Nội dung

Nội dung TRƯỜNG ĐẠI HỌC B\CH KHOA H[ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN V[ TRUYỀN THÔNG 1.1. Thông tin v{ Tin học 1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG Phần 1. Tin học căn bản Bài 1: Thông tin và biểu diễn thông tin Copyright by SOICT Nội dung Nội dung 1.1. Thông tin v{ Tin học 1.1.1. Thông tin v{ xử lý thông tin 1.1.2. M|y tính điện tử (MTĐT) v{ ph}n loại 1.1.3. Tin học v{ c|c ng{nh liên quan 1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 1.1. Thông tin v{ Tin học 1.1.1. Thông tin v{ xử lý thông tin 1.1.2. M|y tính điện tử (MTĐT) v{ ph}n loại 1.1.3. Tin học v{ c|c ng{nh liên quan 1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính Copyright by SOICT 3 Copyright by SOICT 2 4 1 a. Thông tin (Information) b. Dữ liệu (Data) Thông tin l{ kh|i niệm trừu tượng, giúp chúng ta hiểu v{ nhận thức thế giới Dữ liệu là biểu diễn của thông tin được thể hiện bằng c|c tín hiệu vật lý. Ký hiệu qui ước (chữ viết, …) Dữ liệu l{ vật mang thông tin Dự b|o thời tiết Thông tin có thể truyền từ người n{y sang người khác Thông tin l{ kết quả xử lý, điều khiển v{ tổ chức dữ liệu theo c|ch m{ nó sẽ bổ sung thêm tri thức cho người nhận Thời sự Số liệu (bảng biểu) 5 Copyright by SOICT c. Xử lý dữ liệu (Data processing) Tín hiệu vật lý (]m thanh, nhiệt độ, |p suất, …) 6 Copyright by SOICT c. Xử lý dữ liệu (2) • Thông tin nằm trong dữ liệu  Cà n phả i xử lý dữ liẹ u đẻ thu được thông tin cà n thié t , hữu ích phụ c vụ cho con người • Khi dữ liẹ u ít, có thể làm thủ công • Khi dữ liẹ u nhiều lên, các công việc lặp đi lặp lại  ??? • Quá trình xử lý dữ liẹ u NHẬP (INPUT) XỬ LÝ (PROCESSING)  Sử dụng máy tính điện tử để hỗ trợ cho việc lưu trữ, chọn lọc và xử lý dữ liẹ u. XUẤT (OUTPUT) LƯU TRỮ (STORAGE) Copyright by SOICT 7 Copyright by SOICT 8 8 2 Nội dung 1.1.2. Máy tính điện tử 1.1. Thông tin v{ Tin học 1.1.1. Thông tin v{ xử lý thông tin 1.1.2. M|y tính điện tử (MTĐT) v{ ph}n loại 1.1.3. Tin học v{ c|c ng{nh liên quan 1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính • Má y tính điẹ n tử (Computer): L{ thiết bị điện tử có khả năng xử lý dữ liệu theo chương trình định sẵn. Copyright by SOICT • Trong m|y tính mọi thông tin đều được biểu diễn bằng số nhị ph}n. 9 Copyright by SOICT Máy tính điện tử có mặt ở khắp nơi 10 10 Phân loại MTĐT • Theo khả năng sử dụng chung: – Máy tính lớn (Mainframe) v{ Siêu má y tính (Super Computer) – M|y tính tầm trung (Mini Computer) – Máy vi tính ( Micro Computer) Copyright by SOICT 11 Copyright by SOICT 12 3 i. Máy tính lớn/Siêu máy tính • • • • • S u Phức tạ p, có tó c đọ rá t nhanh Sử dụng trong c|c công ty lớn/viẹ n nghiên cứu Giải quyết c|c công việc lớn, phức tạ p Rất đắt (h{ng trăm ng{n ~ h{ng triệu USD). Nhiè u người dù ng đò ng thời (100 – 500) p e r C o m p u t e Copyright by SOICT 13 Copyright by SOICT r ii. Máy tính tầm trung (Mini computer) iii. Máy vi tính (Micro computer) • Cũng giống như c|c m|y Mainframe • Sự kh|c biệt chính: • Sử dụng bộ vi xử lý • Nhỏ, rẻ, hiệu năng cao,… • Phù hợp cho nhiều đối tượng người dùng, sử dụng nhiều trong công nghiệp v{ giải trí: – Hỗ trợ ít người dùng hơn (10 – 100) – Nhỏ hơn v{ rẻ hơn (v{i chục nghìn USD) Copyright by SOICT – – – – 15 14 Má y tính cá nhân – Personal Computer (PC) M|y tính “nhúng” – Embedded Computer Cá c thié t bị cà m tay như điẹ n thoạ i di dọ ng, má y tính bỏ tú i ... Copyright by SOICT 16 4 Máy tính nhúng (Embedded computer) Máy tính cá nhân (Personal Computer – PC) Máy tính để bàn • Là má y tính chuyên dụ ng (special-purpose computer) Máy tính bảng • Gắn trong c|c thiết bị gia dụng, m|y công nghiệp Laptop • Giúp con người dùng sử dụng thiết bị hiệu quả hơn • M|y tính để b{n – Desktop Computer • Máy tính di đọ ng – Portable Computer – Má y tính xá ch tay (Laptop Computer) – M|y tính bỏ túi (PDA - Personal Digital Assistant) • Má y tính bả ng – Tablet Computer Copyright by SOICT PDA 17 Lịch sử phát triển của máy tính Copyright by SOICT 18 i. Thế hệ đầu (1950 – 1958) • Sự ph|t triển về công nghệ  Sự ph|t triển về m|y tính Bóng đèn ch}n không (vacumm tube) Vacuum tubes Transistor Copyright by SOICT Intergrated Circuit 19 • 1930’s: Bóng đèn chân không được sử dụng làm các bảng mạch tín hiệu điều khiển (electric circuits or switches) Copyright by SOICT • Điều khiển bằng tay, kích thước rất lớn 20 5 ENIAC UNIVAC I (1947), UNIVAC II (1950s) ENIAC Electronic Numerical Integrator and Calculator UNIVAC I UNIVersal Automatic Computer • Máy tính điẹ n tử đầu tiên (1946) với công nghệ bóng chân không: – – – – Decimal (not binary) 18,000 vacuum tubes, 30 tons, 15,000 square feet 140 kW power consumption 5,000 additions per second Copyright by SOICT • Là máy tính thương mại đầu tiên • Thực hiện 30000 phép toán / 1 giây 21 ii. Thế hệ thứ hai (1958 – 1964) Copyright by SOICT 22 Máy tính sử dụng transistor Máy tính thế hệ thứ 2 TRADIC - TRAnsistorized Airborne DIgital Computer Máy tính đầu tiên sử dụng hoàn toàn bóng bán dẫn: • Công nghệ b|n dẫn (diodes, transistors) • 1947: Bóng bán dẫn (Transistors) được phát minh tại Bell Laboratories • Vật liệu Silicon (từ cát) • Bóng bán dẫn được sử dụng thay bóng đèn chân không • Nhỏ hơn, rẻ hơn Copyright by SOICT • 8000 transistors • Nhanh hơn • Nhỏ hơn • Rẻ hơn. 23 Copyright by SOICT 24 6 Máy tính sử dụng transistor iii. Thế hệ thứ ba (1965 – 1974) Công nghệ mạch tích hợp (IC – integrated circuit) IBM 7030 (Mỹ, 1961) • 1959 – thiết kế ra vi mạch đầu tiên dựa trên công nghệ silicon (silicon chip or microchip) MINSK (Liên Xô, 1961) • Trên 1 vi mạch tích hợp hàng triệu transitor Copyright by SOICT 25 Vi mạch – Integrated Circuit Copyright by SOICT 26 IBM 360 System • Máy mainframe của IBM (1964) • Nhỏ hơn, •Thiết kế trên công nghệ mạch tích hợp (IC) • Rẻ hơn, • Hiệu quả hơn •Tốc độ tính toán cao (cỡ MIPS) Copyright by SOICT 27 Copyright by SOICT 28 7 iv. Thế hệ thứ tư (1974 – nay) Vi xử lý (Microprocessor) Vi xử lý (Microprocessor) • Microprocessor = Central Processing Unit (CPU) thiết kế trong 1 vi mạch đơn • 1971 : Intel 4004 Copyright by SOICT 29 1975 – Altair 8800 30 Copyright by SOICT 1981 – IBM PC Máy tính cá nhân đầu tiên – Altair 8800 Thế hệ máy tính cá nhân mới với kiến trúc mở IBM Copyright by SOICT 31 Copyright by SOICT 32 8 1984 – Apple Macintosh 1990 - … Personal Computers • Tốc độ vi xử lý tăng nhanh: • CPU 1 lõi, • CPU đa lõi • Kiến trúc ít thay đổi 33 Copyright by SOICT 34 Copyright by SOICT Thế hệ thứ tư (tiếp) Thế hệ thứ tư (tiếp) Pentium L Pocket a p t o Má y p tính đẻ bà n Copyright by SOICT 35 Copyright by SOICT 36 9 Thế hệ thứ tư (tiếp) Pro III Itanium 64-bit Intel Microprocessors IV More Pentium Copyright by SOICT 37 Thế hệ thứ tư (tiếp) Copyright by SOICT 38 38 v. Thế hệ 5 (1990 - nay) • Artificial Intelligence (AI) • Công nghệ vi điện tử với tốc độ tính to|n cao v{ xử lý song song. • Mô phỏng c|c hoạt động của n~o bộ v{ h{nh vi con người • Có trí khôn nh}n tạo với khả năng tự suy diễn ph|t triển c|c tình huống nhận được N e t w o r k Copyright by SOICT 39 Copyright by SOICT 40 10