Bài giảng Hệ thống máy tính và ngôn ngữ lập trình - Chương 1: Ôn tập các kiến thức cơ bản về máy tính

Nội dung text: Bài giảng Hệ thống máy tính và ngôn ngữ lập trình - Chương 1: Ôn tập các kiến thức cơ bản về máy tính

1. Các nội dung: . CÁC HỆ ĐẾM . CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN . LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH (SGK) . CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY TÍNH (SGK) . PHẦN MỀM . CÁC CẤP CHUYỂN ĐỔI © TS. Nguyễn Phúc Khải 2
2. Hệ thập phân . Ví dụ 1: Các hằng số trong hệ thập phân: 102, 3098.34D, 198d . Ví dụ 2: Các số sau đây được viết ở dạng phân tích trong hệ thập phân: 3 2 1 0 o 1986D = 1.10 + 9.10 + 8.10 + 6.10 2 1 0 o 234d = 2.10 + 3.10 + 4.10 -1 -2 -3 o 0.163 = 1.10 + 6.10 + 3.10 © TS. Nguyễn Phúc Khải 4
3. Hệ nhị phân . Ví dụ 3: Các hằng số trong hệ nhị phân: 1011B, 101010b, 1010101.101B . Ví dụ 4: Các số sau đây được viết ở dạng phân tích trong hệ nhị phân: 4 3 2 1 0 o 10101B = 1.2 + 0.2 + 1.2 + 0.2 + 1.2 = 21D 1 0 -1 -2 o 11.01B = 1.2 + 1.2 + 0.2 + 1.2 = 3.25D © TS. Nguyễn Phúc Khải 6
4. Hệ bát phân Ký số Tương ứng Tương ứng bát phân nhị phân thập phân 0 000 0 1 001 1 2 010 2 3 011 3 4 100 4 5 101 5 6 110 6 7 111 7 © TS. Nguyễn Phúc Khải 8
5. Ký số hệ Tương ứng nhị Tương ứng hex phân thập phân 0 0000 0 1 0001 1 2 0010 2 3 0011 3 4 0100 4 5 0101 5 6 0110 6 7 0111 7 8 1000 8 9 1001 9 A 1010 10 B 1011 11 C 1100 12 D 1101 13 E 1110 14 F 1111 15 10
6. Sự chuyển đổi qua lại giữa các hệ thống số . Các trường hợp đặc biệt:  Chuyển số từ hệ bát phân qua hệ nhị phân và ngược lại 1 101 011 011 B = 1533 O 1 5 3 3 245 O = 010 100 101 B = 10100101 B 2 4 5 © TS. Nguyễn Phúc Khải 12
7. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN . Tin học . Đơn vị tin học . Máy tính . Xử lý dữ liệu (SGK) . Bộ mã ký tự (SGK) © TS. Nguyễn Phúc Khải 14
8. Tin học . Xử lý bao hàm khái niệm tính toán các dữ liệu mà thông tin cung cấp. . Thông tin là các dữ liệu đưa vào cho máy tính, đó chính là các dữ liệu mà người sử dụng máy tính hoặc từ thiết bị sử dụng ngoài nào đó đưa vào hay là dữ liệu do bản thân máy tính tạo ra. . Máy tính là thiết bị xử lý thông tin theo chương trình. © TS. Nguyễn Phúc Khải 16
9. Đơn vị tin học . Byte:  Byte là đơn vị thông tin nhỏ nhất, nó có thể được dùng để lưu mã của ký tự.  Một byte có 8 bit, do đó nó có thể biễu diễn được 256 trạng thái số nhị phân khác nhau.  Hiện nay bộ nhớ máy tính cũng được tính theo đơn vị byte. © TS. Nguyễn Phúc Khải 18
10. Máy tính . Máy tính là thiết bị hay công cụ dùng để lưu trữ và xử lý thông tin theo một chương trình định trước. . Có 3 loại máy tính:  Siêu máy tính (super computer)  Máy tính lớn (main frame)  Máy vi tính (micro computer, personal computer) © TS. Nguyễn Phúc Khải 20
11. Máy tính . Máy tính lớn (main frame): . Đơn vị đo tốc độ tính toán: MIPS (Millions of Instructions Per Second) . Thường được sử dụng làm máy tính chủ (server) trong các hệ thống mạng lớn Máy tính IBM System Z9 © TS. Nguyễn Phúc Khải 22
12. PHẦN MỀM . Định nghĩa . Ngôn ngữ cho máy tính . Chương trình © TS. Nguyễn Phúc Khải 24
13. Ngôn ngữ cho máy tính . Ngôn ngữ máy tính chia ra làm ba cấp: cấp cao, cấp thấp và cấp máy . Cấp cao nhất là ngôn ngữ tự nhiên của con người. 26
14. Ngôn ngữ cho máy tính . Ngôn ngữ cấp thấp  Mỗi lệnh tương ứng với một lệnh của ngôn ngữ máy và tương ứng với tập lệnh của CPU.  Các lệnh và phép toán của ngôn ngữ cấp thấp có tính gợi nhớ tới một từ tiếng Anh.  Mỗi hãng thiết kế CPU quy định một tập lệnh riêng cho CPU của hãng.  Ví dụ: Hợp ngữ Assembly, © TS. Nguyễn Phúc Khải 28
15. Ngôn ngữ cho máy tính . Chương trình viết dưới dạng văn bản (ngôn ngữ cấp cao hoặc cấp thấp) gọi là chương trình nguồn (source). . Chương trình nguồn phải được dịch sang ngôn ngữ máy. . Có hai loại bộ dịch: chương trình biên dịch và chương trình diễn dịch hay thông dịch. © TS. Nguyễn Phúc Khải 30
16. Chương trình . Chương trình phục vụ là chương trình bảo đảm cho máy tính thực hiện các chức năng cơ bản. . Chương trình ứng dụng là chương trình do người dùng lập ra để giải quyết các yêu cầu xử lý cụ thể. Ngôn ngữ sử dụng chủ yếu là ngôn ngữ bậc cao như Pascal, C, Java, © TS. Nguyễn Phúc Khải 32
17. CÁC CẤP CHUYỂN ĐỔI . Đặt vấn đề (Problems)  Để viết được một chương trình, trước tiên chúng ta phải mô tả được vấn đề cần giải quyết bằng ngôn ngữ tự nhiên như tiếng Việt, tiếng Anh, . . Giải thuật (Algorithms)  Chuyển các câu mô tả vấn đề sang dạng giải thuật  Một giải thuật là một thủ tục theo trình tự từng bước từ lúc bắt đầu cho tới lúc kết thúc.  Mỗi bước đều được quy định trạng thái làm việc và được máy tính thực thi.  Thường có hai dạng giải thuật: lưu đồ (flow chart) và mã giả (pseudo code). © TS. Nguyễn Phúc Khải 34
18. CÁC CẤP CHUYỂN ĐỔI . Kiến trúc máy  Chương trình ở ngôn ngữ cấp cao được dịch sang tập lệnh của một máy tính có kiến trúc đặc biệt.  Kiến trúc tập lệnh (Instruction Set Architecture) là sự quy định hoàn chỉnh cho sự tương tác giữa chương trình đã được viết và phần cứng máy tính để thực thi tác vụ của các chương trình.  Một kiến trúc tập lệnh cụ thể sẽ quy định tập lệnh, với những thao tác trên toán hạng với kiểu dữ liệu, khả năng định vị toán hạng trong bộ nhớ. © TS. Nguyễn Phúc Khải 36
19. CÁC CẤP CHUYỂN ĐỔI . Mạch luận lý (circuit):  Mỗi phần tử của vi kiến trúc thành những mạch luận lý đơn giản . Thiết bị (Devices)  Mỗi mạch luận lý cơ bản sẽ được hiện thực tương ứng bằng các mạch điện tử cụ thể.  Các lệnh cấp cao qua nhiều công đoạn sẽ trở thành các bit 0 và 1, điều khiển các điện tử đóng mở các thành phần mạch, từ đó quá trình thực hiện lệnh sẽ diển ra. © TS. Nguyễn Phúc Khải 38