Các lĩnh vực nghiên cứu của tin học – Tài liệu text

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.03 MB, 43 trang )

™
Biểu diễn số nguyên
Số nguyên gồm số nguyên không dấu và số ngun có dấu. • Số ngun khơng dấu là số khơng có bit dấu như 1 byte = 8 bit, có thể biểu diễn 2
8
= 256 số nguyên dương, cho giá trị từ 0 0000 0000 đến 255 1111 1111. • Số ngun có dấu thể hiện trong máy tính ở dạng nhị phân là số dùng 1 bit làm bít
dấu, người ta qui ước dùng bit ở hàng đầu tiên bên trái làm bit dấu S: 0 là số dương và 1 cho số âm. Đơn vị chiều dài để chứa 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 thơng 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 các hệ mã phổ biến :
• Hệ thập phân mã nhị phân BCD Binary Coded Decima dùng 6 bit. • Hệ thập phân mã nhị phân mở rộng EBCDIC Extended Binary Coded Decimal
Interchange Code dùng 8 bit tương đương 1 byte để biễu diễn 1 ký tự.
• Hệ chuyển đổi thơng 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.
Hệ mã ASCII 7 bit, mã hoá 128 ký tự liện 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 chi tiết trong bảng phụ lục 1.1 và 1.2.

1.3 TIN HỌC

1.3.1 Các lĩnh vực nghiên cứu của tin học

Tin học Informatics được định nghĩa là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công nghệ và kỹ thuật xử lý thông tin tự động. Công cụ chủ yếu của tin học là máy
tính điện tử và các thiết bị truyền tin khác. Việc nghiên cứu chính của tin học nhắm vào hai kỹ thuật phát triển song song:
Giáo trình Tin học căn bản Trang
6
− Kỹ thuật phần cứng hardware engineering: nghiên cứu chế tạo các thiết bị, linh kiện điện tử, công nghệ vật liệu mới… hỗ trợ cho máy tính và mạng máy tính, đẩy mạnh
khả năng xử lý tốn học và truyền thơng thơng tin. − Kỹ thuật phần mềm software engineering: nghiên cứu phát triển các hệ điều
hành, ngơn ngữ lập trình cho các bài tốn khoa học kỹ thuật, mơ phỏng, điều khiển tự động, tổ chức dữ liệu và quản lý hệ thống thông tin.
1.3.2 Ứng dụng của tin học
Tin học hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành nghề khác nhau của xã hội từ khoa học kỹ thuật, y học, kinh tế, công nghệ sản xuất đến khoa học xã hội, nghệ
thuật,… như: − Tự động hóa cơng tác văn phòng
− Thống kê − Công nghệ thiết kế
− Giáo dục − Quản trị kinh doanh
− An ninh quốc phòng, …
Đặc biệt ngày nay, với việc ứng dụng Internet, nhân loại đang được hưởng lợi từ những dịch vụ mớinhư:
− Thư điện tử − Thư viện điện tử
− E_Learning − Thương mại điện tử
− Chính phủ điện tử, …
1.3.3 Máy tính điện tử và lịch sử phát triển
Do nhu cầu cần tăng độ chính xác và giảm thời gian tính tốn, con người đã quan tâm chế tạo các cơng cụ tính tốn từ xưa: bàn tính tay của người Trung Quốc, máy cộng cơ
học của nhà tốn học Pháp Blaise Pascal 1623 – 1662, máy tính cơ học có thể cộng, trừ, nhân, chia của nhà toán học Đức Gottfried Wilhelmvon Leibniz 1646 – 1716, máy sai
phân để tính các đa thức tốn học …
Tuy nhiên, 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 tínhs. 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 tínhs. Điển hình như loại IBM-1070 Mỹ hay MINSK Liên Xơ cũ,…
Giáo trình Tin học căn bản Trang
7
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 tínhs. Máy đã có các hệ điều
hành đa chương trình, nhiều người đồng thời hoặc theo kiểu phân chia thời gian. Kết quả từ máy tính có thể in ra trực tiếp ở máy in. Điển hình như loại IBM-360 Mỹ hay EC
Liên Xơ 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 tínhs. Giai đoạn này hình thành 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,… hình
thành các hệ thống mạng máy tính Computer Networks, và các ứng dụng phong phú đa phương tiện.
Thế hệ 5 1990 – nay: bắt đầu các nghiên cứu tạo ra các máy tính mơ phỏng các hoạt động của não bộ và hành vi con người, có trí khơn 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 tốn đa dạng.
Giáo trình Tin học căn bản Trang
8
PHỤ LỤC 1.1 BẢNG MÃ ASCII với 128 ký tự đầu tiên
Hex 0 1 2 3 4 5 6 7
NUL DLE
16 SP
32 48
64 P
80 `
96 p
112
1 SOH
1 DC1
17 33
1 49
A 65
Q 81
a 97
q 113
2 STX
2 DC2
18 “
34 2
50 B
66 R
82 b
98 r
114
3
♥ 3
DC3 19
35 3
51 C
67 S
83 c
99 s
115
4
♦ 4
DC4 20
36 4
52 D
68 T
84 d
100 t
116
5 ♣
5 NAK
21 37
5 53
E 69
U 85
e 101
u 117
6 ♠
6 SYN
22 38
6 54
F 70
V 86
f 102
v 118
7 BEL
7 ETB
23 ‘
39 7
55 G
71 W
87 g
103 w
119
8 BS
8 CAN
24 40
8 56
H 72
X 88
h 104
x 120
9 HT
9 EM
25 41
9 57
I 73
Y 89
I 105
y 121
A LF
10 SUB
26 42
: 58
J 74
Z 90
j 106
z 122
B VT
11 ESC
27 +
43 ;
59 K
75 [
91 k
107 {
123
C FF
12 FS
28 ,
44 60
L 76
\\ 92
l 108
| 124
D CR
13 GS
29 –
45 =
61 M
77 ]
93 m
109 }
125
E SO
14 RS
30 .
46 62
N 78
94 n
110 ~
126
F SI
15 US
31 47
? 63
O 79
_ 95
o 111
DEL 127
Giáo trình Tin học căn bản Trang
8
PHỤ LỤC 1.2 BẢNG MÃ ASCII với 128 ký tự kế tiếp
Hex 8 9 A B C D E F
Ç 128
É 144
á 160
░ 176
└ 192
╨ 208
α 224
≡ 240
1 ü
129 ỉ
145 í
161 ▒
177 ┴
193 ╤
209 ß
225 ±
241
2 é
130 Ỉ
146 ó
162 ▓
178 ┬
194 ╥
210 Γ
226 ≥
242
3 â
131 ơ
147 ú
163 │
179 ├
195 ╙
211 π
227 ≤
243
4 ä
132 ư
148 đ
164 ┤
180 ─
196 ╘
212 Σ
228 ⌠
244
5 à
133 ò
149 Đ
165 ╡
181 ┼
197 ╒
213 σ
229
245
6
ồ 134
ỷ 150
ê 166
182
198
214
à 230
ữ 246
7 ỗ
135 ù
151 º
167 ╖
183 ╟
199 ╫
215 τ
231 ≈
247
8 ê
136 ÿ
152 ¿
168 ╕
184 ╚
200 ╪
216 Φ
232 °
248
9 ë
137 Ö
153 ⌐
169 ╣
185 ╔
201 ┘
217 Θ
233 ·
249
A è
138 Ü
154 ¬
170 ║
186 ╩
202 ┌
218 Ω
234 ã
250
B ù
139 Â
155 ẵ
171
187
203
219
235
251
C ợ
140 Ê
156 ẳ
172
188
204
220
236
252
D
ỡ 141
Ơ 157
Ă 173
189
═ 205
▌ 221
φ 237
² 253
E Ä
142 ₧
158 «
174 ╛
190 ╬
206 ▐
222 ε
238 ■
254
F Å
143 ƒ
159 »
175 ┐
191 ╧
207 ▀
223 ∩
239 255
Giáo trình Tin học căn bản Trang
9

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ

— oOo —
Mỗi loại máy tính có thể có hình dạng hoặc cấu trúc khác nhau, tùy theo mục đích sử dụng nhưng, một cách tổng quát, máy tính điện tử là một hệ xử lý thơng tin tự động
gồm 2 phần chính: phần cứng và phần mềm.

2.1 PHẦN CỨNG HARDWARE

Phần cứng có thể được hiểu đơn giản là tất cả các phần trong một hệ máy tính mà chúng ta có thể thấy hoặc sờ được. Phần cứng bao gồm 3 phần chính:
– Bộ nhớ Memory. – Đơn vị xử lý trung ương CPU – Central Processing Unit.
– Thiết bị nhập xuất InputOutput.
Bộ xử lý trung ương CPU Central Processing Unit
Khối điều khiển CU Control
Unit Khối làm tính
ALU Arithmetic Logic Unit
Các thanh ghi Registers
Bộ nhớ trong ROM + RAM Bộ nhớ ngoài đĩa cứng, đĩa mềm, đĩa CD
Thiết bị Xuất
Output Thiết bị
Nhập Input
Hình 2.1: Cấu trúc phần cứng máy tính

2.1.1 Bộ nhớ

Bộ nhớ là thiết bị lưu trữ thơng tin trong q trình máy tính xử lý. Bộ nhớ bao gồm bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài.
Bộ nhớ trong: gồm ROM và RAM : – ROM Read Only Memory là Bộ nhớ chỉ đọc thơng tin, dùng để lưu trữ các
chương trình hệ thống, chương trình điều khiển việc nhập xuất cơ sở ROM-BIOS : ROM- Basic InputOutput System. Thông tin trên ROM ghi vào và không thể thay đổi, không bị
mất ngay cả khi khơng có điện.
– RAM Random Access Memory là Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, được dùng để
lưu trữ dữ kiện và chương trình trong quá trình thao tác và tính tốn. RAM có đặc điểm là nội dung thơng tin chứa trong nó sẽ mất đi khi mất điện hoặc tắt máy. Dung lượng bộ nhớ
RAM cho các máy tính hiện nay thơng thường vào khoảng 128 MB, 256 MB, 512 MB và có thể hơn nữa.
Giáo trình Tin học căn bản Trang
10

Tin học Informatics được định nghĩa là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công nghệ và kỹ thuật xử lý thông tin tự động. Công cụ chủ yếu của tin học là máytính điện tử và các thiết bị truyền tin khác. Việc nghiên cứu chính của tin học nhắm vào hai kỹ thuật phát triển song song:Giáo trình Tin học căn bản Trang− Kỹ thuật phần cứng hardware engineering: nghiên cứu chế tạo các thiết bị, linh kiện điện tử, công nghệ vật liệu mới… hỗ trợ cho máy tính và mạng máy tính, đẩy mạnhkhả năng xử lý tốn học và truyền thơng thơng tin. − Kỹ thuật phần mềm software engineering: nghiên cứu phát triển các hệ điềuhành, ngơn ngữ lập trình cho các bài tốn khoa học kỹ thuật, mơ phỏng, điều khiển tự động, tổ chức dữ liệu và quản lý hệ thống thông tin.1.3.2 Ứng dụng của tin họcTin học hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành nghề khác nhau của xã hội từ khoa học kỹ thuật, y học, kinh tế, công nghệ sản xuất đến khoa học xã hội, nghệthuật,… như: − Tự động hóa cơng tác văn phòng− Thống kê − Công nghệ thiết kế− Giáo dục − Quản trị kinh doanh− An ninh quốc phòng, …Đặc biệt ngày nay, với việc ứng dụng Internet, nhân loại đang được hưởng lợi từ những dịch vụ mớinhư:− Thư điện tử − Thư viện điện tử− E_Learning − Thương mại điện tử− Chính phủ điện tử, …1.3.3 Máy tính điện tử và lịch sử phát triểnDo nhu cầu cần tăng độ chính xác và giảm thời gian tính tốn, con người đã quan tâm chế tạo các cơng cụ tính tốn từ xưa: bàn tính tay của người Trung Quốc, máy cộng cơhọc của nhà tốn học Pháp Blaise Pascal 1623 – 1662, máy tính cơ học có thể cộng, trừ, nhân, chia của nhà toán học Đức Gottfried Wilhelmvon Leibniz 1646 – 1716, máy saiphân để tính các đa thức tốn học …Tuy nhiên, 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 điệntử 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, mạchriêng 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 tínhs. Loại máy tính điểnhình 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 cònlớn, tốc độ tính khoảng 10.000 -100.000 phép tínhs. Điển hình như loại IBM-1070 Mỹ hay MINSK Liên Xơ cũ,…Giáo trình Tin học căn bản TrangThế 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 tínhs. Máy đã có các hệ điềuhành đa chương trình, nhiều người đồng thời hoặc theo kiểu phân chia thời gian. Kết quả từ máy tính có thể in ra trực tiếp ở máy in. Điển hình như loại IBM-360 Mỹ hay ECLiên Xơ 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 tínhs. Giai đoạn này hình thành 2 loại máy tính chính: máytính 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,… hìnhthành các hệ thống mạng máy tính Computer Networks, và các ứng dụng phong phú đa phương tiện.Thế hệ 5 1990 – nay: bắt đầu các nghiên cứu tạo ra các máy tính mơ phỏng các hoạt động của não bộ và hành vi con người, có trí khơn nhân tạo với khả năng tự suy diễn pháttriển các tình huống nhận được và hệ quản lý kiến thức cơ bản để giải quyết các bài tốn đa dạng.Giáo trình Tin học căn bản TrangPHỤ LỤC 1.1 BẢNG MÃ ASCII với 128 ký tự đầu tiênHex 0 1 2 3 4 5 6 7NUL DLE16 SP32 4864 P80 `96 p1121 SOH1 DC117 331 49A 65Q 81a 97q 1132 STX2 DC218 “34 250 B66 R82 b98 r114♥ 3DC3 1935 351 C67 S83 c99 s115♦ 4DC4 2036 452 D68 T84 d100 t1165 ♣5 NAK21 375 53E 69U 85e 101u 1176 ♠6 SYN22 386 54F 70V 86f 102v 1187 BEL7 ETB23 ‘39 755 G71 W87 g103 w1198 BS8 CAN24 408 56H 72X 88h 104x 1209 HT9 EM25 419 57I 73Y 89I 105y 121A LF10 SUB26 42: 58J 74Z 90j 106z 122B VT11 ESC27 +43 ;59 K75 [91 k107 {123C FF12 FS28 ,44 60L 76\\ 92l 108| 124D CR13 GS29 -45 =61 M77 ]93 m109 }125E SO14 RS30 .46 62N 7894 n110 ~126F SI15 US31 47? 63O 79_ 95o 111DEL 127Giáo trình Tin học căn bản TrangPHỤ LỤC 1.2 BẢNG MÃ ASCII với 128 ký tự kế tiếpHex 8 9 A B C D E FÇ 128É 144á 160░ 176└ 192╨ 208α 224≡ 2401 ü129 ỉ145 í161 ▒177 ┴193 ╤209 ß225 ±2412 é130 Ỉ146 ó162 ▓178 ┬194 ╥210 Γ226 ≥2423 â131 ơ147 ú163 │179 ├195 ╙211 π227 ≤2434 ä132 ư148 đ164 ┤180 ─196 ╘212 Σ228 ⌠2445 à133 ò149 Đ165 ╡181 ┼197 ╒213 σ229245ồ 134ỷ 150ê 166182198214à 230ữ 2467 ỗ135 ù151 º167 ╖183 ╟199 ╫215 τ231 ≈2478 ê136 ÿ152 ¿168 ╕184 ╚200 ╪216 Φ232 °2489 ë137 Ö153 ⌐169 ╣185 ╔201 ┘217 Θ233 ·249A è138 Ü154 ¬170 ║186 ╩202 ┌218 Ω234 ã250B ù139 Â155 ẵ171187203219235251C ợ140 Ê156 ẳ172188204220236252ỡ 141Ơ 157Ă 173189═ 205▌ 221φ 237² 253E Ä142 ₧158 «174 ╛190 ╬206 ▐222 ε238 ■254F Å143 ƒ159 »175 ┐191 ╧207 ▀223 ∩239 255Giáo trình Tin học căn bản Trang— oOo —Mỗi loại máy tính có thể có hình dạng hoặc cấu trúc khác nhau, tùy theo mục đích sử dụng nhưng, một cách tổng quát, máy tính điện tử là một hệ xử lý thơng tin tự độnggồm 2 phần chính: phần cứng và phần mềm.Phần cứng có thể được hiểu đơn giản là tất cả các phần trong một hệ máy tính mà chúng ta có thể thấy hoặc sờ được. Phần cứng bao gồm 3 phần chính:- Bộ nhớ Memory. – Đơn vị xử lý trung ương CPU – Central Processing Unit.- Thiết bị nhập xuất InputOutput.Bộ xử lý trung ương CPU Central Processing UnitKhối điều khiển CU ControlUnit Khối làm tínhALU Arithmetic Logic UnitCác thanh ghi RegistersBộ nhớ trong ROM + RAM Bộ nhớ ngoài đĩa cứng, đĩa mềm, đĩa CDThiết bị XuấtOutput Thiết bịNhập InputHình 2.1: Cấu trúc phần cứng máy tínhBộ nhớ là thiết bị lưu trữ thơng tin trong q trình máy tính xử lý. Bộ nhớ bao gồm bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài.Bộ nhớ trong: gồm ROM và RAM : – ROM Read Only Memory là Bộ nhớ chỉ đọc thơng tin, dùng để lưu trữ cácchương trình hệ thống, chương trình điều khiển việc nhập xuất cơ sở ROM-BIOS : ROM- Basic InputOutput System. Thông tin trên ROM ghi vào và không thể thay đổi, không bịmất ngay cả khi khơng có điện.- RAM Random Access Memory là Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, được dùng đểlưu trữ dữ kiện và chương trình trong quá trình thao tác và tính tốn. RAM có đặc điểm là nội dung thơng tin chứa trong nó sẽ mất đi khi mất điện hoặc tắt máy. Dung lượng bộ nhớRAM cho các máy tính hiện nay thơng thường vào khoảng 128 MB, 256 MB, 512 MB và có thể hơn nữa.Giáo trình Tin học căn bản Trang10

Source: https://laodongdongnai.vn
Category: Nghiên Cứu