Xem mẫu
- 1
- 2
- LỜI NÓI ĐẦU
Nắm vững các kĩ năng cơ bản về Tin học là một trong những yêu cầu cần
thiết của bất cứ một nhân viên nào làm việc trong thời đại công nghệ số.
Chính vì vậy, những kĩ năng này còn là một trong những yêu cầu khắt khe
chuẩn đầu ra của tất cả các trường đang đào tạo các lĩnh vực khác nhau
trong xã hội. Các kĩ năng cơ bản của Tin học nói trên bao gồm những hiểu
biết căn bản về máy tính, tin học, phần cứng, phần mềm, các kĩ năng sử dụng
hệ điều hành, Internet và các kĩ năng chuyên sâu về Tin học văn phòng. Để
bắt kịp với xu thế đổi mới không ngừng về công nghệ cũng như để sinh viên
có thể đáp ứng được những yêu cầu khắt khe của xã hội về kĩ năng số, tập thể
giảng viên của Bộ môn Tin học, Khoa Hệ thống Thông tin Kinh tế biên soạn
và trân trọng giới thiệu cuốn “Giáo trình Tin học Đại cương”.
Giáo trình Tin học Đại cương được biên soạn cho sinh viên các hệ đại
học và cao đẳng thuộc các chuyên ngành khác nhau của trường Đại học
Thương mại. Mục đích của giáo trình nhằm mang lại cho sinh viên các kiến
thức cơ bản cũng như các kĩ năng cần thiết của Tin học như: Các khái niệm
chung về máy tính điện tử, sự hoạt động của hệ điều hành, các kĩ năng cơ
bản để soạn thảo và tính toán, cũng như các hiểu biết chung về mạng máy
tính và Internet.
Nội dung giáo trình được cấu trúc bao gồm 5 chương:
Chương 1: Những khái niệm cơ bản của Tin học. Chương này trình bày
khái quát kiến thức về thông tin, tin học, máy tính điện tử, máy vi tính và các
khái niệm liên quan.
Chương 2: Hệ điều hành cho máy tính điện tử. Chương này trình bày
các kiến thức cơ bản của hệ điều hành, cách sử dụng hệ điều hành và cách
thức quản lý tệp, thư mục trên máy tính.
Chương 3: Hệ soạn thảo văn bản MS Word. Chương này trình bày chi
tiết các kĩ năng cần thiết để có thể tạo, lưu và hiệu chỉnh các văn bản thông
thường cũng như việc xử lý các tài liệu có sẵn thông qua việc sử dụng công
cụ MS Word.
3
- Chương 4: Bảng tính điện tử MS Excel. Chương này hướng dẫn chi tiết
cách thức nhập, xử lý dữ liệu thông qua việc sử dụng các công cụ của phần
mềm MS Excel.
Chương 5: Mạng máy tính. Chương này giới thiệu các khái niệm cơ
bản về mạng, Internet và LAN. Ngoài ra, các thao tác cơ bản để có thể sử
dụng mạng và Internet trong công việc văn phòng cũng được trình bày
trong chương này.
Giáo trình được tập thể tác giả biên soạn đã bám sát với đề cương
được soạn theo chương trình khung của Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành,
đồng thời có tham khảo và cập nhật các kiến thức theo xu hướng đổi mới và
thay đổi về mặt công nghệ thông tin cho phù hợp với tình hình thực tiễn của
xã hội. Tham gia biên soạn giáo trình gồm các tác giả:
• TS. Nguyễn Thị Thu Thủy, chủ biên và biên soạn chương 1
• Ths. Ngô Duy Thắng biên soạn chương 2
• Ths. Đinh Thị Hà và Ths. Nguyễn Hằng Giang biên soạn chương 3
• Ths. Nguyễn Hưng Long và Ths. Nghiêm Thị Lịch biên soạn chương 4
• Ths. Đặng Minh Tuyền và Ths. Cù Nguyên Giáp biên soạn chương 5.
Chúng tôi xin cảm ơn các đồng nghiệp đã có các công bố, các giáo trình,
sách và tài liệu liên quan để chúng tôi có thể tham khảo cho giáo trình của
mình. Trong quá trình biên soạn, mặc dù chúng tôi đã cố gắng tuy nhiên khó
có thể tránh khỏi thiếu sót. Rất mong các đồng nghiệp, sinh viên đóng góp ý
kiến để giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn.
CÁC TÁC GIẢ
4
- Chương 1
NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA TIN HỌC
1.1. Thông tin trong máy tính điện tử
1.1.1. Khái niệm chung về thông tin
Khái niệm thông tin (information) được hiểu và sử dụng theo nhiều
cách khác nhau tùy thuộc vào mức độ nhận thức khác nhau của người dùng.
Thuật ngữ thông tin được sử dụng hàng ngày, và có thể hiểu một cách đơn
giản thông tin là những gì cung cấp cho con người các hiểu biết về lĩnh vực
hoặc đối tượng mình đang quan tâm. Thông tin còn mang lại cho con người
sự hiểu biết, nhận thức tốt hơn, đúng hơn về những đối tượng trong thiên
nhiên, trong đời sống xã hội… và thông tin còn giúp cho con người giải
quyết các công việc của mình một cách có hiệu quả nhất. Hay nói cách
khác, thông tin có thể được hiểu là nguồn gốc của sự nhận thức và là cơ sở
để ra quyết định trong mọi công việc của con người.
Thông tin có thể hiểu là các bản tin hay thông báo nhằm mang lại
sự hiểu biết nào đó cho đối tượng nhận tin.
Thông tin được biểu diễn dưới nhiều dạng khác nhau như: các kí hiệu
chữ viết; các dòng năng lượng như sóng điện từ, sóng âm, sóng ánh sáng;...
Các cấu trúc vật chất này được gọi là vật mang tin (Ví dụ tờ báo, quyển
sách, bảng viết, đĩa mềm, đĩa cứng, USB… đều là vật mang tin).
Thông tin được biểu diễn trong máy tính bằng các tín hiệu vật lý, và khi
quy ước biểu diễn này sẽ là một dãy các bit nhị phân.
Chú ý: Sự biểu diễn này chỉ mang tính quy ước. Ví dụ: Trong máy tính
điện tử, nhóm 8 chữ số 01000001 nếu là số sẽ thể hiện số 65, còn nếu là chữ
sẽ là chữ "A".
Dữ liệu (Data): Là các con số, các kí tự, hình ảnh, hoặc các kí hiệu, …
mà việc xử lý nó được thực hiện bởi con người hoặc máy tính. Các đối
tượng này được lưu trữ, chuyển hóa thành các tín hiệu điện và ghi trên các
thiết bị truyền thông như đĩa từ, băng từ,… Đôi khi dữ liệu còn được hiểu là
các thông tin “thô” (chưa được xử lí) ở trên máy tính.
5
- Thông tin có thể được phát sinh, được tìm kiếm, được truyền, được lưu
trữ, được xử lý, được sao chép, vì thế thông tin có thể bị phá hủy hoặc sai
lệch, biến dạng. Các công việc như: thu thập, lưu trữ, chế biến, sao chép,
hủy bỏ, truyền… được gọi là quá trình xử lý thông tin.
1.1.2. Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
a. Hệ đếm
Hệ đếm là tập hợp các ký hiệu và các quy tắc để biểu diễn và xác định
giá trị của các số. Một hệ đếm thường có các đặc trưng sau:
• Thể hiện một tập các số có ích (ví dụ như các số nguyên, hoặc các số
hữu tỉ).
• Tất cả các số đều có duy nhất một cách biểu diễn (hoặc ít nhất có
một chuẩn để biểu diễn số đó).
• Phản ánh được cấu trúc toán học trong các con số.
Ví dụ, hệ đếm decimal (hệ thập phân) thể hiện số hữu tỉ ví dụ như 2.31
cũng có thể viết thành 2.310, hay 2.3100,..
Thông qua việc biểu diễn các số với các hệ đếm, chúng ta sẽ hiểu được
việc thông tin được lưu trữ ở trên máy tính như thế nào. Trên thực tế, con
người đã sử dụng hai loại hệ đếm, đó là hệ đếm định vị và hệ đếm không
định vị.
Hệ đếm không định vị: Là hệ đếm mà giá trị của các kí hiệu được biểu
diễn trong số không phụ thuộc vào vị trí của nó trong số đó. Ví dụ trong hệ
đếm La Mã dùng ký hiệu X là ký hiệu số 10 trong hệ thập phân, như vậy
XX được hiểu là 20.
Hệ đếm định vị: Là hệ đếm mà giá trị của các kí hiệu biểu diễn trong số
phụ thuộc vào vị trí của nó ở trong số đó. Ví dụ trong hệ đếm thập phân số
999 thì chữ số 9 thứ nhất (từ trái sang phải) có giá trị 9 trăm, chữ số 9 thứ
hai có giá trị 9 chục, chữ số 9 thứ ba có giá trị 9 đơn vị.
Lưu ý: Trong tin học chỉ dùng hệ đếm định vị.
Hệ đếm cơ số 10 (Hệ thập phân)
Là hệ đếm mà sử dụng 10 kí hiệu số: 0, 1, 2,.. 9 để biểu diễn các số bất
kì. Hệ thập phân là một hệ đếm định vị (positional numeral system), bao
gồm hàng đơn vị, hàng chục, hàng trăm,… Vị trí của một con số ám chỉ một
6
- phép nhân (mũ 10) với con số ở vị trí đó, và mỗi con số về bên trái, có giá
trị gấp mười lần con số kế bên, ở bên phải.
Ví dụ: 5246 = 5 x 103 + 2 x 102 + 4 x 101 + 6 x 100
= 5 x 1000 + 2 x 100 + 4 x 10 + 6 x 1
Hệ đếm cơ số q bất kỳ (hệ đếm tổng quát)
Là hệ đếm mà sử dụng q chữ số (hoặc kí tự): 0,1,2,…,q-1 để biểu diễn
các số bất kì.
Biểu thức tính giá trị một số từ hệ đếm q tổng quát sang giá trị số thông
thường (ở hệ thập phân):
Tính giá trị một số nguyên: Một số nguyên hệ đếm q gồm n+1 chữ số,
ký hiệu là (anan-1…a1a0)q . Giá trị của nó được tính theo biểu thức sau đây:
(anan-1…a1a0)q=an.qn+an-1.qn-1+…+a1q1+a0.q0
Trong đó ai ∈ { 0,1,2…,q-1 }; i ∈ {0,…,n }
Tính giá trị một số bất kì ở hệ đếm q: Một số hệ đếm q gồm n+1 chữ
số phần nguyên, m chữ số lẻ, ký hiệu là (anan-1…a1a0,a-1a-2…a-m)q. Giá trị của
nó được tính theo biểu thức sau đây:
(anan-1…a1a0,a-1a-2…a-m)q=an.qn+an-1.qn-1+…+a1q1+a0.q0+a-1.q-1+…+a-mq-m
Trong đó ai ∈ { 0,1,2…,q-1 }; i ∈ {-m,…,n }
Hệ nhị phân (còn gọi là hệ cơ số 2)
Hệ nhị phân là một hệ đếm dùng hai ký hiệu (0 và 1) để biểu đạt một
giá trị số. Giá trị của số bằng tổng số các lũy thừa của 2. Trong máy tính hai
kí hiệu 0 và 1 thường được dùng để biểu diễn hai giá trị hiệu điện thế tương
ứng: có hiệu điện thế, hoặc hiệu điện thế cao là 1; không có, hoặc hiệu điện
thế thấp là 0. Do có ưu điểm tính toán đơn giản, dễ dàng thực hiện về mặt
vật lý, chẳng hạn như trên các mạch điện tử, nên hệ nhị phân đã trở thành
một phần kiến tạo căn bản trong các máy tính.
Biểu thức tính giá trị một số ở hệ nhị phân chuyển đổi thành hệ
thập phân: Cách tính này được áp dụng như ở hệ tổng quát q (q=2). Nghĩa
là nếu ta có giá trị một số nguyên ở hệ nhị phân gồm n+1 chữ số, ký hiệu là
(anan-1…a1a0)10 thì giá trị của nó (ở hệ thập phân) được tính theo biểu thức
sau đây:
7
- (anan-1…a1a0)2=an.2n+an-1.2n-1+…+a121+a0.20 (hệ thập phân)
Trong đó ai ∈ { 0,1 } ; i ∈ {0,…,n }.
Ví dụ: Số 10101 (hệ 2) thì chuyển sang hệ thập phân sẽ là:
10101(2) = 1*24 + 0*23 + 1*22 + 0*21 + 1*20
= 16 + 0 + 4 + 0 + 1 = 21(10)
Hệ bát phân (hệ cơ số 8)
Hệ bát phân là một hệ đếm sử dụng các kí hiệu số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
để biểu diễn một giá trị số. Quy tắc tính giá trị của một số bất kì (chuyển
sang số ở hệ thập phân) cũng được tuân thủ theo công thức tính giá trị ở hệ
số q tổng quát nói trên (ở đây q=8).
Ví dụ:
1307.18 = 1*83 + 3*82 + 0*81 + 7*80 + 1*8-1 = 711.12510
Hệ cơ số 16 (còn gọi là hệ thập lục phân - hệ hexa)
Trong toán học và trong khoa học điện toán, hệ hexa (hay hệ đếm cơ số
16), là một hệ đếm có 16 ký hiệu: từ 0 đến 9 và A đến F (chữ hoa và chữ
thường như nhau) đó là:
Hệ 16 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
Hệ 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Biểu thức tính giá trị một số (khi chuyển giá trị sang hệ thập phân):
Được tính như ở hệ tổng quát q với q =16.
Ví dụ: 4F16 = 7910(=4*161+15*160), và biểu thị nhị phân của 4F16=
010011112 (vì 416 = 01002, F16 = 11112).
b. Chuyển đổi cơ số
• Chuyển từ hệ 10 sang hệ 2
Đối với phần nguyên được tính theo quy tắc (quy tắc chia liên tiếp):
Lấy số đó chia cho 2 được kết quả và phần dư (0 hoặc 1) rồi tiếp tục lấy kết
quả phép chia đầu tiên chia tiếp cho 2 được kết quả của phép chia thứ 2 và
phần dư (0 hoặc 1). Cứ làm như vậy cho tới khi kết quả của phép chia cuối
cùng là bằng 0 thì không chia nữa và viết các số dư của các phép chia trước
đó theo chiều ngược lại để được dãy số ở hệ cơ số 2.
8
- Ví dụ, 11810, trong hệ thập phân là:
Phép tính Số dư
118 ÷ 2 = 59 0
59 ÷ 2 = 29 1
29 ÷ 2 = 14 1
14 ÷ 2 = 7 0
7÷2=3 1
3÷2=1 1
1÷2=0 1
Lược trình các con số dư theo thứ tự từ dưới lên trên, cho chúng ta một
số nhị phân 11101102.
Đối với phần thập phân được tính theo quy tắc (quy tắc nhân liên tiếp):
Lấy phần thập phân đó nhân với 2 được kết quả phần nguyên và phần dư
trong đó phần nguyên là 0 hoặc 1. Rồi lại lấy kết quả của phép nhân đầu
tiên nhân với 2 được kết quả phép nhân thứ 2 và phần nguyên là 0 hoặc 1.
Cứ làm như vậy cho tới khi người sử dụng không lấy nữa hoặc cho tới khi
nào phần lẻ thập phân bằng 0. Kết quả là phần nguyên của tích nhận được
đầu tiên là chữ số đầu tiên sau dấu phẩy, phần nguyên của tích thứ hai sẽ là
chữ số thứ hai ...
Ví dụ: chuyển số 0.4234 sang hệ 2
0.4234 x 2 = 0.8268
0.8268 x 2 = 1.6536
0.6536 x 2 = 1.3072
0.3072 x 2 = 0.6144
Ta có 0.423410 = 0.01102
9
- Chú ý: Cách đổi số hỗn hợp (có cả phần nguyên và phần lẻ): Đổi riêng
từng phần theo quy tắc trên rồi ghép kết quả lại.
Ví dụ: 23.4234 10 = 10111.0110 2
• Chuyển từ số hệ 2 sang hệ bát phân (hệ 8) và ngược lại
Số nhị phân cũng có thể được biến đổi sang hệ bát phân một cách dễ
dàng, vì bát phân dùng gốc 8 (23), nên một số bát phân cần 3 ký tự số nhị
phân để biểu đạt trọn vẹn. Ví dụ, số nhị phân 000 tương đương với số bát
phân 0, số nhị phân 111 tương đương với số bát phân 7, và tương tự (xem
bảng dưới đây).
Bát phân Nhị phân Bát phân Nhị phân
0 000 4 100
1 001 5 101
2 010 6 110
3 011 7 111
Để biến đổi một số từ hệ bát phân sang số ở hệ nhị phân tương đương,
chúng ta chỉ đơn giản thay thế những dãy ký tự số tương đương trong hệ nhị
phân.
Ví dụ:
658 = 110 1012
178 = 001 1112
Để biến đổi một số nhị phân sang hệ bát phân tương đương chúng ta
phải phân nhóm các ký tự thành nhóm của ba ký tự số (nhóm 3 con số). Nếu
số lượng của các con số không phải là bội số của 3 (3, 6, 9 ...), thì chúng ta
chỉ cần thêm các số 0 vào phía bên trái của con số, còn gọi là phép độn thêm
số (padding) và biểu diễn giá trị từng nhóm theo cơ số 8.
Ví dụ:
1011002 = 101 1002 sau đó nhóm lại = 548
100112 = 010 0112
(Thêm 0 vào đằng trước để đủ bội của 3 chữ số 0 hoặc 1), sau đó nhóm
lại với số độn thêm = 238
10
- • Chuyển từ số hệ 2 sang hệ thập lục phân (hệ 16 - hệ hexa) và
ngược lại
Số nhị phân có thể đổi được sang hệ thập lục phân một cách dễ dàng vì
gốc của hệ thập lục phân (16) là số mũ của gốc hệ nhị phân (2). Cụ thể hơn
16 = 24, nên chúng ta phải cần 4 ký tự số trong hệ nhị phân để có thể biểu
đạt được một ký tự số trong hệ thập lục phân. Bảng liệt kê sau đây chỉ ra
cho chúng ta từng ký tự số của hệ thập lục phân, cùng với giá trị tương ứng
của nó trong hệ thập phân, và một dãy bốn ký tự số tương đương trong hệ
nhị phân.
Thập Thập Thập Thập
Thập Nhị Thập Nhị Thập Nhị Thập Nhị
lục lục lục lục
phân phân phân phân phân phân phân phân
phân phân phân phân
0 0 0000 4 4 0100 8 8 1000 C 12 1100
1 1 0001 5 5 0101 9 9 1001 D 13 1101
2 2 0010 6 6 0110 A 10 1010 E 14 1110
3 3 0011 7 7 0111 B 11 1011 F 15 1111
Để biến đổi từ hệ thập lục phân sang số nhị phân tương đương, chúng
ta chỉ đơn giản thay thế những dãy ký tự số tương đương trong hệ nhị phân.
Ví dụ:
3A16 = 0011 10102
E716 = 1110 01112
Để biến đổi một số nhị phân sang hệ thập lục phân tương đương, chúng
ta phải phân nhóm các ký tự thành nhóm của bốn ký tự số (nhóm 4 con số).
Phương pháp độn thêm số tương tự như ở hệ bát phân nói trên.
Ví dụ:
110111012 = 1101 1101 (nhóm lại ta có) = DD16
c. Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
Đơn vị đo thông tin
Thông tin trong máy tính được biểu diễn dưới dạng nhị phân. Đơn vị cơ
bản dùng để đo thông tin gọi là BIT (BInary digiT) - tương ứng với 1 trong
hai kí tự nhị phân là 0 hoặc 1. BIT được coi là đơn vị đo thông tin nhỏ nhất.
11
- Trong tin học, người ta còn thường sử dụng các đơn vị đo thông tin lớn hơn
như sau:
1 Byte = 8 BITs
1 Kilobyte = 1,024 Bytes = 210 B
1 Megabyte = 1,048,576 Bytes = 210 KB
1 Gigabyte = 1,073,741,824 Bytes = 210 MB
1 Terabyte = 1,099,511,627,776 Bytes = 210 GB
1 Petabyte (PB) = 1,125,899,906,842,624 Bytes = 210 TB
d. Mã hóa thông tin
Trong khuôn khổ giáo trình này việc mã hóa thông tin được hiểu là việc
chuyển đổi các thông tin thông thường thành dãy các kí hiệu mà có thể lưu
trữ được ở máy tính điện tử.
Mã hóa thông tin sang hệ đếm 2
Là phương pháp để chuyển thông tin thành dãy các số nhị phân để có
thể lưu trữ được ở trong máy tính điện tử. Độ lớn của mã đúng bằng số bit
sử dụng để mã hoá.
Ví dụ: Sử dụng 5 bit để mã hoá chữ cái hoa A..Z (26 chữ cái)
00000 A
00001 B
…
11001 Z
e. Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử
Trong tin học, dữ liệu được hiểu là sự biểu diễn các thông tin đưa vào
máy tính điện tử để xử lý và thường có các dạng là: dữ liệu dạng số, dữ liệu
dạng phi số (kí tự, âm thanh, hình ảnh,...).
Dữ liệu số trong máy tính gồm có số nguyên và số thực.
Biểu diễn số nguyên: Số nguyên gồm có số nguyên không dấu và số
nguyên có dấu.
12
- • Số nguyên không dấu là số không có bit dấu. 1 byte = 8 bit, có thể
biểu diễn 28 = 256 số nguyên dương, cho giá trị từ 0 (0000 0000) đến 255
(1111 1111).
• Số nguyên có dấu thể hiện trong máy tính ở dạng nhị phân là số mà
dùng 1 bit làm bít dấu. Người ta qui ước dùng bit ở hàng đầu tiên bên trái
làm bit dấu (S): 0 là biểu diễn số dương và 1 là biểu diễn cho số âm. Ví dụ:
Số 510 được biểu diễn sang hệ nhị phân khi biểu diễn ở dưới dạng mẫu 8 bit
là: 10000101, còn số -5 là 01111011 (vì -5+27=123, biểu diễn nhị phân là
01111011- phương pháp dùng bit dấu; k=8; 2k-1=27). Đơn vị chiều dài để
chứa số có thể lấy thay đổi từ 2 đến 4 bytes.
Biểu diễn ký tự: Để có thể biễu diễn các ký tự như chữ cái in và
thường, các chữ số, các ký hiệu... trên máy tính và các phương tiện trao đổi
thông tin khác, người ta phải lập ra các bộ mã (code system) qui ước khác
nhau dựa vào việc chọn tập hợp bao nhiêu bit để diễn tả 1 ký tự tương ứng.
Ví dụ hệ mã phổ biến: Hệ chuyển đổi thông tin theo mã chuẩn của Mỹ
ASCII (American Standard Code for Information Interchange) là hệ mã
thông dụng nhất hiện nay trong kỹ thuật tin học. Hệ mã ASCII dùng nhóm
7 bit hoặc 8 bit để biểu diễn tối đa 128 hoặc 256 ký tự khác nhau và mã hóa
theo ký tự liên tục theo cơ số 16.
• Ví dụ hệ mã ASCII 7 bit, mã hoá 128 ký tự liên tục như sau:
0 : NUL (ký tự rỗng)
1 - 31 : 31 ký tự điều khiển
32 - 47 : các dấu trống SP (space) ! “ # $ % & ‘ ( ) * + , - . /
48 - 57 : ký số từ 0 đến 9
58 - 64 : các dấu : ; < = > ? @
65 - 90 : các chữ in hoa từ A đến Z
91 - 96 : các dấu [ \ ] _ `
97 - 122 : các chữ thường từ a đến z
123 - 127 : các dấu { | } ~ DEL (xóa)
Hệ mã ASCII 8 bit (ASCII mở rộng) có thêm 128 ký tự khác ngoài các
ký tự nêu trên gồm các chữ cái có dấu, các hình vẽ, các đường kẻ khung đơn
và khung đôi và một số ký hiệu đặc biệt (xem sách tham khảo).
13
- Bảng mã Unicode: Là bộ mã chuẩn quốc tế được thiết kế để dùng làm
bộ mã duy nhất cho tất cả các ngôn ngữ khác nhau trên thế giới. Vì những
điểm ưu việt đó, Unicode đã và đang từng bước thay thế các bộ mã truyền
thống, và hiện đang được hỗ trợ trên rất nhiều phần mềm cũng như các trình
ứng dụng. Unicode sử dụng nhiều hơn 8 bit (2,3,4,… Bytes) để mã hoá ký
tự, cụ thể chúng dùng 2 Bytes mã hoá được 216 = 65536 ký tự, và vì thế
chúng có thể mã hóa được hầu hết các chữ cái của các nước trên thế giới.
1.2. Tin học
1.2.1. Khái niệm chung về Tin học
Tin học là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp nhập, xuất,
lưu trữ, truyền và xử lý thông tin một cách tự động dựa trên các phương tiện
kỹ thuật mà chủ yếu hiện tại là máy tính điện tử. Như vậy, khía cạnh khoa
học của Tin học chính là phương pháp, còn khía cạnh kỹ thuật của Tin học
là nghiên cứu công nghệ chế tạo, phát triển và hoàn thiện máy tính điện tử,
cũng như sản xuất các chương trình (phần mềm) hệ thống, tiện ích và ứng
dụng.
Khi nói đến tin học, người ta thường nói đến hai phần: phần cứng
(hardware) và phần mềm (software).
Phần cứng: Là toàn bộ các thiết bị vật lý, kỹ thuật của máy tính điện
tử. Để nâng cao tốc độ xử lý, tăng dung lượng bộ nhớ, tăng độ tin cậy, giảm
thể tích, giảm năng lượng tiêu hao, tăng khả năng ghép nối,… là những mục
tiêu chính mà kỹ thuật phần cứng phải hướng tới giải quyết.
Phần mềm: Là các chương trình có chức năng điều khiển, khai thác
phần cứng và thực hiện đáp ứng mọi yêu cầu của người sử dụng. Nói cách
khác phần mềm của máy tính là các chương trình, các cấu trúc dữ liệu làm
cho chương trình xử lý được những thông tin thích hợp và các tài liệu mô tả
phương thức sử dụng các chương trình ấy, vì vậy phần mềm luôn được bổ
sung, sửa đổi thường xuyên. Phần mềm máy tính được chia thành hai loại:
Phần mềm hệ thống: Là các chương trình điều hành toàn bộ hoạt động
của hệ máy tính điện tử. Ví dụ như: Hệ điều hành MicroSoft Windows,
LINUX, UNIX,..
Phần mềm ứng dụng: Gồm các chương trình tiện ích phục vụ các nhu
cầu của người sử dụng. Nó còn có thể bao gồm các chương trình có tính ứng
14
- dụng cho nhiều người, trong nhiều lĩnh vực và được cài đặt có tính chuyên
nghiệp được bán trên thị trường (phần mềm thương mại - commercial
software). Ví dụ như: phần mềm kế toán máy, bảng tính điện tử EXCEL,
POWEPOINT, SPSS, VISUALFOX …
Công nghệ thông tin (Information Technology)
Có nhiều quan niệm được đưa ra, tuy nhiên theo Nghị quyết Chính phủ
49/CP kí ngày 04/08/1993 về việc phát triển công nghệ thông tin thì khái
niệm này được phát biểu như sau: “Công nghệ thông tin là tập hợp các
phương pháp khoa học, các phương tiện và công cụ kĩ thuật hiện đại - chủ
yếu là kĩ thuật máy tính và viễn thông - nhằm tổ chức khai thác và sử dụng
có hiệu quả các nguồn tài nguyên thông tin rất phong phú và tiềm năng
trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người và xã hội”.
Nói cách khác chúng ta có thể hiểu công nghệ thông tin là sự kết hợp
của công nghệ máy tính với công nghệ liên lạc viễn thông được thực hiện
trên cơ sở công nghệ vi điện tử.
1.2.2. Ứng dụng của Tin học
Ngày nay, Tin học được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của cuộc
sống, song có một số ứng dụng chính của tin học phân theo lớp bài toán mà
tin học giải quyết như:
Giải bài toán khoa học kỹ thuật: Các bài toán phát sinh từ các lĩnh
vực thiết kế kỹ thuật, xử lý các số liệu thực nghiệm, quy hoạch và tối ưu
hóa, chúng thường có khối lượng tính toán rất lớn nếu không dùng máy tính
điện tử sẽ khó thực hiện được trong khoảng thời gian ngắn. Để giải các bài
toán này con người thường phải sử dụng đến các ngôn ngữ lập trình như
BASIC, PASCAL, C, C++…
Giải bài toán quản lý: Bài toán quản lý thường có khối lượng thông
tin lớn nhưng xử lý lại đơn giản. Để giải các bài toán này con người thường
sử dụng các ngôn ngữ lập trình như ACCESS, VISUAL STUDIO, SQL
SERVER,….
Soạn thảo, in ấn, lưu trữ văn bản: Trong lĩnh vực này Tin học cho
phép người sử dụng dùng các phần mềm thương mại chuyên dụng để soạn
thảo, in ấn, lưu trữ các tài liệu như MicroSoft Word, PowerPoint… để thực
hiện các công việc đó.
15
- Tự động hóa: Bằng các kỹ thuật đo và truyền số liệu cũng như các
chương trình chuyên dụng được cài đặt thích hợp, quá trình điều khiển các
thiết bị có thể giao phó cho các máy tính tự động thực hiện thay cho con
người trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp lắp máy, lò phản ứng hạt
nhân…
Các lĩnh vực trí tuệ nhân tạo: Trong lĩnh vực giải trí (GAME), y tế,
quốc phòng, giao tiếp… tin học đảm nhận một số hoạt động thuộc lĩnh vực
trí tuệ của con người.
Giáo dục đào tạo: Sử dụng một số phần mềm dạy học (E-Leaning).
Phần mềm quản lý đào tạo theo học chế tín chỉ, phần mềm phân thời khóa
biểu… để thực hiện công tác trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo.
Trên quan điểm xét các lĩnh vực nghiên cứu chính của tin học chúng ta
thấy có 8 lĩnh vực chính là: Thiết kế và chế tạo máy tính; Xây dựng các hệ
điều hành; Ngôn ngữ lập trình và chương trình dịch; Cấu trúc dữ liệu và giải
thuật; Cơ sở dữ liệu; Công nghệ phần mềm; Trí tuệ nhân tạo và hệ chuyên
gia; Giao tiếp người máy.
1.3. Máy tính điện tử
1.3.1. Quy trình xử lý thông tin bằng máy tính điện tử
Máy tính điện tử là một thiết bị điện tử có khả năng tổ chức và lưu trữ
thông tin với khối lượng lớn, xử lý dữ liệu với tốc độ nhanh, chính xác, tự
động thành thông tin có ích cho người dùng.
Máy tính điện tử đã trải qua nhiều thế hệ, luôn cải tiến để đạt mức độ
hoàn thiện. Dựa vào chức năng hoạt động, máy tính điện tử có 5 bộ phận
chính là: bộ vào, bộ ra, bộ nhớ, bộ số học và logic (hay còn gọi là bộ làm
tính) và bộ điều khiển. Các thanh ghi cũng được coi là một trong các nhân tố
của bộ xử lí trung tâm.
Quy trình xử lý của máy tính điện tử được thể hiện như sơ đồ dưới đây.
Đầu vào của máy tính điện tử là các chương trình hoặc dữ liệu. Chúng
được đưa vào thông qua các thiết bị vào (Inputs). Máy tính điện tử sẽ xử lý
và đưa các thông tin kết quả ra ngoài thông qua các thiết bị ra (Outputs).
16
- 1.3.2. Sơ đồ cấu trúc của máy tính điện tử
Sơ đồ cấu trúc của máy tính điện tử có thể được biểu diễn như sau:
Bộ vào: Dùng để đưa dữ liệu và chương trình vào bộ nhớ trong của
máy tính. Thiết bị chủ yếu thường là bàn phím, máy quét, micro, máy đọc
mã số, mã vạch,…
Bộ ra: Dùng để đưa thông tin từ bộ nhớ trong ra ngoài. Thiết bị chủ
yếu thường là màn hình, máy in, máy vẽ,…
Bộ nhớ: Dùng để lưu trữ thông tin là các chương trình, dữ liệu. Bộ nhớ
gồm 2 phần: Bộ nhớ trong (Internal Storage); và bộ nhớ ngoài (External
Storage - đề cập ở mục tiếp theo).
Bộ nhớ trong lại được chia ra làm hai loại bộ nhớ chủ yếu là ROM
(Read Only Memory) và RAM (Random Access Memory). Bộ nhớ ROM là
bộ nhớ chỉ đọc chứ không ghi. Dữ liệu được ghi ở trong ROM chủ yếu là
các thông số kĩ thuật của máy tính. Nghĩa là thông tin trong ROM được ghi
lại bởi một thiết bị ghi đặc biệt của nhà sản xuất, người sử dụng không ghi
được thông tin vào ROM. Tuy nhiên, khi không dùng đến máy tính (mất
điện hoặc tắt máy) thông tin trong ROM vẫn được lưu trữ mà không bị mất.
Bộ nhớ trong RAM (Random Access Mermory) dùng để chứa chương
trình, dữ liệu và kết quả giải các bài toán. Người sử dụng có thể ghi thông
tin vào RAM hay đọc thông tin từ RAM ra. Khi không dùng (mất điện hoặc
tắt máy) thông tin trong RAM sẽ mất.
Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc của máy vi tính
17
- Bộ số học và logic (ALU - Arithmetic Logic Unit): Bao gồm các thiết bị
thực hiện các phép tính số học (cộng, trừ, nhân, chia, ...), các phép tính logic
(AND, OR, NOT, XOR) và các phép tính quan hệ (so sánh lớn hơn, nhỏ
hơn, bằng nhau, ...).
Các thanh ghi (Registers): Được gắn chặt vào CPU bằng các mạch
điện tử làm nhiệm vụ bộ nhớ trung gian. Các thanh ghi mang các chức năng
chuyên dụng giúp tăng tốc độ trao đổi thông tin trong máy tính.
Bộ điều khiển (CU - Control Unit): Có chức năng điều khiển và phối
hợp sự hoạt động của các bộ phận của máy tính.
Lịch sử phát triển của máy tính điện tử qua các giai đoạn
Máy tính (máy tính điện tử) thực sự bắt đầu hình thành vào thập niên
1950 và đến nay đã trải qua 5 thế hệ và được phân loại theo sự tiến bộ về
công nghệ điện tử và vi điện tử cũng như các cải tiến về nguyên lý, tính
năng và loại hình của nó.
Thế hệ 1 (1950 - 1958): Máy tính sử dụng các bóng đèn điện tử chân
không, mạch riêng rẽ, vào số liệu bằng phiếu đục lỗ, điều khiển bằng tay.
Máy có kích thước rất lớn, tiêu thụ năng lượng nhiều, tốc độ tính chậm
khoảng 300 - 3.000 phép tính/s. Loại máy tính điển hình thế hệ 1 như
EDVAC (Mỹ) hay BESM (Liên Xô cũ),...
Thế hệ 2 (1958 - 1964): Máy tính dùng bộ xử lý bằng đèn bán dẫn,
mạch in. Máy tính đã có chương trình dịch như Cobol, Fortran và hệ điều
hành đơn giản. Kích thước máy còn lớn, tốc độ tính khoảng 10.000 -100.000
phép tính/s. Ví dụ như loại IBM-1070 (Mỹ), MINSK (Liên Xô cũ),...
Thế hệ 3 (1965 - 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. Máy đã có các hệ điều hành đa chương trình. Kết quả từ máy
tính có thể in ra trực tiếp ở máy in. Ví dụ như IBM-360 (Mỹ), hay EC (Liên
Xô cũ),...
Thế hệ 4 (1974 - 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. Giai đoạn này có 2 loại máy
tính chính: máy tính cá nhân để bàn (Personal Computer - PC) hoặc xách tay
(Laptop hoặc Notebook computer) và các loại máy tính chuyên nghiệp thực
hiện đa chương trình, đa xử lý,... Đã bắt đầu hình thành các hệ thống mạng
máy tính (Computer Networks), và các ứng dụng đa phương tiện.
18
- Thế hệ 5 (tương lai): Xu hướng bắt đầu các nghiên cứu tạo ra các máy
tính mô phỏng các hoạt động của não bộ và hành vi con người, có trí khôn
nhân tạo với khả năng tự suy diễn phát triển các tình huống nhận được và hệ
quản lý kiến thức cơ bản để giải quyết các bài toán đa dạng.
Lịch sử phát triển của bộ vi xử lí của máy tính
1979-1980: IBM cho ra đời máy Datamaster dùng vi xử lý 16 bit 8086
của Intel.
1981-1982: Intel đưa ra vi xử lý 8 bit 8088 mà trong nó là vi mạch
16bit 8086. IBM dùng vi xử lý này để thiết kế PC thế hệ thứ hai: PC-XT
(extended technology) 8088 có 8 bit bus dữ liệu và 20 bit bus địa chỉ, có khả
năng quản lý tối đa 1MB bộ nhớ vật lý, chạy với tần số đồng hồ 4,77 MHz.
Máy PC-XT trang bị hai đĩa mềm 360KB, 256 KB Ram. PC-XT dùng hệ
điều hành CP/M và chương trình BASIC 80 của Micrrosoft.
1984: Intel đưa ra vi xử lý 80286, là vi xử lý 16 bit hoàn thiện, có thêm
4 bit bus địa chỉ, quản lý 16MB bộ nhớ. IBM tung ra thị trường máy PC-AT
(advanced technllogy) với bộ vi xử lý 80286.
1987: Thế hệ PC mới ra đời với vi xử lý 80386. IBM công khai cấu tạo
máy và nội dung chương trình hệ điều hành vào ra cơ sở (BIOS), điều này
giúp các hãng khác có thể sản xuất các máy tính tương thích và các bản
mạch cắm tương thích khiến cấu trúc IBM-PC trở thành một cấu trúc chuẩn
công nghiệp.
1990: 80486 ra đời với nhiều chức năng hơn, cụ thể là 8 Kbyte bộ nhớ
đệm mã lệnh (code cache) và một bộ đồng xử lý toán học. Tần số làm việc
đặc trưng của máy vi tính trong thời kỳ này là 66MHz.
1993: Vi xử lý Pentium đầu tiên ra đời với 64bit bus dữ liệu, 32bit bus
địa chỉ, 8KB bộ đệm dữ liệu, 8KB bộ đệm mã lệnh. Bộ đồng xử lý toán học
của Pentium làm việc nhanh gấp 10 lần so với 80486. Xuất hiện chuẩn khe
cắm mới PCI-bus (Peripheral Components Interconnect), và do đó bản mạch
chính máy vi tính cá nhân chỉ còn lại vài vi mạch, tất cả các vi mạch ngoại
vi của cấu trúc IBM-PC cũng như vi mạch điều khiển PCI được tích hợp vào
một vi mạch duy nhất, có tên là PCI-chipset.
1995: Khả năng đa môi trường (multimedia) của máy vi tính cá nhân
càng ngày càng hoàn thiện (Pentium MMX, Pentium Pro, Pentium II ra đời).
19
- Tần số đồng hồ cao nhất 300 MHz. Một chuẩn giao diện ngoại vi mới được
công bố là bus tuần tự đa dạng USB (Universal Serial Bus).
Từ năm 2000: Cấu trúc vi xử lý 64bit ra đời. Intel cho ra đời nhiều vi
mạch tổng hợp thích hợp với vi xử lý của chính hãng. Chipset đảm nhiệm
hầu hết các chức năng điều khiển trên máy thông qua bộ điều khiển hiển thị
ở bên trong.
Máy vi tính
Máy vi tính là máy tính điện tử thuộc thế hệ thứ 3 (1965 - 1974) khi mà
có sự thay đổi về mặt công nghệ của việc phát minh ra bộ vi xử lý của Ted
Hoff, Federico Faggin, và Stanley Mazor tại Intel.
Các thành phần cơ bản của máy vi tính
Các thành phần cơ bản của máy vi tính có thể xem ở hình 1.2 dưới đây.
Một số thành phần (phần cứng) cơ bản đã được đề cập ở mục máy tính điện
tử. Ở đây chúng ta sẽ đề cập đến một số các thành phần cơ bản còn lại.
Hình 1.2: Các thành phần chính của phần cứng máy tính cá nhân để
bàn. 1: màn hình, 2: bo mạch chủ, 3: CPU, 4: chân cắm ATA, 5: RAM,
6: các thẻ cắm mở rộng chức năng cho máy, 7: nguồn máy tính, 8: ổ CD/DVD,
9: ổ cứng, 10: bàn phím, 11: chuột.
Bộ nhớ ngoài: Là thiết bị lưu trữ thông tin với dung lượng lớn, thông
tin không bị mất khi không có điện. Có thể cất giữ và di chuyển bộ nhớ
ngoài độc lập với máy tính. Hiện nay có các loại bộ nhớ ngoài phổ biến như:
20
nguon tai.lieu . vn
