Bài giảng Tổng quan về máy tính

1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MÁY TÍNH 1.1.1/ Khái niệm về tin học: Tin học là ngành khoa học cơng nghệ nghiên cứu các phương pháp, các quá trình xử lý thơng tin một cách tự động dựa trên phương tiện kỹ thuật là máy tính điện tử. 1.1.2/ Máy tính điện tử (Computer): Là một thiết bị điện tử dùng để lưu trữ và xử lý thơng tin theo các chương trình định trước do con người định ra. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 21.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH Các thế hệ của máy tính: Thế hệ thứ nhất (1945-1955) máy tính dùng đèn điện tử: Máy tính đầu tiên cĩ tên ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) nặng khoảng 30 tấn (1946) ở Mỹ.  Thế hệ thứ hai (1955-1965) máy tính dúng thiết bị bán dẫn: Dùng linh kiện mới là Transistor (được phịng thí nghiệm Bell phát triển năm 1948). Bộ nhớ máy tính được tăng lên đáng kể và trở nên nhỏ gọn hơn.  Thế hệ thứ ba (1965-1980) dùng mạch hợp tích hợp IC: Cơng nghệ điện tử giờ đã phát triển rất nhanh cho phép đặt hàng chục Transistor vào một vỏ chung gọi là con chip.  Thế hệ thứ tư (1980-199x) sử dụng cơng nghệ (VLSI): Vào những năm 80 cơng nghệ (VLSI Very Large Scale Integrator) ra đời cho phép tích hợp trong một con chip hàng triệu Transitor khiến cho máy tính trở nên nhỏ hơn, nhanh hơn với tốc độ hàng triệu phép tính một giây là nền tảng cho chiếc máy tính PC (Personal Computer) ngày nay.  Năm 1981, IBM giới thiệu máy tính cá nhân PC (Personal Computer) đầu tiên. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 31.1.3. Cấu trúc cơ bản của MTĐT Hệ thống máy tính bao gồm hai hệ thống con: 1.1.3.1/ Phần cứng: Bao gồm tồn bộ máy và các thiết bị ngoại vi là các thiết bị điện tử được kết hợp với nhau. Nĩ thực hiện chức năng xử lý thơng tin ở mức thấp nhất tức là các tín hiệu nhị phân. 1.1.3.2/ Phần mềm: Là các chương trình (Programs) do người sử dụng tạo ra điều khiển các hoạt động phần cứng của máy tính để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp theo yêu cầu của người sử dụng. Phần mềm của máy tính được phân làm 2 loại: Phần mềm hệ thống (System Software) và phần mềm ứng dụng (Applications Software). 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH S1 1.1.3. Cấu trúc cơ bản của MTĐT 1.1.3.1. Phần cứng: Sơ đồ mơ tả các bộ phận cơ bản trong một máy tính cá nhân: THIẾT BỊ NHẬP THIẾT BỊ XỬ LÝ THIẾT BỊ XUẤT THIẾT BỊ LƯU TRỮ Dữ liệu Dữ liệu Dữ liệu Nhập dữ liệu Xử lý Lưu trữ Xuất thơng tin Esc F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 ~ ` ! 1 @ 2 $ 4 % 5 ^ 6 & 7 * 8 ( 9 ) 0 + = # 3 Q W E R T Y A S D F G H Z X C V B U I O P J K L N M { [ } ] : ; " ' < , > . ? / Tab Shift Ctrl Alt Caps Lock Alt Ctrl Shift Enter Backspace Insert Home PageUp Delet e End Page Down | \ 7 8 9 4 5 6 1 2 3 0 . Num Lock Home PgUp End PgDn Ins Del Enter / * + Print Screen Scroll Lock Pause Scrol Lock Caps Lock Num Lock Chu trình xử lý thơng tin 4a) Thiết bị nhập: Là thiết bị cĩ nhiệm vụ đưa thơng tin vào máy tính để xử lý.  Các thiết bị nhập thơng dụng: Chuột, bàn phím, máy quét, webcame. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH b) Thiết bị xử lý: Xử lý thơng tin, điều khiển hoạt động máy tính. Thiết bị xử lý bao gồm: bo mạch chủ, bộ vi xử lý. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 5Bộ xử lý trung tâm CPU (Central Processing Unit)  Khối xử lý trung tâm là bộ não của máy tính, điều khiển mọi Hoạt động của máy tính bao gồm 4 thành phần chính:  Khối điểu khiển (Control Unit): Xác định và sắp xếp các lệnh theo thứ tự điều khiển trong bộ nhớ.  Khối tính tốn (Arthmetic Logical Unit): Là nơi thực hiện hầu hết các thao tác tính tốn của tồn bộ hệ thống như: +, -, *, /, >, <…  Đồng hồ (Clock): Khơng mang theo nghĩa đồng hồ thơng thường, mà là bộ phận phát xung nhịp nhằm đồng bộ hố sự Hoạt động của CPU.  Thanh ghi (Register): Là nơi lưu giữ tạm thời các chỉ thị từ bộ nhớ trong khi chúng được xử lý. Tốc độ truy xuất thơng tin nơi đây là nhanh nhất.  CPU là một bộ phận quan trọng nhất trong máy tính, quy định tốc độ của máy tính. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH c/ Bộ nhớ máy tính (Thiết bị lưu trữ): Được dùng để lưu trữ thơng tin và dữ liệu. Bộ nhớ máy tính được chia làm 2 loại: Bộ nhớ trong và bộ nhớ ngồi. c.1/ Bộ nhớ trong (bộ nhớ trong gắn trực tiếp vào bo mạch chủ): Là nơi lưu giữ chương trình và xử lý thơng tin chủ yếu là dưới dạng nhị phân. Cĩ hai loại bộ nhớ trong là RAM và ROM.  RAM (Random Access Memory): Hay Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên: Là thiết bị lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình máy tính làm việc, dữ liệu sẽ bị mất vĩnh viễn khi khơng cịn nguồn điện cung cấp. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH  Máy tính sẽ chạy nhanh hơn nếu cĩ nhiều RAM. 6 ROM (Read Only Memory): Bộ nhớ chỉ đọc (ROM) là một loại chíp nhớ đặc biệt được thiết lập từ khi sản xuất máy, nĩ lưu trữ các phần mềm cĩ thể đọc nhưng khơng thể viết lên được. Thơng tin khơng bị mất khi tắt máy. 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH c.2/ Bộ nhớ ngồi: Là các thiết bị lưu trữ gắn gián tiếp vào bo mạch chủ thơng qua dây cáp dữ liệu, các khe cắm mở rộng …  Bộ nhớ ngồi là nơi lưu trữ hệ điều hành, phần mềm ứng dụng, dữ liệu của máy tính.  Bộ nhớ ngồi bao gồm ổ cứng, đĩa mềm, CD, ổ cứng USB… 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 71.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH d) Thiết bị xuất Các thiết bị xuất dùng để hiển thị kết quả xử lý của máy tính. Một số thiết bị tiêu biểu bao gồm: Màn hình, máy in, máy chiếu, loa… 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 1.1.3.2. Phần mềm: 1/ Phần mềm hệ thống (System Software): Bao gồm Hệ điều hành (Operating System), các phần mềm đi kèm thiết bị phần cứng (Driver).  Khái niệm hệ điều hành: Là một hệ thống phần mềm điều hành mọi Hoạt động cơ bản của máy tính và các thiết bị ngoại vi. Nĩ là nền tảng cho các ứng dụng và chuơng trình chạy trên nĩ. Các chức năng cơ bản của HĐH:  Điều khiển việc Hoạt động của máy tính và các thiết bị ngoại vi.  Tổ chức cấp phát và thu hồi vùng nhớ.  Điều khiển việc thực thi chưong trình.  Quản lý việc truy xuất thơng tin.  Một số HĐH thơng dụng: 8 MS DOS: Hệ điều hành đơn nhiệm, làm việc với giao diện dịng lệnh.  Các phiên bản của hệ điều hành Windows:  Windows 3.x, Windows 95, Windows 98, Windows Me.  Windows 2000 Pro, Windows XP, Windows Vista.  Windows NT, Windows 2000 Server, Windows 2003 Server: dành riêng cho máy chủ - hệ điều hành mạng.  Ngồi ra cịn cĩ các hệ điều hành: Linux, Unix, OS/2 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH 1.1. ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI MÁY TÍNH  Phần mềm ứng dụng: Là các chương trình được thiết kế nhằm phục vụ nhu cầu sử dụng của con người để cĩ thể hồn thành một hay nhiều cơng việc nào đĩ. 91/ Máy tính lớn (Mainframe): Là loại máy tính cĩ kích thước vật lý lớn, mạnh, phục vụ tính tốn phức tạp. 1.1.4. Phân loại máy tính 1.1.4. Phân loại máy tính (tt) 2/ Siêu máy tính (Super Computer): Là một hệ thống gồm nhiều máy lớn ghép song song cĩ tốc độ tính tốn cực kỳ lớn và thường dùng trong các lĩnh vực đặc biệt, chủ yếu trong quân sự và vũ trụ. Siêu máy tính Deep Blue là một trong những chiếc thuộc loại này. 10 1.1.4. Phân loại máy tính (tt) 3/ Máy tính cá nhân PC ( Personal Computer): Cịn gọi là máy tính để bàn (Desktop). Hầu hết các máy tính được sử dụng trong các văn phịng, gia đình. 1.1.4. Phân loại máy tính (tt) 4/ Máy tính xách tay (Laptop): Máy tính Laptop là tên của một loại máy tính nhỏ, gọn cĩ thể mang đi theo người, cĩ thể chạy bằng pin. Một tên gọi khác “Notebooks” chỉ một Laptop nhỏ. S1 S5 11 1.1.4. Phân loại máy tính (tt) S1 S5 5/ Máy tính bỏ túi (Pocket PC): Hiện nay, thiết bị kỹ thuật số cá nhân (PDA) cĩ chức năng rất phong phú, như kiểm tra e-mail, ghi chú ngắn gọn, xem phim, lướt Internet, nghe nhạc hay soạn tài liệu văn phịng… nhiều máy hiện nay được tích hợp chức năng điện thoại di động. 1) Định nghĩa và mục đích mạng máy tính: Định nghĩa: - Mạng máy tính là một nhĩm các máy tính,thiết bị ngoại vi được kết nối với nhau thơng qua các phương tiện truyền dẫn như cáp,sĩng điện tử,tia hồng ngoại…giúp cho các thiết bị này cĩ thể trao đổi dữ liệu với nhau một cách dễ dàng. Mục đích của mạng: tạo lập một mơi trường làm việc nhằm mục đích chia sẻ thơng tin, dữ liệu, nâng cao hiệu năng cơng việc thơng qua quản lí trực tuyến. 2) Lợi ích thực tiễn của mạng: - Tiết kiệm được tài nguyên phần cứng - Trao đổi đữ liệu trở nên dễ dàng hơn - Chia sẻ ứng dụng. - Tập trung dữ liệu, bảo mật và backup tốt - Sử dụng các phần mềm ứng dụng trên mạng. - Sử dụng các dịch vụ Internet. 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG 12 1.2.3. Ứng dụng của mạng: - Ngày nay, mạng máy tính được ứng dụng vào hầu hết các lĩnh vực của đời sống kinh tế, xã hội, an ninh, quốc phịng. - Chia sẻ nguồn tài nguyên: internet, mạng máy tính của các doanh nghiệp, đơn vị, … - Nâng cao hiệu quả xử lý, tính tốn: tính tốn lưới (grid computing). - Kết nối từ xa. - … 1.2. MỤC ĐÍCH VÀ ỨNG DỤNG CỦA MẠNG Phân loại mạng theo khoảng cách địa lí: • Nếu lấy “khoảng cách địa lý “ làm yếu tố chính thì mạng được phân chia thành mạng cục bộ, mạng đơ thị, mạng diện rộng, mạng tồn cầu. – Mạng cục bộ (LAN: Local Area Network): là mạng được cài đặt trọng một phạm vi tương đối nhỏ (ví dụ trong một cơ quan, cơng ty, trường học ...). – Mạng đơ thị (MAN: Metropolitan Area Network): là mạng được cài đặt trong phạm vi một thành phố, một trung tâm kinh tế, phạm vi địa lý là hàng trăm Km. – Mạng diện rộng (WAN: Wide Area Network): phạm vi hoạt động của mạng cĩ thể vượt qua biên giới một quốc gia, cĩ thể cả một khu vực. – Mạng tồn cầu (VAN: Vast Area Network): phạm vi của mạng trải rộng khắp lục địa của trái đất. 1.3. PHÂN LOẠI MẠNG 13 Phân loại mạng theo kỹ thuật: • Nếu lấy kỹ thuật chuyển mạch so sỏnh thỡ cú thể phõn chia mạng ra thành: Mạng chuyển mạch kênh, mạng chuyển mạch thơng báo, mạng chuyển mạch gĩi Mạng chuyển mạch kênh (Cirucuit - Switched - Network) • Đây là mạng giữa hai thực thể muốn liên lạc với nhau thì giữa chúng tạo ra một kênh cứng, cố định được duy trì liên tục cho đến khi một trong hai thực thể ngắt liên lạc như mạng điện thoại. Phương pháp chuyển mạch này cĩ hai nhược điểm chính: – Hiệu xuất sử dụng đường truyền khơng cao vì cĩ khi kênh bị bỏ khơng. – Tiêu tốn thời gian cho việc thiết lập kênh cố định giữa hai thực thể. Mạng chuyển mạch thơng báo: • Các nút của mạng căn cứ vào địa chỉ đích của “thơng báo” để chọn nút kế tiếp trên đường dẫn tới đích. Như vậy các nút cần lưu trữ tạm thời và đọc tin nhận được, quản lý việc chuyển tiếp thơng báo đi. Tùy thuộc vào điều kiện mạng mà các thơng báo khác nhau cĩ thể được gửi trên các con đường khác nhau. 2.3. Mạng chuyển mạch gĩi: • Trong trường hợp này một thơng báo cĩ thể chia ra thành nhiều gĩi tin (Packet) khác nhau, độ dài khoảng 256 byte, cĩ khuơn dạng quy định. Các gĩi tin chứa thơng tin điều khiển, trong đĩ cĩ địa chỉ nguồn và địa chỉ đích. Các gĩi tin của một thơng báo cĩ thể gửi đi bằng nhiều đường khác nhau.