Bài giảng Tin học căn bản - Chương 1: Tổng quan

*Chương 1Tổng quan*Máy tính điện tửMáy tính điện tử là một công cụ cho phép lưu trữ và xử lý thông tin một cách tự động theo một chương trình được tạo trước mà không cần sự can thiệp của con người trong suốt quá trình xử lýĐặc trưngThiết bị lưu trữ nhỏ gọn, nhưng khả năng lưu trữ dữ liệu rất lớnTốc độ xử lý rất nhanh, chính xácMáy đa chức năng*Phân loại máy tính điện tửSupercomputer : giá từ 500000 $ đến 350 triệu $là máy có năng lực mạnh với hàng ngàn bộ xử lý, có thể thực hiện hàng tỷ tỷ phép tính/sThực hiện xử lý trên tập dữ liệu cực lớn như : thống kê dân số một nước, dự báo thời tiết, thiết kế máy bay, mô hình hóa cấu trúc phân tử, giả lập vụ nổ bom nguyên tử,*Phân loại máy tính điện tửThe SX-9, according to NEC, is able to calculate a peak processing performance of 839 teralops - 839 trillion floating point operations per second.  Its size is equivalent to an instant passport photo booth and will cost around $26,000 per month to rent.  SX-9 will be about 13 times faster and have higher energy efficiency than its SX-8 predecessor, according to NEC. NEC has sold more than 1,000 supercomputers from the SX line of products.  The company hopes to sell at least 700 SX-9 servers through 2010.   "The SX-9 has been developed to meet the need for ultra-fast simulations of advanced and complex large-capacity scientific computing," Yoshikazu Maruyama, senior vice president of NEC Corp., said in a statement. NEC's latest supercomputer  (Source: NEC) *Phân loại máy tính điện tửMainframe có giá từ 5000$ đến 5 tr $ với nhiều kích thước khác nhau. Máy main có size nhỏ, giá từ 5000-200000$ gọi là midsize , hay minicomputer.thường được dùng bởi những tổ chức lớn như ngân hàng, sân bay, cty bảo hiểm, trường học, với những xử lý hàng triệu giao tác/s. Người dùng sẽ giao tiếp với máy bằng thiết bị đầu cuối terminal, có màn hình và bàn phím để nhập và xuất dữ liệu*Phân loại máy tính điện tửMáy chủ IBM mainframe z10 BC có năng lực hoạt động tương đương 232 máy chủ x86, đồng thời tiêu thụ điện năng ít hơn 93% và tiết kiệm 83% diện tích đặt máy. Như những dòng máy chủ khác của IBM, z10 BC có độ tin cậy rất cao. Nó gần như hoạt động liên tục mà không có sự cố. Trong sản phẩm này, các bộ phận như đĩa cứng, bộ vi xử lý, bộ nhớ đều được thiết kế theo chế độ dự phòng. Khi một bộ vi xử lý gặp sự cố chẳng hạn, máy sẽ tự động nhận biết và chuyển tải công việc sang bộ vi xử lý còn lại, đồng thời thông báo cho bộ phận CNTT sửa chữa kịp thời. Về khôi phục dữ liệu thì có rất nhiều cách, trong đó có nhân bản dữ liệu sang các đĩa cứng khác, hoặc thậm chí nếu cần thiết thì có trung tâm dự phòng thảm họa từ xa, nằm cách xa về mặt địa lý để sao chép dữ liệu một cách đồng thời. Do đó nếu hệ thống bị sập thì luôn có sẵn dữ liệu để khôi phục. z10 BC cũng được thiết kế để có cập nhật trong khi hệ thống hoạt động, không phải tắt máy hay dừng hệ thống lại mới nâng cấp, cập nhật được (chữ z là chữ viết tắt của zero downtime, nghĩa là không có thời gian ngừng). Do đó, việc dừng hoạt động hệ thống rất hiếm hoi và nếu có thì cũng có sẵn giải pháp đối phó. *Phân loại máy tính điện tửWorkstations : ra đời vào đầu những năm 1980. Là máy tính cá nhân đắt tiền, mạnh, đươc dùng cho tính toán tóan học, và khoa học phức tạp. Hỗ trợ cho thiết kế và sản xuất (CAD/CAM). Thực hiện các hiệu ứng của fim ảnh . Những khả năng của máy workstation, có khi cũng đựơc thực hiện bởi máy vi tính mạnh*Phân loại máy tính điện tửthe term “workstation” denoted a very (and I mean very) high-powered desktop system with a very high-powered video card. In most circles, if it had an Intel processor it was a “desktop,” and if it had a Sparc processor it was a “workstation,” I’ve had the pleasure of working with the Ultra 24 for the past week or so, and I’ve found it to be a very capable, high-end workstation, with an Intel Core 2 Extreme Q6850 3.0GHz quad-core CPU, 8GB of RAM, four 250GB SATA drives, and the nVidia FX1700 graphics card -- essentially the top-end CPU and midrange options package for this system. *Phân loại máy tính điện tửMicrocomputer hay PCgiá 500 – 5000$. Máy vi tính gồm : desktop PCs, tower PCs, notebook (laptop), PDA (personal digital assistants).máy PDA, máy nhỏ bỏ túichứa những ứng dụng dành cho cá nhân như lịch biểu, sổ địa chỉ, danh sách việc phải làm, có khả năng gửi mail, fax,...Một số PDA có bàn phím riêng, (thường là giao tiếp bằng cảm ứng màn hình.)*Phân loại máy tính điện tửCấu hình:Chipset : Intel Duo Core-E2200 (2.2Ghz) - Box Bus 800 - 1Mb- TCN Chính hiệu Mainboard Foxconn G31MV- chipset Intel G31/ICH7, S/P 775, bus 1066, VGA Intel® GMA X3100 ( share Ram hệ thống lên 256MB )DDRAM 1GB - Bus 800 - Kingston chính hiệu PC6400 HDD 80GB SATA rpm 7200 CD-Rom DVD 18X LGKeyboard Mitsumi P/S2Mouse Mitsumi P/S2 Case - power Super 2/450WMonitor OptionOS OptionGiá: 4,232,000 Đồng *Phân loại máy tính điện tửNếu bạn ra đường với ít nhất 1 cuốn sổ, 1 cây bút, 1 máy nghe nhạc, 1 máy tính, và 1 kim tự điển, hãy xem xét để thay thế chúng bằng 1 PDA. Bạn sẽ phải chi ít hơn nhưng tiện ích lại lớn hơn rất nhiều. PDA là tên gọi chung, nhưng được phân thành hai hệ chính: máy sử dụng hệ điều hành Palm (thường được gọi là máy Palm) và máy sử dụng hệ điều hành Pocket PC của Microsoft, được gọi là máy Pocket PC. PDA phục vụ cho công việc (Word, Excel, PowerPoint, Project Manager...), tra cứu (các loại từ điển phong phú, Bách Khoa toàn thư). PDA còn là một chiếc máy tính với tính năng phân tích tài chính, tính toán khoa học, vẽ đồ thị...; làm một chiếc đồng hồ vạn năng để xem giờ, báo thức, đếm lùi giờ.... PDA quản lý thời gian biểu, nhắc việc, đọc sách điện tử, giải trí với các trò chơi đơn giản và nhiều chức năng thú vị khác như là một chiếc điều khiển vạn năng sử dụng với bất kỳ thiết bị nào có cổng hồng ngoại (TV, điện thoại di động). Người ta còn dùng PDA để cập nhật tin tức, dự báo thời tiết, check mail, duyệt web (có thể đăng ký newsletter của nhiều nhà cung cấp dịch vụ để gửi các thông tin thời sự, văn hóa, thể thao, kinh tế... mọi mặt của đời sống vào hộp thư của bạn và xem trên PDA bất cứ lúc nào.) Bạn còn có thể chơi những trò chơi phức tạp hay trò chơi chiến thuật kiểu như StarCraft, đua xe..., nghe nhạc, xem phim, ghi âm, chụp ảnh, quay phim kỹ thuật số, lưu trữ ảnh hay kết nối với các thiết bị khác qua mạng không dây Wi-Fi, Bluetooth, điện thoại di động với GPRS. thông thường một máy PDA (không kể bàn phím) có trọng lượng khoảng từ 170 đến 250 gram. Một vài model PDA được ưa chuộng hiện nay là HP iPAQ 6300 và 4700 có bộ nhớ 64MB và Flash ROM lần lượt là 64MB và 128 MB *Phân loại máy tính điện tửMicrocontrollers : gọi là những máy tính nhúng , rất nhỏ, có những bộ vi xử lý chuyên biệt cài đặt trong những thiết bị thông minh hay những thiết bị xe hơi. VD, trong máy vi ba, chúng lưu trữ thời gian cần thiết để nấu chín món khoai tây, và cho phép user chọn chức năng. HIện nay các bộ xử lý này có khả năng giao tiếp từ xa thông qua mạng *Công nghệ thông tinCNTT (Information Technology_ IT) là ngành khoa học về xử lý thông tin bằng máy tính điện tửCNTT là ngành nghiên cứu, thiết kế, phát triển, thực hiện, hỗ trợ hay quản lý các hệ thống thông tin dựa trên máy tính, bao gồm các ứng dụng phần mềm và phần cứng máy tính. (theo đn của hiệp hội CNTT Mỹ _ ITAA)CNTT đề cập đến việc sử dụng máy tính và phần mềm để chuyển đổi, lưu trữ, bảo vệ, xử lý , truyền , và truy vấn an toàn thông tin.Các chuyên gia về IT thực hiện các công việc như cài đặt ứng dụng, thiết kế các mạng mt phức tạp, thiết kế các db. Ngòai ra: thực hiện quản trị data, mạng, thiết kế db và phần mềm, quản trị và quản lý các hệ thống đang có.*Công nghệ thông tinCác hướng nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng CNTT Phát triển và phổ biến các công nghệ thông tin mới ( chú ý các công nghệ mang tính đặc thù Việt nam) có khả năng ứng dụng cao ở nước ta.   Phát triển gia tăng các năng lực cơ bản của máy tính và các thiết bị CNTT bao gồm năng lực tính toán, ghi nhớ thông tin, năng lực tương tác người máy trên cơ sở tiếng Việt...   Phát triển gia tăng các năng lực giải quyết vần đề bao gồm các nghiên cứu về thuật giải( heuristic, gentic, mạng neural), ngôn ngữ và phần mềm máy tính, công cụ khai thác tri thức, các hệ thống  thông tin tiên tiến   Phát triển các nghiên cứu cơ bản nhằm tăng cường khả năng sử dụng các năng lực của CNTT để tổ chức khai thác hiệu quả các tài nguyên thông tin ( data mining, intelligent agent, soft robot)   Phát triển các nghiên cứu liên ngành giữa Tin học và các ngành Khoa học khác như Toán, Vât lý, Hóa, Sinh học nhăm tăng cường ứng dụng CNTT trong mọi hoạt động Khoa học, công nghệ*Thông tinThông tin là những biểu hiện của vật chất hay của tự nhiên xã hội được truyền đi dưới dạng một thông báo mà qua đó mọi sự vật phải hiểu ít nhiều để tồn tại.Các tín hiệu từ thiên nhiênTrong xã hội loài người , có nhiều loại thông tin: kinh tế, khoa học - kỹ thuật, văn hoá - xã hội “Thông tin kinh tế là các tín hiệu mới được thu nhận, được thụ cảm (hiểu) và được đánh giá là có ích cho việc ra quyết định quản lý”. Dưới góc độ của CNTT : "thông tin là dữ liệu mà có thể nhận thấy, hiểu được và sắp xếp lại với nhau để hình thành kiến thức" *Dữ liệuDữ liệu là một mô tả hình thức về những sự kiện, khái niệm, đối tượng tuổi, chuỗi ngày tháng, tên người , Có dạng : ký tự, số, hình ảnh, âm thanh,*Tóm lược lịch sửThế hệ thứ nhất : từ 1945 đến 1958 sử dụng đèn chân khôngThế hệ thứ hai : từ 1958 đến 1964 sử dụng công nghệ bán dẫn – transistorsThế hệ thứ ba : từ 1964 đến 1974 Sử dụng công nghệ mạch tích hợp – Integrated CircuitsThế hệ thứ tư : từ 1974 đến nay Sử dụng công nghệ mạch tích hợp siêu lớn (VLSI/ULSI, Very Large-Scale Integration)*Máy tính thế hệ 1 : ENIACENIAC - Electronic Numerical Integrator And Computerdo John Mauchly và John Presper Eckert (đại học Pensylvania, Mỹ) thiết kế và chế tạo Sử dụng tính toán chính xác và nhanh chóng các bảng số liệu đạn đạo cho từng loại vũ khí mớiDự án bắt đầu 1943 – 1946 đáp ứng nhu cầu của thời chiếnSử dụng đến 1955*ENIAC – chi tiếtDecimal (not binary)Bộ nhớ chứa 20 ‘bộ tích lũy’, mỗi bộ có khả năng lưu 10 chữ sốLập trình thực hiện bằng tay thông qua đóng mở các switches, cắm/ không cắm các dây cab.Chứa 18,000 bóng đèn chân không (vacuum tubes)Nặng 30 tấn, chiếm diện tích 1393m2Tiêu thụ 140 kWThực hiện 5,000 phép tính/ second*ENIAC*TransistorsThay thế bóng chân khôngNhỏ hơn, Rẻ tiền hơn, Tỏa nhiệt ít hơnLà thiết bị ở trạng thái rắn Được làm từ Silicon (Sand)Là phát minh của phòng thí nghiệm Bell Labs 1947 , tạo ra một cuộc cách mạng điện tử trong những năm 50 *Các máy tính thiết kế dựa vào TransistorĐược xem là thế hệ thứ 2IBM 7000DEC - 1957Produced PDP-1*Các thế hệ ComputerVacuum tube - 1946-1957Transistor - 1958-1964Small scale integration - 1965 onTrên 100 thành phần / con chipMedium scale integration - to 1971100-3,000 thành phần / con chipLarge scale integration - 1971-19773,000 - 100,000 thành phần / con chipVery large scale integration - 1978 -1991100,000 - 100,000,000 thành phần / con chipUltra large scale integration – 1991 -Từ 100,000,000 thành phần / con chip*Định luật MooreTăng mật độ các thành phần trên mỗi con chipGordon Moore – đồng sáng lập hãng IntelSố lượng transistors có thể đặt trên mỗi con chip sẽ tăng gấpđôi hàng năm và nhịp độ này sẽ tiếp tục trong tương lai gần.Từ 1970’s sự phát triển có chậm lại đôi chútSốlượng transistor/ chip tăng gấp đôi sau mỗi 18 thángGiá thành 1 con chip hầu như không thay đổi Mât độ dày đặc các transistor có nghĩa là đường đi của điện tích ngắn lại, dẫn đễn tăng tốc độ họat độngKích thước máy tính được thu nhỏ , tăng tính mễm dẻoGiảm năng lượng tiêu thụ, và tỏa nhiệt (giảm nhu cầu làm mát)Càng nhiều mạch trên mỗi chip, sẽ càng có ít sự nối kết liên chip hơn*Tốc độ tăng trưởng của số lượng CPU Transistor*Bộ nhớ bán dẫn Năm 1970, Fairchild chế tạo ra bộ nhớ bán dẫn có dung lượng tương đối đầu tiên Chip nhớ có kích thước bằng một lõi đơn, có thể lưu 256 bit nhớhoạt động không theo cơ chế loại trừ và nhanh hơn bộ nhớ lõi từ Dung lượng tăng gấp đôi mỗi nămTừ 1970, bộ nhớ bán dẫn đã đi qua tám thế hệ: 1K, 4K, 16K, 64K, 256K, 1M, 4M, và giờ đây là 16M bit trên một chip đơn*Intel1971 – ra đời chip 4004 chứa tất cả mọi thành phần của một CPU trên một chip đơnCộng 2 số 4 bit1972 ra đời chíp 8008Bộ vi xử lý 8 bit đầu tiênCả hai lọai 4004 và 8008 được thiết kế cho những ứng dụng chuyên dụng.1974 – chíp 8080Là bộ vi xử lý đa dụng đầu tiên được thiết kế để trở thành CPU của một máy vi tính đa dụng