Tong quan ve MTDT va Tin hoc

1
TIN HỌC


Phần 1
MỘT SỐ KIẾN THỨC CHUNG VỀ TIN HỌC
2
A. MỤC TIÊU
3
B. PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp thuyết trình
Phương pháp đặt vấn đề
4
CHƯƠNG 1. THÔNG TIN VÀ XỬ LÝ THÔNG TIN
1.1.1. Thông tin.
1.1.2. Xử lý thông tin.
- Sơ đồ tổng quát của quá trình xử lý thông tin
- Xử lý thông tin trên máy tính điện tử
1.1.3. Tin học.
- Các lĩnh vực nghiên cứu của tin học
- Ứng dụng của tin học
- MTĐT và lịch sử phát triển
5
Thông tin (Information): Là sự hiểu biết của con người về một sự kiện, một hiện tượng nào đó thu nhận được qua nghiên cứu, trao đổi, nhận xét, học tập, truyền thụ, cảm nhận...
Giá mang tin là các vật thể có thể mang được thông tin.
Tín hiệu (Signal) là sự thể hiện vật lý của thông tin.
Tri thức (Knowledge) là những hiểu biết có ý nghĩa khái quát về các mối quan hệ giữa các thuộc tính, các sự vật, hiện tượng, mang tính “quy luật” do con người thu nhận được qua phân tích, lý giải, suy luận, ...
1.1.1 Thông tin
6
Dữ liệu: Là hình thức thể hiện của thông tin trong mục đích thu nhập, lưu trữ và xử lý. Thông tin luôn mang một ý nghĩa xác định còn dữ liệu là các dữ kiện không có ý nghĩa rõ ràng nếu nó không được tổ chức và xử lý (Dữ liệu là thông tin đã được đưa vào máy tính)
Đơn vị đo thông tin: Trong tin học, đơn vị đo thông tin là Bit (Binary digit) - một bit là một số nhị phân nhận giá trị 0 hoặc 1.
1.1.1 Thông tin (tt)
7
1.1.2. Xử lý thông tin.
Xử lý thông tin là tìm ra những dạng thể hiện mới của thông tin phù hợp với mục đích sử dụng.
Sơ đồ tổng quát của quá trình xử lý thông tin
8
Xử lý thông tin trên máy tính điện tử
- Trước hết, chương trình cần thực hiện được được nạp vào bộ nhớ.
- Người sử dụng nhập dữ liệu vào thông qua các thiết bị nhập liệu, dữ liệu được lưu trữ vào bộ nhớ.
- Máy thao tác xử lý dữ liệu, ghi kết quả trong bộ nhớ.
- Đưa kết quả từ bộ nhớ ra ngoài nhờ các thiết bị xuất (màn hình, máy in,...)
1.1.2. Xử lý thông tin (tt)
9
1.1.3. Tin học.
Tin học là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp và quá trình xử lý thông tin một cách tự động dựa trên các phương tiện kỹ thuật mà hiện nay phương tiện đó là MTĐT.
Các lĩnh vực nghiên cứu của tin học
Khía cạnh khoa học: nghiên cứu các phương pháp xử lý thông tin một cách tự động.
Khía cạnh kỹ thuật: nghiên cứu công nghệ chế tạo các thiết bị MTĐT cũng như sản xuất các phần mềm hệ thống và ứng dụng.
Ứng dụng của tin học
Tin học được ứng dụng vào các ngành giáo dục, sản xuất và kinh tế làm tăng hiệu quả của các ngành này. Thông tin là của cải và tin học giúp con người khai thác nguồn của cải đó.
Tin học với tư cách là một ngành công nghiệp cũng sản xuất ra các sản phẩm của mình: MTĐT và những chương trình giúp máy hoạt động...
10
1.1.3. Tin học (tt)
Máy tính điện tử và lịch sử phát triển:
MTĐT là một thiết bị xử lý thông tin tự động dưới sự điều khiển của một chuỗi lệnh cho trước (chương trình), được cấu tạo chủ yếu bằng các mạch điện tử và các thiết bị cơ khí.
11
Thế hệ thứ nhất (1950 - 1959): máy tính dùng đèn điện tử; kích thước rất lớn; tốc độ khoảng 300 - 3.000 phép tính/s.
Thế hệ thứ hai (1959 - 1963): máy tính dùng thiết bị bán dẫn; Kích thước máy còn lớn, tốc độ tính khoảng 10.000 -100.000 phép tính/s.
Thế hệ thứ ba (1964 - 1974): máy tính được gắn các bộ vi xử lý bằng vi mạch điện tử cỡ nhỏ có thể có được tốc độ tính khoảng 100.000 - 1 triệu phép tính/s.
Thế hệ thứ tư (1974 đến nay): máy tính bắt đầu có các vi mạch đa xử lý có tốc độ tính hàng chục triệu đến hàng tỷ phép tính/s.
1.1.3. Tin học (tt)
12
Chương 2: CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA HỆ THỐNG MÁY TÍNH
1.2.1. Phần cứng.
- CPU, Memory, Thiết bị ngoại vi
1.2.2. Phần mềm.
- Khái niệm
Ngôn ngữ máy
Ngôn ngữ lập trình
13
1.2.1. Phần cứng.
Phần cứng là toàn bộ linh kiện, mạch và thiết bị cấu tạo nên máy tính.
Cấu trúc cơ bản của MTĐT:
14
a. CPU (Central Processing Unit: Khối xử lý trung tâm)
CPU là bộ não của máy tính, chức năng của nó là thực hiện chương trình lưu trong bộ nhớ trong bằng cách đọc từng lệnh ra khảo sát và thực hiện lần lượt các lệnh.
CPU gồm 2 bộ phận xử lý:
CU (Control Unit: Bộ điều khiển): có chức năng xác định vị trí của lệnh kế tiếp.
ALU (Arithmetic Logic Unit: Bộ số học và logic): ALU thực hiện hầu hết các thao tác, các phép tính quan trọng trong hệ thống: đó là các phép tính số học (+, -, *, /), các phép toán logic (AND, OR, NOT, XOR) và các phép toán quan hệ (>, <, >=, <=, =) đối với các dữ liệu mà máy tính sử dụng.
1.2.1. Phần cứng (tt)
15
1.2.1. Phần cứng (tt)
b. Memory
Bộ nhớ là thiết bị để lưu trữ thông tin tạm thời và là nơi mà chương trình được thực thi. Để đánh giá bộ nhớ ta dựa vào 2 yếu tố cơ bản là dung lượng bộ nhớ và thời gian truy xuất.
Bộ nhớ có 2 loại:
Bộ nhớ trong (Main memory: Bộ nhớ chính): là nơi dùng để ghi chương trình và dữ liệu trong thời gian xử lý.
Bộ nhớ ngoài (Secondary Memory: Bộ nhớ phụ): Có thể lưu trữ thông tin vĩnh viễn với khối lượng lớn. Hiện nay các bộ nhớ ngoài thông dụng là đĩa cứng (Hard disk), đĩa mềm (Floppy disk), đĩa quang ( đĩa CD).
16
c. Thiết bị ngoại vi
Là các thiết bị làm nhiệm vụ giao tiếp giữa hệ vi xử lý CPU và môi trường bên ngoài: màn hình, bàn phím, máy in, mouse,..
Thiết bị vào: Bàn phím, chuột, máy quét, micro, camera,...
Thiết bị ra: màn hình, máy in, máy vẽ, loa,...
1.2.1. Phần cứng (tt)
17
1.2.2. Phần mềm.
Khái niệm
Phần mềm là toàn bộ các chương trình có chức năng điều khiển máy tính hoạt động.
Phần mềm được chia thành 4 loại:
Phần mềm hệ thống : Tổ chức và điều hành tự động công việc MT như : MS_DOS, Windows,…
Phần mềm ứng dụng : Là những chương trình được viết ra để đáp ứng yêu cầu của người sử dụng như : Winword, Excel, các chương trình quản lý,…
18
Phần mềm công cụ: Là các chương trình hỗ trợ cho việc tạo ra các phần mềm khác.
Chức năng: dịch tự động các giải thuật viết theo một hệ thống quy ước nào đó thành các chương trình thực thi; hỗ trợ tổ chức dữ liệu; phát hiện lỗi và sửa lỗi….
Ví dụ: Turbo Pascal; Turbo C; Visual studio.NET; SQL Server,…
Phần mềm tiện ích: Giúp cải thiện hiệu quả công việc khi làm việc với máy tính. Ví dụ: phần mềm diệt Virus, sao lưu dữ liệu; nén dữ liệu,…
1.2.2. Phần mềm (tt)
19
Ngôn ngữ máy
Ngôn ngữ máy là toàn bộ các lệnh, các dữ liệu, các thủ tục,.. vv theo một nguyên tắc đã định, được đưa vào máy tính để thực hiện. Ngôn ngữ máy là ngôn ngữ trực tiếp mà máy tính hiểu được để thực hiện các việc mà con người giao cho. Ngôn ngữ này này được biểu diễn bằng các số nhị phân, tùy theo thiết kế phần cứng mà mỗi loại máy có một ngôn ngữ máy thích hợp.
1.2.2. Phần mềm (tt)
20
1.2.2. Phần mềm (tt)
Ngôn ngữ lập trình
Như ta đã biết, ngôn ngữ máy chỉ biểu diễn bằng các số nhị phân 0, 1 nên rất khó hiểu chỉ những chuyên gia lập trình viết. Để sự giao tiếp giao tiếp giữa người và máy dễ dàng hơn cần có ngôn ngữ cho phép người lập trình viết các chương trình gần với ngôn ngữ tự nhiên hơn đó là ngôn ngữ lập trình.
21
CHƯƠNG 3. BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ
1.3.1. Hệ đếm
1.3.2. Biểu diễn dữ liệu
22
1.3.1. Hệ đếm
Hệ đếm: là tập hợp các ký hiệu và qui tắc sử dụng tập ký hiệu đó để biểu diễn và xác định các giá trị các số.
Cơ số (ký hiệu là b): tổng số ký số của mỗi hệ đếm.
Trong lĩnh vực kỹ thuật hiện nay phổ biến 4 hệ đếm như sau:
23
Các phép toán trong hệ nhị phân
Phép toán số học:
1.3.1. Hệ đếm
Phép toán logic
24
1.3.2. Biểu diễn dữ liệu
1) Biểu diễn số
a. Biểu diễn số nguyên
Với 1 từ gồm 4 bit, ta biểu diễn 8 số nguyên dương đầu tiên trong hệ thập phân và mã hoá sang hệ nhị phân:
Thập phân Nhị phân
0 0000
1 0001
2 0010
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
7 0111
Trong 4 bit này ký số 0 nằm đầu tiên không mang giá trị số học.
Quy ước: Giá trị số học cho ký số 1 đứng đầu là số âm.
25
Biểu diễn các số nguyên âm từ -1 đến -8:
Thập phân Nhị phân
-1 1111
-2 1110
-3 1101
-4 1100
-5 1011
-6 1010
-7 1001
-8 1000
==> Như vậy, với một từ 4 bit, có thể biểu diễn các số nguyên từ -8 đến 7. Tương tự với từ 8 bit, 16 bit,...
Tổng quát: Với từ n bit ta có thể biểu diễn được các số nguyên trong phạm vi từ: -2n đến 2n - 1
1.3.2. Biểu diễn dữ liệu (tt)
26
Viết theo nguyên tắc bù 2:
Cho 1 số N biểu diễn dưới dạng nhị phân.
Phủ định của N.
Cộng 1 cho bit cuối cùng ta được -N.
1.3.2. Biểu diễn dữ liệu (tt)
27
b. Biểu diễn số thực
Một số thực được biểu diễn như sau:
1.3.2. Biểu diễn dữ liệu (tt)
Việc biểu diễn trong máy tính của phần định trị và phần mũ được thực hiện giống như biểu diễn số nguyên nói trên. Giá trị của số thực được tính theo công thức: A*10X
28
2) Biểu diễn ký tự
Để biểu diễn các ký tự, người ta dùng một dãy nhị phân gồm n bít để biểu diễn 2n các ký tự khác nhau. Mỗi trạng thái của dãy nhị phân nói trên sẽ biểu diễn một ký tự. Một quy ước trên n bít sẽ cho ta một tập hợp 2n ký tự và nó được gọi là một bảng mã.
Ví dụ: Bảng mã ASCII sử dụng 8 bit để biểu diễn một ký tự.
1.3.2. Biểu diễn dữ liệu (tt)
29
1.3.2. Biểu diễn dữ liệu (tt)
3) Biểu diễn hình ảnh
Chúng ta thấy rằng, mỗi hình ảnh được tạo nên từ một tập hợp các điểm và một điểm thì có thể biểu diễn bằng 4 thành phần: Màu đỏ (R), màu xanh lá cây (G), màu xanh dương (B) và độ sáng (I). Như vậy, một cách đơn giản ta có thể dùng một bit để biểu diễn cho một thành phần và hiển nhiên, để biểu diễn một điểm ta phải sử dụng 4 bit.
Ví dụ:
30
1.3.2. Biểu diễn dữ liệu (tt)
4) Biểu diễn âm thanh
Chúng ta thấy rằng, mỗi âm thanh được tạo nên từ 2 thành phần: cao độ và trường độ. Vì vậy, để biểu diễn âm thanh người ta dùng một dãy các cặp số và mỗi cặp số gồm một số mô tả cao độ và một số mô tả trường độ. Tuy nhiên cách mô tả như trên thì chất lượng âm thanh rất kém. Để có âm thanh trung thực hơn người ta đã dùng phương pháp mô tả sóng âm. Tất nhiên phương pháp này đòi hỏi khối lượng dữ liệu khá lớn.
31
Nêu cách lưu trữ thông tin trong máy tính điện tử?
Nêu các khái niệm: tin học, thông tin, dữ liệu?
Nêu vai trò của tin học trong đời sống hiện nay?
Nêu cấu trúc của hệ xử lý thông tin truyền thống?
Có bao nhiêu loại phần mềm? Mỗi loại cho ít nhất 3 ví dụ
Câu hỏi bài tập phần 1