Bài giảng Công nghệ thông tin 1 - Tổng quan về công nghệ thông tin - Ngô Chánh Đức

Nội dung text: Bài giảng Công nghệ thông tin 1 - Tổng quan về công nghệ thông tin - Ngô Chánh Đức

1. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 . Lịch sử phát triển của tin học và máy tính điện tử . Phân loại máy tính điện tử . Cấu trúc máy tính – Phần cứng . Phần mềm TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN GV. Ngô Chánh Đức – ncduc@fit.hcmus.edu.vn 2015 - 2016 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 2 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Thiết bị tính toán cổ xưa nhất là bàn tính, có thể bắt nguồn từ Babylon vào khoảng 2400 năm trước công nguyên. ▪Một phiên bản quen thuộc nhất hiện nay là bàn tính của người Trung Quốc. NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 109108107106105104103102101100 Bàn tính của người Trung Quốc KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 4 1
2. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Năm 1641, Blaise Pascal (1623 – 1662) chế tạo máy cộng ▪Năm 1833, Charles Babbage (1792 - 1871) cho rằng không cơ học đầu tiên. nên phát triển máy cơ học và đề xuất máy tính với chương ▪Năm 1671, Gottfried Leibritz (1646 – 1716) cải tiến máy của trình bên ngoài (thẻ đục lỗ). Pascal để thực hiện cộng, trừ, nhân, chia đơn giản. Charles Babbage Máy tính của Charles Babbage Máy cộng cơ học của Pascal Blaise Pascal KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 5 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 6 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Năm 1945, John Von Neumann đưa ra nguyên lý có tính chất quyết định, đó là chương trình được lưu trữ trong máy và sự gián đoạn quá trình tuần tự. Máy tính của Charles Babbage đang được trưng bày tại viện bảo tàng Science Museum John Von Neumann Kiến trúc của J.V. Neumann KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 8 2
3. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Thế hệ thứ nhất (1945 – 1959) –Sử dụng bóng chân không (vacuum tube) –Máy ENIAC ( Electronic Numerical Integrator And Computer) (Hoa Kỳ) dài 30.5m, nặng 30 tấn, ENIAC 18000 bóng chân không, sử dụng thẻ đục lỗ, thực hiện 1900 phép cộng/giây, phục vụ cho mục đích quốc phòng (tính đạn đạo, chế tạo bom nguyên tử, ) –Máy UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer) nhanh hơn máy ENIAC 10 lần, sử dụng hơn 5000 bóng chân không UNIVAC 1130 UNIVAC 1230 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 9 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Thế hệ thứ hai (1960 – 1964) –Sử dụng đèn bán dẫn (nhỏ và rẻ hơn, tiêu thụ ít điện năng và tỏa nhiệt ít hơn bóng chân không) –IBM 7090 đạt 2 triệu phép tính/giây, tham gia vào dự án Mercury (Hoa Kỳ) (đưa con người lên quỹ đạo trái đất), tìm ra số nguyên tố lớn nhất tại thời điểm đó (1961) với 1332 chữ số* –Máy M-3, Minsk-1, Minsk-2 (Liên Xô) –NNLT cấp cao: COBOL, FORTRAN * Đến tháng 10/2009, số nguyên tố tìm được có 12.978.189 chữ số) Phòng điều khiển của IBM 7090 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 11 3
4. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Thế hệ thứ ba (1964 – 1970) –Sử dụng bản mạch tích hợp IC (máy tính nhỏ hơn, tốc độ thực thi nhanh hơn, nhiệt lượng tỏa ra giảm, giá thành rẻ hơn, ) –IBM360 (Mỹ) thực hiện 500.000 phép cộng/giây (gấp 250 lần máy ENIAC) IBM 360 Model 91 (chụp tại NASA) KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 13 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Thế hệ thứ tư (1970 – nay) –Sử dụng mạch tích hợp quy mô lớn (LSI – Large Scale Integration) và mạch tích hợp quy mô rất lớn (VLSI) ▪Intel 4004 năm 1971 (bộ vi xử lý 4 bit) ▪Intel 8008 năm 1972 (bộ vi xử lý 8 bit) ▪Intel 8086 năm 1978 (bộ vi xử lý 16 bit) ▪Intel Core i7 – Haswell (2.600.000.000 bóng bán dẫn, 8 nhân, xử lý cùng lúc 16 luồng công việc) – Cơ chế xử lý song song KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 15 4
5. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Thế hệ thứ năm (tương lai gần?) –Hoạt động trên trí thông minh nhân tạo –Giao tiếp trực tiếp với con người bằng ngôn ngữ tự nhiên, có thể tự học các tri thức của thế giới xung quanh, có thể biểu đạt cảm xúc KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 17 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 •Mạnh nhất hiện nay, tích hợp từ hàng trăm đến hàng nghìn bộ vi xử lý. •Được thiết kế để xử lý các ứng dụng thời gian thực như dự báo thời tiết, mô phỏng vụ nổ hạt nhân, NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 20 5
6. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 •Được thiết kế để xử lý đa nhiệm. •Dòng máy tính nằm giữa dòng máy tính cỡ lớn và máy vi •Hệ thống nhập xuất mạnh, tập trung vào các bài toán có tính. lượng dữ liệu vô cùng lớn, ví dụ như số liệu giao dịch tài •Hiệu suất xử lý cũng như qui mô các ứng dụng cũng nằm chính, kinh doanh bảo hiểm, giữa hai dòng này. KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 21 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 22 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Máy tính phù hợp với đa số người dùng, gồm ba loại chính: – Máy tính để bàn (Desktop) – Máy tính xách tay (Laptop) – Máy tính cầm tay (Handheld) NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 Máy tính để bàn Máy tính xách tay Máy tính cầm tay KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 23 6
7. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Theo bạn, Kiến trúc máy tính bao gồm những gì? NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Chỉ huy các hoạt động của máy tính. Thiết bị nhập Thiết bị xuất ▪Bao gồm: – Đơn vị điều khiển (Control Unit – CU) Bộ vi xử lý – Đơn vị số học và luận lý (Arithmetic Logic Unit – ALU) –Các thanh ghi (Registers) – Đường truyền (Bus) – Đồng hồ (Clock) Bộ nhớ trong Bộ nhớ ngoài Bộ vi xử lý Core i7 của Intel KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 27 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 28 7
8. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪ROM (Read Only Memory) ▪Ưu điểm và khuyết điểm so với bộ nhớ trong: –Bộ nhớ chỉ đọc. – Ưu điểm: khả năng lưu trữ lớn hơn rất nhiều, độ tin cậy cao và giá thành thấp. –Lưu chương trình hệ thống. – Khuyết điểm: tốc độ truy xuất chậm hơn đáng kể nên chủ yếu dùng để –Dữ liệu vẫn còn khi nguồn điện chứa dữ liệu. cung cấp bị gián đoạn. ▪Phân loại dựa trên đặc tính kỹ thuật: ▪RAM (Random Access Memory) – Hệ thống từ tính. – Hệ thống quang học. –Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên. – Bộ nhớ flash. –Lưu dữ liệu tạm thời. – Đĩa cứng thể rắn. –Dữ liệu sẽ mất khi nguồn điện cung cấp bị gián đoạn. KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 29 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 30 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Hệ thống từ tính ▪Hệ thống quang học –Băng từ (Tape): Phương thức lưu trữ ra đời đầu –Đĩa CD (Compact Disk): Kích thước 12 cm và 8 tiên, tốc độ chậm, thường dùng để sao lưu dữ cm (loại nhỏ), dung lượng khoảng 700M. liệu. –Đĩa DVD (Digital Video/Versatile Disk): Kích thước –Đĩa mềm (Floppy Disk): Đường kính tương tự CD, dung lượng 5.25” (1.2MB) hoặc 3.5” (1.4MB), lên đến 17GB (2 mặt, 2 lớp). tốc độ chậm, tuổi thọ không cao. –Một số cải tiến từ DVD: –Đĩa cứng (Hard Disk): Nhiều lớp ▪HD DVD/Blu-ray (30/50GB) đĩa đồng tâm, dung lượng lên ▪HVD (500GB lên đến 3,9TB) đến 3TB, tốc độ nhanh, tuổi thọ cao. ▪5D DVD (10TB) KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 31 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 32 8
9. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Hệ thống flash - Ổ USB flash (USB Flash Drive) ▪Đĩa cứng thể rắn - SSD (Solid State Drive) – Kỹ thuật này được phát triển trong khoảng 10 năm gần đây, loại bỏ –Sử dụng bộ nhớ dạng rắn để lưu trữ dữ liệu. tính cơ học của đĩa từ và đĩa quang. –Tốc độ đọc nhanh gấp 3 lần, tốc độ ghi nhanh gấp – Kích thước nhỏ, giao tiếp thuận tiện thông qua cổng USB (Universal 1.5 lần ổ cứng bình thường. Serial Bus) nên sự xuất hiện của nó đã khiến cho đĩa mềm không còn lý do tồn tại. –Tiêu thụ ít điện năng, phù hợp với các thiết bị di – Dung lượng thông dụng hiện nay động. trong khoảng 1 GB đến 16 GB. –Giá thành cao hơn 10 lần so với ổ cứng thông thường. –Dung lượng là 1 TB có giá khoảng 450$. –Dung lượng lớn nhất tính đến T8/2015 là 6 TB (của Samsung) KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 33 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 34 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Bàn phím (Keyboard): Thiết bị nhập chuẩn ▪Chuột (Mouse): Kích thước vừa nắm tay để di chuyển con –Nhập dữ liệu. trỏ chuột. –Loại phổ biến có 104 phím, ▪Máy quét hình (Scanner): Chuyển tài liệu thành hình ảnh gồm 4 nhóm phím chính: đưa vào máy tính. ▪Nhóm phím đánh máy: phím chữ, phím số và phím các ký tự đặc biệt (~, !, @, #, $, %, ^, &, ?, ). ▪Nhóm phím chức năng: phím F1 đến F12, phím mũi tên, phím PgUp, PgDn, Ins, Del, Home, End. ▪Nhóm phím số: NumLock, CapsLock, ScrollLock. ▪Nhóm phím điều khiển: Shift, Ctrl, Alt Chuột Máy quét hình KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 35 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 36 9
10. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Webcam & Camera: Quay hình ảnh từ thế giới thực đưa vào ▪Bàn vẽ (Drawing Tablet): Sử dụng bút cảm ứng vẽ lên bảng máy tính. điện tử để đưa hình vào vẽ vào máy tính. ▪Máy ảnh kỹ thuật số (Digital Camera): Chụp hình ảnh từ thế ▪Máy đọc mã vạch (Barcode Reader): Dùng để đọc mã vạch giới thực đưa vào máy tính. (hệ thống chữ số được mã hóa). Webcam Máy ảnh kỹ thuật số Bàn vẽ Máy đọc mã vạch KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 37 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 38 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Màn hình (Monitor): Thiết bị xuất chuẩn ▪Máy chiếu (Projector): Xuất thông tin hình ảnh ra – Gồm hai loại thông dụng là CRT, LCD. màn chiếu dùng để phóng to hình ảnh cần hiển – Độ phân giải 800x600, 1024x768, – Kích thước màn hình phổ biến hiện nay là 15”, 17”, 19”, thị. ▪Máy in (Printer): Xuất thông tin ra giấy, gồm máy in kim, laser, phun. ▪Loa (Speaker): Xuất thông tin âm thanh. Màn hình CRT Màn hình LCD Máy chiếu Máy in Loa KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 39 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 40 10
11. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Bo mạch chủ đóng vai trò quan trọng, là cầu nối cho các thành phần khác. ▪Có rất nhiều thiết bị gắn trên bảng mạch chủ như: nguồn CPU RAM Card máy tính, CPU, RAM, bo mạch điều khiển (đồ họa, âm màn hình thanh, mạng), ổ đĩa cứng, đầu đọc đĩa (CD, đĩa mềm), màn hình, bàn phím, chuột, Bàn phím Màn hình Chuột Máy in Nguồn Ổ cứng Ổ CD/DVD KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 41 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 42 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 Phần mềm là một tập hợp những câu lệnh được viết bằng một hoặc nhiều ngôn ngữ lập trình theo một trật tự xác định nhằm tự động thực hiện một số nhiệm vụ hoặc chức năng hoặc giải quyết một bài toán nào đó. NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 44 11
12. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Phần mềm mã nguồn mở (open-source software) ▪Phần mềm hệ thống ▪Phần mềm miễn phí (freeware) –Hệ điều hành (OS): Windows, Linux, MacOS ▪Phần mềm chia sẻ (shareware) –Phần mềm mạng. ▪Bản quyền (copyright, ký hiệu hay ©) –Phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu. ▪Bản quyền bên trái (copyleft, ký hiệu (ɔ) ) –Phần mềm điều khiển thiết bị ngoại vi (driver). HĐH Microsoft Windows HĐH Fedora HĐH MacOS KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 45 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 46 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 ▪Phần mềm hỗ trợ phát triển phần mềm ▪Phần mềm ứng dụng –Trình biên dịch và thông dịch (Compiler, Interpreter). –Phần mềm hỗ trợ công việc: các ứng dụng văn phòng, –Phần mềm gỡ rối (Debugger). thiết kế đồ họa, –Phần mềm kết nối (Linkers, Loader). –Giải trí: trò chơi, nghe nhạc, xem phim, –IDE (Integrated Development Environment): Môi –Phần mềm tiện ích: diệt virus, nén dữ liệu, trường phát triển tích hợp Microsoft Visual Studio Eclipse Borland C++ Builder 6 Microsoft Office World of Warcraft Norton Antivirus KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 47 KHOA CNTT - ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN 15/10/2015 48 12
13. 15/10/2015 NHẬP MÔN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 13