Bài giảng Nhập môn tin học - Chương 2: Cấu trúc máy tính - Trần Thị Kim Chi

CHƯƠNG 2CẤU TRÚC MÁY TÍNHBasic Computer OrganizationNỘI DUNGThiết bị nhập1Thiết bị xuất2Thiết bị lưu trữ3Bộ xử lý trung tâm4Phần mềm máy tính5Câu hỏi và Bài tập6TỔ CHỨC PHẦN CỨNG CỦA MÁY TÍNH:Dựa vào chức năng, người ta chia phần cứng máy tính thành 4 khối: Thiết bị Nhập – input. Thiết bị Xử Lý – processing. Thiết bị Xuất – output. Thiết bị lưu trữ – storage. PHẦN MỀM TRÊN MÁY TÍNH:Gồm 3 nhóm phần mềm sau:Phần mềm Hệ thống BIOSPhần Mền Hệ Điều HànhPhần Mềm Ứng DụngCấu trúc cơ bản của máy tínhCấu trúc cơ bản của máy tínhĐiều khiển các chỉ thị và dữ liệuChương trình và dữ liệuXuấtNhậpBộ nhớ phụBộ nhớ chínhKhối điều khiểnKhối tính toán số họcThông tin(Kết quả)Bộ xử lý trung tâm (CPU)Kiểm soát sự thực thi của khối điều khiểnThiết Bị Nhập (Input device)Dùng để nhập dữ liệu vào máy tính hay ra lệnh cho máy tính làm việc.Bao gồm các thiết bị nhập liệu (input device) như:Bàn phím (Keyboard, thiết bị nhập chuẩn):Thiết bị chỉ điểm - Pointing Device : Chuột (mouse)Màn hình cảm ứngThiết bị đọc Thiết bị đọc đánh dấu quang học - Optical-mark readder Thiết bị đọc mã vạch - Barcode reader Thiết bị đọc chữ in từ tính - magnetic-ink character reader Cây đũa thần - wand reader Cây viết máy tính - pen-based computer Các thiết bị số hóa thế giới thực Máy quét (scanner).Máy ảnh số – digital camera Máy quay phim số – digital video camera Thiết bị cảm ứng Thiết Bị Nhập (Input device)Thiết Bị Nhập (Input device)Thiết Bị Xuất (Output device)Đưa thông tin hay kết quả tính toán từ máy tính ra ngoài.Bao gồm các thiết bị xuất dữ liệu (output device) như:Màn hình (Screen hay Monitor, thiết bị xuất chuẩn)Máy in (Printer) Máy chiếu (Projector)Disk drive (Cũng có thể là thiết bị nhập)Modem (Cũng có thể là thiết bị nhập) Binary codeMonitorPrinterHumanThiết Bị Xuất (Output device)Máy In – printer.Cho phép xuất văn bản, hồ sơ, báo biểu ra giấy. Máy in có thể in trong cả hai chế độ văn bản và đồ họa. Máy in cho phép chúng ta in với nhiều kiểu chữ khác nhau với độ đậm nhạt khác nhau.Có nhiều loại máy in, thông dụng là những loại máy: - Máy in kim - Máy in phun - Máy in LaserThiết Bị Xuất (Output device)Máy quét quang học (scanner)Có nhiều loại máy Scanner khác nhau, chúng hoạt động tương tự như máy PhotoCopy, hình ảnh được quét thay vì sao chụp sang từ giấy khác sẽ được chuyển thành dữ liệu theo dạng của máy tính.Ứng dụng của Máy quét quang học - scanner - Cho phép nhập được các dữ liệu hình ảnh. - Cho phép tăng nhanh tốc độ nhập văn bản bằng cách quét toàn bộ văn bản, không cần phải gõ lại văn bản trên bàn phím (Phương pháp này đòi hỏi phải có thêm một chương trình nhận dạng văn bản). Thiết Bị Xuất (Output device)Thiết Bị Lưu Trữ (Storage device)Có nhiệm vụ lưu trữ các chương trình, dữ liệu. Intermediate resultProcessingĐặc điểm bộ nhớDung lượng: là khả năng lưu trữ của bộ nhớ, đơn vị tính là byte.1KB = 1024 bytes1MB = 1024KB1GB = 1024MB1TG = 1024GBTruy xuất bộ nhớ: Truy xuất tuần tự - sequential và truy xuất ngẫu nhiên - random.Thiết Bị Lưu Trữ (Storage device)Bộ nhớ chính-Primary Memory hay Temporary MemoryDung lượng được xác định thông qua các mạch bộ nhớ, dung lượng có thể thay đổi khi gắn thêm hay bỏ bớt mạch bộ nhớ.Truy xuất bộ nhớ chính là truy xuất ngẫu nhiên.Bộ nhớ chính gồm 2 loại: RAM và ROMThiết Bị Lưu Trữ (Storage device)Bộ nhớ chính RAM: Là vùng nhớ lưu các chương trình và dữ liệu của người sử dụng. Cho phép đọc, ghi dữ liệu. Khi mất điện, các dữ liệu trong RAM sẽ bị mất. Tốc độ truy xuất cao.Bộ nhớ chính - Primary Memory/ Temporary MemoryROM:Là vùng nhớ lưu các chương trình và dữ liệu của hãng sản xuất máy tính. Đây là các chương trình điều khiển thiết bị cơ sở, trợ giúp cho việc thực hiện các chương trình trong RAM.Thiết Bị Lưu Trữ (Storage device)Thiết Bị Lưu Trữ (Storage device)Đĩa cứngĐược lắp cố định bên trong vỏ máy, do đó khó chuyển từ máy này sang máy khác. Dung lượng chứa cao. Tốc độ truy xuất dữ liệu nhanh.Tuổi thọ cao, khoảng 2-3 năm.Đĩa cứng là nơi chứa các phần mềm đề khởi động máy tính, phần mềm ứng dụng và các tập tin dữ liệu của người sử dụng.Các dung lượng hiện nay: 10GB, 20GB, 40GB, ...Các thiết bị lưu trữ khácThiết Bị Lưu Trữ (Storage device)Bộ xử lý trung tâm- CPU(Central Processing Unit)CPU hay processor, hay microprocessorLà bộ não của máy tínhThực hiện toàn bộ các tác vụBao gồm 3 bộ phận chính: khối điều khiển, khối tính toán số học và logic, và một số thanh ghi. Central ProcessingUnitInternalMemoryData BusKhối tính toán (Arithmetric Logic Unit - ALU)Là nơi thực hiện các chỉ thị trong suốt quá trình tính toán.Dữ liệu và các chỉ thị được lưu trữ trong bộ nhớ chính được chuyển tới ALU khi cần tính toán. Kết quả trung gian được phát sinh trong ALU được chuyển tạm thời lại bộ nhớ chính cho đến khi cần tại thời điểm sau đó. Sau khi hoàn thành quá trình xử lý, kết quả cuối cùng được lưu trữ trong bộ nhớ và xuất ra ngoài qua thiết bị xuất.Các phép toán số học và phép toán logic: các phép toán số học(cộng, trừ, nhân và chia), các phép toán so sánh (nhỏ hơn, lớn hơn, bằng,) và Logic (And, Or, Not, Xor,)Khối điều khiển (Control Unit – CU)CU là trung tâm điều hành máy tính. CU có nhiệm vụ giải mã các lệnh, tạo ra các tín hiệu điều khiển công việc của các bộ phận khác của máy tính theo yêu cầu của người sử dụng hoặc theo chương trình đã cài đặt.Các thanh ghi (Registers)Được gắn với CPU bằng các mạch điện tử làm nhiệm vụ bộ nhớ trung gian. Các thanh ghi mang các chức năng chuyên dụng giúp tăng tốc độ trao đổi thông tin trong máy tính.Hệ thống máy tính – Computer SystemCOMPUTER SYSTEM = HARDWARE + SOFTWARE+ USER Hardware = Internal Devices + Peripheral Devices All physical parts of the computer (or everything that we can touch) are known as Hardware. Software = Programs Software gives "intelligence" to the computer. USER = Person, who operates computer. Các loại máy tính (Máy tính cá nhân – PC)PC còn gọi là microcomputer, máy vi tínhCó thể có kích thước để bàn, xách tay, hay cầm tayVề cấu tạo: có thể là IBM, tương thích IBM, hay AppleCác loại máy tính - Máy tính miniMáy tính mini có kích thước bằng cái tủĐược sử dụng cho các công ty vừa và nhỏ, hay các viện, trường đại họcĐược điều khiển bởi các chuyên gia máy tínhCho phép nhiều người có thể sử dụngCác loại máy tính - Máy mainframeMainframe rất mạnhRất nhanhThường được dùng trong các công ty lớn, các tổ chức chính phủĐiều khiển bởi các chuyên gia máy tínhCác loại máy tính - Máy SupercomputerMáy Supercomputer mạnh nhấtNhanh nhấtĐắt tiền nhấtVài triệu đolaChỉ được dùng:Trong các cơ quan chính phủCác công ty quốc tế lớnCác khe cắm mở rộng - Expansion SlotCho phép bạn bổ sung các thiết bịCác card có thể bổ sung:Network cardModemCác cổng portsKết nối máy tính với các thiết bị khácCổng song song parallel portĐược dùng chủ yếu cho máy inCổng tuần tự serial portDùng cho Modem, mouse,SCSI – chain devicesUSB portDùng cho Digital Camera, Mp3 player, NetworksKết nối với các máy tính khácCho phép chia sẻ chương trình , file, máy in ,Server là máy chínhCác loại:LAN – Local AreaWAN – Wide AreaWirelessModemCho phép 2 máy tính giao tiếp với nhau qua đường phone lineCó thể là internal hay externalCó thể cho phép thực hiện faxTốc độ : bit giây (bps)Modem cũ : 9600,14400,28800,3360056000 là chuẩn ModemsCách kết nối internetDial-up modem: dùng trong hầu hết các gia đìnhCable modem: sử dụng đường cab TiviDSL: một dạng đường phoneT1line: dùng cho trường học, tổ chức ,Chương trìnhLà tập các chỉ thị/ lệnh thực hiện công việc nào đóCác ngôn ngữ lập trìnhNgôn ngữ máyNgôn ngữ AssemblyNgôn ngữ thủ tục Basic, Fortran, CobolNgôn ngữ hướng đối tượngVisual Basic, C++, C#, javaGồm 3 nhóm phần mềm sau: Phần mềm Hệ thống BIOS Phần Mền Hệ Điều Hành Phần Mềm Ứng DụngPhần Mềm Trên Máy TínhPHẦN MỀM HỆ THỐNG - BIOS:Nằm trên bản mạch chính của máy tính, được nhà sản xuất cài đặt các chương trình cơ bản và các chỉ thị đơn giản nhất nhằm cung cấp giao diện giữa phần mềm cấp cao hơn và phần cứng máy tính.Một phần trong hệ thống BIOS là chương trình khởi động máy tính. Chương trình này sẽ chạy một số thủ tục khởi động cho máy tính, kiểm tra các thiết bị của máy tính có trong trạng thái hoạt động tốt hay không và có nhiệm vụ đưa máy tính đến trạng thái cần thiết để có thể nạp Hệ Điều Hành, sau đó sẽ chuyển quyền điều khiển máy tính cho Hệ Điều hành.Phần Mềm Trên Máy TínhPHẦN MỀM HỆ ĐIỀU HÀNH:Là chương trình được cài đặt đầu tiên trên máy tính. Hệ Điều Hành dùng để quản lý các tiến trình hoạt động và chia sẽ tài nguyên máy tính.Có nhiều Hệ Điều Hành khác nhau cho máy tính như: MS-DOS, Windows 9x, WinNT, UNIX, OS2, LINUX, v.v.., Tại Việt Nam, các Hệ Điều Hành phổ biến nhất là MS-DOS, Windows 9x, WinNT, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista. Phần Mềm Trên Máy TínhPHẦN MỀM ỨNG DỤNG:Là các phần mềm được viết ra cho một công việc chuyên biệt nào đó và dựa trên một hệ điều hành nào đó.Có rất nhiều dạng phần mềm ứng dụng như: Phần mềm soạn thảo văn bản. Phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu Các phần mềm đồ họa Phần mềm giải trí Phần mềm duyệt Internet.Phần Mềm Trên Máy TínhPhần mềm virusCác mã không hợp pháp được đưa vào chương trìnhCó khả năng lan truyền sang các máy tính khácSao chép các file từ một máy sang máy khácDownload các file thông qua modemGắn với mailVirus có thể vô hạiIn ra màn hình “you’ve been stoned”Virus có thể rất nguy hiểmXóa mọi dữ liệu trong ổ đĩa cứngVirus có thể nằm im và hoạt động vào một ngày nào đóNGƯỜI DÙNG:Trên máy tính có hai lọai người dùng đó là End User và Progamer. Programer: Lập trình viên – là những người lập trình viết ra các chương trình cho người khác sử dụng. End User: là người dùng cuối – những người chuyên sử dụng các chương trình do người khác viết.Trên thực tế hai loại người này có khi là hoán đổi cho nhau.Phần Mềm Trên Máy TínhMối quan hệ giữa User – Hardware - Software.Phần CứngBIOSCT Điều Khiển Thiết BịHệ Điều HànhPhần Mềm Ứng DụngNgười DùngPhần Mềm Trên Máy TínhPHẦN MỀM TIẾNG VIỆT TRÊN HĐH WINDOWS:Để sử dụng chương trình này trước hết chúng ta cần kiểm tra xem nó đã khởi động chưa, nếu chưa thì phải khởi động.Sau khi khởi động xong chúng ta cần kiểm tra hai thuộc tính sau:Kiểu gõ – Input methodBảng mã – Charaters setPhần Mềm Trên Máy TínhKIỂU GÕ: Quy định cách thức gõ dấu tiếng việt:Cách gõ dấu theo kiểu VNI123456789SắcHuyềnHỏiNgãNặng^ư ơĂđPhần Mềm Trên Máy TínhCách gõ dấu theo kiểu TELEXSFRXJOOOWAWddSắcHuyềnHỏiNgãNặng^ư ơĂđBẢNG MÃ: Quy định cách thức chuyển đổi Font chữ của hệ thống:Nếu chọn Bảng mã VNI Windows thì Font chữ trong chương trình soạn thảo văn bản phải là những Font bắt đầu bằng chữ VNI- (ví dụ VNI – Times).Nếu chọn Bảng mã Unicode dựng sẵn thì Font chữ trong chương trình soạn thảo văn bản phải là những Font chữ có sẵn của hệ thống như Arial,Ttimes New Romand, Tahoma.Phần Mềm Trên Máy TínhCâu Hỏi và Bài Tập1. Which one is not an output device? Printer Monitor Keyboard Modem Câu Hỏi và Bài Tập2. Which one works as an output and input device? Modem Scanner Mouse Monitor Câu Hỏi và Bài Tập3. All computers must have: Word processing software An operating system A printer attached A virus checking program Câu Hỏi và Bài Tập4. The brain of the computer is called: Random Access Memory or RAM Central Processing Unit or CPU Read Only Memory or ROM BIOS Câu Hỏi và Bài Tập5. Software is: A computer program A set of instructions Only in operating systems All of the above Câu Hỏi và Bài Tập6. One MB is equal to: The amount of RAM in every computer 1 billion bytes 1024KB 1 thousand bytes Tiếp ở file BTCâu Hỏi và Bài TậpNăm thao tác cơ bản được thực hiện bởi bất kỳ hệ thống máy tính?Vẽ sơ đồ minh họa cấu trúc cơ bản của một hệ thống máy tính và giải thích chức năng của các thành phần.Giao diện nhập là gì? Nó khác với giao diện xuất như thế nào?Có bao nhiêu loại thiết bị lưu trữ thường có trong đơn vị lưu trữ của một hệ thống máy tính? Chức năng của mỗi loại.Những đặc điểm khác nhau của bộ nhớ chính và bộ nhớ thứ cấp của một hệ thống máy tính.Các thành phần cơ bản của CPU trong một hệ thống máy tính là gì? Mô tả vai trò của mỗi thành phần.Đề tài thảo luận“WHAT DO I NEED TO KNOW TO BUY A COMPUTER?”Đề tài thảo luận-2004P4 3.0GHZ Bus 800Cache 1MBMotherboard Intel 915GAV/2xRam 256MBHDD 80GB (7200 rpm)DVD 16XFDD1.44MBA keyboardMouse OpticalMonitor 17"Modem (Fax and Connect to the Internet)USB portParallel port for the printerSerial portsSound Blaster (Sound Card)SpeakersWindows 2000/ XP /2003Cấu hình máy thông dụng2GHz Pentium IV 256 MB RAM17’’, 0.28 dpi màn hình với 32 MB card40GB đĩa cứngCD-RW56k ModemLaser printer hay InkjetĐề tài thảo luận-2011???P4 3.0GHZ Bus 800Cache 1MBMotherboard Intel 915GAV/2xRam 256MBHDD 80GB (7200 rpm)DVD 16XFDD1.44MBA keyboardMouse OpticalMonitor 17"Modem (Fax and Connect to the Internet)USB portParallel port for the printerSerial portsSound Blaster (Sound Card)SpeakersWindows 2000/ XP /2003