Tin học đại cương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HCM 280, An Dương Vương, Q5, Tp HCM ĐT: (08).8352020 - 8352021 Fax: (84-8).8398946 --------- KHOA TOÁN - TIN TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG Introduction to Computer Science Thời lượng: 6 đvht (Số tiết lý thuyết : 45 Số tiết thực hành : 45) Giảng viên phụ trách: Ths. Lê Đức Long I. Tóm tắt môn học : Mục đích của môn học là cung cấp cho sinh viên một số kiến thức đại cương và các nguyên lý cơ bản của khoa học máy tính, các khái niệm và cách tư duy giải quyết các vấn đề - bài toán bằng máy tính điện tử. Đồng thời bước đầu tập làm quen với ngôn ngữ lập trình Pascal để giải quyết một số bài toán, ứng dụng thực tế. II. Nội dung môn học : Chương 1 : Đại cương về Tin học (6t) 1. Tổng quan về hệ thống tin học (Information systems hay Computer systems) 1. Sơ lược về hệ thống tin học 2. Các thành phần của một hệ thống tin học 3. Các dạng máy tính điện tử 2. Máy tính PC và nguyên lý hoạt động 1. Cấu trúc của một máy tính 2. Các bộ phận chính của máy tính 3. Các thiết bị nhập - xuất trong hệ thống máy tính 4. Nguyên lý Von Neumann - Hoạt động của máy tính 3. Biểu diễn thông tin trong máy tính 1. Hệ thống số - Cách chuyển đổi giữa các hệ thống số 2. Dữ liệu và lưu trữ dữ liệu 3. Mã hoá và biểu diễn dữ liệu trong máy tính 4. Các loại bộ nhớ 4. Giới thiệu về mạng máy tính 1. Khái niệm về mạng máy tính 2. Mạng thông tin toàn cầu Internet 3. Một số dịch vụ cơ bản của Internet Chương 2 : Giới thiệu một số hệ điều hành thông dụng (6t) 1. Tổng quan về hệ điều hành (Operating Systems) 1. Hệ điều hành - chức năng của hệ điều hành 2. Giao tiếp với hệ điều hành Edited by Duc Long – Feb, 2005 1 3. Một số hệ điều hành thông dụng Edited by Duc Long – Feb, 2005 2 2. Giới thiệu về hệ điều hành MS-DOS 1. Một số thuật ngữ cơ bản: tập tin, thư mục, đường dẫn 2. Dạng lệnh tổng quát – Thao tác với hệ điều hành MS-Dos 3. Hệ điều hành MS-Dos 6.x - Một số lệnh thông dụng 3. Giới thiệu về hệ điều hành Windows 1. Một số khái niệm 2. Các thao tác cơ bản trên Windows 3. Trình ứng dụng Windows Explorer 4. Trình ứng dụng Control Panel 5. Một số ứng dụng của Windows: Paint, WordPad, Calculator, Calendar Chương 3: Soạn thảo văn bản bằng LATEX (15t) 1. Tổng quan về LATEX - Một số khái niệm cơ bản 2. Soạn thảo văn bản đơn giản 3. Định dạng văn bản Chương 4: Giải quyết vấn đề - bài toán bằng máy tính (3t) 1. Vấn đề - bài toán 1. Thế nào là vấn đề - bài toán 2. Một số phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán bằng máy tính 2. Thuật toán - thuật giải 3. Các phương pháp biểu diễn thuật toán 1. Ngôn ngữ tự nhiên 2. Lưu đồ - sơ đồ khối 3. Mã giả 4. Các bước để giải một bài toán trên máy tính 1. Xác định bài toán 2. Lựa chọn và xây dựng thuật toán 3. Viết chương trình 4. Hiệu chỉnh 5. Viết tài liệu Chương 5: Ngôn ngữ lập trình Pascal (60t) Giới thiệu ngôn ngữ lập trình Pascal Cấu trúc tổng quát của một chương trình Pascal Các kiểu dữ liệu đơn giản Cấu trúc tuần tự Cấu trúc điều kiện Cấu trúc lặp Chương trình con: thủ tục và hàm Kiểu dữ liệu mảng (Array) Kiểu bản ghi (Record) Kiểu tập tin (File) Đồ hoạ trong Pascal (Graphic) Khái niệm về chương trình đệ qui (Recursion) Giới thiệu về con trỏ (Pointer) - cấp phát bộ nhớ động (Dynamic Memory Allocation) Edited by Duc Long – Feb, 2005 3 Tài liệu tham khảo : 1. Giáo trình tin học đại cương I, II GS.TS. Hoàng Kiếm - NXB Giáo dục, 1998 2. Ngôn ngữ lập trình Pascal Quách Tuấn Ngọc - NXB Giáo dục, 1996 3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống máy tính RON WHITE, biên dịch: Nhóm điện tử, vi tính FSC – NXB Thống kê, 1997 4. Giải một bài toán trên máy tính như thế nào ? I, II GS.TS. Hoàng Kiếm - NXB Giáo dục, 2001 5. Giáo trình Pascal I, II Trần Đan Thư – NXB Giáo dục, 2001 6. Bên trong máy tính PC hiện đại I, II Phạm Hoàng Dũng, Hoàng Đức Hải, NXB KH KT, 1997 7. Information Systems for you, SE Stephen Doyle, , Stanley Thornes (Publishers) LTD, 1999 8. Turbo Pascal 6: The complete reference Stephen K. O’Brien, Osborne McGraw-Hill, 1991 9. Sách giáo khoá Tin học 10, 11 (chương trình thí điểm phân ban) Hồ Sĩ Đàm (chủ biên), NXB Giáo dục, 2004 Liên hệ - góp ý: Ths. Lê Đức Long Khoa Toán Tin - Đại Học Sư Phạm Tp Hồ Chí Minh Cells phone: 0913.766.057 Email: longlddhsp@yahoo.com Một số địa chỉ Website tham khảo: ĐH Sư Phạm Tp HCM: Sở Giáo dục – Đào tạo Tp HCM: Diễn đàn giáo dục: Trang liên kết đến trang các trường đại học: Tin tức Việt Nam: Trang cung cấp mã nguồn: ; Thư viện đại học quốc gia: Trang thông tin của tp HCM: Một số tài liệu tham khảo trên các đĩa Cd: PC World 2000, Tin Học Nhà Trường, Website LH, ĐẠI CƯƠNG VỀ TIN HỌC • Tổng quan về hệ thống tin học • Máy tính PC và nguyên lý hoạt động • Biểu diễn thông tin trong máy tính • Giới thiệu về mạng máy tính Edited by Duc Long – Feb, 2005 4 BÀI TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TIN HỌC DẪN NHẬP: Sự bùng nổ về thông tin trong vài thập kỷ ở cuối thế kỷF 20 cho ra đời một dạng tài nguyên mới đó là thông tin, cùng gắn liền với công cụ lao động là máy tính điện tử đã làm một cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật trong mọi lĩnh vực. Ngành Tin học được hình thành và phát triển cùng với các khái niệm cơ bản, trong đó các hiểu biết cơ bản về hệ thống tin học là kiến thức không thể thiếu đối với mọi đối tượng khai thác và sử dụng máy tính. 1./ SƠ LƯỢC VỀ HỆ THỐNG TIN HỌC 1.1./ TIN HỌC (INFORMATIQUE) Tin học là một ngành khoa học chuyên xử lý dữ liệu và xuất ra thông tin một cách tự động, dựa trên công cụ là máy tính điện tử. 1.2./ DỮ LIỆU VÀ THÔNG TIN Những sự việc và hình ảnh trong thế giới thực gọi chung là dữ liệu (data), Thông thường các sự việc, hình ảnh thô này mang ít ngữ nghĩa thực tiễn cho đến khi chúng được sắp xếp hoặc tính toán một vài thứ nào đó trong chúng, và điều này gọi là xử lý dữ liệu (data processing). Khi dữ liệu đã xử lý xong, nó sẽ xuất ra thông tin (information). Cũng có thể xem thông tin là chính ngữ nghĩa được gắn kết vào dữ liệu của nó. Ví dụ: đèn giao thông bật sáng màu đỏ, đây là một hình thức của dữ liệu. Điều này cho biết ngữ nghĩa gắn vào với dữ liệu này là các phương tiện giao thông phải dừng, vậy dừng chính là thông tin. Dữ liệu thường tối nghĩa. Ví dụ: quan sát con số 11092004, ta có thể hiểu theo nhiều cách: - Số lượt truy cập đến trang Web Yahoo - Ngày 11, tháng 9, năm 2004 - Số điện thoại của một cá nhân A nào đó 1.3./ XỬ LÝ THÔNG TIN Máy tính xử lý Đầu ra Đầu vào DỮ LIỆU _ Thu nhận phân loại, lưu trữ THÔNG TIN _ Tính toán, thống kê _ Hỏi đáp, cập nhật, truy tìm _ Dự báo 1.4./ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐƯỢC MÁY TÍNH HOÁ - HỆ THỐNG TIN HỌC Tất cả các tác vụ đều có thể phân thành ba giai đoạn: nhập, xử lý và xuất. Vậy hệ thống thông tin (information system) là một hệ thống bao gồm việc nhập dữ liệu, xử lý dữ liệu và xuất ra thông tin. Edited by Duc Long – Feb, 2005 5 Edited by Duc Long – Feb, 2005 6 Hệ thống thông tin thủ công (manual information systems): mọi người chúng ta đều ít nhiều có sử dụng hoặc làm việc với các hệ thống thông tin thủ công. Ví dụ: danh bạ điện thoại, có hàng trăm ngàn số điện thoại, Giả sử ta biết tên và địa chỉ của một doanh nghiệp nào đó, thì có thể tìm trong danh bạ số điện thoại tương ứng của họ. Hoặc với sổ danh bộ của trường học, lưu trữ thông tin học sinh trong các năm học, Biết mã số (thường gọi là số danh bộ) và tên học sinh có thể tra cứu để biết học sinh đang học lớp nào và lý lịch trích ngang của học sinh đó. Hệ thống thông tin thủ công có nhiều bất tiện. Như đối với danh bạ điện thoại thì các số điện thoại để tra cứu sẽ được sắp theo thứ tự alphabet của cá nhân, đơn vị; trong khi việc tìm kiếm có thể có nhu cầu biết số điện thoại, cần tìm địa chỉ của một cơ quan nào đó Đối với sổ danh bộ của trường học cũng vậy, danh sách học sinh sẽ được sắp xếp theo thứ tự mã số của từng học sinh với một qui tắc nhất định, trong khi việc tra cứu có thể tìm kiếm theo họ tên, theo lớp, Hệ thống thông tin được máy tính hoá (computerised information systems): ngày nay với sự ra đời và phát triển của máy tính điện tử, các hệ thống thông tin thủ công đa phần đều được máy tính hoá thông qua việc xử lý dữ liệu và xuất ra thông tin một cách tự động dựa vào công cụ là máy tính điện tử. Các hệ thống thông tin được máy tính hoá thì mềm dẽo hơn so với các hệ thống thông tin thủ công và xử lý nhanh hơn rất nhiều. Ví dụ với hệ thống tra cứu danh bạ điện thoại được máy tính hoá ở trên thì khi nhập vào một số điện thoại đã được chứa trong hệ thống, thì tên và địa chỉ của đối tượng tương ứng sẽ được cung cấp ngay lập tức. Hệ thống thông tin được máy tính hoá gọi tắt là hệ thống máy tính hay hệ thống tin học gồm có ba thành phần: phần cứng (hardware), phần mềm (software), và người sử dụng (user). Những ưu điểm của một hệ thống thông tin được máy tính hoá: -Không phải tốn nhiều các ngăn chứa hồ sơ, tài liệu. Chỉ cần một máy tính đơn cũng có thể lưu trữ tất cả các thông tin cần thiết. -Nhiều người có thể truy xuất thông tin trên các máy tính khác nhau, ở những nơi khác nhau, trong cùng một thời điểm. -Không có sự trùng lắp thông tin. Ví dụ các thông tin lý lịch cần thiết của học sinh chỉ được cập nhật một lần và có thể sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Ngoài ra, từ các thông tin này có xuất ra các báo cáo, thống kê khi có nhu cầu. -Thông qua hệ thống mạng diện rộng và bộ xử lý văn bản có thể đưa thông tin đến tận người dùng (như Email, ) -Việc nhập dữ liệu vào hệ thống ngoài bàn phím còn có nhiều thiết bị tiện ích khác như: máy quét ảnh, máy đọc mã vạch, máy quét thẻ từ, Những khuyết điểm của một hệ thống thông tin được máy tính hoá: -Mọi thứ đều phụ thuộc vào máy tính. Khi có sự cố (về nguồn điện, bị virus,) phải cần một hệ thống khác thay thế ngay. -Để sử dụng hệ thống, cần có sự huấn luyện sử dụng đối với các đối tượng người dùng. Khi có sự thay đổi, sẽ tốn thời gian để đào tạo đội ngũ này lại. -Cần có sự an toàn và bảo mật đối với dữ liệu, thông tin trong hệ thống để chống lại sự mất cắp, rò rỉ thông tin. 2./ THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA MỘT HỆ THỐNG TIN HỌC Tất cả các hệ thống tin học đều có: phần cứng (hardware) và phần mềm (software). Phần cứng là từ được sử dụng để chỉ các phần của máy tính mà ta có “cầm”, “nắm” được. Phần cứng cũng là tất cả các thiết bị (mỗi thiết bị đều có tên gọi riêng) để cấu thành một hệ thống máy tính. Một cách cơ bản các thiết bị được phân chia thành: -Thiết bị nhập (Input devices): sử dụng để đưa dữ liệu vào máy tính. -Bộ xử lý trung tâm (Central processing unit - CPU): phần não bộ của máy tính. -Thiết bị lưu trữ (Backing storages): gồm các loại ổ đĩa sử dụng để chứa dữ liệu khi tắt nguồn điện vào máy. -Thiết bị xuất (Output devices): bao gồm các bộ hiển thị (VDUs), máy in được sử dụng để xuất ra báo cáo, xuất lên màn hình, Phần mềm là từ dùng để chỉ các chương trình thực sự cho phép phần cứng thực hiện một công việc hữu ích trên máy tính. Không có phần mềm, phần cứng trở nên vô dụng. Phần mềm được xây dựng từ một dãy các lệnh thực thi cho biết máy tính sẽ phải làm những gì. Các máy tính điện tử thông dụng hiện nay đều thiết kế theo nguyên lý J. Von Neumann (1903-1957). Theo nguyên lý này, hoạt động của máy tính được điều khiển bằng chương trình lưu giữ trong bộ nhớ. Đĩa mềm (Backing storage) CPU Đĩa cứng (Backing storage) Bàn phím (Input) Máy in (Output) Chuột (Input) Màn hình (Output) Hình 1. Phần cứng của một máy vi tính đơn giản Để hiểu về sự khác biệt giữa phần cứng và phần mềm có thể hình dung một máy thâu băng (tape recorder) và cuộn băng trắng (blank tape). Như vậy, máy thâu băng và cuộn băng chính là phần cứng vì ta có thể tiếp xúc được với chúng. Khi ta ghi vào cuộn băng một vài bản nhạc, thì các bản nhạc trong cuộn băng sẽ chính là phần mềm. Edited by Duc Long – Feb, 2005 7 Phần mềm được phân thành hai loại chính: phần mềm hệ thống (systems software) và phần mềm ứng dụng (aplications software). -Phần mềm hệ thống là chương trình điều khiển trực tiếp các phần cứng của máy tính. Phần mềm hệ thống bao gồm: hệ điều hành (operating systems), các chương trình dịch (translation programs) như trình biên dịch (compiler), trình thông dịch (intepreter), Hệ điều hành cũng cung cấp một giao diện (user interface) để giao tiếp giữa người sử dụng với máy tính, việc đầu tiên của một máy tính khi được nối nguồn điện là tìm kiếm hệ điều hành, và không có hệ điều hành thì máy tính sẽ không thể làm việc tiếp được. Ví dụ một số hệ điều hành thông dụng như: Windows 98, Windows NT, UNIX, LINUX hay OS/2 -Phần mềm ứng dụng là chương trình được xây dựng để thực hiện những tác vụ chuyên biệt nào đó. Phần mềm ứng dụng có rất nhiều loại phục vụ cho các đối tượng sử dụng máy tính: phầ tử như Lotus123, Ex Một chương để xây dựng và viết để thể hiện. Tuy nhiên, m dưới dạng m những ngôn được chia th (high-level lan Hoạt động thực hiện tính thì phả Ngôn ngữ c khó viết đối (machine lan Ngôn ngữ má viết bằng ngô trình đều bắt các chương mỗi loại máy trò chơi trên này). Edited by Duc Lo n mềm xử lý từ như Word, Word Perfect, phần mềm bảng tính điện cel, phần mềm cơ sở dữ liệu như Access, trình là một tập các lệnh mà máy tính có thể hiểu và thực hiện. Do đó, chương trình thì người lập trình phải dùng các ngôn ngữ lập trình áy tính do cấu tạo là một thiết bị điện tử nên chỉ có thể hiểu chương trình ã nhị phân (tập giá trị 0 và 1), trong khi đối với người lập trình thì cần phải có ngữ lập trình dễ hiểu, dễ đọc để viết chương trình, vì vậy ngôn ngữ lập trình ành các loại: ngôn ngữ cấp thấp (low-level languages), ngôn ngữ cấp cao guages). Phần cứng Ứng dụng 1 User Hệ điều hành Ứng dụng 2 User Ứng dụng 3 User Hình 2. Giao tiếp giữa hệ điều hành với người sử dụng của hệ điều hành như một phần vỏ bao quanh phần cứng. Để chương trình cần có một hệ điều hành, để người dùng thực hiện một tác vụ nào đó từ máy i dùng các ứng dụng và hệ điều hành để giao tiếp với phần cứng. ấp thấp: là ngôn ngữ mà máy tính có thể hiểu dễ dàng nhưng lại khó hiểu, với người lập trình. Các ngôn ngữ lập trình cấp thấp như ngôn ngữ máy guage hay machine code), hợp ngữ (Assembly language). y là ngôn ngữ mà máy tính trực tiếp hiểu được, nói cách khác chương trình n ngữ máy sẽ là một tập bao gồm các kí số 0 và 1. Tất cả các ngôn ngữ lập buộc phải được dịch thành ngôn ngữ máy trước khi được thi hành ngoại trừ trình được viết bằng ngôn ngữ máy. Ngôn ngữ máy thường phụ thuộc vào tính khác nhau, và vì không cần phải biên dịch lại nên chạy rất nhanh (nhiều máy tính và chương trình giả lập được viết bằng ngôn ngữ máy là vì lý do ng – Feb, 2005 8 Hợp ngữ là ngôn ngữ chỉ sử dụng một số lệnh đơn giản (như ADD, SUB, LDA, ..) nên dễ dàng hơn đối với người lập trình trong việc sử dụng và gỡ lỗi chương trình. Chương trình viết bằng hợp ngữ cũng cần được biên dịch thành ngôn ngữ máy bởi trình hợp dịch (assembler) trước khi máy tính có thể hiểu. Tuy nhiên, do chỉ giới hạn trong một số ít lệnh và thuộc loại ngôn ngữ lập trình cấp thấp nên chương trình viết bằng hợp ngữ khó đọc khó viết. Ngôn ngữ cấp cao: là ngôn ngữ lập trình sử dụng các câu lệnh có cú pháp gần giống với ngôn ngữ tự nhiên (thông thường là tiếng Anh), có đặc điểm là tính độc lập cao, ít phụ thuộc vào loại maý tính sử dụng, đơn giản, dễ hiểu, dễ viết. Ví dụ như: BASIC, C++, PASCAL, JAVA, HTML, Ngoài ra, để có thể chuyển đổi từ các lệnh trong chương trình viết bằng ngôn ngữ cấp cao thành các mã lệnh của chương trình máy để máy tính hiểu và thực hiện được thì cần phải có các chương trình dịch (translation programs). Thông thường có ba loại chương trình dịch là: trình biên dịch (compilers), trình phiên dịch (interpreters) và trình hợp dịch (assemblers) High level language code High level language code Assembly language code Compiler Interpreter Assembler Machine code Hình 3. Sự liên hệ giữa các chương trình dịch 3./ CÁC DẠNG MÁY TÍNH Có ba dạng máy tính: máy vi tính (micro computer), máy tính trung (mini computer), và máy tính lớn (mainframe computer). 3.1./ MÁY VI TÍNH (MICRO COMPUTER) Máy vi tính là loại máy tính để bàn sử dụng cho cá nhân làm việc ở nhà, trong các trường học hoặc các văn phòng nhỏ, còn được gọi là máy tính cá nhân (Personal computer - PC). Máy vi tính cũng có nhiều kiểu, dáng cũng như thể loại khác nhau, ví dụ kiểu desktop, mini tower, tower, hoặc loại Apples (Macintosh), Acorns, IBMs (PC), Ngoài ra, hiện nay còn có một số loại máy vi tính khác như: thiết bị hỗ trợ cá nhân kỹ thuật số (Personal Digital Assistants – PDAs), máy tính xách tay (Notebook computers hay Laptops). PDAs là một thiết bị máy tính cầm tay, có ưu điểm nhỏ gọn, tuy nhiên cũng chỉ giới hạn với một số chức năng thông dụng như: xử lý văn bản, bảng tính điện tử, gởi và nhận thư Edited by Duc Long – Feb, 2005 9 điện tử, ghi chú thông tin cá nhân, PDAs thường gặp hiện nay có loại Palm và Pocket PC . Máy tính xách tay (Notebook computer hay Laptop) thì lớn hơn PDAs, thường dùng với một nguồn pin, được nạp điện trước khi sử dụng, và màn hình dạng tinh thể lỏng (liquid crystal displays – LCDs) vì nhu cầu nhỏ gọn, cơ động và ít tiêu thụ năng lượng điện. 3.2./ MÁY TÍNH TRUNG (MINI COMPUTER) Máy tính trung thông thường có kích thước, công suất và giá cả khoảng giữa của máy vi tính và máy tính lớn. 3.3./ MÁY TÍNH LỚN (MAINFRAME COMPUTER) Máy tính lớn hay còn gọi là siêu máy tính là loại máy tính kích thước lớn, công suất mạnh thường dùng trong các hệ thống mạng lớn, khả năng đáp ứng một số lượng lớn các máy tính con (khoảng trên 500). Một máy tính lớn có thể thực hiện đến 250 triệu phép tính trong một giây. Các hệ thống ngân hàng, cao ốc kinh doanh, công ty bảo hiểm, công ty cấp nước, điện lực đều phải sử dụng máy tính lớn. Notebook computer Mainframe computer Hình 4: Các dạng máy tính điện tử Microcomputers - (4a) loại Desktop, (4b) loại Mini tower (4a) (4b) Edited by Duc Long – Feb, 2005 10 Edited by Duc Long – Feb, 2005 11 BÀI ĐỌC THÊM LỊCH SỬ MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ 1/. BUỔI SƠ KHAI Từ thời xa xưa, tính toán đã là nhu cầu của con người. Mười ngón tay của tạo hóa là công cụ tính toán đầu tiên mà con người sử dụng. Việc nghĩ ra và sử dụng các kí hiệu đã chắp cánh cho khả năng của con người đi đến những chân trời mới. Tiền tệ xuầt hiện và buôn bán phát triển. Vấn đề trao đổi tiền tệ đòi hỏi những công cụ tính toán tiến bộ hơn, và bàn tính tay (abacus) ra đời. Bằng cách xếp đặt các hạt ở những vị trí khác nhau trên các sợi dây của bàn tính , các thương gia có thể tính toán một cách nhanh chóng. Trong suốt thế kỷ 17 và 18, loài người đã cố gắng tìm kiếm và sáng chế ra những phương pháp tính toán mới, đáng kể nhất là : phương pháp cơ học thực hiện phép nhân và chia do John Napier, người Scodland, nghĩ ra vào khoảng năm 1617 (phương pháp này đã được áp dụng để chế tạo thước kéo, mà cách đây không lâu được sử dụng rộng rãi như máy tính bỏ túi bây giờ), và máy cộng cơ học, sử dụng bánh răng, do Blaise Pascal, một nhà toán học Pháp, sáng chế vào năm 1642. 2/. NHỮNG DẤU MỐC ĐÁNG NHỚ Năm 1830, nhà toán học Anh Charles Babage thiết kế một máy gọi là "Analytical Engine". Máy này, theo trí tưởng tượng của ông, không phải là thiết bị để giải một bài toán cụ thể nào, mà là một máy vạn năng giải quyết một lớp rộng bài toán tương tự nhau. Thực chất, C.Babbage đã thiết kế một máy khả lập trinh vạn năng bao hàm những nguyên lý cơ bản của máy tính hiện nay Năm 1890, Nhà sáng chế Mỹ Herman Hollerith đã chế tạo thành công máy tính cơ điện đầu tiên - máy lập bảng, sử dụng phiếu đục lỗ để xử lý dữ liệu điều tra dân số tiến hành ở Mỹ năm 1890. Máy của H Hollerith đã được công nhận rộng rãi và ông thành lập công ty để cung cấp loại máy này, tiền thân của công ty IBM ( International Business Machines). Tuy nhiên, khả năng của máy chỉ giới hạn trong việc lập bảng, một bài toán đơn giản và chủ yếu là vẽ, không giải quyết được các bài toán phức tạp hơn Máy tính khả lập trình đầu tiên là máy Z3, do kĩ sư người Đức Konrad Zuse sáng chế ra vào năm 1941. Máy dùng rơ le cơ điện và băng đục lỗ, nhưng đáng ghi nhớ hơn cả là K Zuse đã làm một cuộc cách mạng trong lĩnh vực hệ thống số : Thay Hệ Thập Phân bằng Hệ Nhị Phân. Z3 là máy tính đầu tiên sử dụng hệ nhị phân Trong khi K Zuse tiếp tục nghiên cứu, thì các nhà khoa học Mỹ đã thực hiện được 2 đồ án lớn: Đồ án thứ nhất: Nhà toán học Howard Aiken ( Đại học Havard) cùng với một nhóm kĩ sư của công ty IBM đã nghiên cứu thiết kế Mark-1, từ năm 1938 và đến 1944 thì bắt đầu đưa ra sử dụng. Máy nặng 5 tấn và giá tới 500000USD, phục vụ cho việc tính toán đạn đạo. Cấu tạo cũng giống như máy của K Zuse nhưng chỉ khác là máy sử dụng hệ thập phân Đồ án thứ hai: ENIAC (Electronic Numercal Integrator and Calculator) - Máy tính điện tử đầu tiên - do hai kĩ sư ở Đại học Pennsylvania là J.W. Mauchly và J.P. Eckert thiết kế và chế tạo, trong khoảng thời gian 1943 đến 1946. Máy cũng sử dụng hệ thập phân ,nhưng dùng đèn điện tử thay cho rơ le cơ điện. Nhờ vậy, tốc độ tính toán tăng 1000 lần so với Mark-1. ENIAC dùng đến 18000 đèn điện tử. Ngoài ra, hai ông còn có một dự án chế tạo máy tính dùng hệ nhị phân , với bộ nhớ lớn dữ liệu lẫn các lệnh của chương trình, máy tính này được đặt tên là EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Ý tưởng xây dựng máy tính với chương trình lưu trữ trong bộ nhớ thật sự, đã được trình bày trong một công trình thế kĩ của nhà toán học gốc Hung John Von Neumann (mô hình máy tính của Von Neumann 1945 gắn liền với sự hiện thực khái niệm chương tình lưu trữ) Máy tính đầu tiên với chương trình lưu trữ trong bộ nhớ có tên Manchester Mark-1 do F Williams ở Đại học Manchester chế tạo từ năm 1946 đến năm 1948. Máy sử dụng hệ nhị phân và bộ nhớ tĩnh điện Năm 1949, Maurice Wilkes ( Đại học Cam bridge) và những người cộng sự đã nghiên cứu và chế tạo máy EDSAC. EDSAC cũng sử dụng hệ nhị phân và hiện thực khái niệm chương trình lưu trữ Edited by Duc Long – Feb, 2005 12 3/. CÁC THẾ HỆ MÁY TÍNH MÁY TÍNH THẾ HỆ THỨ NHẤT Các máy tính ENIAC, Manchester Mark-1, EDVAC, EDSAC thuộc thế hệ thứ nhất của máy tính. Thế hệ này kéo dài từ khoảng giữa năm 1940 đến năm 1955. Đặc trưng của máy tính thế hệ thứ nhất là sự sử dụng đèn điện tử làm phần cơ bản , cùng với việc sử dụng bộ nhớ làm bằng dây trễ và bộ nhớ tĩnh điện. Phần lớn các máy tính ở thế hệ này đều hiện thực khái niệm chương trình lưu trữ, vào/ra dữ liệu bằng băng giấy đục lỗ , phiếu đục lỗ, băng từ. Các máy tính thế hệ này giải quyết được nhiều bài toán khoa học kĩ thuật và các bài toán phức tạp về dự báo thời tiết và năng lượng hạt nhân MÁY TÍNH THẾ HỆ THỨ HAI Xuất hiện từ sau năm 1955,. Đặc trưng của máy tính thế hệ thứ hai là sự sử dụng Transistor cùng với đèn điện tử . Bộ nhớ trong làm bằng xuyến từ. Cùng làm việc với băng từ xuất hiện thêm trống từ và đĩa từ. Những ý định về lập trình bằng ngôn ngữ cấp cao đã dẫn đến sự ra đời của các ngôn ngữ BO, Comercial Translator, Fact, Fortran, Mathmatic MÁY TÍNH THẾ HỆ THỨ BA Gồm các máy tính được chế tạo khoảng sau 1960. Do quá trình chế tạo các máy tính số phát triển không ngừng, nên khó xác định được thế hệ này bắt đầu và kết thúc khi nào. Nhưng có lẽ tiêu chuẩn quan trọng nhất để phân biệt máy tính thứ hai và máy tính thế hệ thứ ba là các tiêu chuẩn dựa trên khái niệm kiến trúc máy tính. Kiến trúc máy tính là hệ thống tính toán ở cấp tổng thể, bao gồm hệ thống lệnh , tổ chức bộ nhớ, hoạt động vào/ra,phương tiện lập trình cho người sử dụng .... Những thành tựu trong lĩnh vực điện tử, đã cho phép các nhà thiết kế máy tính xây dựng một kiến trúc máy tính thỏa mãn yêu cầu của bài toán cần giải quyết, cũng như của người lập trình. Hệ Điều Hành trở thành một bộ phận của máy tính, điều khiển mọi hoạt động của máy tính, khả năng đa lập trình đã ló dạng. Nhiều vấn đề về quản lý bộ nhớ, quản lý các thiết xuất/ nhập và các tài nguyên khác đã được đãm nhận bởi Hệ Điều Hành hoặc trực tiếp bằng phần cứng của máy tính MÁY TÍNH THẾ HỆ THỨ TƯ Là các máy tính được nghiên cứu và chế tạo từ sau năm 1970, tức gồm các máy tính chúng ta đang dùng. Được thiết kế nhằm sử dụng hiệu quả các ngôn ngữ lập trình cấp cao và giảm nhẹ quá trình lập trình cho người sử dụng. Đặc trưng cho máy tính thế hệ thứ tư là việc sử dụng các mạch tích hợp làm pnần tử cơ bản, và sự xuất hiện bộ nhớ làm bằng MOS (Metal Oxide Semiconductor) có tốc độ truy xuất nhanh và dung lượng bộ nhớ tăng lên tới vài Mega Bytes MÁY TÍNH THẾ HỆ THỨ NĂM Trong những năm cuối thế kĩ 20 này, mọi người đang chờ đợi sự xuất hiện của máy tính thế hệ thứ năm, đã và đang được nghiên cứu chế tạo. Chưa thể nói trước các đặc trưng của nó, nhưng có thể khẳng định một đặc tính quan trọng nhất của nó là: trí thông minh BÀI Edited by Duc Long – Feb, 2005 13 MÁY TÍNH PC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG DẪN NHẬP: Bài học sẽ trình bày những khái niệm cơ bản về cấu trúc của một máy tính, cụ thể là máy vi tính và hoạt động của nó. 1./ CẤU TRÚC CỦA MỘT MÁY TÍNH PC Gồm 4 thành phần chính: Š Bộ xử lý trung tâm – CPU (Central processing unit) Š Bộ nhớ (Main Memory) Š Các thiết bị nhập/ xuất (I/O devices) _ Màn hình (monitor) _ Bàn phím (keyboard) _ Máy in (printer) _ Con chuột (mouse) _ Máy quét (scanner) _ Máy đọc thẻ từ, đọc mã vạch, _... Š Thiết bị lưu trữ (Backing Storages) _ Đĩa từ : đĩa cứng, đĩa mềm (hard disk, floppy disk) _ Đĩa quang: CD ROM, CD-R, DVDs, 2./ CÁC BỘ PHẬN CHÍNH 2.1./ BỘ XỬ LÝ TRUNG TÂM - CPU: Bộ xử lý trung tâm (Central Processing Unit), thường gọi tắt CPU, là não bộ của máy vi tính, điều khiển mọi hoạt động của máy, có chức năng xử lý, tính toán dữ liệu dưới sự điều khiển của một chương trình đã được lưu trữ trong bộ nhớ. CPU được thiết kế trên một vi mạch xử lý (IC) gồm các thành phần: + Bộ điều khiển (Control Unit – CU): có nhiệm thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lý. + Các thanh ghi (Register hay Immediate Access Store): vùng nhớ đặc biệt để CPU sử dụng lưu trữ tạm thời các lệnh và dữ liệu đang được xử lý. + Bộ làm tính (Arithmetic and Logic Unit – ALU): thực hiện các phép toán số học và luận lý. CPU Bnhớ chính Reg ALU CU BNHỚ PHỤ Tb Nhập Tb Xuất Hình 5. Cấu trúc của máy PC Trong thời gian gần đây, để tăng nhanh tốc độ xử lý của máy tính, một vùng nhớ đặc biệt có tốc độ truy cập nhanh phục vụ cho việc tăng tốc độ tính toán của CPU được thiết kế gọi là bộ nhớ ẩn (Cache memory). Bộ nhớ ẩn cũng được đặt ngay trong bên trong bộ xử lý và nối trực tiếp với mạch xử lý để lưu trữ các lệnh chuẩn bị được thực hiện, hay các lệnh thường xuyên được dùng để sẵn sàng cho CPU. Đối với loại máy XT (Extended technologies), CPU thường dùng là loại Intel 8086, 8088 (16 bit , tần số hoạt động: 4.7 -> 10MHz, dung lượng bộ nhớ: 512KB -> 640KB). Đối với loại máy AT (Advanced technologies), CPU thường là loại Intel 80286 (16 bit hay 32 bit, tần số hoạt động: 8 -> 33Mhz, dung lượng bộ nhớ từ 1MB trở lên), loại 80386, 80486. 80586, Pentium II, III, IV và hiện nay đã có một số loại mới khác. Hình 6. Các dòng CPU i386SX, 486DX4, Pentium IV của Intel 2.2./ BỘ NHỚ: (MAIN MEMORY, CÒN ĐƯỢC GỌI LÀ BỘ NHỚ TRONG - INTERNAL MEMORY) Công việc chính của CPU là thi hành các lệnh của chương trình, nhưng tại một thời điểm thì CPU chỉ có thể giải quyết một ít dữ liệu đã được mã hoá dưới dạng nhị phân. Như vậy, phần còn lại của dữ liệu được đọc vào cần phải có một nơi để lưu giữ lại sẵn sàng cho CPU xử lý. Đó chính là chức năng của khối bộ nhớ chính (Main Memory). Bộ nhớ chính là loại bộ nhớ được dùng để lưu trữ chương trình và dữ liệu trong thời gian xử lý, cấu tạo là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu tế bào nhớ (Storage Cell). Bộ nhớ chính của máy tính gồm có: ROM và RAM. a. Bộ nhớ chỉ đọc - ROM (Read only memory): Bộ nhớ chỉ đọc , dùng để lưu trữ các chương trình hệ thống được cài đặt sẵn do nhà sản xuất cung cấp (như các chương trình kiểm tra các thiết bị, các chương trình khởi động máy, các chương trình nhập xuất cơ bản nên còn gọi là ROM BIOS). Khi bật máy , các chương trình này sẽ được tự động thi hành, ngoài ra các dữ liệu ghi trong ROM không bị mất đi khi tắt máy , và cũng không thể thay đổi cập nhật. Do đó ROM còn được gọi là BỘ NHỚ CHẾT. b. Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên - RAM (Random access memory): Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, dùng để lưu trữ các dữ liệu và chương trình tạm thời trong quá trình làm việc với máy tính. Có thể đọc và ghi dữ liệu trên RAM, nhưng dữ liệu sẽ bị mất đi khi khởi động lại hay tắt máy. RAM còn được gọi là BỘ NHỚ SỐNG. Hình 7. Hình dáng của RAM ) Tổ chức dữ liệu trong bộ nhớ: Bộ nhớ là một dạng mạch điện tử, do cấu tạo từ các thành phần chỉ có hai trạng thái nên được biểu thị bằng hai trạng thái 0 và 1.Trong máy tính dùng BIT (binary digit) làm đơn vị cơ bản để diễn tả hai trạng thái trên, vì vậy khi đưa dữ liệu vào máy tính cần phải chuyển chúng thành tổ hợp các BIT thì máy tính mới hiểu được (Bit được xem là cơ sở để đo lường thông tin) Do đó, đơn vị nhỏ nhất để đo lường sự lưu trữ thông tin của bộ nhớ(đơn vị đo dung lượng bộ nhớ) là BYTE. Edited by Duc Long – Feb, 2005 14 Theo tiêu chuẩn của bảng mã ASCII (American Standard Code for Information Interchange), thì 1 Byte có thể biểu diễn được 1 kí tự (bảng mã này có thể mã hóa được 28 kí tự 256 kí tự ) Ta có các đơn vị tính như sau: 1 BYTE có 8 BIT. 1 KB (Kilobyte) = 1024 BYTES = 210 BYTES 1 MB (Megabyte) = 1024 KB = 1024 × 1024 BYTES = 1.048.576 BYTES 1 GB (Gigabyte) = 1024 MB 1 TB (Terabyte) = 1024 GB ) Cách làm việc của bộ nhớ: Lưu trữ trong bộ nhớ có thể là tập lệnh chương trình hay dữ liệu của hình ảnh, các con số của phép tính số học hay luận lý và cũng có khi là các ký tự chữ cái. Bộ nhớ gồm các ô nhớ được đánh số thứ tự (bắt đầu từ 0). Số thứ tự của một ô nhớ được gọi là địa chỉ của ô nhớ, và khi thực hiện chương trình thì máy tính sẽ truy nhập nội dung thông tin ghi trong ô nhớ thông qua các địa chỉ này. Bộ nhớ chính của máy PC phổ biến hiện nay có dung lượng 64MB, 128MB, 256MB (bộ nhớ được đề cập ở đây thường gọi là các thanh RAM, nằm ngoài CPU). ) Hoạt động của máy tính: Khi khởi động máy, CPU tự động đọc thông tin trong ROM và thi hành. Sau đó đọc đến thông tin trên đĩa khởi động và nạp các thông tin hệ điều hành (HĐH) trên đĩa vào bộ nhớ RAM. Các thông tin lưu trên RAM ở các ô nhớ và CPU có thể thực hiện các tác vụ để khởi động. Sau khi các thao tác này kết thúc thì hệ thống đã xem như sẵn sàng để hoạt động (hết nhiệm vụ khởi động của HĐH), lúc đó thì chương trình sẽ được nạp vào bộ nhớ nếu người sử dụng có yêu cầu và CPU sẽ thực hiện tuần tự. 3./ CÁC THIẾT BỊ NHẬP/ XUẤT (INPUT/ OUTPUT DEVICES) 3.1./ THIẾT BỊ NHẬP: a.Bàn phím: ( Keyboard ) Bàn phím là thiết bị nhập chuẩn, dùng để thao tác, hội thoại, đưa dữ liệu từ ngoài vào máy tính, thường có 101 – 105 phím. Hình 8. Bàn phím loại QWERT Bàn phím có thể thiết kế gắn liền vào máy tính hoặc tách rời, thường được chia thành 3 nhóm chính: Š Nhóm phím chức năng (Function Keys): các phím F1, .., F12 và một số phím đặc biệt như ALT, CTRL, DEL... Š Nhóm phím các ký tự thông thường: A,B,$,%, 1,2,3, ... Š Nhóm phím số (NumPad - nằm phía tay phải) Loại bàn phím thông dụng và được chấp nhận nhiều nhất trên thế giới là loại bàn phím QWERT. b. Con chuột: (Mouse) Edited by Duc Long – Feb, 2005 15 Con chuột là thiết bị giúp thao tác di chuyển con trỏ chuột (Mouse Pointer) 1 cách nhanh chóng, hoặc dùng để chọn, chuyển dịch một đối tượng từ nơi này sang nơi khác. Con chuột thường được thể hiện thông qua con trỏ trên màn hình. Khi người sử dụng di chuyển con chuột trên mặt bàn thì con trỏ cũng di chuyển trên màn hình. Một số loại con chuột thông dụng: + Con chuột chuẩn: gồm các nút nhấn ở trên và một viên bi ở dưới, có cấu tạo nhỏ gọn và nối máy tính bởi một sợi dây thông qua cổng giao tiếp COM, PS2, hoặc USB. + Con chuột Tracker ball: giống như một con chuột bị lật ngửa lên, viên bi hướng nằm ở trên. Hình 9. Con chuột chuẩn + Phiến nhấn Touch sensitive pad (Track pad): thường gặp ở các máy tính xách tay (Laptop computer). Phiến nhấn là một bề mặt nhỏ nhạy cảm với những áp lực tác động lên nó, người dùng di chuyển con trỏ bằng cách rê ngón tay trên phiến nhấn. c. Cần điều khiển: (Joystick) Giống như cần điều khiển trong máy trò chơi điện tử, thao tác giống như con chuột Tracker ball. d. Màn hình cảm ứng: (Touch screen) Màn hình thiết kế đặc biệt để có thể cảm nhận được sự chỉ điểm của ngón tay hay vật nào đó đối với màn hình. Loại màn hình này thích hợp sử dụng trong ngân hàng, cao ốc văn phòng, nhà hàng, e. Bàn vẽ: (Graphics tables/ Digitisers) Bàn vẽ là thiết bị đặc dụng dành cho những nhà thiết kế, hoạ sỹ. Có nhiều loại kích cỡ từ khổ A4 đến khổ A0. f. Thiết bị đọc thẻ: (Barcode Reader, Magnetic Stripe Reader) Các thiết bị đọc được chế tạo để đáp ứng khả năng bị giới hạn khả năng đưa dữ liệu – thông tin văn bản trực tiếp trên giấy, hay chuyển các thông tin đã in ra cho máy tính xử lý. Có nhiều kiểu loại thiết bị đọc thẻ như: thiết bị đọc mã vạch, thiết bị đọc thẻ từ, Hình 10. Thiết bị đọc thẻ từ, thẻ từ, thẻ mã vạch g. Máy quét: (Scanner) Máy quét là thiết bị dùng để quét văn bản hay hình ảnh vào trong bộ nhớ máy tính để xử lý hay lưu trữ, Hình 11. Máy quét Edited by Duc Long – Feb, 2005 16 h. Máy ảnh kỹ thuật số: (Digital Cameras) Giống như máy ảnh truyền thống nhưng không có phim, được thay thế bằng bộ nhớ để lưu trữ hình ảnh, cũng như nhiều thông tin khác (như âm thanh, văn bản, ). Với máy ảnh kỹ thuật số cũng phải cần có một phần mềm đặc biệt để biên tập, lưu trữ và hiển thị các ảnh trên máy tính. Webcam là một dạng máy ảnh kỹ thuật số, không có bộ nhớ, được nối trực tiếp với máy tính thông qua cổng USB. Thường dùng nhiều trong dịch vụ VoiceChat trên Internet để có thể truyền thông trực tiếp bằng hình ảnh qua mạng. Hình 12. Caméra và Webcam i. Một số thiết bị khác như : Punched Card (Kimball tag), Voice recognition (Microphone) Phiếu đục lỗ (Punched Card) chứa những lỗ ở các vị trí khác nhau biểu thị cho thông tin khi được đọc bằng thiết bị đọc lỗ. Trước khi màn hình và bàn phím được sử rộng phổ biến thì phiếu đục lỗ là phương pháp chính để nhập dữ liệu vào máy tính, dạng vẫn còn sử dụng hiện nay là Kimball tag (phiếu nhỏ được đục lỗ thường dùng trong các cửa hàng quần áo, siêu thị, ) Thiết bị nhận dạng âm thanh dùng để đưa âm thanh, tiếng nói vào máy tính. Microphone được sử dụng như là một thiết bị nhập trong hệ thống nhận dạng tiếng nói. 3.2./ THIẾT BỊ XUẤT: a.Màn hình;(Monitor hay Video display units - VDUs) Màn hình là thiết bị xuất chuẩn, được dùng để hiển thị thông tin cho người sử dụng xem, về cấu tạo cơ bản giống như TV. Màn hình có nhiều kích thước và độ phân giải (Resolution - số điểm ảnh thể hiện trên màn hình) khác nhau Hiện nay có 2 loại màn hình căn cứ trên độ phân giải ( Resolution ) và màu sắc. Š Màn hình đơn sắc ( Monochrome) chỉ có 2 màu, chữ trắng trên nền đen. Š Màn hình màu gồm các loại: z CGA (Color graphics Adaptor) 8 × 8 640 × 200 z EGA (Enhanced Adaptor ) 8 × 14 640 × 350 z VGA (Video graphics Array) 10 × 24 640 × 480 1024 × 768 z SVGA. Màn hình có 2 kiểu làm việc khác nhau: kiểu văn bản (Text mode ) hoăc kiểu đồ họa (Graphics mode ). Kiểu văn bản: màn hình thường có 25 dòng ( 0 24) và 80 cột ( 0 79) hiển thị ở dạng kí tự thông thường và đơn giản. Kiểu đồ họa : được sử dụng để hiển thị các ký hiệu hay các hình vẽ phức tạp. Màn hình tinh thể lỏng (Liquid crystal display – LCD): thường dùng với các máy tính PC hoặc Laptop computer do kích thước nhỏ gọn và nhẹ. Edited by Duc Long – Feb, 2005 17 Hình 13. Màn hình màu SVGA Màn hình đồ hoạ (Graphical display unit); thường có kích thước lớn hơn và độ phân giải cao hơn các VDUs bình thường. Màn hình đồ hoạ hay được sử dụng với bút cảm quang (Light pen - thiết bị nhập chủ yếu dùng trong các công việc thiết kế). b. Máy In: (Printer) Máy in là thiết bị dùng để xuất thông tin ra giấy. Có 2 loại máy in: In kim (Dot-matrix) 9, 24 kim In Laser (Laser-jet) hay in phun mực (Ink-jet) Hình 14. Máy in Laser và máy in kim Máy in Laser (Laser printer) thường có tốc độ in cao và chất lượng in đẹp đối với văn bản lẫn đồ hoạ. Máy in Laser có hộp đựng mực bột (toner cartridges) chứa mực in ở dạng bột đã được tích điện (fine powdered black plastic) gọi là toner, máy in khi hoạt động sẽ làm nóng chảy mực để dính lên giấy. Máy in phun (Ink-jet printer, hay còn gọi bubble-jet printer) có giá thành rẻ hơn máy in Laser, cho bản in có chất lượng với đen trắng lẫn màu. Tuy nhiên, máy in phun có khuyết điểm là mực in (ink cartridges) phải thường xuyên thay thế (do hao mực khi in) và mắc tiền. Máy in kim (Dot-matrix printer) hiện nay hầu hết được thay thế bởi máy in Laser và máy in phun do các khuyết điểm về tốc độ in chậm, chất lượng in không cao, nhiều tiếng ồn, Tuy nhiên, máy in kim vẫn được sử dụng trong một số trường hợp in nhiều trang liên tục như: in hoá đơn trong siêu thị, in hoá đơn tiền điện, in giấy báo thi đại học, c. Máy vẽ: (Graph plotter) Máy vẽ là một dạng máy in tạo ra các hình chất lượng cao bằng di chuyển các bút mực trên mặt giấy. Máy in di chuyển bút theo sự điều khiển của máy tính nên việc in thực hiện tự động. Các máy vẽ được dùng rộng rãi trong công tác thiết kế bằng máy tính và đồ hoạ biểu diễn. d. Tín hiệu điện: (Electrical signals) Đôi khi đầu ra từ một hệ thống máy tính có thể đơn giản là một dãy các tín hiệu điện. Đây là trường hợp mà máy tính được sử dụng như là một thiết bị đầu cuối và công việc của nó là gởi các tín hiệu điện từ xa đến một máy tính chủ. Hình 15. Máy vẽ Edited by Duc Long – Feb, 2005 18 4./ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TÍNH -Máy tính là một hệ thống thiết bị xử lý thông tin theo một chương trình định trước (dựa trên nguyên lý thiết kế máy tính của Von Neumann). Hoạt động của máy tính được điều khiển bằng chương trình lưu giữ trong bộ nhớ, bộ nhớ được chia thành các ô nhớ có địa chỉ, việc truy nhập nội dung các ô nhớ được thực hiện thông qua các địa chỉ của nó. -Tại mỗi thời điểm máy tính thực hiện một lệnh rất nhanh tuỳ theo tốc độ xử lý của máy. Máy tính hiện nay có thể thực hiện hàng chục vạn lệnh đến hàng triệu lệnh trong một giây. -Thông tin về một lệnh bao gồm: Địa chỉ của lệnh trong bộ nhớ Mã lệnh của thao tác cần thực hiện Địa chỉ của các ô nhớ liên quan Địa chỉ của các ô nhớ là cố định nhưng nội dung ghi ở đó có thể thay đổi trong quá trình máy tính làm việc. -Khi xử lý thông tin, máy tính xử lý đồng thời một dãy bit (chứ không xử lý đơn thuần tuần tự từng bit), Dãy bit như vậy được gọi là từ máy (Word), độ dài từ máy có thể 8 (1Byte), 16 (2Byte), 32 (4Byte), hay 64 (8Byte) phụ thuộc từng máy. 1 word Lệnh 0 Mã lệnh 1 1 Mã lệnh 2 2 3 1 ô nhớ địa chỉ ô nhớ Lệnh: -Địa chỉ -Mã lệnh -Địa chỉ lquan Bộ nhớ CPU Program (RAM) Hình 16. Sơ đồ hoạt động của máy tính khi thực hiện một lệnh từ thiết bị nhập Edited by Duc Long – Feb, 2005 19 Edited by Duc Long – Feb, 2005 20 BÀI ĐỌC THÊM SỰ RA ĐỜI CỦA MỘT NGUYÊN LÝ LỚN Khoảng thời gian từ năm 1937 đến năm 1943, nhà toán học Hovard Aiken tại đại học Havard đã cùng một nhóm kỹ sư của hãng IBM hoàn thành việc chế tạo máy tính điện tử Mark-1. Đó là chiếc máy tính khổng lồ về kích thước, nặng tới 5 tấn, dùng rơle, được điều khiển bằng chương trình mã bằng các lỗ đục trên giấy có giá thành 500 nghìn dollar Mỹ. Máy có thể làm phép nhân các số có 23 chữ số trong thời gian 3 giây và do đó giải dễ dàng các bài toán cho quốc phòng. Mark-1 được sử dụng để tính toán đường đạn cho pháo binh. Sau này dù có những máy tính tân tiến hơn nhưng Mark-1 vẫn được sử dụng trong Phòng Toán học tính toán của Đại học Havard cho đến tận năm 1959 trong vai trò đào tạo các chuyên gia thiết kế máy tính. Một máy tính khác mang tên ENIAC do Eckert và Mauchly thuộc trường Kỹ thuật cao, Đại học Pensylvania thiết kế. Giống như Mark-1, ENIAC sử dụng trực tiếp dạng biểu diễn thập phân của các số nhưng tốc độ cao hơn Mark-1 tới 1000 lần vì đã thay các rơle bằng các bóng điện tử. ENIAC đã đạt đến giới hạn của kỹ thuật thời đương đại với cấu trúc chứa gần hai chục nghìn bóng điện tử. Trước thời điểm đó không hề có máy nào sử dụng đến 2000 bóng điện tử. Vấn đề hóc búa nhất trong quá trình bảo dưỡng máy là sự cố cháy bóng. Trong vòng một năm, người ta đã phải thay tới 19 nghìn bóng điện từ bị cháy, tức là thay tới 100% số bóng hiện có của máy tính. ENIAC chính là máy tính điện tử tự động vạn năng đầu tiên theo đúng nghĩa của từ này: sử dụng các linh kiện điện tử, làm việc tự động theo chương trình và giải nhiều lớp bài toán ứng dụng khác nhau. Mauchly và Eckert sớm hiểu rằng sức mạnh của máy tính thể hiện ở tiềm năng chứa và xử lý lượng thông tin lớn và do đó các thiết bị điện cơ không thể đảm đương nổi các chức năng như vậy. Tại thời điểm này, thanh ghi tổng của ENIAC chỉ có thể chứa được những số hệ thập phân dài tối đa 20 chữ số. Điều phiền toái lớn nhất trong dòng các máy tính chế tạo vào thời gian đó kể cả ENIAC là không thể tổ chức được các lệnh biến thiên. Với các máy tính hiện đại thì ta có thể dễ dàng cài đặt câu lệnh While E do A, chẳng hạn bằng hợp ngữ, nhưng với ENIAC thì việc cài đặt không dễ chút nào. Vì sao vậy? Vì trong các họ máy thời đó, dữ liệu và chương trình, tức là dãy lệnh xử lý dữ liệu đó được đặt tại hai vùng riêng biệt. Tóm lại là chúng ta muốn có các chương trình có khả năng thay đổi trong quá trình thực hiện. Nguyên lý này được gọi là "Nguyên lý chương trình thay đổi". Ta có thể dễ dàng thực hiện được nguyên lý này nếu chương trình và dữ liệu được lưu trữ trong cùng một vùng nhớ. Lúc đó ta có thể xem mỗi câu lệnh hoặc mỗi tham biến điều khiển của một câu lệnh cũng là một đơn vị dữ liệu và do đó dễ dàng thay đổi chúng. Chính vì vậy mà người ta thường nói về "Nguyên lý chương trình lưu trữ" với ý nghĩa là trước khi thực hiện, chương trình và dữ liệu phải được lưu trữ đồng thời trong cùng một vùng nhớ của máy tính. Từ năm 1943 Mauchly và Eckert bắt đầu nghiền ngẫm về ý tưởng cho ra đời một loại máy tính chứa lượng dữ liệu lớn và hoạt động theo nguyên lý chương trình lưu trữ trước khi ENIAC được khởi công tới hai năm. Nguyên lý mới này sẽ làm thay đổi cơ bản thiết kế máy tính và là cơ sở để xây dựng các ngữ trình bậc cao. Hai ông đề nghị đặt tên cho máy mới là EDVAC (Electronic Discret Variable Automatic Computer) và sử dụng các đường trễ thuỷ ngân được dùng rộng rãi trong thời chiến, trong các thiết bị định khoảng thời gian dịch chuyển của các đối tượng chuyển động làm đơn vị lưu trữ trong. Đó là các ống chứa thuỷ ngân dường như có khả năng tập trung các xung điện, để đến một điều kiện thích hợp thì giải phóng chúng. Một đặc điểm nữa của máy EDVAC là dùng hệ nhị phân cho biểu diễn dữ liệu do đó đã đơn giản hoá thiết kế, giản lược đáng kể các sơ đồ của bộ số học. Trong khi Mauchly và Eckert phác thảo thiết kế thì một nhà toán học lỗi lạc gốc Hung là Von Neumann đã chấp bút mô tả dưới dạng tổng quát tư tưởng chương trình lưu trữ trong bộ nhớ. Bản viết của Neumann dày 101 trang được trình bầy rõ ràng, khúc triết với sức thuyết phục rất cao. Tuy nhiên, vào ngày 1/6/1945, một thành viên của nhóm là German Goldstein đã vội vàng phân phát bản báo cáo trên cho hơn 30 chuyên gia dưới tiêu đề "Dự thảo báo cáo về máy tính EDVAC" trong đó Neumann được giới thiệu như tác giả duy nhất của các nguyên lý mới. Nhờ khả năng diễn tả kỳ tài của Neumann, bản báo cáo đã có được sức thuyết phục đáng kể mà thiếu nó sẽ rất khó có thể tranh thủ được sự ủng hộ của các thành viên Hội đồng cấp cao đối với dự án. Tuy nhiên, việc phân phát báo cáo quá sớm cũng gây ra cuộc tranh luận dài ngày về bản quyền phát minh nguyên lý chương trình lưu trữ trên bộ nhớ trong khiến Mauchly và Eckert không thể nhận được quyền phát minh. Cộng với nhiều lý do khác Mauchly và Eckert đã rời Đại học Pensylvania vào ngày 2 tháng 3 năm 1946 để lập công ty riêng. Mất hai thành viên đầu đàn, công việc xây dựng EDVAC bị ngừng trệ. Từ năm 1946 đến năm 1950, Neumann chỉ đạo thiết kế máy tính IAS (lấy tên của Institute for Advanced Study-Viện nghiên cứu các vấn đề hiện đại). Thành tựu này quả là một cuộc cách mạng xuất chúng. Lần đầu tiên tư tưởng xử lý song song được thể hiện trong máy tính. Nguyên lý chương trình lưu trữ được triển khai với nhiều sáng tạo. Neumann đề xuất khái niệm về từ (word) như một dãy bit được xử lý đồng thời như một đơn nguyên. Máy chứa 20 hình trụ, mỗi cái có dung lượng 1024 bit. Đó là lý do vì sao nguyên lý thiết kế máy tính thường được gọi là Nguyên lý Von Neumann. Hình d. Server Computer với nhiều ổ đĩa Hình c. Laptop Computer và Touchpad Hình b. Micro Computer Case Hình a. Mini Computer Case Hình 17. Hình ảnh một số loại máy tính thông dụng Edited by Duc Long – Feb, 2005 21 E BÀI BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH 1./ HỆ THỐNG SỐ - CÁCH CHUYỂN ĐỔI GIỮA CÁC HỆ THỐNG SỐ Hệ thống số (number system) là công cụ để biểu diễn lượng. Cùng một lượng sẽ có các biểu diễn khác nhau trong các hệ thống số khác nhau. Hệ thống số chúng ta dùng trong cuộc sống hàng ngày là hệ thập phân. Khi ta đếm 1, 2, 3, ...., 10,... hay khi làm phép cộng 9 +1 = 10, thực chất là ta đã thực hiện các phép toán ấy trên hệ thập phân. C g số k , sẽ đ - đ - t V - c T l Đ h t L H C n chúng ta sẽ sử dụng hệ thập phân như một phương tiện để xây dựng các hệ thốn hác. Trong phần này, các số và các phép toán, nếu không có chú thích gì thêm ược hiểu là ở trong hệ thập phân dited by Duc Long – Feb, 2005 22 1.1./ HỆ THẬP PHÂN VÀ KHÁI NIỆM CƠ SỐ : Hệ thập phân dùng mười ký hiệu từ 0 đến 9 để biểu diễn các số. Mỗi ký hiệu này ược gọi là một chữ số. Các chữ số của số trong hệ thập phân chính là các hệ số trong khai triển số đó thành ổng các luỹ thừa của 10. í dụ : Số 315 trong hệ thập phân cần được hiểu là một số có 3 chữ số trong đó 315 = 3 x 10 2 + 1 x 101 + 5 x 100 3 là chữ số hàng trăm, 1 là chữ số hàng chục, 5 là chữ số hàng đơn vị. Số 1.966 trong hệ thập phân cần được hiểu là một số có 4 chữ số trong đó 1.966 = 1 x 100 + 9 x 10-1 + 6 x 10-2 + 6 x 10-3 1 là chữ số hàng đơn vị 9 là chữ số hàng phần chục, 6 là chữ số hàng phần trăm 6 là chữ số hàng phần ngàn. Với mối liên hệ này, ta nói 10 là cơ số (base) của hệ thập phân. Vì vậy hệ thập phân òn được gọi là hệ đếm cơ số 10 1.2./ HỆ ĐẾM CƠ SỐ A : ổng quát khái niệm quen thuộc này, chúng ta có một hệ đếm cơ số a ( a là số tự nhiên ớn hơn 1)  Phải dùng a chữ số để biểu diễn số.  Chữ số nhỏ nhất là 0, chữ số lớn nhất là a-1 ịnh nghĩa : Biểu diễn của số N trong hệ cơ số a, ký hiệu Na, trong đó a là số tự nhiên lớn ơn 1, là Na = bnbn-1...b1b0b-1b-2...b-m nếu và chỉ nếu số N có giá trị bằng : rong đó bn, bn-1,..., b1,b0,b-1,b-2,...,b-m là các chữ số trong hệ cơ số a, 0≤ bi ≤ a-1 N=bn x an + bn-1 x an-1+...+ b1 x a1 + b0 x a0+ b-1x a-1 + b-2 x a-2 +...+ b-m x a-m ưu ý: công thức khai triển là công thức chuyển đổi số N từ hệ cơ số a sang hệ 10. ệ đếm cơ số 10 (hệ thập phân) là hệ đếm dùng trong đời sống hàng ngày từ lâu đời. húng ta sẽ xem xét thêm một số hệ đếm thường được dùng trong kỹ thuật máy tính : hệ hị phân (hệ đếm cơ số 2), hệ bát phân (hệ đếm cơ số 8), hệ thập lục phân (hệ đếm ơ số 16) Edited by Duc Long – Feb, 2005 23 1.3./ HỆ NHỊ PHÂN, BÁT PHÂN VÀ THẬP LỤC PHÂN : a. Hệ nhị phân (binary) Hệ nhị phân có cơ số là 2 ( a=2), dùng hai ký hiệu 0 và 1. tương ứng với hai giá trị thập phân 0 và 1, để biểu diễn số nhị phân. Người ta gọi một chữ số nhị phân là bit, viết tắt của từ Binary digit Ví dụ : Số nhị phân 10010101 có 8 bit Ví dụ : Sử dụng định nghĩa để tính giá trị của một vài số nhị phân sau : ⌦ 100101012 có giá trị bằng : 1 x 27 + 0 x 26 + 0 x 25 + 1 x 24 + 0 x 23 + 1 x 22 +0 x 21 + 1 x 20 = 128 + 0 + 0 + 16 + 0 + 4 + 0 + 1 = 149 Vậy : 100101012 = 149 ⌦ 101110.012 có giá trị bằng : 1 x 25 + 0 x 24 + 1 x 23 + 1 x 22 +1 x 21+ 0 x 20 +0 x 2-1 + 1 x 2-2 = 32 + 0 + 8 + 4 + 1 + 0 + 0 + 0.25 = 46.25 Vậy : 101110.012= 46.25 Chúng ta nhận thấy để biểu diễn cùng một lượng, số nhị phân dùng nhiều chữ số hơn số trong hệ thập phân. Vì vậy việc đọc và viết số nhị phân khó khăn và dài dòng. Hệ bát phân và hệ thập lục phân được xây dựng nhằm đáp ứng sự đòi hỏi một phương pháp biểu diễn ngắn gọn hơn. b. Hệ bát phân(octal) Hệ bát phân có cơ số là 8 ( a=8), dùng tám ký hiệu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 tương ứng với các giá trị thập phân từ 0 đến 7, để biểu diễn số bát phân. Ví dụ : Sử dụng định nghĩa để tính giá trị của một vài số bát phân sau : ⌦ 1738 có giá trị bằng : 1 x 82 + 7 x 81 + 3 x 80 = 64 + 56 + 3 = 123 Vậy : 1738 = 123 ⌦ 10.48 có giá trị bằng : 1 x 81 + 0 x 80 + 4 x 8-1 = 8 + 0 + 0.5 = 8.5 Vậy : 10.48 = 8.5 c. Hệ thập lục phân (hexadecimal) Hệ thập lục phân có cơ số là 16 ( a=16), dùng mười sáu ký hiệu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 8, 9, A, B, C, D, E, F tương ứng với các giá trị thập phân từ 0 đến 15, để biểu diễn số thập lục phân. Chữ số A có giá trị thập phân là 10, chữ số B có giá trị thập phân là 11, chữ số C có giá trị thập phân là 12, chữ số D có giá trị thập phân là 13, chữ số E có giá trị thập phân là 14, chữ số F có giá trị thập phân là 15. Ví dụ : Sử dụng định nghĩa để tính giá trị của một vài số thập lục phân sau : ⌦ A4B516 có giá trị bằng : 10 x 163 + 4 x 162 + 11 x 161 + 5 x 160 = 40960 + 1024 + 176 + 5 = 42165 Vậy : A4B516 = 42165 ⌦ 10F.C816 có giá trị bằng : 1 x 162 + 0 x 161 + 15 x 160 + 12 x 16-1 + 8 x 16-2 = 256 + 0 + 15 + 0.75 + 0.03125 = 271.78125 Vậy : 10F.C816 = 271.78125 Một cách khác để chỉ rõ một số trong hệ thập lục phân là ghi chữ h sau số đó. Ví dụ 10F.C816 có thể viết là 10F.C8h 1.4./ CÁC QUI TẮC CHUYỂN ĐỔI QUA LẠI GIỮA CÁC SỐ TRONG HỆ THẬP PHÂN, SỐ NHỊ PHÂN, SỐ BÁT PHÂN VÀ SỐ THẬP LỤC PHÂN : Sau đây là các qui tắc chuyển đổi qua lại giữa các hệ thống số với nhau: a. Chuyển đổi số từ hệ thập phân sang hệ đếm cơ số a (nhị phân, bát phân, thập lục phân) : Qui tắc 1: Muốn đổi một số trong hệ thập phân sang số trong hệ đếm cơ số a, ta chuyển đổi phần nguyên sang phần nguyên và phần lẻ (nhỏ hơn 1) sang phần lẻ trong hệ đếm cơ số a. Qui tắc 2: Muốn đổi một số nguyên trong hệ thập phân sang số trong hệ đếm cơ số a, ta thực hiện các phép chia liên tiếp cho a cho đến khi thương số bằng 0. Đầu tiên, lấy số đó chia cho a. Thương số của phép chia trước là số bị chia của phép chia sau. Viết các số dư của các phép chia theo thứ tự ngược lại, ta được số trong hệ đếm cơ số a Ví dụ : Đổi số 13 sang số nhị phân Đổi số 271 sang số thập lục phân 13 2 271 16 1 (F) 15 6 2 16 16 0 0 3 2 1 16 1 1 1 2 0 1 0 Vậy : 13 = 11012 Vậy : 271 = 10F h Qui tắc 3: Muốn đổi phần lẻ của số trong hệ thập phân sang phần lẻ của số trong hệ đếm cơ số a, ta thực hiện các phép nhân liên tiếp với a cho đến khi phần lẻ của tích số bằng 0. Đầu tiên lấy phần lẻ của số đó nhân cho a. Phần lẻ của tích số trước là số bị nhân của phép nhân sau. Viết phần nguyên của các tích số theo thứ tự thuận, ta được phần lẻ của số trong hệ đếm cơ số a. Edited by Duc Long – Feb, 2005 24 Edited by Duc Long – Feb, 2005 25 Ví dụ : Đổi số 0.375 sang số nhị phân Thực hiện phép nhân Kết quả Phần lẻ Phần nguyên 0.375 x 2 0.75 0.75 0 0.75 x 2 1.5 0.5 1 0.5 x 2 1.0 0 1 Vậy : 0.375 = 0.0112 Ví dụ : Đổi số 13.375 sang số nhị phân Theo ví dụ trên, ta có : 13 = 11012 và 0.375 = 0.0112 Do đó : 13.375 = 1101.0112 Ví dụ : Đổi số 0.78125 sang số thập lục phân Thực hiện phép nhân Kết quả Phần lẻ Phần nguyên 0.78125 x 16 12.50 0.50 12 (C) 0.50 x 16 8.00 0 8 Do đó : 0.78125 = 0.C8 h b. Chuyển đổi số từ hệ nhị phân sang hệ bát phân và ngược lại : Qui tắc 4: Mỗi nhóm ba chữ số nhị phân, tính từ dấu chấm phân cách phần nguyên và phần lẻ, tương đương với một chữ số bát phân theo bảng sau : Nhóm ba chữ số nhị phân Chữ số bát phân 000 0 001 1 010 2 011 3 100 4 101 5 110 6 111 7 Ví dụ : Đổi số 1101110.0112 sang số bát phân 1 101 110 . 011 1 5 6 3 Vậy : 1101110.0112 = 156.3 8 Ví dụ : Đổi số 475.038 sang số nhị phân 4 7 5 . 0 3 100 111 101 000 011 Vậy : 475.038 = 100111101.0000112 c. Chuyển đổi số từ hệ nhị phân sang hệ thập lục phân và ngược lại : Qui tắc 5: Mỗi nhóm bốn chữ số nhị phân, tính từ dấu chấm phân cách phần nguyên và phần lẻ, tương đương với một chữ số thập lục phân theo bảng sau : Nhóm bốn chữ số nhị phân Chữ số thập lục phân 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 1010 A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F Ví dụ : Đổi số 1010 0101 1010 01012 sang số thập lục phân 1010 0101 1010 . 0101 A 5 A 5 Vậy : 1010 0101 1010 01012 = A5A5 h Ví dụ : Đổi số 475.038 sang số nhị phân 4 7 5 . 0 3 100 111 101 000 011 Vậy : 475.038 = 100111101.0000112 2./ Mà HOÁ VÀ BIỂU DIỄN DỮ LIỆU TRONG MÁY TÍNH 2.1./ TẠI SAO TRONG MÁY TÍNH, PHẢI DÙNG HỆ NHỊ PHÂN ĐỂ BIỂU DIỄN THÔNG TIN ? Các linh kiện và vật liệu điện, điện tử dùng để chế tạo máy tính, chế tạo bộ nhớ... đều chỉ có hai trạng thái : đóng (ON) tương ứng với 1, hở (OFF) tương ứng với 0. Sử dụng hai trạng thái của một công tắc là bật (1)- tắt (0), hoặc hai trạng thái thông (1) – hở (0) của đèn điện tử, đèn bán dẫn để mô phỏng cho các thiết bị này. z z z z Hở mạch (0) Đóng mạch (1) OFF ON Mặt khác, như chúng ta đã biết, hệ nhị phân là hệ thống số chỉ có hai ký hiệu là 0 và 1. Do đó, muốn đưa các thông tin như văn bản, chữ viết (text, character), các loại số liệu (number), âm thanh(sound), hình ảnh (image), đồ hoạ(graphic)..vào máy tính, người ta phải dùng hệ nhị phân để biểu diễn chúng. Trên hệ thống này, thông tin được biểu diễn thành một chuỗi các bit 0 và 1. Trong moị trường hợp, chúng ta phải qui ước về cách biểu diễn thông tin. Nói cách khác, chúng ta phải mã hóa thông tin. Mọi sự mã hóa thực chất đều là phép qui ước trước với nhau. Edited by Duc Long – Feb, 2005 26 Edited by Duc Long – Feb, 2005 27 2.2./ NHẮC LẠI CÁC ĐƠN VỊ THÔNG TIN : Bit là đơn vị thông tin cơ sở của hệ nhị phân, chỉ có hai giá trị là 0 và 1. Tám bit tạo thành một đơn vị thông tin nhỏ nhất là một Byte. Nhiều Byte tạo thành một Word. Số lượng byte trong một Word phụ thuộc vào từng loại máy tính. Hiện nay, số lượng Byte/Word thường là 2, 4 hoặc 8 byte(tương ứng với 16, 32, 64 bit) Các đơn vị khác : 1 KB (Kilobyte) = 1024 Byte = 210 Byte 1 MB (Megabyte) = 1024 KB = 220 Byte 1 GB (Gigabyte) = 1024 MB = 230 Byte 1 TB (Terabyte) = 1024GB = 240 Byte Một bài toán cơ bản không thể không biết là : Với chuỗi n bit, chúng ta có thể mã hóa bao nhiêu ký tự ? (có thể là chữ cái, chữ số thập phân, các dấu chấm câu và các ký hiệu khác như :! ? : ; , . @ # $ % ^ & * ( ) + - ...) Mỗi ký tự tương ứng với một và chỉ một chuỗi n bit khác nhau. + Với n = 1, chỉ có hai khả năng là 0 và 1, chỉ có thể mã hóa hai ký tự. + Với n = 2, có 4 chuỗi bit khác nhau là 00, 01, 10 và 11, có thể mã hóa bốn ký tự. + Tổng quát với chuỗi n bit, chúng ta có 2n tổ hợp, có thể mã hóa 2n ký tự khác nhau. Ví dụ : Cần bao nhiêu chuỗi bit để mã hóa các chữ cái từ A đến Z ? Từ A đến Z có tất cả 26 ký tự. Cần chọn n bé nhất sao cho 2n ≥ 26. Chọn n = 5 vì 25 = 32 > 26 (chọn n lớn hơn sẽ thừa). Có thể qui định mã như sau : 00000 tương ứng với A, 00001 tương ứng với B,..., 11001 tương ứng với Z . Các chuỗi còn lại (11010, 11011,11100, 11101, 11110, 11111) không sử dụng. 2.3./ BẢNG Mà ASCII (AMERICAN STANDARD CODE FOR INTFORMATION INTERCHANGE): Một vấn đề khác đặt ra là có bao nhiêu cách mã hóa ký tự ? Về nguyên tắc, bản thân một quốc gia nào đó có thể tự thiết kế lấy bộ mã của mình bằng các qui ước. Điều này thật nguy hiểm vì như vậy, cùng một ký tự, mỗi máy tính, mỗi người, mỗi quốc gia có thể có mã khác nhau vì đã dùng bộ mã khác nhau nên sẽ hiểu khác nhau. Vậy chúng ta phải qui định với nhau dùng một bảng mã được gọi là bảng mã chuẩn (Standard). Trong thực tế cũng có nhiều bảng mã chuẩn như : bảng mã ASCII, EBCDIC.. + EBCDIC (Extended Bina -Coded Decimal Interchange Code) là bộ mã được sử dụng trong các máy tính lớn (Mainframe). + Bảng mã ASCII là bảng mã được dùng phổ biến nhất trên máy vi tính hiện nay. Đó là bảng mã chuẩn của Mỹ dùng để trao đổi thông tin. Việc trao đổi thông tin này bao hàm giữa các máy tính, giữa các trạm thu-phát của bưu điện... và ngay trong nội tại các bộ phận của một máy tính. Bảng mã ASCII gồm hai phần : phần đầu từ mã số 0 tới mã số 127, phần sau từ mã số 128 tới mã số 255 Các mã từ 0 đến 31 được dùng để mã hóa các ký tự điều khiển Các mã từ 32 đến 127 được dùng để mã hóa các dấu, ký tự chữ, số Các mã từ 128 đến 255 được dùng để mã hóa các ký tự vẽ khung hay ký tự toán học Ví dụ một vài mã điều khiển: Mã 7 (BEL) : khi máy tính nhận được mã số này thì phát ra tiếng chuông. Mã 12 (FF: viết tắt của từ FORMFEED) : điều khiển máy in đẩy giấy sang trang mới. Mã 10 và 13 : Mã 27 (ESCA trường hợp. Các chữ cái L câu, chữ số. Chữ cái hoa v à 32. Ví dụ: Mã thập phâ Cụ thể là mã 0110 0001= 6 2.4./ Mà HO Thông tin để một dãy bit. B Dữ l Thôn Thôn D 2.5./ BIỂU D Có nhiều loại kiểu chuỗi kí t Edited by Duc Lon con trỏ của máy sẽ nhảy xuống đầu dòng tiếp theo. PE) có nhiều tác dụng, được qui ước cụ thể trong từng atin đều có đủ trong bảng mã cùng các dấu chấm à chữ cái thường có mã chênh nhau một khoảng ln của chữ cái ‘A’ là 65 thì mã thập phân của chữ cái ‘a’ là : 97 = 65 + 32 nhị phân của chữ cái ‘A’ là 0100 0000 = 40 h, mã nhị phân của chữ cái ‘a’ là 1 h. Còn chữ số ‘0’ có mã nhị phân là 0011 0000 = 30 h Á THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH máy tính có thể xử lý được thì cần phải mã hoá bằng cách biến đổi thành iến đổi như vậy gọi là mã hoá thông tin. 0110 0001 (97) 0100 0001 (65) MÁY TÍNH XỬ LÝ đổi ‘a’ thành ‘A’ Giải mã Mã hoá ‘A’ ‘a’ iệu mã hoá g tin mã hoá Giải mã Dữ liệu cần xử lý Thông tin đã xử lý MÁY TÍNH XỬ LÝ Bảng mã ASCII Bảng mã ASCII Mã hoá g tin kết quả ữ liệu gốc Hình 17. Sơ đồ mã hoá thông tin – Ví dụ minh hoạ IỄN DỮ LIỆU TRONG MÁY TÍNH dữ liệu khác nhau, trong nội dung giáo trình chỉ đề cập đến hai kiểu dữ liệu: ự và kiểu số. g – Feb, 2005 28 a. Kiểu chuỗi kí tự: Như đã biết, máy tính dùng một dãy bit để biểu diễn một kí tự, ví dụ đó là dạng nhị phân của mã ASCII của kí tự đó. ‘A’Kí tự 65 Dạng thập phân 0100 0001Dạng nhị phân Để biểu diễn một chuỗi kí tự (dãy các kí tự liên tiếp), máy tính có thể dùng 1 Byte để ghi nhận độ dài của chuỗi (Byte đầu tiên), và trong các Byte tiếp theo, mỗi Byte sẽ ghi một kí tự theo thứ tự từ trái sang phải. ‘ABBA’ Chuỗi kí tự 65666665Dạng thập phân 0000 0100 0100 00010100 0010 0100 00100100 0001Dạng nhị phân độ dài xâu (4) b. Kiểu số: -Biểu diễn số nguyên: Số nguyên có thể có dấu hoặc không dấu. Tùy theo phạm vi của giá trị tuyệt đối của số mà ta có thể dùng 1Byte, 2Byte, hoặc 4Byte bộ nhớ để ghi nhận giá trị. Xét biểu diễn số nguyên bằng 1 Byte: Một Byte có 8 bit, mỗi bit có thể có giá trị 0 hoặc 1. Các bit của một Byte được đánh số từ phải sang trái bắt đầu từ số 0. Ta gọi 4 bit số hiệu nhỏ là các bit thấp và 4 bit số hiệu cao là các bit cao. 7 6 5 4 3 2 1 0 Bit số hiệu Bit dấu: 1 - số âm, 0 - số dương Các bit cao Các bit thấp 0100 0001Ví dụ: Biểu diễn số nguyên 65 Biểu diễn số nguyên -3 (phương pháp bù 2) Edited by Duc Long – Feb, 2005 29 1111 1101 Có nhiều phương pháp để biểu diễn số nguyên có dấu: - Phương pháp dấu lượng (sign – magnitude) - Phương pháp số bù 1 (0ne’s complement) - Phương pháp số bù 2 (Two’s complement) – bù 1 và +1 Biểu diễn các số nguyên bằng phương pháp bù 2: Mệnh đề: trong hệ đếm cơ số 2 với số bit giới hạn là n. Trong 1 cặp số bù nhau, nếu qui ước số lớn hơn là số âm (đối của số còn lại), ngoại trừ số 2n-1 được qui ước là -2n-1 thì phạm vi các số như sau: -2n-1, ., -1, 0, 1, 2, ., 2n-1 – 1 Định nghĩa: a và b được biểu diễn trong hệ đếm cơ số 2 vớ số bit giới hạn là n bit là 2 số bù nhau. Nếu: a + b = 2n Xét ô nhớ gồm 4 bit, điều kiện khi đưa số nguyên vào máy tính, thì mỗi số nguyên chỉ nằm đúng trong 1 ô nhớ Biểu diễn được các số nguyên không âm: 0 15 ( 16 số) Thực hiện phép cộng 2 số: 0101 (5) +1011 (11) ----- Bù 2 của 5 = 1010 ------- +1 10000 ------- 1011 Ta nhận thấy: 5 + 11 = 16 = 24 Vậy có ý tưởng lấy số 11 là đối số của 5 tức là -5. Và 2 số 11 và số 5 gọi là bù cơ số với nhau trong hệ đếm cơ số 2 khi giới hạn lưu trữ là 4 bit. -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 1000 1001 1010 1101 1110 1111 0000 0001 0110 0111 Ví dụ: 4 + (-3) = 1 0100 (4) +1101 (-3) ------- 10001 (1) -Biểu diễn số thực: Trong máy tính, các số thực đều được biểu diễn dưới dạng dấu chấm động Có dạng: ± M. 10K. Trong đó, M gọi là phần định trị và 0 ≤ M ≤ 1 K có giá trị nguyên gọi là phần bậc Ví dụ: Biểu diễn số thực 45.85 +0.4585.102 Biểu diễn số thực -678.5 -0.6785.103 Để có thể biểu diễn được các số thập phân từ rất lớn đến rất bé, thì số thực thường dùng 32 bit hoặc 64 bit thể hiện. 1 bit dấu 0: dương 1: âm 23 hoặc 55 bit giữa Phần định trị 8 bit cực phải Phần bậc Edited by Duc Long – Feb, 2005 30 Trong bộ nhớ, số chấm động cũng biểu diễn dưới dạng nhị phân Ví dụ: Biểu diễn số thực 45.85 +0.4585.102 24585+ 3./ LƯU TRỮ DỮ LIỆU – CÁC LOẠI BỘ NHỚ Máy tính lưu trữ dữ liệu trong các vi mạch nhớ bên trong thành phần chính gọi là bộ nhớ chính (Main Memory), hay trên các thiết bị nhớ bên ngoài như đĩa từ, đĩa quang, được gọi chung là thiết bị lưu trữ (Backing Storage) 3.1./ BỘ NHỚ CHÍNH (MAIN MEMORY) Có hai loại bộ nhớ chính: - Bộ nhớ chỉ đọc – Read Only Memory (ROM) - Bộ truy xuất ngẫu nhiên – Random Access Memory (RAM) Bộ nhớ chính được sử dụng để quản lý: - Các chương trình (programs) - có thể là hệ điều hành (chương trình điều khiển hoạt động của máy tính) hoặc các chương trình ứng dụng (chương trình thực hiện một tác vụ chuyên biệt nào đó, như chương trình soạn thảo văn bản MS Word). - Dữ liệu đầu vào (Input Data) - dữ liệu được đưa vào bộ nhớ trước khi xử lý -Vùng làm việc (Working Area) - được sử dụng để lưu dữ liệu trong quá trình đang được xử lý - Dữ liệu đầu ra (Output Data) – lưu giữ phần dữ liệu sẵn sàng để xuất ra màn hình, máy in. 3.2./ BỘ NHỚ PHỤ (HAY BỘ NHỚ NGOÀI - EXTERNAL MEMORY) Bộ nhớ phụ hay bộ nhớ ngoài là một thiết bị ngoại vi có khả năng nhận, xuất dữ liệu và ghi nhớ các thông tin dữ liệu, nếu xét về lý thuyết thì có thể tồn tại vĩnh viễn và có thể đọc, ghi, sửa, xoá bất cứ lúc nào, kể cả khi không có nguồn điện. Có hai phương pháp lưu trữ là dựa trên từ tính (đĩa mềm, đĩa cứng) và dựa trên khả năng ứng dụng quang học (CD). a. Đĩa mềm: ( Floppy disk ) Đĩa mềm được máy vi tính sử dụng làm vật chứa và lưu trữ các tập tin chương trình và các tập tin dữ liệu. Đĩa mềm thường dùng có 2 loại: 5” 1/4 và 3” 1/2. Phần lớn máy tính hiện nay đều dùng đĩa mềm 3”1/2 và đĩa này được dùng để lưu trữ một số lượng nhỏ của dữ liệu. Mặc dù đĩa mềm nằm trong một hộp cứng bảo vệ nhưng phần đĩa bên trong thì mỏng và mềm. Dữ liệu được ghi trên bề mặt đĩa theo các đường tròn đồng tâm gọi là rãnh (Track) . Mỗi rãnh chia thành các cung từ gọi là cung từ (Sector), lượng dữ liệu ghi lên bề mặt đĩa tùy thuộc vào số rãnh, số cung từ trên mỗi rãnh và kích thước của cung từ Dung lượng Kích thước Số mặt ( Side) Rãnh/Mặt (Track) Cung/rãnh (Sector) Byte/cung Ký hiệu 360KB 5”1/4 2 40 9 512 2D 1,2MB 5”1/4 2 80 15 512 2HD 1,44MB 3”1/2 2 80 18 512 2HD Edited by Duc Long – Feb, 2005 31 Công thức tính dung lượng đĩa: Dung lượng = 512 × cung/rãnh (sector) × rãnh/mặt (track) × số mặt (side) Mỗi HĐH có cách tổ chức đĩa riêng, do đó một đĩa mới mua hay là một đĩa đã dùng với HĐH nào khác, để có thể có thể ghi dữ liệu lên đĩa trước tiên phải thực hiện tổ chức đĩa, được gọi là đinh dạng đĩa mềm. Định dạng đĩa thực hiện 2 công việc: _ Định dạng vật lý (Physical Formatting): Định vị các Track, xác định số lượng, vị trí, dung lượng các Sector _ Định dạng logic (Logical Formatting): Tạo ra trên đĩa các thành phần hệ thống Edited by Duc Long – Feb, 2005 Hình 18. Hình dáng ổ đĩa cứng - Cấu tạo bên trong Hình 19. Hình dáng ổ đĩa mềm - Cấu tạo bên trong b. Đĩa cứng ; (Hard disk) Bên cạnh đĩa mềm 1 số máy tính còn sử d cứng, nhẹ, gắn cố định trong máy, cấu tạo gồ có tốc độ truy xuất rất nhanh, do tốc độ qua 300v/p). Hiện nay đã có một số đĩa cứng có dung lượng đĩa có thể là 20GB, 40GB, 80GB, Để hoạt động, các ổ đĩa cứng giao tiếp với m Drive Electroic), SCSI (Small Computer Syste 32 ụng đĩa cứng. Đĩa cứng làm bằng vật liệu m nhiều đĩa xếp chồng lên nhau. Đĩa cứng y của đĩa khoảng 3600v/p (đĩa mềm khoảng tốc độ quay lên đến 5600v/p, 7200v/p và 120GB, ... áy tính thông qua các chuẩn IDE (Intelligent m Interface). c. Băng từ: (Magnetic Tape) Cũng là thiết bị lưu trữ từ tính, chỉ dùng để sao lưu chứ không dùng để làm việc hàng ngày giống như đĩa mềm, đĩa cứng. Băng từ gồm 1 hộp băng và cuộn băng cỡ khoảng 2.5” d. Ổ đĩa Zip: (Zip Drive) Sử dụng loại đĩa có kích thước cỡ 3.5”, dung lượng lên đến 100Mb. Tốc độ đọc ghi trung bình, và kỹ thuật dùng ở đây là định vị quang học để ghi dữ liệu e. Đĩa quang : (Compact Disk) Được thực hiện trên nguyên tắc quang học, dùng tia Laser. So với hệ thống từ tính, ổ đĩa quang có 3 điểm khác biệt chính: độ chính xác cao của thao tác quang học, độ bền dữ liệu ghi cao, và có thể tháo lắp dễ dàng. CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) chứa dữ liệu chỉ đọc, nghĩa là có thể đọc dữ liệu từ đĩa nhưng không có khả năng cập nhật hay lưu giữ dữ liệu mới. Một CD điển hình có thể lưu giữ khoảng 600MB dữ liệu. CD-R (CD Recordable) là loại ổ đĩa có khả năng đọc/ ghi . Một CD-R dạng chuẩn chỉ có thể được ghi 1 lần duy nhất, nhưng cũng có dạng CD-RW cho phép ghi, xoá và ghi lại dữ liệu. DVD (Digital Video Disk) là loại đĩa kỹ thuật số, với kích thước và nguyên liệu giống như CD, có thể lưu ít nhất 3.8 Gbytes. Hình 20. Hình dáng ổ đĩa quang - Cấu tạo bên trong Edited by Duc Long – Feb, 2005 33 Edited by Duc Long – Feb, 2005 34 Hình 21. Sơ đồ một mạng máy tính đơn giản BÀI GIỚI THIỆU VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1./ TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 1.1./ KHÁI NIỆM MẠNG MÁY TÍNH Mạng máy tính là hệ thống trao đổi thông tin giữa các máy tính. Lợi ích của việc nối mạng máy tính: - Dùng chung được nhiều thiết bị phần cứng (máy in, máy scaner, ...) và các phần mềm. - Dữ liệu từ máy này có thể truyền sang máy khác mà không phải thông qua đĩa mềm hoặc đĩa CD, Một mạng máy tính bao gồm ba thành phần: + Mạng truyền tin (bao gồm các kênh truyền tin và phương tiện truyền thông). + Các máy tính được kết nối với nhau. + Hệ điều hành mạng. Các máy tính có thể kết nối thành mạng theo nhiều dạng. Kiểu bố trí vật lý các máy tính trên mạng được gọi là cấu trúc liên kết mạng (network topology) Một số cấu trúc liên kết mạng thường dùng là mạng đường thẳng (bus), mạng vòng (ring), mạng hình sao (star) Hình 22. Sơ đồ một mạng dạng đường thẳng Hình 23. Sơ đồ một mạng dạng vòng Hình 24. Sơ đồ một mạng dạng sao Phân loại các mạng máy tính theo phạm vi địa lý: Mạng máy tính có thể phân bổ trên một vùng lãnh thổ nhất định và có thể phân bổ trong phạm vi một quốc gia hay quốc tế. Dựa vào phạm vi phân bố của mạng người ta có thể phân ra các loại mạng như sau: -GAN (Global Area Network) - kết nối máy tính từ các châu lục khác nhau. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông và vệ tinh. -WAN (Wide Area Network) - Mạng diện rộng - kết nối những máy tính trong nội bộ các quốc gia hay giữa các quốc gia trong cùng một châu lục. Thông thường kết nối này được thực hiện thông qua mạng viễn thông. Các WAN có thể được kết nối với nhau thành GAN hay tự nó đã là GAN. -MAN (Metropolitan Area Network) - kết nối các máy tính trong phạm vi một thành phố. Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao (50~100Mbit/s). Edited by Duc Long – Feb, 2005 35 -LAN (Local Area Network) - kết nối các máy tính trong một khu vực bán kính hẹp thông thường khoảng vài trăm mét. Kết nối được thực hiện thông qua các môi trường truyền thông tốc độ cao ví dụ cáp đồng trục, cáp quang,LAN thường được sử dụng trong nội bộ cơ quan, tổ chức như: mạng kết nối máy tính trong một phòng, một toà nhà, một xí nghiệp, trường học, Trong các khái niệm nói trên, WAN và LAN là hai khái niệm hay được sử dụng nhất. Hình 25. Mô hình mạng LAN và WAn Truyền thông trong mạng: Việc tổ chức truyền thông giữa các máy tính có thể được thực hiện thông qua các cổng (port) của chúng bởi các kênh truyền: cáp nối, đường điện thoại, các vệ tinh liên lạc, Để các máy tính có thể giao dịch được với nhau, cần phải có các quy định đặc biệt gọi là các giao thức truyền thông (protocol). Giao thức truyền thông là bộ các quy tắc cụ thể phải tuân thủ trong việc trao đổi thông tin giữa các thiết bị truyền dữ liệu. Có các giao thức đối với tốc độ truyền , khuôn dạng dữ liệu, kiểm soát lỗi , vv Khi làm việc trong mạng, máy tính cần phải được cài đặt một số phần mềm chuyên dụng, thực hiện việc truyền dữ liệu tuân theo các giao thức truyền thông. Dữ liệu cần truyền được tổ chức thành các gói tin (packet) có kích thước xác định. Các gói tin được đánh số để sau đó có thể tập hợp chúng lại một các đúng đắn. Nội dung gói tin bao gồm các thành phần sau: -Địa chỉ nhận -Địa chỉ gởi -Độ dài -Dữ liệu -Thông tin kiểm soát lỗi -Các thông tin phục vụ khác Khi truyền tin, nếu có lỗi gói tin sẽ phải truyền lại. Edited by Duc Long – Feb, 2005 36 Việc phối hợp xử lý giữa các máy tính trong mạng được thực hiện theo một mô hình. Thông dụng là 2 mô hình: mô hình khách - chủ và mô hình ngang hành. Mô hình khách - chủ (Client – Server) Trong mô hình này khi kết nối hai máy tính, thì một máy được chọn để đảm nhận việc cung cấp tài nguyên (chương trình, dữ liệu, máy in, ), máy còn lại đảm nhận việc sử dụng các tài nguyên này. Trong trường hợp này, máy thứ nhất được gọi là máy chủ (Server) và máy thứ hai gọi là máy khách (Client) Vậy: -Máy chủ (Server) là máy tính đảm bảo việc phục vụ các máy khác bằng cách điều khiển việc phân bổ các tài nguyên (phần cứng, phần mềm) với mục đích sử dụng chung. -Máy khách (Client) là máy sử dụng các tài nguyên do máy chủ cung cấp Hình 26 Sơ đồ mô hình khách - chủ Mô hình ngang hàng (Peer to Peer) Tất cả các máy tính ðều bình ðẳng nhý nhau. Mỗi máy vừa cung cấp tài nguyên vừa dùng chung tài nguyên của máy khác. Edited by Duc Long – Feb, 2005 37 Hình 27. Sơ đồ mô hình ngang hàng Edited by Duc Long – Feb, 2005 38 2./ MẠNG THÔNG TIN TOÀN CẦU INTERNET 2.1./ SƠ LƯỢC VỀ LỊCH SỬ RA ĐỜI: 1958: Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thành lập ARPA - cơ quan nghiên cứu các vấn đề cao cấp về công nghệ (Advanced Research Projects Agency).. 1964: công nghệ chuyển mạch gói (packet switching) được công bố. 1965: ARPA đã đưa ra khái niệm mạng phân tán (Distributed Network) và kết nối thành công qua đường điện thoại 1.200 bps mạng ARPANET gồm 3 máy tính của ARPA, MIT và Công ty phát triển hệ thống California. Mục đích của mạng này là luôn luôn giữ vững liên lạc giữa các điểm, nếu đường truyền giữa hai điểm bị đứt thì sẽ tái lập đường truyền thông qua các điểm khác (hoàn toàn sử dụng trong lĩnh vực quân sự). 1968: ARPA kết hợp chuyển mạch gói vào trong ARPANET. 1969: BBN giới thiệu cấu trúc mạng gồm 4 điểm IMP (Interface Message Processors) với các máy tính được kết nối bằng đường điện thoại 50 kbps 1970: Nhiều mạng độc lập bắt đầu gia nhập ARPA 1971: Truyền thông điệp liên mạng. Ký hiệu @ xuất hiện trong các địa chỉ trên mạng. 1972: Kỹ thuật Telnet ra đời. 1973: Đại học London nối vào ARPANET thông qua vệ tinh NORSAR và Bob Metcalfe , người sáng lập công ty 3Com, công bố giao thức Ethernet cho các mạng LAN và Internet. 1973: FTP (File Tranfer Protocol) , giao thức truyền tập tin, được công bố. 1974: TCP (Transmission Control Protocol), giao thức kiểm soát truyền thông tin, ra đời. 1976: Giao thức Unix to Unix Copy (UUCP). 1978: TCP được tách ra thành TCP và IP (Internet Protocol). 1979: Phát minh USENET. Đầu những năm 1980 nhiều mạng độc lập trên toàn thế giới nối kết với nhau hình thành Internet. 1983: Khái niệm Name Server được phát triển giúp các máy tính có thể trao đổi thông tin mà không cần phải xác định lộ trình trên mạng. 1984: Dịch vụ tên miền (Domain Name Service - DNS), được đưa vào sử dụng. 1987: Khoảng 10.000 máy chủ (Server) nối mạng. 1988: Dung lượng đường truyền tăng lên 1.54 Mbps. 1989: Có khoảng 100.000 máy chủ (Server) nối mạng. Đầu những năm 1990: Internet kế tục ARPANET và chuyển hướng sang phục vụ thương mại. 1991: Dung lượng đường truyền tăng lên 45 Mbps. 1992 : Có khoảng 1.000.000 máy chủ (Server) nối mạng. Tính đến 7/1997 đã có 171 nước tham gia Internet với 19.500.000 máy chủ (Server) kết nối vào mạng, hình thành một mạng toàn cầu lớn nhất trong lịch sử nhân loại đồng thời có tác động mạnh mẽ các mặt hoạt động của thế giới. Hiện nay đã có hơn 300 triệu người dùng Internet thường xuyên. Dự tính đến 2004 sẽ có 900 triệu người sử dụng Internet. Internet ở Việt Nam: Việt Nam bắt đầu thử nghiệm kết nối với Internet từ năm 1992. Đến năm 1997, Việt Nam chính thức tham gia Internet và chính phủ đã ra nghị định 21/CP về quy chế sử dụng Internet. Theo đó, có 5 chủ thể tham gia Internet: -IAP (Internet Access Provider) - người cung cấp dịch vụ đường truyền để kết nối với Internet, quản lý cổng (gateway) nối với quốc tế. Hiện nay, đơn vị duy nhất được làm IAP là Công ty dịch vụ truyền số liệu VDC thuộc Tổng Công ty Bưu chính Viễn thông. Edited by Duc Long – Feb, 2005 39 -Các ISP (Internet Service Provider) - người cung cấp các dịch vụ Internet. Các ISP phải thuê đường và cổng của một IAP, các ISP có quyền kinh doanh thông qua các hợp đồng cung cấp dịch vụ Internet cho các tổ chức và cá nhân. Hiện nay, ở Việt Nam có nhiều ISP như: Công ty dịch vụ truyền số liệu VDC, Công ty FPT thuộc Bộ Khoa học và Công Nghệ, NetNam thuộc Viện Công Nghệ Thông Tin, Công ty cổ phần Bưu Điện Tp HCM - SaiGon Postel, Viễn thông quân đội – VietTel, -Các ISP dùng riêng - được quyền cung cấp đầy đủ các dịch vụ Internet. Điều khác nhau duy nhất giữa ISP và ISP dùng riêng là ISP dùng riêng không cung cấp dịch vụ Internet với mục đích kinh doanh. Đây là loại hình dịch vụ Internet của các cơ quan hành chính, các đại học hay viện nghiên cứu như: Trung tâm Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân, -Các ICP (Internet Content Provider) – đây là các nhà cung cấp thông tin lên mạng Internet. Các ISP có thể đồng thời là ICP. Một số ICP không có thiết bị, nên có thể đặt máy chủ cung cấp thông tin trong mạng của một ISP -Thuê bao Internet - người dùng chỉ cần thoả thuận, hợp đồng với một ISP hay một ISP dùng riêng nào đó về các dịch vụ được sử dụng và thủ tục thanh toán. Tính đến cuối năm 2001, có khoảng 800.000 người đăng ký sử dụng Internet, không tính những người truy cập tự do, trả tiền trực tiếp qua thẻ, Sau hơn 4 năm hoạt động, quy chế sử dụng Internet tỏ ra rất nhiều hạn chế. Ngày 23/8/2001, chính phủ ra nghị định 55/2001/NĐ-CP thay thế cho nghị định 21/CP trước đây với nhiều thay đổi trong đó có bổ sung các chủ thể sử dụng Internet. Theo nghị định này: -Mọi thành phần kinh tế đều có thể trở thành các nhà cung cấp dịch vụ Internet -Ngoài 5 chủ thể đã nêu còn có thêm một số chủ thể mới bao gồm: các doanh nghiệp phục vụ kết nối (IXP), các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ ứng dụng Internet (OSP) -Mở toàn bộ các cổng dịch vụ trước đây bị khoá. 2.2./ MỘT SỐ KHÁI NIỆM: a. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) Internet hoạt động được là nhờ có các bộ giao thức truyền thông (Protocol). Trong đó bộ giao thức truyền thống chính là TCP/IP. Bộ giao thức TCP/IP gồm nhiều giao thức, trong đó có hai giao thức chính, chúng xác định các khía cạnh khác nhau của việc truyền tin trong mạng: -Giao thức TCP (Transmission Control Protocol) – giao thức điều khiển truyền tin, thực hiện một cách tự động việc truyền lại các gói tin có lỗi. Giao thức này có chức năng thực hiện phân chia thông tin truyền thành các gói nhỏ và phục hồi thông tin gốc ban đầu từ các gói tin nhận được. -Giao thức IP (Internet Protocol) – giao thức tương tác trong mạng, chịu trách nhiệm về địa chỉ và cho phép các gói tin trên đường đến đích đi qua một số mạng. Truyền tin theo giao thức TCP/IP như sau: giao thức TCP phân chia thông tin ra thành các gói nhỏ và đánh số tất cả các gói tin, sau đó với giao thức IP tất cả các gói tin được truyền cho người nhận, ở đó giao thức TCP lại kiểm tra xem đã thu nhận đủ các gói tin hay chưa. Sau khi đã nhận đủ các gói tin giao thức TCP sẽ sắp xếp chúng theo đúng thứ tự cần thiết và nối chúng lại thành một khối thống nhất. b. Địa chỉ IP --Như đã biết, mỗi máy điện thoại có một số máy bao gồm mã vùng, và số thuê bao. Mã vùng để xác định vị trí của máy điện thoại ở thành phố hay tỉnh nào, số thuê bao là số xác định duy nhất cho một máy điện thoại ở địa phương đó. Tương tự như vậy, mỗi máy tính khi nối vào mạng đều có địa chỉ. Địa chỉ này lưu hành trên mạng dưới dạng số gọi là địa chỉ IP. Edited by Duc Long – Feb, 2005 40 -Như vậy, địa chỉ IPchính là vị trí của một máy tính trên mạng và có dạng một chuỗi các con số phân cách nhau bằng dấu chấm. trong đó người ta chia thành các lớp A, B, C tùy theo qui mô. Ví dụ: Địa chỉ IP máy chủ trang Web LeHoan: 203.162.6.74 Muốn kết nối trang Web nầy ta có thể gọi địa chỉ gõ lệnh hoặc thì TCP/IP sẽ đọc địa chỉ IP và tiến hành xác định đường kết nối thông qua các thiết bị phân đường còn gọi là Router. Một ví dụ về công việc của IP và Router là ta gởi cho một người bạn ở Cần Thơ một bản đề tài có 150 tờ. Đầu tiên ta xác định địa chỉ của người bạn (IP address) sau đó sau đó tách thành 150 tờ và gửi bằng nhiều cách đến địa chỉ của bạn (quá trình nén, truyền). Hệ quả là có trang sách sẽ được chuyển trực tiếp đến bạn ta và cũng có những trang qua nhiều nơi trước khi đến Cần Thơ (quá trình Routing). Cuối cùng bạn ta sẽ nhận được đầy đủ 150 trang của đề tài. Một vấn đề đặt ra là làm thế nào để sắp xếp 150 trang này thành cuốn đề tài mong muốn. Đó chính là công việc của TCP. TCP có thể được xem như những chiếc bì thơ chứa những trang (quá trình đóng gói). Trên mỗi bì thơ có ghi những thông tin cần thiết về trang, thí dụ 2/150 nghĩa. Tại nơi nhận bạn ta sẽ căn cứ vào những thông tin này tái tạo lại toàn bộ cuốn sách (quá trình kiểm tra và tái tạo thông tin). Để thuận tiện cho người dùng, nhiều địa chỉ IP còn được biểu diễn dưới dạng kí tự, ví dụ: tuoitre.com, vnexpress.com, hcmups.edu.vn, Mỗi địa chỉ có thể gồm nhiều trường phân cách bằng dấu chấm giống như địa chỉ số. Thông thường, trường cuối cùng là viết tắt của tên nước. Ví dụ: vn để chỉ Việt Nam, fr để chỉ Pháp, - Các máy tính và mạng máy tính có một địa chỉ duy nhất trên thế giới, thường địa chỉ ở dạng chuỗi kí tự. VD: www.hotmail.com Giới thiệu một số trường địa chỉ: Một số tổ chức. Tên vùng Tổ chức com Tổ chức thương mại. edu Tổ chức giáo dục. gov Tổ chức chính phủ Mỹ phi quân sự. int Tổ chức quốc tế. mil Quân đội Mỹ net Các tài nguyên trên mạng org Tổ chức phi lợi nhuận Một số mã quốc gia. Tên vùng Quốc gia au Úc ca Ca-na-da fr Pháp ru Liên ban Nga us Mỹ jp Nhật vn Việt Nam Edited by Duc Long – Feb, 2005 41 c. ASP (Microsoft Active Server Pages) Không hẳn là một ngôn ngữ lập trình. Microsoft gọi nó là môi trường server-side scripting, môi trường này cho phép tạo và chạy các ứng dụng Web Server động, tương tác và có hiệu quả cao. Để làm việc trong môi trường này, các nhà viết mã ASP thường sử dụng ngôn ngữ VBScript hoặc JavaScript, cả hai loại ngôn ngữ này đều tự động hỗ trợ ASP. Trong các thẻ(tag) HTML, mỗi tag được bắt đầu và kết thúc bởi cặp thẻ "" và "", ASP cũng tương tự như vậy, để đánh dấu nơi nào asp script bắt đầu và kết thúc bằng cặp lệnh "" d. Firewall Bức tường lửa (Firewall) bao gồm phần cứng và/hoặc phần mềm nằm giữa hai mạng, ví dụ giữa mạng nội bộ và nhà cung cấp dịch vụ Internet. Bức tường lửa cấm người dùng không hợp pháp truy cập và ngăn chặn những thông điệp gởi đi cho người nhận bên ngoài mạng. e. Proxy Server Proxy Server là một máy chủ Internet (Server Internet) làm chức năng kiểm soát việc truy cập Internet của các máy khách (Client), thường được sử dụng trong các mạng nội bộ để thông qua một máy chủ (Server Internet) này có thể truy cập được Internet từ các máy khách (Client). Ngoài ra, sử dụng Proxy Server còn để cải thiện tốc độ truy cập Internet trên các máy client nhờ vào việc lưu trữ cục bộ các trang web, ẩn các định danh của mạng cục bộ để gây khó khăn cho người muốn thâm nhập từ bên ngoài. 2.3/. PHƯƠNG PHÁP KẾT NỐI INTERNET: a. Các loại kết nối Internet: Có thể kết nối Internet bằng một trong những cách sau: -Sử dụng modem qua đường điện thoại (Dial up modem). Cần có hai điều kiện: +Máy tính cần được cài đặt modem và kết nối qua đường điện thoại hữu tuyến. +Hợp đồng với ISP. Qua đó người sử dụng được cấp Username và Password để có quyền truy cập Internet. -Sử dụng đường truyền riêng (Leased Line). +Người dùng thuê đường truyền riêng. +Thường dùng để nối kết Internet cho một LAN. Khi đó, một máy tính trong mạng gọi là Proxy Server được dùng để kết nối với ISP, mọi yêu cầu truy cập Internet từ các máy trong LAN sẽ được thực hiện thông qua máy Proxy này. b. Cách kết nối Internet: Hướng dẫn kết nối Internet trên PC, có hệ điều hành Windows XP. Sau khi đã có modem kết nối qua đường điện thoại. Bước 1: Vào Start / Program / Accessories / Communication / New Connection Wizard Bước 2: Trong hộp thoại New Connection Wizard  Click Next Edited by Duc Long – Feb, 2005 42 Bước 3: Chọn cài đặt riêng Bước 4: Chọn kết nối sử dụng Modem Edited b 43 y Duc Long – Feb, 2005 Tên của nhà cung cấp dịch vụ Số điện thoại của nhà cung cấp dịch vụ Tên truy cập Mật khẩu Khẳng định mật khẩu Chọn Finish để hoàn tất Edited by Duc Long – Feb, 2005 44 Sau khi tạo xong, biểu tượng của kết nối vừa tạo sẽ xuất hiện trong Network Connections Kết nối thành công Hình 28. Các bước tạo kết nối vào Internet GIỚI THIỆU MỘT SỐ HĐH THÔNG DỤNG • Tổng quan về hệ điều hành (HĐH) • Giới thiệu về HĐH MS DOS • Giới thiệu về HĐH WINDOWS • Giới thiệu về HĐH LINUX Edited by Duc Long – Feb, 2005 45 Edited by Duc Long – Feb, 2005 46 BÀI TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH I/. KHÁI NIỆM VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH - Hệ điều hành (Operating system) là tập hợp các chương trình điều khiển các hoạt động của máy tính và thiết bị ngoại vi. - Hệ điều hành (HĐH) vừa là người thông dịch , vừa là chiếc cầu nối giữa người sử dụng và máy vi tính. - Nhờ có HĐH , chúng ta mới sử dụng được các ổ đĩa ,đĩa ,máy in, bàn phím, màn hình và các thiết bị khác để làm việc . HĐH còn giúp chúng ta tạo và quản lý các tập tin trên đĩa ,liên kết và chạy các chương trình ứng dụng. - Máy vi tính sử dụng nhiều HĐH do nhiều công ty phần mềm sản xuất, như MS-DOS, Windows 9x, Windows NT, Windows XP, UNIX, LINUX, OS/2, OS Computer User Chức năng của Hệ Điều Hành: ⇒ Quản lý và phân phối, thu hồi bộ nhớ ⇒ Điều khiển việc thực thi chương trình ⇒ Điều khiển các thiết bị xuất nhập ⇒ Quản lí tập tin và thư mục Để đảm bảo những chức năng trên, HĐH cần có các thành phần chủ yếu sau: • Các chương trình nạp khi khởi động (Startup) và thu dọn hệ thống trước khi tắt máy (Shutdown) hay nạp lại (Restart), trong đó quan trọng hơn cả là chương trình nạp hệ thống. • Chương trình đảm bảo đối thoại giữa người và hệ thống. Việc đối thoại có thể thực hiện bằng một trong hai cách: thông qua hệ thống câu lệnh (Command) được nhập từ bàn phím hoặc thông qua hệ thống bảng chọn (Menu) được điều khiển bằng bàn phím hoặc chuột. • Các chương trình quản lý tài nguyên với nhiệm vụ phân phối tài nguyên khi chương trình yêu cầu và thu hồi tài nguyên khi chương trình kết thúc. Các chương trình này được gọi là chương trình giám sát. • Các chương trình phục vụ tổ chức thông tin trên bộ nhớ ngoài, tìm kiếm và cung cấp thông tin cho các chương trình khác xử lý. Các chương trình này được gọi chung là hệ thống quản lý tập tin. • Các chương trình điều khiển thiết bị và các chương trình tiện ích hệ thống. Phân loại Hệ Điều Hành: Khái niệm về đa nhiệm (multitasking) và nhiều người dùng (multiuser): Đa nhiệm: (multi tasking) có nghĩa là khả năng mà một máy tính chạy hai hay nhiều chương trình ở cùng một thời điểm. Ví dụ: cùng một lúc có thể in một văn bản lớn (khoảng 20 trang) trong khi vẫn đang sử dụng trình soạn thảo văn bản để gõ một báo cáo. Hoặc gởi một bản Fax trên mạng Internet trong khi đang làm việc với bảng tính điện tử Excel. Edited by Duc Long – Feb, 2005 47 Nhiều người dùng: (multi user) chương trình cho phép nhiều người có thể truy xuất dữ liệu giống nhau ở cùng một thời điểm. Hệ điều hành có các loại chính sau: • Đơn nhiệm một người sử dụng: (Single tasking / Single user) các chương trình phải được thực hiện lần lượt và mỗi lần làm việc chỉ có một người sử dụng được đăng nhập vào hệ thống. Ví dụ: MS DOS. Hệ điều hành này đơn giản và không đòi hỏi máy tính phải có bộ xử lý mạnh. • Đa nhiệm một người sử dụng: (Multi tasking / Single User) với hệ điều hành loại này thì ở mỗi thời điểm chỉ có một người sử dụng đăng nhập vào hệ thống, nhưng có thể kích hoạt cho hệ thống thực hiện đồng thời nhiều chương trình. Ví dụ: Windows 95. Hệ điều hành này khá phức tạp và đòi hỏi máy tính phải có bộ xử lý đủ mạnh. • Đa nhiệm nhiều người sử dụng: (Multi tasking / Multi user) cho phép nhiều người được đăng ký vào hệ thống, người sử dụng có thể cho hệ thống thực hiện đồng thời nhiều chương trình. Ví dụ: Windows 2000, Windows XP. Hệ điều hành loại này rất phức tạp, đòi hỏi máy tính phải có bộc xử lý mạnh, bộ nhớ trong lớn và thiết bị ngoại vi phong phú. II/. GIAO TIẾP VỚI HỆ ĐIỀU HÀNH 1/. NẠP HỆ ĐIỀU HÀNH Để làm việc với máy tính, hệ điều hành phải được nạp vào bộ nhớ trong. Muốn vậy thì cần phải có: -Đĩa khởi động – đĩa chứa các chương trình phục vụ công việc đó. Có thể là đĩa mềm, đĩa cứng, đĩa CD, -Thực hiện một trong các thao tác sau: (1) Bật nguồn (nút Power). Sử dụng khi máy đang ở trạng thái tắt. (2) Ấn nút Reset. Sử dụng khi máy đang ở trạng thái đang hoạt động và trên máy có nút này, người dùng muốn khởi động lại máy. (3) Ấn đồng thời 3 phím: CTRL + ALT + DEL. Sử dụng nếu máy đang hoạt động và người dùng muốn khởi động lại máy. 2/. CÁCH LÀM VIỆC VỚI HỆ ĐIỀU HÀNH Hệ điều hành và người sử dụng thường xuyên phải giao tiếp để trao đổi thông tin trong quá trình làm việc. Hệ thống thông báo cho người sử dụng biết kết quả thực hiện chương trình hoăc các bước thực hiện, các lỗi gặp khi thực hiện chương trình hoặc công việc kết thúc bình thường, hướng dẫn về các thao tác cần hoặc nên thực hiện trong từng trường hợp cụ thể. Có hai cách để người sử dụng đưa yêu cầu hoặc các thông tin cần thiết cho hệ thống: đưa vào các lệnh (Command) - thường sử dụng đối với loại hệ điều hành dòng lệnh (MS DOS) hoặc chọn các đề xuất do hệ thống đưa ra trên bảng chọn (Menu) - thường sử dụng đối với loại hệ điều hành đồ hoạ (Windows). Ví dụ 1:Màn hình kết quả của hệ điều hành dòng lệnh (MS DOS) khi nhập vào lệnh yêu cầu xem nội dung của ổ đĩa C. C:\ > DIR ↵ Ví dụ 2: Màn hình chính của hệ điều hành Windows XP, các yêu cầu được thực hiện thông qua bảng chọn. Ở cách dùng dòng lệnh (command), có ưu điểm là làm cho hệ thống biết chính xác công việc cần làm và do đó lệnh được thực hiện ngay lập tức. Tuy vậy, cũng có nhược Edited by Duc Long – Feb, 2005 48 Edited by Duc Long – Feb, 2005 49 điểm là người sử dụng phải biết câu lệnh và phải thao tác khá nhiều trên bàn phím để gõ câu lệnh đó. Ở cách dùng bảng chọn (menu), hệ thống sẽ giới thiệu cho người sử dụng biết sẽ có thể làm được những việc gì, hay những tham số nào có thể được đưa vào và người sử dụng chỉ cần chọn công việc hoặc chọn tham số thích hợp. Bảng chọn có thể đưa ra dưới dạng đề mục văn bản, dưới dạng các biểu tượng (icon) đặc trưng cho công việc, hoặc kết hợp biểu tượng với dòng chú thích. Trong trường hợp này, người sử dụng không cần biết quy cách câu lệnh cụ thể và cũng không biết trước là hệ thống có những khả năng chi tiết cụ thể nào. Để chọn người dùng có thể dùng các phím mũi tên trên bàn phím để di chuyển dấu hiệu chọn (thường là dạng vệt sáng) đến mục chọn và nhấn phím Enter hoặc dùng chuột để xác nhận mục chọn. 3/. THOÁT KHỎI HỆ THỐNG Khi người sử dụng kết thúc buổi làm việc, trước khi tắt máy phải báo cho hệ điều hành biết để hệ thống dọn dẹp các tập tin trung gian, lưu các tham số cần thiết, ngắt kết nối mạng, Những công việc này hết sức cần thiết để tránh mất mát tài nguyên và chuẩn bị cho lần làm việc tiếp được thuận tiện hơn. Các hệ điều hành hiện nay thường xác lập hai chế độ thoát khỏi hệ thống: + Tắt máy (Shutdown hoặc Turn off) + Tạm dừng (Standby) III/. MỘT SỐ HỆ ĐIỀU HÀNH THÔNG DỤNG 1/. HỆ ĐIỀU HÀNH MS DOS: Hệ điều hành MS DOS (Microsoft Disk Operating System) ra đời vào 4/1981 của hãng Microsoft, có các phiên bản Version từ 1.0 (1981) đến 6.0 (1993). MS DOS là một hệ điều hành đơn nhiệm, 1 người dùng. Có chế độ làm việc theo kiểu dòng lệnh, tức là trên màn hình hiện ra dấu nhắc (DOS prompt), người dùng gõ từ bàn phím các lệnh theo đúng cú pháp của DOS để máy tính thực hiện một công việc nào đó. Màn hình chính của DOS theo dạng văn bản, do đó những thao tác trên DOS rất nhàm chán, dễ phạm lỗi chính tả, cú pháp. Kể từ năm 1995 thì HĐH Windows 95 ra đời thay thế hoàn toàn DOS, tuy nhiên DOS vẫn còn được dùng trong một số chương trình ứng dụng viết trên nền DOS như: NC 5.0, Partition Magic 5, Touch Typing, Turbo Pascal 7.0,Ngoài ra, DOS vẫn cần cho các thao tác xây dựng, chuẩn bị đĩa cứng trước khi cài đặt HĐH (Fdisk, Format). 2/. HỆ ĐIỀU HÀNH WINDOWS: Microsoft Windows 3.0 ra đời năm 1990 (sau đó là bản Windows 3.1 – 1992), chưa thật sự là một hệ điều hành (được xem là một môi trường giao diện đồ hoạ) vì vẫn còn phải khởi động máy vi tính từ HĐH MS DOS, sau đó từ dấu nhắc DOS mới chuyển qua môi trường Windows, bằng cách gõ Win và nhấn Enter. Khi tháo ra khỏi Windows thì người sử dụng lại quay về DOS với dấu nhắc truyền thống. MS Windows 3.1 lúc này đã biến việc sử dụng máy tính từ chỗ nặng nề, chuyên môn trở thành thú vị cho mọi đối tượng thông qua việc sử dụng chuột (Mouse) trên giao diện đồ hoạ đẹp mắt, dễ hiểu. Cũng từ phiên bản này, các chương trình ứng dụng viết cho Windows đua nhau ra đời, như MS Office 4.3, Corel Draw 4.0, Edited by Duc Long – Feb, 2005 50 HĐH Microsoft Windows 95 được giới thiệu vào tháng 9/1995 là một bước đột phá của của công ty Microsoft trong việc cải tiến HĐH dành cho máy vi tính và trở thành một HĐH phổ dụng. Việc dễ sử dụng, giao diện người dùng công phu, rất đẹp, có khả năng hổ trợ và tương thích cao của hệ điều hành 32 bit này đã cho phép mọi người dùng có thể nâng cao năng suất làm việc, tiết kiệm thời gian làm việc và có nhiều hứng hơn trong công việc của mình. Các đặc tính chung: • Hệ điều hành đa nhiệm • Chế độ làm việc theo kiểu bảng chọn • Môi trường đồ hoạ, đảm bảo nguyên lý WYSIWYG • Có khả năng quản lý các tên tập tin dài (có thể đến 255 kí tự) • Khai thác tối đa cách dùng chuột (Mouse) trong môi trường Windows như sử dụng nút chuột phải (Right Click) • Cung cấp nhiều công cụ xử lý Multimedia • Cung cấp chế độ Plug and Play (PnP) để tự động dò tìm các thiết bị phần cứng lắp vào máy và hướng dẫn người dùng đưa các trình điều khiển thích hợp. • Đảm bảo khả năng làm việc trong môi trường mạng HĐH Windows ra đời năm 1998, gần giống như Windows 95, nhưng được cập nhật nhiều hỗ trợ cho các thiết bị phần cứng và các ứng dụng Internet. HĐH Windows NT (New Technology) ở phiên bản 4.0 là một hệ điều hành 32 bit trọn vẹn, có những tính năng bảo mật cao, hỗ trợ tốt cho mạng, môi trường đa nhiệm cao cấp, quản lý người dùng chặt chẽ. HĐH Windows NT nhắm vào môi trường làm việc chuyên môn nhiều, ít hỗ trợ thiết bị phổ thông (games, media player,) nên thường dùng làm hệ điều hành nền tảng cho các mạng cục bộ của cơ quan, tổ chức, HĐH Windows 2000 là phiên bản dựa trên thiết kế của Windows NT, Các đặc điểm chính của Windows 2000 là nâng cao tính bảo mật cùng với các hỗ trợ về mạng, đặc biệt hỗ trợ đa ngôn ngữ, khiến cho việc dùng Windows được phổ biến rộng rãi khắp thế giới. Tuy nhiên, Windows 2000 kiểm tra phần cứng rất chặt chẽ, mọi sự hư hỏng hay thay đổi phần cứng so với lúc cài đặt đều bị phát hiện trong khởi động máy, và quá trình này sẽ bị chặn lại, gây khó khăn cho người sử dụng. Windows 2000 gồm 3 phiên bản: Professional, Server và Advanced Server, trong hai phiên bản sau sử dụng cho mạng. Đặc điểm chung của Windows 2000 và Windows NT là cơ chế NTFS (New Technology File System) cho phép quản lý tập tin trên đĩa nhằm mục đích bảo mật và bảo vệ dữ liệu. HĐH Windows XP ( Windows Experienced) ra đời vào khoảng cuối năm 2001, với giao diện thay đổi khá nhiều. Windows XP cải tiến dựa trên nền tảng của Windows 2000 và Windows NT, cho phép khai thác nhiều khả năng hiện đại của các ứng dụng, đồng thời tính tương thích với các phần cứng được hỗ trợ nhiều hơn và là hệ điều hành đa nhiệm nhiều người dùng. 3/. HỆ ĐIỀU HÀNH UNIX VÀ LINUX: -Hệ điều hành UNIX do công ty Bell Laboratories xây dựng năm 1974, đây là hệ điều hành viết bằng ngôn ngữ C, dễ cải tiến và sửa chữa, tuy nhiên tập lệnh của UNIX phức tạp, khó học. Edited by Duc Long – Feb, 2005 51 Đặc tính cơ bản của UNIX: • Hệ điều hành đa nhiệm nhiều người dùng, có khả năng đảm bảo một số lượng rất lớn người sử dụng đồng thời khai thác hệ thống. • Tồn tại hệ thống tiêu chuẩn làm cơ sở cho việc sửa đổi, nâng cấp, phát triển hệ thống • Có hệ thống thống nhất quản lý tập tin đơn giản và hiệu quả • Có một hệ thống phong phú các Module và chương trình tiện ích hệ thống UNIX là một trong những hệ điều hành được sử dụng rộng rãi trên thế giới do tính ổn định và khả năng hỗ trợ của nó. UNIX được phát triển như một hệ điều hành đa nhiệm dùng cho các máy tính trung (mini computer) và máy tính lớn (mainframe) trong những năm 70 và hiện nay vẫn phổ dụng trên toàn thế giới mặc dù giao diện chưa thân thiện và chưa được chuẩn hoá hoàn toàn. -Hệ điều hành LINUX do Linus Torvalds phát triển năm 1991, là hệ điều hành “tựa Unix” cho các máy tính cá nhân, cung cấp cả chương trình nguồn của toàn bộ hệ thống. Mọi người có đọc, hiểu, sửa đổi, bổ sung, nâng cấp và sử dụng mà không bị vi phạm bản quyền. LINUX trở thành một hệ thống rất mạnh và được sao chép, phổ biến với một chi phí rất thấp về tài liệu, đĩa (không có bản quyền). Hệ điều hành LINUX phát triển có tính chất mở nên không thể có một công cụ cài đặt mang tính chuẩn mực, thống nhất. Mặt khác, còn ít phần mềm ứng dụng chạy trên LINUX so với trên WINDOWS nên việc sử dụng LINUX trên qui mô lớn còn bị hạn chế. Tuy nhiên, do một số đặc tính ưu việt, người ta đã dự đoán trong tương lai LINUX có khả năng cạnh tranh với các hệ điều hành WINDOWS. Đặc tính cơ bản của LINUX: • Hệ điều hành 32 bit đầy đủ, không bị giới hạn bộ nhớ các trình điều khiển EMM hay các bộ nhớ mở rộng. • Hệ điều hành đa nhiệm nhiều người dùng • Hỗ trợ nhiều hệ thống tập tin khác nhau như: MS DOS file, Windows, OS/2, • Xuất/ nhập (I/O) độc lập với thiết bị • Độc lập kiến trúc và trong suốt với người dùng • Cung cấp các mức bảo mật khác nhau cho người sử dụng. Mỗi người sử dụng chỉ làm việc trên một không gian tài nguyên dành riêng, chỉ có người quản trị hệ thống mới có quyền thay đổi trong máy. • Cung cấp đầy đủ các dịch vụ giao thức mạng TCP/IP, bao gồm các trình điều khiển thiết bị cho card Ethernet, PPP, và SLIP, PLIP, NFS. Hỗ trợ các dịch vụ như FTP, Telnet, SMTP, • Phần mềm mã nguồn mở (free software) Hiện nay, Linux là một hệ điều hành Unix đầy đủ và độc lập, với hệ thống giao diện X Window, mạngTCP/IP, Web, Email, LINUX có thể được cài đặt trên một máy tính cá nhân, và trở thành một trạm làm việc với đầy đủ sức mạnh của UNIX. Linux cũng có thể được sử dụng với đích thương mại trên một mạng máy tính như một môi trường tính toán và truyền thông. Trong các trường đại học, Linux được sử dụng để giảng dạy về hệ điều hành và lập trình hệ điều hành. Ngoài chức năng trạm làm việc và người sử dụng đơn lẻ, Linux còn được sử dụng trên các máy chủ lớn. Linux ngày càng tỏ ra là một hệ điều hành mạnh, ổn định và đủ mềm dẻo để chạy trên các hệ thống với bộ nhớ lớn và đa xử lý. Edited by Duc Long – Feb, 2005 52 BÀI GIỚI THIỆU VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH MS DOS I/. HĐH MS-DOS 6.X (MICROSOFT DISK OPERATING SYSTEM) Phần mềm hệ điều hành MS-DOS 6.0 ra đời vào tháng 4/1993 tại Mỹ ,khi những bước tiến bộ mới lạ của phiên bản DOS 5.0 (1991) đáp ứng những mong muốn của người sử dụng chưa được tận dụng hết, thì MS-DOS đã trở thành HĐH chuẩn của thế giới máy vi tính . Do đó , theo quan điểm của Microsoft ở đầu thập niên 90 là: “MS-DOS đáng được phát triển không ngừng”, nên những cải tiến trong các ấn bản mới của nó sẽ đem lợi ích cho hàng triệu người sử dụng máy vi tính . MS-DOS 6.x (Ms-DOS 6.2 và MS-DOS 6.22) là ấn bản cuối cùng của dạng hệ điều hành dòng lệnh của công ty Microsoft , có nhiều cải tiến bao gồm những lệnh mới ,cũng như những chương trình mới làm cho việc sử dụng máy vi tính dễ dàng và hiệu năng cao hơn các phiên bản trước . (vd : lệnh Mem , các chương trình MemMaker , Doublespace, DeFrag, . . . ). MS-DOS 6.x với các đặc trưng và tiện dụng , cùng với tính an toàn cao , nạp được vào vùng nhớ trên , vẫn giữ lại tất cả những nét đặc trưng của các ấn bản DOS trước, với những cải tiến mang tính chất thêm vào, vì vậy dễ mở rộng và phù hợp với các bộ điều khiển thiết bị. II/. DẠNG LỆNH TỔNG QUÁT CỦA DOS Cú pháp : [ Drive : ] [ Path ] Command Name [ Options ] [ Drive ] [ path ] : Tên ổ đĩa và thư mục đang chứa tập tin lệnh Command Name : Tên lệnh của DOS [ Options ] : Các thành phần lựa chọn ( tham số , khoá chuyển .... ) VD : C:\> A:\DOS\FORMAT.COM /S/V ↵ A:\GAMES>ZENTRIS\Z.EXE ↵ III/. PHÂN LOẠI LỆNH: CÓ 2 LOẠI LỆNH 1. LỆNH NỘI TRÚ : ( INTERNAL COMMAND ) - Là các lệnh đơn giản thường xuyên được sử dụng , thường trú ở trong bộ nhớ nên ít tốn thời gian truy xuất . - Lệnh nội trú là thành phần của tập tin Command.com nên được nạp vào bộ nhớ của máy khi khởi động hệ điều hành ( có thể thi hành ngay khi cần thiết ), và cũng không nhìn thấy được khi liệt kê thư mục của đĩa hệ thống . Các lệnh nội trú thường sử dụng : CD, CLS , COPY , DATE, DEL, DIR, ECHO, FOR, MD , PATH, P