bản: n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 171 Văn bản Đồ họa Âm thanh Hình ảnh n Màn hình Máy in Máy vẽ Loa Nhập môn CNTT&TT 172 43 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Màn hình (Monitor) n Các chuẩn màn hình Các đặc tính: Kích thước màn hình (inch): đường chéo n Độ phân giải: xác định số điểm ảnh (pixel) trên màn hình. n n n n n 640×480, 800×600, 1024×768, 1280 x 1024 … n Dot pich: Số màu có thể hiển thị: n n n n n n 8 bit à 256 màu 16 bit à 216 = 65.536 màu 32 bit à 232 màu n Tốc độ làm tươi màn hình: 60Hz Nhập môn CNTT&TT 173 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n n 174 N2K-HUST Các loại màn hình n SVGA - Super Video Graphics Array: 800x600 XGA - Extended Graphics Array: 1024x768 SXGA - Super Extended Graphics Array: 1280x1024 UXGA: Ultra Extended Graphics Array: 1600x1200 WXGA: Wide Extended Graphics Array Máy in (Printer) n Màn hình ống tia điện tử CRT (Cathode Ray Tube) Màn hình tinh thể lỏng LCD (Liquid Crystal Display) Màn hình khí plasma Đặc trưng: n n n n n Các loại máy in: n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 175 Độ phân giải: dpi – dot per inch Đen-trắng hay màu Tốc độ: số trang/phút Bộ nhớ Máy in kim Máy in fun mực Máy in laser Nhập môn CNTT&TT 176 44 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 4. Thiết bị lưu trữ (Storage) n n n n Đĩa mềm (Floppy Disk) Đĩa mềm FDD – Floppy Diskette Drive Đĩa cứng HDD – Hard Disk Drive Đĩa CD, DVD Ổ nhớ bán dẫn: USB flash memory, memory card, ổ SSD Nhập môn CNTT&TT 177 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Đĩa cứng (Hard disk) n n n n n 178 Đĩa CD Đóng trong hộp kín, có nhiều tầng đĩa, nhiều đầu từ 1990: 40 MB 1995: 200 MB 2000: 10 GB 2009: 300-500GB n n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 179 CD-ROM (Compact Disk - Read Only Memory): n Thông tin được ghi khi sản xuất đĩa. CD-R (Recordable CD): n Khi sản xuất ra, các đĩa này đều là đĩa trắng (chưa có thông tin). n Sau đó có thể ghi dữ liệu lên đĩa này CD-RW (Rewriteable CD): Là các đĩa quang có thể ghi lại được. Dung lượng thông dụng 650MB Nhập môn CNTT&TT 180 45 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Các loại ổ đĩa CD Đĩa DVD và ổ đĩa DVD Ổ đĩa CD: n n n n n n n Ổ CD-ROM Ổ CD-Writer Ổ CD-RW Dung lượng lớn n Tốc độ nhanh n Có thể lưu trữ thông tin trên hai mặt. n 4,7GB/mặt n Tốc độ truy nhập cơ bản của ổ đĩa DVD là 1,321Mbyte/s. n Tốc độ đọc cơ sở 150KByte/s. Tốc độ bội, ví dụ: 48x, 52x,... Nhập môn CNTT&TT 181 N2K-HUST n n n Nhập môn CNTT&TT 182 Nhập môn CNTT&TT 184 N2K-HUST Flash memory n DVD (Digital Video Disk - đĩa video số hay Digital Versatile Disk - đĩa đa năng số): Ổ nhớ Flash Bộ nhớ bán dẫn cực nhanh (flash memory) Dung lượng tăng nhanh Thuận tiện Các dạng: n n Thẻ nhớ Ổ nhớ kết nối qua cổng USB Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 183 46 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Ổ SSD (Solid State Driver - Ổ lưu trữ thể rắn) Hết bài 5 Nhập môn CNTT&TT 185 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 186 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Nội dung 1. Phân loại phần mềm theo quyền sử dụng 2. Đặc trưng chung của các phần mềm 3. Phần mềm ứng dụng 4. Phần mềm hệ thống Bài 6 Phần mềm máy tính Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 187 Nhập môn CNTT&TT 188 47 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 1. Phân loại theo quyền sử dụng n Phân loại theo quyền sử dụng (tiếp) Phần mềm thương mại (commercial software): n n Được đăng ký bản quyền (copyrighted) n Nếu bạn không trả tiền, bạn có thể bị truy tố n n n n Phần mềm khu vực công cộng (publicdomain software): n n Phần mềm cổ đông, phần mềm tự nguyện (shareware) Phần mềm miễn phí (freeware) n n Không được đăng ký bản quyền Có thể sao chép miễn phí n n 189 N2K-HUST n n Được đăng ký bản quyền (copyrighted) Người dùng thuê với phí xác định. Nhập môn CNTT&TT 190 N2K-HUST Phần mềm nguồn đóng n Được đăng ký bản quyền (copyrighted) Miễn phí. Phần mềm cho thuê (rentalware) n Nhập môn CNTT&TT Được đăng ký bản quyền (copyrighted) Miễn phí, nhưng bạn nên trả một lệ phí để tiếp tục sử dụng nó. Phần mềm nguồn mở Phần mềm nguồn đóng: mã nguồn không được công bố. Muốn sử dụng phần mềm nguồn đóng cần mua bản quyền sử dụng từ các nhà phân phối chính thức của hãng. Các hình thức tự do sao chép và sử dụng phần mềm nguồn đóng bị xem như là không hợp pháp. n n n n n Phần mềm nguồn mở (PMNM) là những phần mềm được cung cấp dưới dạng mã nguồn Miễn phí về bản quyền Người dùng có quyền sửa đổi, cải tiến, phát triển, nâng cấp theo một số nguyên tắc chung qui định trong giấy phép PMNM Nhà cung cấp phần mềm nguồn mở có quyền yêu cầu người dùng trả một số chi phí về các dịch vụ bảo hành, huấn luyện, nâng cấp, tư vấn, vv... Ví dụ: n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 191 Trình duyêt Mozilla Firefox Phần mềm văn phòng OpenOffice Hệ điêù hành Linux Nhập môn CNTT&TT 192 48 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 3. Các phần mềm ứng dụng 2. Đặc trưng chung của các phần mềm n n n n n n n n n Giao diện người dùng bằng đồ họa (Graphical User Interface – GUI) Biểu tượng (icons) để hiển thị các đối tượng. Cửa sổ (windows) để hiển thị thông tin (văn bản, chương trình hoặc thông báo). Trình đơn (menu) để lựa chọn các lệnh điều khiển: n n n n n menu bar (thanh trình đơn) pull-down menu (trình đơn kéo xuống) n n n n n 193 N2K-HUST n n n n n n n n n n n Các phần mềm đồ họa Các phần mềm Multimedia Các phần mềm tạo WebSite Các phần mềm giải trí Các phần mềm cá nhân Nhập môn CNTT&TT 194 N2K-HUST Một số loại phần mềm ứng dụng n Phần mềm soạn thảo văn bản Phần mềm bảng tính Phần mềm trình diễn Phần mềm hệ quản trị cơ sở dữ liệu Một số phần mềm ứng dụng chuyên biệt n Thanh công cụ (toolbar): gồm các nút bấm nhỏ (button) để truy nhập nhanh các lệnh điều khiển Hộp thoại (dialog box): cung cấp thông tin và yêu cầu người sử dụng nhập dữ liệu. Nhập môn CNTT&TT Bao gồm các phần mềm ứng dụng cơ bản và các phần mềm ứng dụng chuyên biệt. Các phần mềm ứng dụng cơ bản Chia sẻ dữ liệu giữa các phần mềm ứng dụng Phần mềm văn phòng (Microsoft Office, Open Office) Phần mềm quản lý (Management) Phần mềm đào tạo (e-Learning) Phần mềm thương mại điện tử (e-Commerce) Phần mềm thư viện điện tử (e-Library) Phần mềm đồ hoạ và xử lý ảnh (Graphics & Image Processing) Phần mềm đa phương tiện (Multimedia) Phần mềm hỗ trợ thiết kế (CAD – Computer Aided Design) Phần mềm trao đổi thông tin trên mạng (Communication) Phần mềm giải trí (Entertainment) Trang Web (Web Pages) … Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n 195 Copy and Paste Liên kết và nhúng đối tượng (OLE – Object Linking and Embedding) Nhập môn CNTT&TT 196 49 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 4. Phần mềm hệ thống Hệ điều hành (OS) n § Hệ điều hành (Operating System) § Trình điều khiển thiết bị (Device Driver) § Các chương trình tiện ích (Utility Programs) n n OS là tập hợp các chương trình quản lý và điều khiển các hoạt động cơ bản của máy tính. OS là cần thiết trên mọi máy tính Chức năng của OS gồm 3 nhóm: n n n Nhập môn CNTT&TT 197 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n n Dùng trên máy tính để bàn hoặc máy xách tay. HĐH được cài đặt trên ổ đĩa cứng Ví dụ: Windows, Linux n n n Hệ điều hành có bản quyền n Hệ điều hành nhúng (Embedded OS): n n Hệ điều hành có bản quyền và mã nguồn mở Hệ điều hành trên máy đơn (Stand-alone OS): n n 198 N2K-HUST Các chuẩn của Hệ điều hành n Quản lý các tài nguyên của máy tính. Cung cấp giao diện người dùng. Nạp và chạy các chương trình ứng dụng. n Dùng trên máy tính cầm tay HĐH được lưu trữ trong bộ nhớ ROM hoặc flash Ví dụ: Windows Phone, Android, ... Ví dụ: Microsoft Windows Hệ điều hành mã nguồn mở n Ví dụ: Linux Hệ điều hành mạng (Network OS): n n n Điều khiển và phối hợp các máy tính nối mạng Được cài đặt trên ổ đĩa cứng của máy chủ (Server) Ví dụ: Windows Server, UNIX, Linux Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 199 Nhập môn CNTT&TT 200 50 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Một số chức năng chính của OS n n n n n n n Khởi động (Booting) n Khởi động Giao tiếp với người dùng Quản lý bộ nhớ Quản lý tệp (file) Quản lý nhiệm vụ Định dạng đĩa Quản lý an toàn máy tính Nhập môn CNTT&TT Chạy chương trình kiểm tra hệ thống khi bật nguồn (POST – Power on self test) n Copy các chương trình vào ra cơ bản (Basic input/output system - BIOS) từ ROM vào bộ nhớ chính (RAM) n Nạp và chạy chương trình khởi động n n Nhập môn CNTT&TT 202 N2K-HUST Giao diện người dùng Quản lý bộ nhớ chính n n Cold boot và Warm boot 201 N2K-HUST n Là quá trình nạp hệ điều hành vào bộ nhớ chính của máy tính: Giao diện dòng lệnh (text) Giao diện đồ họa (GUI – Graphic User Interface) n n Phân chia và quản lý các vùng trong bộ nhớ chính để chứa chương trình và dữ liệu. Trao đổi giữa bộ nhớ chính và bộ nhớ ngoài Các cách quản lý bộ nhớ: n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 203 Phân vùng (Patitioning): chia bộ nhớ thành từng vùng tách rời, mỗi vùng có thể chứa chương trình hoặc dữ liệu. Nền trước/nền sau (Foreground/Background): Chương trình nằm ở nền trước có mức ưu tiên cao hơn. Hàng đợi (Queues): Các chương trình được đợi ở trên đĩa cứng trong hàng đợi. Hàng đợi là nơi chứa tạm thời chương trình hoặc dữ liệu. Nhập môn CNTT&TT 204 51 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Quản lý tệp (File) n n n n n Quản lý nhiệm vụ Tệp là tập hợp các thông tin có liên quan với nhau được đặt tên xác định. Tệp có thể là chương trình hoặc dữ liệu Các tệp được lưu trữ trên bộ nhớ ngoài Hệ điều hành quản lý các tệp trên bộ nhớ ngoài: lưu trữ, copy, xóa, đổi tên, di chuyển. Thư mục (directory hoặc folder): chứa các file hoặc các thư mục con. Nhập môn CNTT&TT n n 205 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n 206 N2K-HUST Định dạng đĩa n Hệ điều hành đơn nhiệm (Singletasking): chỉ cho phép chạy một chương trình ứng dụng ở một thời điểm. Người dùng phải đóng ứng dụng này trước khi muốn chạy một ứng dụng khác. Hệ điều hành đa nhiệm (Multitasking): thực hiện đồng thời hai hoặc nhiều chương trình trên máy tính đơn CPU. Quản lý an toàn máy tính Đĩa được định dạng để có thể lưu trữ dữ liệu hoặc chương trình. Định dạng đĩa theo chuẩn qui ước của hệ điều hành để đảm bảo quản lý việc lưu trữ các tệp trên đĩa Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n n 207 Một máy tính nhiều người dùng Quản lý truy cập máy tính trên mạng User name và Password Nhập môn CNTT&TT 208 52 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Các hệ điều hành thông dụng n Các hệ điều hành trên Desktop và Laptop: n n n n Các hệ điều hành thông dụng (tiếp) n DOS Windows MacOS (cho máy Apple) n n n Các hệ điều hành mạng: n n n n 209 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n 210 N2K-HUST Các trình điều khiển thiết bị n Windows Phone Android iOS Windows Servers Linux Unix Solaris Nhập môn CNTT&TT n Các hệ điều hành cho smartphone, tablet: Các chương trình tiện ích n Là các chương trình phần mềm chuyên dụng cho phép các thiết bị vào ra trao đổi được thông tin với hệ thống máy tính. Có thể đã có sẵn trên hệ điều hành Cài đặt thêm khi mua thiết bị mới n n Thực hiện các nhiệm vụ liên quan với việc điều khiển và cấp phát tài nguyên của máy tính. Có thể có trong hệ điều hành hoặc cài đặt thêm Ví dụ: n n n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 211 Phần mềm lưu dự phòng (backup) Phần mềm khôi phục dữ liệu (data recovery) Phần mềm chống virus (antivirus) Phần mềm nén dữ liệu (data compression) Phần mềm chắp liền tệp (File defragmentation) Nhập môn CNTT&TT 212 53 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Bài 7 Mạng máy tính và Internet Hết bài 6 TS. Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT 213 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 214 N2K-HUST Nội dung 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1. Khái niệm cơ bản về truyền thông máy tính n Khái niệm cơ bản về truyền thông máy tính Phương tiện truyền dẫn Các thiết bị kết nối Truyền dẫn dữ liệu Mạng máy tính Internet n Truyền thông máy tính là quá trình chia sẻ dữ liệu, thông tin và chương trình giữa hai hoặc nhiều máy tính. Hệ thống truyền thông: n n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 215 Các thiết bị gửi và nhận dữ liệu/thông tin: máy tính, máy in. Kênh truyền thông (phương tiện truyền dẫn) Các thiết bị truyền thông Các giao thức truyền thông Nhập môn CNTT&TT 216 54 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Các kiểu tín hiệu 2. Kênh truyền thông n n n n Kết nối cáp: n Tín hiệu là đại lượng vật lý chứa đựng thông tin và có thể truyền đi. Tín hiệu tương tự (Analog signal): tín hiệu liên tục về cả thời gian và biên độ Tín hiệu số (Digital signal): tín hiệu rời rạc cả thời gian và biên độ n n n Kết nối không dây (Wireless) n n n n Nhập môn CNTT&TT Cáp đồng trục (Coaxial Cable) Cáp xoắn (Twisted pair Cable) Cáp quang (Fiber-optic Cable) Truyền dẫn hồng ngoại (Infrared) Broadcast Radio: chuẩn WI-FI (Wireless Fidelity) Microwave Radio: Bluetooth Vệ tinh truyền thông (Satellite) 217 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 218 Nhập môn CNTT&TT 220 N2K-HUST Cáp đồng trục Cáp xoắn Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 219 55 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Cáp quang 3. Thiết bị kết nối n MODEM (Modulator/Demodulator): Thiết bị điều chế/giải điều chế tín hiệu. n n n n n Network Interface Card (NIC): cáp hoặc không dây) Các kiểu kết nối: n n n n Nhập môn CNTT&TT 221 N2K-HUST Internal modem External modem Wireless modem Dial-up service: dùng đường điện thoại bình thường ADSL (Asymetric Digital Subcriber Line) Cáp mạng cục bộ Các kết nối không dây Nhập môn CNTT&TT 222 N2K-HUST Minh hoạ điều chế tín hiệu số 4. Truyền dẫn dữ liệu n Tốc độ truyền: số bit được truyền trong 1s. n n n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 223 bps: bit per second kbps (kilobits per second)= 1000bit/s Mbps (Megabits per second)= 1triệu bit/s Gbps (Gigabits per second)= 1tỷ bit/s Băng thông (bandwith): Đối với tín hiệu số, băng thông được xác định bằng tốc độ truyền cực đại của thiết bị hoặc kênh truyền thông. Nhập môn CNTT&TT 224 56 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Luồng dữ liệu n n Các hướng truyền dẫn n Truyền dữ liệu song song: Các bit được truyền song song trên các đường tách rời Truyền dữ liệu nối tiếp: Các bit được truyền tuần tự trên một đường Nhập môn CNTT&TT n n 225 N2K-HUST n n Nhập môn CNTT&TT 226 Nhập môn CNTT&TT 228 N2K-HUST Giao thức truyền thông (Protocol) n Đơn công (Simplex): truyền chỉ một hướng Bán song công (Half Duplex): cho phép truyền cả hai hướng, nhưng ở một thời điểm chỉ truyền được một hướng Song công (Full Duplex): cho phép truyền cả hai hướng song song đồng thời Giao thức là tập hợp các quy tắc truyền thông Các mô hình giao thức truyền thông: n Mô hình OSI (Open System Interconnection) n Mô hình TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) Ví dụ về giao thức: n HTTP (HyperText Transfer Protocol): được sử dụng để kết nối đến các WebSite n FTP (File Transfer Protocol): hỗ trợ để upload và download file từ Internet. Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN OSI và TCP/IP 227 57 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Mô hình OSI Mô hình truyền thông OSI Application Layer Tầng Ứng dụng Truyền e-mail, file, … Presentation Layer Tầng Trình bày Các nguyên tắc chuyển đổi dữ liệu Session Layer Tầng Phiên làm việc Bắt đầu, quản lý và kết thúc các phiên truyền Transport Layer Tầng Vận chuyển Đảm bảo vận chuyển thông báo thành công Network Layer Tầng Mạng Định tuyến dữ liệu đến mạng khác Data link Layer Tầng Liên kết dữ liệu Điều khiển truyền dữ liệu từ node đến node Physical Layer Tầng Vật lý Truyền dẫn nhị phân qua phương tiện vật lý Nhập môn CNTT&TT 229 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST 5. Mạng máy tính (Computer Network) n 230 Các kiểu mạng Một số thuật ngữ: Node: thiết bị được kết nối vào mạng (máy tính, máy in hoặc thiết bị lưu trữ) n Client: Node yêu cầu và sử dụng tài nguyên có từ các node khác (các máy vi tính). n Server: node chia sẻ tài nguyên cho các node khác: application server, database server, file server, print server, mail server, Web server, … n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n n 231 Mạng cục bộ: LAN - Local-Area Network Mạng diện rộng: WAN - Wide-Area Network Mạng Internet: Mạng toàn cầu Nhập môn CNTT&TT 232 58 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Local Area Networks (LANs) Wide Area Networks (WANs) Mạng phục vụ trong gia đình, tòa nhà hoặc khu vực cơ quan, công ty Nhập môn CNTT&TT n 233 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 234 N2K-HUST Internet n Gồm các mạng LANs có khoảng cách xa về địa lý nối với nhau. Các thiết bị mạng cơ bản Mạng toàn cầu n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 235 Bộ tập trung (Hub) Chuyển mạch (Switch) Bộ định tuyến (Router) Nhập môn CNTT&TT 236 59 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Các ký hiệu mô tả mạng Nhập môn CNTT&TT Sơ đồ đấu nối mạng (Topology) 237 N2K-HUST n 238 N2K-HUST Kết nối máy tính vào mạng n Nhập môn CNTT&TT Kiểm tra kết nối bằng lệnh Ping Chọn nhà cung cấp dịch vụ Kết nối vật lý: n n n n n Đường cáp điện thoại + MODEM Đường điện thoại tốc độ cao: ADSL + MODEM Cáp mạng cục bộ Kết nối không dây (WIFI) + Access Point Các kết nối không dây khác Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 239 Nhập môn CNTT&TT 240 60 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 6. Internet n n n n Các ứng dụng phổ biến trên Internet Internet ra đời từ năm 1969 từ Dự án ARPANET (Advanced Reseach Project Agency Network) của USA. Internet là mạng lớn kết nối các mạng nhỏ trên toàn cầu với nhau. Web – World Wide Web (www) được giới thiệu vào năm 1992 tại CERN (Center for European Nuclear Reseach) ở Switzerland. Web cung cấp giao diện multimedia đến tài nguyên sẵn có trên Internet (văn bản, âm thanh, hình ảnh…) Nhập môn CNTT&TT n n n n n 241 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n WebSite Nhà cung cấp dịch vụ Internet (ISP – Internet Service Provider). Trình duyệt (Browser): là chương trình dùng để truy cập tài nguyên Web. n n n n n 242 N2K-HUST Truy cập Internet n Trao đổi thông tin Mua bán Tìm kiếm Giải trí Đào tạo Internet Explorer Netscape Navigator Mozilla FireFox Google Chrome n n n n n n Vị trí hay địa chỉ tài nguyên Web được gọi là URL (Uniform Resource Locator) n n n Trang Web (Web page): Trang thông tin được hiển thị bởi trình duyệt. Trang Web được tạo bởi các lệnh của Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản HTML (HyperText Markup Language). Trang Web cho phép siêu liên kết (hyperlink) đến các trang Web khác. Web Site: là nhóm các trang Web liên quan với nhau. Home page (trang nhất): là trang đầu tiên của Web Site. Máy tính chứa WebSite gọi là Web Server http://www.hust.edu.vn http - HyperText Transfer Protocol Tên miền (Domain name) Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 243 Nhập môn CNTT&TT 244 61 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Portal n n n n Blog Cổng thông tin điện tử Được thiết kế để định hướng và tổ chức các tài nguyên Thường bao gồm các dịch vụ khác nhau: tin tức, e-mail, tìm kiếm, mua bán,… www.yahoo.com Nhập môn CNTT&TT n n 245 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n 246 N2K-HUST Multimedia n Weblog Web cá nhân E-mail Media player: nghe nhạc và xem video Microsoft Windows Media Player n Phần mềm e-mail n n n Địa chỉ e-mail: n n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 247 Dịch vụ e-mail riêng Dịch vụ e-mail miễn phí (yahoo, gmail,..) khanh.nguyenkim@hust.edu.vn khanhnk@soict.hut.edu.vn Mailing List Thư rác - Spam Nhập môn CNTT&TT 248 62 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Các dịch vụ khác của Internet n n n n n n n n n Real-time chat (RTC) Tìm kiếm (Search Engine) E-Commerce E-Learning Dịch vị truyền tệp: FTP – File Transfer Protocol Telnet: để kết nối và truy cập đến máy tính ở xa Video on Demand (VoD) Video Conferencing (VC) … Nhập môn CNTT&TT Hết bài 7 249 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 250 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Nội dung 1. 2. 3. 4. Chương trình và Lập trình Các bước lập trình Các thế hệ ngôn ngữ lập trình Lập trình hướng đối tượng và lập trình trực quan 5. Lập trình Internet Bài 8 Lập trình và ngôn ngữ lập trình TS. Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 251 Nhập môn CNTT&TT 252 63 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 1. Chương trình và Lập trình n n 2. Các bước lập trình Chương trình (Program) là dãy các lệnh mà máy tính thực hiện theo để hoàn thành nhiệm vụ xử lý dữ liệu thành thông tin. Lập trình (Programming) hay phát triển phần mềm là thủ tục gồm các bước để tạo ra chương trình. Bước 1: Đặc tả chương trình (Program Specification) Bước 2: Thiết kế chương trình (Program design) Bước 3: Viết mã chương trình (Program coding) Bước 4: Kiểm thử chương trình (Program testing) Bước 5: Lập tư liệu chương trình (Program documentation) Bước 6: Bảo trì chương trình (Program maintenance) Nhập môn CNTT&TT 253 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 254 N2K-HUST Bước 1. Đặc tả chương trình n n n n n Bước 2: Thiết kế chương trình n Xác định các mục tiêu của chương trình (các vấn đề cần giải quyết) Xác định các yêu cầu đầu ra Xác định các dữ liệu đầu vào Xác định các yêu cầu xử lý Lập tư liệu đặc tả chương trình n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 255 Xác định logic của chương trình bằng cách sử dụng cách tiếp cận top-down và mô-đun hóa sử dụng sơ đồ phân cấp Thiết kế chi tiết sử dụng lệnh giả (pseudocode) và/hoặc sử dụng lưu đồ (Flowchats), tốt nhất là trên cơ sở các cấu trúc điều khiển Kiểm tra thiết kế qua từng bước Nhập môn CNTT&TT 256 64 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Thuật giải (Algorithm) n n Các cách diễn đạt thuật giải Thuật giải là dãy các lập luận và thao tác cung cấp lời giải của một vấn đề, một bài toán. Các tính chất của thuật giải n n n n n n Tính chính xác: để đảm bảo kết quả tính toán hay các thao tác mà máy tính thực hiện được là chính xác. Tính rõ ràng: Thuật toán phải được thể hiện bằng các câu lệnh minh bạch; các câu lệnh được sắp xếp theo thứ tự nhất định. Tính khách quan: Một thuật toán dù được viết bởi nhiều người trên nhiều máy tính vẫn phải cho kết quả như nhau. Tính phổ dụng: Thuật toán không chỉ áp dụng cho một bài toán nhất định mà có thể áp dụng cho một lớp các bài toán có đầu vào tương tự nhau. Tính kết thúc: Thuật toán phải gồm một số hữu hạn các bước tính toán. Nhập môn CNTT&TT n n Diễn đạt thuật giải bằng lệnh giả Diễn đạt thuật giải bằng lưu đồ Diễn đạt thuật giải bằng chương trình 257 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 258 N2K-HUST Các ký hiệu dùng cho Lưu đồ (Flowchart) Đầu cuối (Terminal): chỉ ra bắt đầu và kết thúc chương trình Tiến trình (Process): Tính toán hoặc gán giá trị cho biến Các cấu trúc điều khiển n n n n Nhập/Xuất dữ liệu (Input/Output) Quyết định dựa theo điều kiện (Decision) Điểm kết nối Cấu trúc tuần tự Cấu trúc điều khiển lựa chọn: n n Cấu trúc điều khiển lặp: n n n Đường kết nối và chỉ trình tự thao Nhập môn CNTT&TT 259 tác Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN IF-THEN IF-THEN-ELSE CASE FOR DO-UNTIL DO-WHILE Nhập môn CNTT&TT 260 65 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Cấu trúc tuần tự Các cấu trúc rẽ nhánh (lựa chọn) IF-THEN Lệnh IF-THEN-ELSE No IF ( kiểm tra điều kiện) Yes No IF ( kiểm tra điều kiện) Yes Lệnh THEN (lệnh) THEN (lệnh) Nhập môn CNTT&TT 261 N2K-HUST ELSE (lệnh) Nhập môn CNTT&TT 262 N2K-HUST Cấu trúc nhiều lựa chọn CASE Cấu trúc lặp: FOR, Do-Until, Do-While Cấu trúc DO-UNTIL CASE Cấu trúc DO-WHILE điều kiện Case 1 Case 2 Case 3 Case 4 DO WHILE (kiểm tra điều kiện ) Các lệnh vòng lặp Các lệnh Các lệnh Các lệnh No Yes Các lệnh DO UNTIL (kiểm tra điều kiện ) No Các lệnh vòng lặp Yes Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 263 Nhập môn CNTT&TT 264 66 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Lệnh giả (pseudocode) Lưu đồ START Yes Tính Tiền mặt hàng = Giá mặt hàng x Số lượng Yes Giá mặt hàng >= 100.000 ? Thuế = Tiền mặt hàng * 10% No Thuế = Tiền mặt hàng * 12% Tiền của mặt hàng sau thuế = Tiền mặt hàng + Thuế ENDIF Tiền mặt hàng sau thuế = Tiền mặt hàng + Thuế Cộng Tiền mặt hàng sau thuế vào Tổng tiền ENDWHILE In Phiếu thanh toán END Còn hàng trong giỏ ? - Nhập Tên và giá mặt hàng - Nhập SL của mặt hàng THEN Thuế = Tiền mặt hàng * 10% ELSE Thuế = Tiền mặt hàng * 12% Cộng thêm Tiền của mặt hàng sau thuế vào Tổng tiền In Phiếu thanh toán STOP Nhập môn CNTT&TT 265 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT 266 N2K-HUST Bước 3: Viết mã chương trình n Khởi tạo Tổng tiền = 0 No Khởi tạo Tổng tiền = 0 DO WHILE còn hàng trong giỏ Nhập Tên mặt hàng Nhập Giá mặt hàng Nhập số lượng của mặt hàng Tiền mặt hàng = Giá mặt hàng * Số lượng IF Giá mặt hàng >= 100.000 đồng n START Bước 4: Kiểm thử chương trình n Chọn ngôn ngữ lập trình thích ứng Viết mã chương trình theo cú pháp n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 267 Chạy thử và phát hiện lỗi (lỗi cú pháp và lỗi logic) Chạy chương trình và gỡ rối (alpha testing) Chạy chương trình với dữ liệu thực (beta testing) Nhập môn CNTT&TT 268 67 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Bước 5: Lập tư liệu chương trình n n n Bước 6: Bảo trì chương trình Viết tư liệu cho người sử dụng Viết tư liệu cho người vận hành Viết tư liệu cho người lập trình n n Đảm bảo để chương trình chạy chính xác, năng suất và hiệu quả. Hai tiêu chuẩn bảo trì chương trình: Xác định và hiệu chỉnh các lỗi, làm cho chương trình dễ sử dụng và chuẩn hoá chương trình. n Có những thay đổi cần thiết theo thời gian. n Nhập môn CNTT&TT 269 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST 3. Các thế hệ của ngôn ngữ lập trình n n n n n 270 Ngôn ngữ máy Ngôn ngữ máy (machine language) Hợp ngữ (assembly language) Ngôn ngữ bậc cao (high-level language) Ngôn ngữ hướng vấn đề (problemoriented language) Ngôn ngữ tự nhiên (natural language) và ngôn ngữ lập trình trực quan (visual programming language) Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n 271 Là ngôn ngữ cơ sở của máy tính Được biểu diễn bằng các bit 0 và 1 Nhập môn CNTT&TT 272 68 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Hợp ngữ n n Ngôn ngữ bậc cao Ngôn ngữ lập trình bậc thấp Chương trình dịch hợp ngữ thành ngôn ngữ máy à assembler n n n Ngôn ngữ thủ tục FORTRAN, COBOL, BASIC, Pascal, C Chương trình dịch: Chương trình biên dịch (Compiler): dịch xong toàn bộ chương trình thành ngôn ngữ máy, sau đó máy tính thực hiện chương trình. n Chương trình thông dịch (Interpreter): dịch từng lệnh thành ngôn ngữ máy và thực hiện luôn. n Nhập môn CNTT&TT 273 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Ngôn ngữ hướng vấn đề n n Ngôn ngữ tự nhiên và ngôn ngữ lập trình trực quan Ngôn ngữ được thiết kế để giải các vấn đề xác định Các loại: n n n 274 n Ngôn ngữ truy vấn (Query Languages) Bộ tạo ứng dụng (Application Generators) n Ví dụ: SQL Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 275 Ngôn ngữ tự nhiên: Cho phép máy tính trao đổi thông tin trực tiếp với con người. Ngôn ngữ lập trình trực quan: Ví dụ: Visual Basic Nhập môn CNTT&TT 276 69 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Lập trình trực quan 4. Lập trình hướng đối tượng và trực quan n Lập trình hướng đối tượng - ObjectOriented Programming (OOP) n n Dữ liệu và các lệnh xử lý các dữ liệu đó được nhóm lại thành một đối tượng độc lập để có thể sử dụng trong các chương trình khác. n Đóng gói n Tính thừa kế n Tính đa hình n Ví dụ: C++, Java n Nhập môn CNTT&TT n 277 N2K-HUST Visual Programming Phương pháp tạo chương trình trong đó người lập trình kết nối các đối tượng bằng cách vẽ, trỏ và click trên các giản đồ và các biểu tượng và tương tác với lưu đồ Ví dụ: Visual BASIC, Visual C#,... Nhập môn CNTT&TT 278 N2K-HUST 5. Lập trình Internet n n n n n n n HTML - HyperText Markup Language XML - Extensible Markup Language VRML – Virtual Reality Modelling Language Java ActiveX Scripting Languages … Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN Hết bài 8 279 Nhập môn CNTT&TT 280 70 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Nội dung 1. 2. 3. 4. 5. Bài 9 Cơ sở dữ liệu Dữ liệu Tổ chức dữ liệu Cơ sở dữ liệu Các mô hình cơ sở dữ liệu Các kiểu cơ sở dữ liệu TS. Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT 281 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST 1. Dữ liệu n n 282 Cách nhìn về dữ liệu Dữ liệu bao gồm các yếu tố hay các quan sát về con người, địa điểm, vạn vật và các sự kiện. Các kiểu dữ liệu: n n n n n n n Số Ký tự Âm thanh Âm nhạc Hình ảnh Video … Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN Nhập môn CNTT&TT n n 283 Cách nhìn về vật lý: Tập trung vào dạng thức thực tế và nơi đặt dữ liệu. Cách nhìn về logic: Tập trung vào ý nghĩa và nội dung của dữ liệu. Nhập môn CNTT&TT 284 71 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 2. Tổ chức dữ liệu n n n n n Ví dụ Kiểu dữ liệu Ký tự (Character) là phần tử dữ liệu cơ bản nhất. Field (Trường): là tập bao gồm các ký tự có quan hệ với nhau. Ví dụ như Tên, Địa chỉ Record: (Bản ghi): tập hợp các trường có quan hệ với nhau File (Tệp): tập hợp các bản ghi có quan hệ với nhau Database (Cơ sở dữ liệu): Tập hợp các tệp có quan hệ với nhau Field Record File Ví dụ Họ tên Nguyễn Hoàng Long Họ tên, Ngày sinh, Quê quán, Số hiệu sinh viên Nguyễn Hoàng Long 02/06/1995 Hà Nội 20132567 (trường khóa) Tệp dữ liệu sinh viên Việt-Nhật K54 Database Cơ sở dữ liệu sinh viên ĐHBK HN Nhập môn CNTT&TT 285 N2K-HUST n 286 N2K-HUST Xử lý theo lô và xử lý thời gian thực n Nhập môn CNTT&TT 3. Cơ sở dữ liệu (CSDL) Xử lý theo lô (Batch processing): Dữ liệu được thu thập và tập hợp sau một khoảng thời gian xác định, khi đó mới xử lý tất cả cùng một lần. Xử lý thời gian thực (Real-time processing): dữ liệu được xử lý cùng lúc với các giao tác dữ liệu. n n CSDL là tập các dữ liệu được tích hợp – là các file hay các bản ghi có quan hệ logic với nhau CSDL có các ưu điểm: n n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 287 Chia sẻ tệp Tăng độ an toàn Rút gọn dữ liệu dư thừa Cải thiện tính toàn vẹn của dữ liệu Nhập môn CNTT&TT 288 72 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Hệ quản trị cơ sở dữ liệu n n Các thành phần của DBMS Hệ quản trị CSDL (DBMS - Database Management System): là phần mềm để tạo, biến đổi và truy cập cơ sở dữ liệu. Ví dụ: n n n n n n n Microsoft Access SQL Server My SQL Oracle n n Nhập môn CNTT&TT 289 N2K-HUST n n n n Nhập môn CNTT&TT 290 N2K-HUST 4. Các mô hình cơ sở dữ liệu n DBMS engine: cung cấp cầu nối giữa dữ liệu logic và dữ liệu vật lý. Hệ thống con định nghĩa dữ liệu: định nghĩa cấu trúc logic của CSDL bằng cách sử dụng từ điển dữ liệu. Hệ thống con thao tác dữ liệu: cung cấp các công cụ để duy trì và phân tích dữ liệu. Hệ thống con tạo ứng dụng: cung cấp các công cụ cho các dạng vào dữ liệu và các ngôn ngữ lập trình chuyên dụng. Hệ thống con quản trị dữ liệu: để quản lý CSDL, bao gồm: duy trì an toàn, cung cấp sự hỗ trợ khôi phục thảm họa và giám sát các thao tác CSDL. Cơ sở dữ liệu phân cấp Cơ sở dữ liệu phân cấp Cơ sở dữ liệu mạng Cơ sở dữ liệu quan hệ Cơ sở dữ liệu đa chiều Cơ sở dữ liệu hướng đối tượng Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 291 Tên cảng hàng không Nội Bài Huế Cát Bi Tên chuyến bay VN612 VN420 VN714 Ngày bay 8/12 10/12 12/12 Số ghế 1A 1B 1C Nhập môn CNTT&TT 292 73 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Cơ sở dữ liệu mạng Cơ sở dữ liệu quan hệ Môn học Vật lý ICT Toán Giáo viên Dr. A Dr. B Dr. C Sinh viên Sinh viên 1 Sinh viên 2 Sinh viên 3 Sinh viên 4 Sinh viên 5 Nhập môn CNTT&TT 293 N2K-HUST Sinh viên Số hiệu sinh viên Sách Mã sách Mượn/trả Số hiệu sinh viên Họ tên sinh viên Tên sách Mã sách Ngày sinh Nơi sinh Tác giả Ngày mượn Nhập môn CNTT&TT Năm xuất bản Ngày cấp Ngày hết hạn Ngôn ngữ Ngày trả 294 N2K-HUST 5. Các kiểu cơ sở dữ liệu n n n n n CSDL cá nhân: dùng cho một người CSDL dùng chung: được dùng chung chia sẻ bởi nhiều người trong công ty CSDL phân tán: phân bố ở các vị trí địa lý khác nhau, được truy nhập thông qua các đường truyền thông CSDL độc quyền: sẵn dùng với các thuê bao (ngân hàng dữ liệu) CSDL Web: được sử dụng bởi các WebSite được tập hợp và lưu lại bởi các công cụ tìm kiếm Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN Hết bài 9 295 Nhập môn CNTT&TT 296 74 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Nội dung 1. Các thành phần của hệ thống thông tin 2. Phân loại hệ thống thông tin 3. Phân tích và Thiết kế Hệ thống thông tin Bài 10 Hệ thống thông tin TS. Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT 297 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST 1. Các thành phần của hệ thống thông tin 2. Các hệ thống thông tin n n n n n n 298 Con người (People, end users) Các thủ tục (Procedures) Phần cứng (Hardware) Phần mềm (Software) Dữ liệu (Data) n n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 299 Hệ thống xử lí giao tác: cho quản lý giám sát Hệ thống thông tin quản lý: cho quản lý mức trung gian Hệ thống hỗ trợ quyết định: cho quản lý mức trung gian Hệ thống hỗ trợ điều hành: cho quản lý mức đỉnh Nhập môn CNTT&TT 300 75 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 3. Phân tích và Thiết kế hệ thống n n n n n n Vòng đời phát triển hệ thống Pha 1: Khảo sát sơ bộ Pha 2: Phân tích hệ thống Pha 3: Thiết kế hệ thống Pha 4: Phát triển hệ thống Pha 5: Triển khai hệ thống Pha 6: Bảo trì hệ thống 1. Khảo sát sơ bộ 6. Bảo trì hệ thống 2. Phân tích hệ thống 5. Triển khai hệ thống 3. Thiết kế hệ thống 4. Phát triển hệ thống Nhập môn CNTT&TT 301 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT N2K-HUST Pha 1: Khảo sát sơ bộ n n n n 302 Pha 2: Phân tích hệ thống Phân tích sơ bộ Đề xuất các giải pháp Mô tả chi phí và lợi ích Đưa ra kế hoạch sơ bộ Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n n 303 Thu thập dữ liệu Phân tích dữ liệu Viết báo cáo Nhập môn CNTT&TT 304 76 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Pha 3: Thiết kế hệ thống n n n Pha 4: Phát triển hệ thống Thiết kế sơ bộ Thiết kế chi tiết Viết báo cáo n n n Nhập môn CNTT&TT 305 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n 306 N2K-HUST Pha 5: Triển khai hệ thống n Phát triển phần mềm (viết hoặc mua) Phần cứng Tích hợp và Kiểm thử hệ thống Pha 6: Bảo trì hệ thống Chuyển sang hệ thống mới Đào tạo người sử dụng Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n n 307 Kiểm định Đánh giá định kỳ Nhập môn CNTT&TT 308 77 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST Hết Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 309 78 [...]... 0101 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN Hết bài 3 115 Nhập môn CNTT&TT 116 29 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT Nội dung 1 Cấu trúc cơ bản của máy tính 2 CPU 3 Bộ nhớ 4 Hệ thống vào-ra 5 Bus liên kết hệ thống 6 Tập lệnh 7 Hoạt động của máy tính Bài 4 Kiến trúc máy tính TS Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT 117 N2K-HUST Nhập môn. .. Hệ thống vào-ra Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 119 Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit): Điều khiển hoạt động của máy tính và xử lý dữ liệu Bộ nhớ (Memory): Chứa các chương trình và dữ liệu Vào-ra (Input/Output): Trao đổi thông tin giữa máy tính với bên ngoài Bus liên kết hệ thống: Kết nối và vận chuyển thông tin giữa các thành phần với nhau Nhập môn CNTT&TT 120 30 Nhập môn CNTT&TT... (Flash) Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN Chức năng: Trao đổi thông tin giữa máy tính với thế giới bên ngoài Các thao tác cơ bản: Các thành phần chính: n n 131 Vào dữ liệu (Input) Ra dữ liệu (Output) Các thiết bị vào-ra Các mô-đun vào-ra Nhập môn CNTT&TT 132 33 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Cấu trúc cơ bản của hệ thống vào-ra Các thiết bị vào-ra n bus hệ thống Cổng vàora... bị vào-ra cơ bản 5 Bus liên kết hệ thống n Chức năng: nối ghép các thiết bị vào-ra với máy tính Mỗi mô-đun vào-ra có một hoặc một vài cổng vào-ra (I/O Port) Mỗi cổng vào-ra được đánh một địa chỉ xác định Các thiết bị vào-ra được kết nối và trao đổi dữ liệu với máy tính thông qua các cổng vào-ra Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN n Bus: tập hợp các đường kết nối dùng để vận chuyển thông tin. .. trừ 5 Phép nhân 6 Phép chia 7 Các phép toán logic Bài 3 Các phép toán số học và logic TS Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 99 Nhập môn CNTT&TT 100 25 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 1 Cộng số nguyên không dấu Ví dụ cộng số nguyên không dấu Nhập môn CNTT&TT n n 57 34 91 = = + + 209 73 282 = 1101 0001 = + 0100 1001 1 0001... Mô-đun vào-ra Cổng vàora nối ghép với CPU và bộ nhớ chính n Thiết bị ngoại vi n n n Mô-đun vào-ra Cổng vàora 133 N2K-HUST Nhập môn CNTT&TT n n 134 N2K-HUST Mô-đun vào-ra n Thiết bị vào: bàn phím, chuột, máy quét Thiết bị ra: màn hình, máy in Thiết bị nhớ: các ổ đĩa Thiết bị truyền thông: MODEM Thiết bị ngoại vi Nhập môn CNTT&TT n Chức năng: chuyển đổi dữ liệu giữa bên trong và bên... + 1 = 185 Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 55 Nhập môn CNTT&TT 56 14 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Trục số học với n = 8 bit Với n = 16 bit, 32 bit, 64 bit Trục số học: 0 1 n 2 n= 16 bit: dải biểu diễn từ 0 đến 65535 (216 – 1) 255 3 n n Trục số học máy tính: 254 255 0 1 n 2 n 3 n n n n Nhập môn CNTT&TT = 65535 Nhập môn CNTT&TT 58 Số bù chín và Số bù... định sẵn Đơn vị số học và logic (Arithmetic and Logic Unit - ALU): thực hiện các phép toán số học và phép toán logic Tập thanh ghi (Register File - RF): lưu giữ các thông tin tạm thời phục vụ cho hoạt động của CPU Đơn vị nối ghép bus (Bus Interface Unit - BIU) kết nối và trao đổi thông tin giữa bus bên trong (internal bus) và bus bên ngoài (external bus) Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 123 n ... DM-2, D2, D1, D0 M thường là 8, 16, 32, 64,128 bit n Các tín hiệu phát ra từ CPU để điều khiển bộ nhớ và hệ thống vào-ra Các tín hiệu yêu cầu từ hệ thống vào-ra gửi đến CPU Ví dụ: Các bộ xử lý Pentium có bus dữ liệu 64 bit Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 139 Nhập môn CNTT&TT 140 35 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST 6 Tập lệnh n n n n Các thành phần của lệnh máy... n Dung lượng không lớn n Sử dụng bộ nhớ bán dẫn: ROM và RAM n CPU Bộ nhớ trong Bộ nhớ ngoài n Các loại bộ nhớ trong: n n Nhập môn CNTT&TT Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 127 Bộ nhớ chính Bộ nhớ cache (bộ nhớ đệm) Nhập môn CNTT&TT 128 32 Nhập môn CNTT&TT 8 September 2013 N2K-HUST N2K-HUST Bộ nhớ chính (Main Memory) Chứa các chương trình và dữ liệu đang được CPU sử dụng Tổ chức thành các ngăn nhớ