Bài giảng Tin học căn bản - Chương 2: Cấu trúc tổng quát của máy tính điện tử

CẤU TRÚC TỔNG QUÁT CỦA MÁY TÍNH ĐIỆN TỬCHƯƠNG 2Phần 2 : Tổng quan về phần mềmPhân loạiAPPLICATION SOFTWARESYSTEM SOFTWAREOperating SystemUtility ProgramsDevice driversUSERHARDWAREApplication softwarePhần mềm ứng dụngPhục vụ nhu cầu cụ thể của user giải trí cá nhân (nấu ăn, sổ tay, sửa chữa nhà, )giáo dục văn phòng, sản xuấtchuyên dụng (xem, vẽ, tạo sửa ảnh, tạo web, thiết kế, xuất bản và in ấn)Software packagegồm các file thi hành và dữ liệuFile thi hành :Có ít nhất 1 file thi hành (executable file), để nạp phần mềm, hay khởi động , bởi user . Thường có đuôi .exe Trong Windows, Người dùng sẽ click chọn biểu tượng, hay chọn từ menu Start, hay gõ tên file trong hộp Run .những file khác không được chạy bởi user. Nó có thể là những file hỗ trợ (.dll, hay .ocx, trong Windows OS), chứa các lệnh được sử dụng cùng với file thi hành. Nó sẽ được gọi bởi ctrình chính khi cần thiết. File dữ liệu các data file cung cấp dữ liệu cần cho ctrình. Dữ liệu trong file không được user cung cấp. file có đuôi txt, bmp, hlpvd: khi user sử dụng chức năng ktra chính tả trong wordviệc phân chia thành các file mang lại sự linh họat và thuận tiện cho người lập trình, cho phéptái sử dụng module trong ứng dụng khác.User interfacePhần lớn các phần mềm đều cung cấp môi trường tương tác, bao gồm:một màn hình, với các phương tiện để thu thập dữ liệu từ user, lựa chọn cách xử lý data, cách xuất và hiển thị dữ liệu ,Giao diện đồ họa GUI (graphical user interface)windows, icons và rollover, menus (pull down menu, hay drop down menu, cascading menu, pull up menu, pop up menu)Cửa số chương trình : title bar, menu bar, toolbarHow software works ?Khi khởi động chương trình mtd2002, các lệnh trong file mtd2002eva.exe được nạp từ đĩa vào RAM và được chuyển đến CPU. CPU thi hành các lệnh ngay -> Xuất hiện cửa sổ chương trìnhChương trình chờ user gõ một từ, hay chọn một lệnh, rồi thực hiện theo lệnh user đã chọn.Nếu lệnh user chọn không có trong file thi hành, một file các sẽ được gọi, vd lvimage.dllKhi user tra một mục từ, dữ liệu trong thư mục data sẽ được lấy raFile thi hành của chương trình tiếp tục đáp ứng các lệnh mà user chọn, cho đến khi user đóng chương trình. Khi đó , không gian chiếm giữ trên RAM được giải phóng cho chương trình khác.Tài liệu hướng dẫntài liệu hướng dẫn sử dụng , có trong các phần mềm thương mạitutorialsdocumentation là tài liệu in, hay dạng file(đĩa CD)Trợ giúp Helplệnh help (F1)context-sensitive helpBản quyềnPhần mềm thương mại hóa _Commercial softwareMua quyền sử dụng phần mềm theo những điều khoản trong software licenseChỉ có thể sử dụng trên 1 máy, mặc dù có thể cho phép cài đặt trên một máy ở nhà, một máy nơi làm việcSharewareCho phép dùng thử trước khi mua trong một thời gian giới hạnCó thể sao chép cho người khácNên thanh toán nếu bạn tiếp tục dùngFreewarePhầnmềm được bảo vệ bản quyền : user được phép sử dụng, sao chép và đưa cho user khác, nhưng không được sửa, và bánGPL (general public license)Open Source Software Mã nguồn mở , cho phép user tiếp tục chỉnh sửa và nâng cấp phần mềmUser sử dụng và phân phối miễn phíPublic domain software Không được bảo vệ bản quyền , do hết hạn, hay tác giả Có thể được sao chép, phân phối miễn phí, hoặc được bán lạiUpdateSau khi mua và cài đặt phần mềm, bạn có thể phải updateBản update được phân phối có thể như là một version mới, một bản vá (patch), hay một service packSoftware patch : là một đoạn mã chtrình thay thế một phần của phần mềm đang cài. Để sửa lỗi bảo mật, thêm chức năng hay cải tiến ctrình đang cóService pack :áp dụng cho cập nhật OS, là tập những bản vá sửa chữa các lỗi, các điểm yếu. (Windows XP với Service Pack 2)Thường được phân phối qua internet, tự động cài đặt khi download xuốngHệ điều hành Operating SystemOS còn được gọi software platformLà hệ thống các chương trình chính, cấp thấp nhất, dùng để quản lý các hoạt động căn bản của máy tínhđiều khiển việc sử dụng các tài nguyên phần cứng : như không gian đĩa, bộ nhớ, thời gian sử dụng CPU, các thiết bị ngoại viOS cho phép user quan tâm đến công việc của họ, hoặc quan tâm đến ứng dụng của họ mà không cần bận tâm những tác vụ quản lý mt phức tạpTương thích giữa phần mềm ứng dụng và OSmỗi phần mềm ứng dụng được viết để chạy trên một OS cụ thểKhông tương thích giữa các OS khác nhaucác lọai máy tính khác nhau về kích thước và khả năng có OS khác nhauVd: máy Apple Macintosh chỉ chạy pm hệ thống Macintosh, không thể chạy pm của máy PC. Hoặc máy PC (Compaq, Dell) không thể chạy pm của Macintosh.Hoạt động của OSHầu hết OS được lưu trong đĩa cứngMột số loại máy tính có OS có kích thước nhỏ và được lưu trong bộ nhớ ROMMột chương trình nhỏ của OS, bootstrap program được lưu trong ROM và cung cấp các lệnh cần để nạp phầnlõi của OS vào RAM khi máy tính khởi động. Phần lõi của OS gọi là kernel, cung cấp các dịch vụ cần thiết nhất, như quản lý bộ nhớ, truy suất file, và luôn nằm trong bộ nhớ cho đến khi máy tính tắt.Các phần khác của OS , như các tiên ích, được nạp vào bộ nhớ khi cần thiết ( explorer, help, control panel)Các chức năng căn bảnBootingUser interfaceCPU managementFile management and formatingTask managementSecurity managementBootinglà tiến trình nạp OS vào bộ nhớ máy tínhĐược thực hiện bởi một chương trình lưu vĩnh viễn trong bản mạch điện tử của máy tính (là ROM)Quá trình booting :1. Khi bật máy tính , chương trình trong ROM kiểm tra bộ nhớ chính, CPU, và các thành phần khác của hệ thống để đảm bảo chúng họat động bình thường.2. BIOS (chương trình nhập / xuất căn bản) được chép vào bộ nhớ và giúp máy tính thông dịch các ký tự bàn phím hay chuyển ký tự này tới màn hình.3. Ctrình tìm OS từ đĩa cứng, nạp vào bộ nhớ, và OS chiếm quyền điều khỉển máy tính, ở đó cho tới khi máy tính tắt Sau khi boot máy tính hòan tất, cái bạn nhìn thấy là giao diện người dùng, cho phép user giao tiếp, tương tác với máy tínhQuản lý CPU, bộ nhớQuản lý CPUVD: bạn chọn lệnh in, trong khi tiếp tục gõ văn bản. Quản lý các tác vụQuản lý bộ nhớ:theo dõi các vùng nhớ đang lưu ctrình và data. có thể hóan đổi các phần data và ctrình trong bộ nhớ sang đĩa cứng. các phương thức OS dùng để quản lý bộ nhớPartitioning Foreground/backgroundQueuesQuản lý filefile được đặt trong các thư mục, có thể copy, di chuyển, xóa, đổi tênWindows explorerĐịnh dạng đĩa : ghi những thông tin ban đầu để đĩa có thể sử dụng được (Formatted PC, Formatted Macintosh)Quản lý các tác vụMột máy tính đòi hỏi thực hiện nhiều tác vụ cùng lúc. Một số OS có thể cho phép nhiều ctrình chạy cùng lúc. Mỗi ctrình hiển thị trên một cửa sổ riêng . Môt số khác cho phép phục vụ một số user cùng lúc. Quản lý An ninhOS kiếm sóat sự truy cập vào máy tính. thông qua khai báo user name, password mỗi khi vào hệ thống. Một số OS cho phép bảo vệ các file riêng lẻ, với những password truy cập riêng.Một số loại OSOS cho máy desktop và laptopDos Giao tiếp dòng lệnhPhiên bản đầu tiên 1982 thiết kế cho máy IBM PCThống trị trong dòng máy PC phổ thông, rẻ tiềnMacintoshChỉ chạy trên máy Apple MacintoshGiao tiếp đồ họaWindows Phiên bản 3.X,95,98, Windows Me, Windows XP, Giao tiếp đồ họaMột số loại OSNetworking Operating SystemsNovell NetWareWindows NT/2000/2003Microsoft .NetUnixLinuxDevice DriversTrình quản lý thiết bị : là những pmềm chuyên biệt , cho phép các thiết bị nhập, xuất giao tiếp với phần còn lại của máy tínhMỗi model hay loại thiết bị được hỗ trợ bởi một driver khác nhau, cho phép nó làm việc với một OS nào đó. Nhà cung cấp sẽ bán kèm một device driver khi bạn mua một thiết bị ngoại vi mớiOS cung cấp sẵn Nhiều driver căn bản có sẵn trong phần mềm hệ thống kèm theo với máy tính khi bạn mua máy tínhNhững OS mới hiện nay, nhận diện nhiều phần cứng, và tự động cài đặt driver. Nếu OS của bạn không nhận diện được phần cứng mới, nó sẽ hiển thị message và yêu cầu bạn cài đặt driver từ CD hay đĩa mềm (được đi kèm với pcứng )UtilitiesTiện ích: các ctrình dịch vụ _ thực hiện các tác vụ liên quan đến kiểm sóat và phân phối các nguồn lực của mt.Chúng tăng cuờng các chức năng đang có, hay cung cấp các dịch vụ mà không được hỗ trợ bởi những phần mềm hệ thống khác.Hầu hết các máy tính đều có kèm theo các tiện ích có sẵn , như là một phần của phần mềm hệ thống. Hoặc phải mua riêng như những chương trình riêng, bên ngoài như Norton System Works, hay McAfee utilities.Thông thường các hãng thứ 3 sẽ bán những tiện ích không được cung cấp kèm theo OS Utilities _ chức năng Backup : tạo ra một bản backup trên đĩa của bạn. Dùng tiện ích miễn phí như : Norton Backup, Colorado Scheduler.Data recovery : phục hỗi dữ liệu khi bị đĩa bị hư hại, do virus, pmềm hư , đĩa hư, nguồn điện không ổn định trong khi ghi data.Chống Virus : các hình thức phá hoạicách lây lan : qua đĩa , mạngcác phần mềm chống virus – antivirus software : là phần mềm quét đĩa đễ phát hiện ra virus. Một số pmềm phá hủy virus tại chỗ , ngăn chặn không cho ảnh hưởng tới mt, hay thông báo cho biết những tác động của virus, Utilities _ chức năngData compression (nén dữ liệu )Là ctrình xóa bỏ những yếu tố dư thừa, những khỏang trống (gaps), và dữ liệu không cần thiết trên mt , sao cho số bit của file nhỏ hơn , khi lưu trữ hay di chuyển file. .File Defragmentation (chống phân mảnh file) :Khởi đầu, khi chúng ta dùng một đĩa cứng mới, OS đặt các file nằm liên tục trên đĩa. Sau một thời gian sử dụng, với nhiều lần xóa file cũ, tạo file mới, dữ liệu của file mới được đặt vào những vùng không sử dụng, không liên tục -> file bị phân mảnh_các phần dữ liệu của file bị phân tán trên đĩa trên những vùng không liền kề nhau, khiến cho truy suất file trở nên chậm hơn.Tiện ích chống phân mảnh thực hiện tìm tất cả các phần nằm phân tán của file, rồi tổ chức lại để trở thành file mà dữ liệu nằm liên tục trên đĩa.Disk scanner (ScanDisk, hay Check Disk) và Disk cleanup :Những tiện ích này phát hiện và sửa các loại vấn đề thông thường hay gặp trên đĩa cứng và tìm và xóa các file tạm (temporary file , đuôi .tmp)