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: [email protected]

Một số địa chỉ Website tham khảo:

ĐH Sư Phạm Tp HCM: http://www.hcmup.edu.vn/

Sở Giáo dục – Đào tạo Tp HCM: http://www.hcm.edu.vn/

Diễn đàn giáo dục: http://edu.net.vn/

Trang liên kết đến trang các trường đại học:http://www.vnn.vn/chuyenmuc/utils/weblink.html

Tin tức Việt Nam: http://www.vnexpress.net/Vietnam/Home/

Trang cung cấp mã nguồn: http://www.manguon.com/ ; http://www.soft32.com/index-1-8-0-1-4.html

Thư viện đại học quốc gia: http://www.vnulib.edu.vn/e-resources/

Trang thông tin của tp HCM: http://www.hochiminhcity.gov.vn/

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

Đầu vào Máy tính xử lý Đầu ra

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: phần mềm xử lý từ như Word, Word Perfect, phần mềm bảng tính điện tử như

Lotus123, Excel, phần mềm cơ sở dữ liệu như Access, …

Một chương trình là một tập các lệnh mà máy tính có thể hiểu và thực hiện. Do đó, để xây

dựng và viết chương trình thì người lập trình phải dùng các ngôn ngữ lập trình để thể

hiện.

Tuy nhiên, máy tính do cấu tạo là một thiết bị điện tử nên chỉ có thể hiểu chương trình

dưới dạng mã nhị phân (tập giá trị 0 và 1), trong khi đối với người lập trình thì cần phải có

những ngôn ngữ lập trình dễ hiểu, dễ đọc để viết chương trình, vì vậy ngôn ngữ lập trình

được chia thành các loại: ngôn ngữ cấp thấp (low-level languages), ngôn ngữ cấp cao

(high-level languages).

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

Hoạt động của hệ điều hành như một phần vỏ bao quanh phần cứng. Để chương trình

thực hiện cần có một hệ điều hành, để người dùng thực hiện một tác vụ nào đó từ máy

tính thì phải dùng các ứng dụng và hệ điều hành để giao tiếp với phần cứng.

Ngôn ngữ cấp thấp: là ngôn ngữ mà máy tính có thể hiểu dễ dàng nhưng lại khó hiểu,

khó viết đối với người lập trình. Các ngôn ngữ lập trình cấp thấp như ngôn ngữ máy

(machine language hay machine code), hợp ngữ (Assembly language).

Ngôn ngữ máy là ngôn ngữ mà máy tính trực tiếp hiểu được, nói cách khác chương trình

viết bằng ngôn ngữ máy sẽ là một tập bao gồm các kí số 0 và 1. Tất cả các ngôn ngữ lập

trình đều bắt buộc phải được dịch thành ngôn ngữ máy trước khi được thi hành ngoại trừ

các chương trình được viết bằng ngôn ngữ máy. Ngôn ngữ máy thường phụ thuộc vào

mỗi loại máy tính khác nhau, và vì không cần phải biên dịch lại nên chạy rất nhanh (nhiều

trò chơi trên máy tính và chương trình giả lập được viết bằng ngôn ngữ máy là vì lý do

này).

Edited by Duc Long – Feb, 2005 8