Bài tập phần tổng quan tin học đại cương

Bài tập phần tổng quan tin học đại cươnglớp cơ điện tử.  Nhóm thực hiện Nguyễn Minh Tiến Phan Công Bộ Cao Văn Đức Nguyễn Đình Liệu Nội dung trình bày Phần 1:TỔNG QUAN 1. Giới thiệu chung 1.1 Tổ chức và kiến trúc máy tính 1.2 Cấu trúc và chức năng của máy tính 2.Lịch sử máy tính 2.1 Máy tính thế hệ thứ nhất (1945 – 1958) 2.2 Máy tính thế hệ thứ hai (1958 – 1964 ) 2.3 Máy tính thế hệ thứ ba (1964 – 1974) 2.4 Máy tính thế hệ thứ tư (1974 – hiện nay) 2.5 Các thê hệ máy tính hiện đại 3.Bộ nhớ trong của máy tính Giới thiệu về hệ thống bộ nhớ của máy tính    RAM. Các loại RAM ROM. Các loại ROM Cache. Các loại Cache4. 4.Bộ nhớ ngoài của máy tính Đĩa từ. Các loại đĩa từ RAID PHẦN HAI:LẬP TRÌNH 1. return 2.Recursion 3.goto 1.1 Tổ chức và kiến trúc máy tính: 1.1.1.Khái niệm chung về máy tính : Máy tính, cũng gọi là máy vi tính hay điện toán, là những thiết bị hay hệ thống dùng để tính toán hay kiểm soát các hoạt động mà có thể biểu diễn dưới dạng số hay quy luật lôgic. Khoa học nghiên cứu về lý thuyết, thiết kế và ứng dụng của máy tính được gọi là khoa học máy tính, hay khoa học điện toán. Kiến trúc máy kiến trúc máy tính là thiết kế khái niệm và cấu trúc hoạt động căn bản của một hệ thống máy tính. Nó là một bản thiết kế mô tả có tính chất chức năng về các yêu cầu 1.1.2 Kiến trúc máy tính : Kiến trúc máy tính bao gồm ít nhất ba phạm trù con chính: Kiến trúc tập lệnh Vi kiến trúc . Mô tả này nói về các bộ phận cấu thành của hệ thống được kết nối với nhau như thế nào và chúng hoạt động tương hỗ như thể nào để thực hiện kiến trúc tập lệnh. Thiết kế hệ thống 1.2:Cấu trúc và chức năng của máy tính: 1.2.1:Cấu trúc của máy tính: Cấu trúc máy tính(Computer structure):Là những thành phần của máy tính và những lien kết giữa các thành phần. Các thành phần chính của máy tính cá nhân để bàn. 1: màn hình, 2: bo mạch chủ, 3: CPU, 4: chân cắm ATA, 5: RAM, 6: các thẻ cắm mở rộng chức năng cho máy, 7: nguồn điện, 8: ổ CD/DVD, 9: ổ cứng, 10: bàn phím, 11: chuột Các bộ phận của kiến trúc máy tính: phần lớn các máy tính vẫn còn sử dụng kiến trúc Von Neumann. Kiến trúc Von Neumann chia máy tính ra làm bốn bộ phận chính: 1.Đơn vị số học và lôgic (ALU), 2.Mạch điều khiển (control circuitry), 3.Bộ Nhớ 4.Các thiết bị Xuất/Nhập (I/O). Các bộ phận này được kết nối với nhau bằng các bó dây điên Bộ nhớ Kích thước một ô nhớ cũng như số lượng ô nhớ thay đổi theo từng máy tính 1. Bộ xử lý (CPU) Đơn vị lôgic và số học, là thiết bị thực hiện các phép tính cơ bản như các phép tính số học Đơn vị này là nơi mà các "công việc thực sự" được thực thi. Đơn vị kiểm soát theo dõi các byte trong bộ nhớ có chứa chỉ thị để máy tính thực thi, cung cấp cho ALU một chỉ thị cần phải thực thi Một số bo mạch chủ trong máy tính có thể gắn được hai hay nhiều bộ xử lý. Các loại máy tính phục vụ thường có hai hay nhiều bộ xử lý. 2.Thiết bị Xuất/Nhập (I/O)  Thiết Bị Xuất/Nhập cho phép máy tính thu nhận thông tin từ bên ngoài qua thiết bị Nhập. Các Thiết Bị Nhập bao gồm: Con Trỏ (Con Chuột), Bàn Phím, Ổ Đĩa Mềm, Ổ Đĩa CD, Webcam, Touchpad Các Thiết Bị Xuất bao gồm : Màn Hình, Máy In, Ổ Đĩa Flash (USB), Ổ Cứng Di Động tới những thiết bị không thông dụng như Ổ ZIP. 3. Các chỉ thị và kiến trúc: . Máy tính có một tập hợp hữu hạn gồm các chỉ thị đơn giản đã được định nghĩa trước. Nó chỉ có thể thực thi hai nhiệm vụ là đếm và so sánh. người ta không viết các chỉ thị cho máy tính bằng ngôn ngữ máy mà sử dụng các ngôn ngữ lập trình "bậc cao" để sau đó chúng được dịch sang ngôn ngữ máy một cách tự động Các máy tính hiện đại ghép chung ALU và đơn vị kiểm soát vào trong một IC gọi là đơn vị xử lý trung tâm hay CPU. Một số máy tính lớn khác có nhiều CPU và đơn vị kiểm soát hoạt động đồng bộ. 4. Chương trình: Chương trình máy tính đơn giản chỉ là một danh sách các chỉ thị để máy tính thực thi, Hiện nay, phần lớn máy tính có thể thực hiện cùng một lúc vài chương trình. Điều này được gọi là đa nhiệm (multitasking). Trên thực tế, CPU thực thi các chỉ thị của một chương trình, sau một khoảng thời gian ngắn, nó chuyển sang thực thi các chỉ thị của chương trình thứ hai v.v. Hệ điều hành là chương trình thông thường kiểm soát sự phân chia thời gian đó 5. Hệ điều hành: Máy tính cần ít nhất một chương trình luôn luôn chạy để đảm bảo sự hoạt động của nó.Trong điều kiện hoạt động bình thường (đối với các máy tính tiêu chuẩn) chương trình này được gọi là hệ điều hành (operating system). Hệ điều hành sẽ quyết định chương trình nào được thi hành, khi nào và bao nhiêu tài nguyên (như bộ nhớ hay đầu vào/đầu ra) chúng được cấp. Hệ điều hành cũng cung cấp một lớp trừu tượng trên phần cứng và cho phép truy nhập bằng các dịch vụ cung cấp cho các chương trình khác, . Hệ điều hành phổ biến nhất hiện nay là Windows của Microsoft 1.2.2: Chức năng của máy tính: 1.2.2: Chức năng của máy tính: Chức năng máy tính(Computer Funtion):là mô tả hoạt động của hệ thống hay từng thành phần của hệ thống. Chức năng chung của một hệ thống bao gồm: + Xử lí dữ liệu +lưu trữ dữ liệu +vận chuyển dữ liệu +điều khiển Một số ứng dụng của máy tính: Các máy tính điện tử dùng kỹ thuật số (digital computer) đầu tiên, với kích thước lớn và giá thành cao, phần lớn thực hiện các tính toán khoa học, thông thường để hỗ trợ các mục tiêu quân sự. Bất chấp sự định hướng ban đầu cho các ứng dụng khoa học, máy tính đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác. Trước tiên các máy tính có sẵn chương trình được sử dụng để giải quyết các vấn đề kinh doanh. LEO,. Với sự phát minh ra bộ vi xử lý trong thập niên 1970 thì việc lắp ráp máy tính rẻ tiền đã trở thành khả thi. Trong thập niên 1980 máy tính cá nhân trở lên phổ biến cho nhiều công việc từ kế toán, soạn thảo, in ấn tài liệu tới tính toán các dự báo và các công việc toán học lặp lại qua các bảng tính. Internet: Trong thập niên 1970, các kỹ sư điện toán của các viện nghiên cứu trên khắp nước Mỹ bắt đầu liên kết máy tính của họ với nhau thông qua công nghệ của ngành liên lạc viễn thông. Những cố gắng này được ARPA hỗ trợ, và mạng máy tính mà nó cung cấp được gọi là ARPANET. Các công nghệ tạo ra Arpanet đã mở rộng và phát triển sau đó. Chẳng bao lâu, mạng máy tính mở rộng ra ngoài các viện khoa học và được biết đến như là Internet. Trong thập niên 1990, việc phát triển của công nghệ World Wide Web đã làm cho ngay cả những người không chuyên nghiệp cũng có thể sử dụng internet. Nó phát triển nhanh đến mức đã trở thành phương tiện liên lạc toàn cầu như ngày nay. 	 PHỤ TRÁCH NỘI DUNG PHẦN 1: CAO VĂN ĐỨC Phần hai Lịch sử máy tính 2.Lịch sử máy tính 2.1 Máy tính thế hệ thứ nhất(1950-1958) 2.2 Máy tính thế hệ thứ hai(1958-1964) 2.3 Máy tính thế hệ thứ ba(1964-1974) 2.4 Máy tính thế hệ thứ tư(1974-nay 2.5 Các thế hệ máy tính hiện đại 2.1 Thế hệ thứ nhất. Thế hệ đầu tiên máy tính hoạt động dựa vào các rơ-le điện từ và các đèn chân không để lưu trữ và xư lí thông tin. Các đèn điện tử tiêu tốn nhiều năng lượng, sinh ra nhiều nhiệt, hoạt động chậm, tuổi thọ thấp. 2.1 Thế hệ thứ nhất Máy tính có kích thước đồ sộ khả năng xử lý rất hạn chế: sức chứa của bộ nhớ trong lớn nhất là 2KB, tốc độ cực đại là 10000 phép tính trong một giây. Bộ nhớ trong là những trống từ quay tròn còn bộ nhớ ngoài chính là những tấm bìa đục lỗ 2.1 Thế hệ thứ nhất Một số dòng máy tính điển hình: -INSTITUE -IBM 701 -EDVAC -UNIVAC 1 -UNIVAC 2 2.1 Thế hệ thứ nhất Những máy tính khổng lồ đầu tiên như ENIAC dùng các ống chân không, tương tự như bóng đèn, để tính toán. Máy tính này cần một nhóm nhân viên vận hành. 2.2 Thế hệ thứ hai Trong thế hệ hai, bóng bán dẫn (Transistor) đã thay thế một cách ưu việt cho các đèn điện tử Các bóng bán dẫn gọn hơn , tiêu thụ điện năng ít hơn và tỏa ít nhiệt hơn, có tuổi thọ hầu như là vô tận có tốc độ cao hơn 2.2 Thế hệ thứ hai Transistor hoạt động đầu tiên được giới thiệu ngay trước lễ Giáng sinh năm 1947 nhưng 6 tháng sau đó mới công bố rộng rãi cho thế giới biết. h 2.2 Thế hệ thứ hai . Các máy tính thuộc thế hệ thứ hai có tối đa là 32KB RAM và tốc độ cao nhất là 300 nghìn phép tính trong một giây Một số dòng máy điển hình: -IBM 7000 -MINSK -IBM 7030 2.2 Thế hệ thứ hai . Một điểm nổi bật khác của các máy tính thế hệ thứ 2 là việc ra đời hệ điều hành cho phép máy tính có thể chạy nhiều chương trình cùng một lúc thông qua một chương trình trung tâm kiểm soát và điều phối bộ nhớ. 2.3 Thế hệ thứ ba Linh kiện chủ yếu đẻ chế tạo các máy tính thế hệ thứ ba là các mạch tích hợp IC (Integated Circuit) hay còn gọi là mạch vi điện tử (vi mạch) Bộ nhớ của máy tính thế hệ này được mở rộng tới 2 MB RAM và tốc độ trung bình của chúng lên tới 5 triệu phép tính trên giây 2.3 Thế hệ thứ ba Hệ điều hành ra đời điều phối việc thực hiện các chương trình và quản lý tự động các mối liên lạc giữa CPU và các thiết bị ngoại vi Tới năm 1965 ra đời mạng máy tính đầu tiên với khả năng chạy chương trình và truy cập dữ liệu từ máy trạm. 2.3 ThẾ hệ thứ ba Chương trình e-mail đầu tiên được Ray Tomlinson của BBN viết vào năm 1972 cho phép người sử dụng gõ địa chỉ máy tính đích và gửi thông điệp thông qua các máy trạm nối mạng. Một số dòng máy tính điển hình: -IBM 360 -DEC PDP -1 2.4 Thế hệ thứ tư Các máy tính trong thời kỳ này dùng các mạch tích hợp cỡ lớn LSIC(Large-Scale Integrated Circuit) và những mạch cỡ rất lớn VLSIC(Very large-Scale Integrated Circuit). 2.4 Thế hệ thứ tư Mỗi mạch LSIC tương với hàng nghìn hàng chục nghìn còn mỗi mạch VLSIC tương với hàng trăm nghìn, thậm chí hàng triệu bóng bán dẫn.Bộ nhớ trong của các máy tính cỡ lớn dùng trong thương mại đã tăng lên hơn một GB; tốc độ xử lý trên 200 triệu phép tính một giây. 2.4 Thế hệ thứ tư Ngày nay chip chứa hàng triệu bóng bán dẫn và được dùng trong nhiều thiết bị, từ điện thoại di động đến máy tính, từ trong xe hơi đến máy bay... 2.4 Thế hệ thứ tư Ngày 1 2/8/1981, IBM giới thiệu máy tính cá nhân IBM PC sử dụng hệ điều hành 16-bit Microsoft MS-DOS v.1.0 Máy vi tính được dùng rộng rãi trong các cơ quan, trường học, doanh nghiệp và gia đình 2.5 Các thế hệ máy tính hiện đại Hiện nay tuy chưa có tài liệu nào chính thức đưa ra mốc thồi gian khởi đàu của thế hệ máy tính thứ năm nhưng ta có thể đoán nhận xu thế tiến triển của thế hệ máy tính mới. 2.5 Các thế hệ máy tính hiện đại Các bộ vi xử lý siêu hạng (superchip):Giải pháp chính để chế tạo các bộ vi xử lý họa động nhanh hơn là rút ngắn khoảng cách giữa các transistor. Xử lý song song ồ ạt: Các máy tính xử lý song song ồ ạt có những màng lưới vĩ đại gồm các chip đan xen vào nhau theo những cách rắc rối vừa linh hoạt. 2.5 Các thế hệ máy tính hiện đại Các sản phẩm và dịch vụ đa phương tiện: Từ những năm 1990 cho đến thế kỷ 21, máy tính sẽ có khả năng bắt chước một số chức năng suy luận của bộ óc con người như giao tiếp thông minh bằng ngôn ngữ tự nhiên… PHỤ TRÁCH NỘI DUNG PHẦN HAIPhan Công Bộ PHẦN 3.BỘ NHỚ TRONG CỦA MÁY TÍNH NỘI DUNG TRÌNH BÀY PHẦN 1. RAM -CẤU TẠO VÀ CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG CÁC L0ẠI RAM CÁC THÔNG SỐ VỀ RAM CHỌN RAM CHO MAÝ TÍNH PHẦN 2. SƠ QUA VỀ ROM CÁC LOẠI ROM PHẦN 3. CACHE CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG PHÂN LOẠI CACHE VÀI LỜI KHUYÊN KHI SỬ DỤNG CACHE PHẦN 1.RAM 1.1 RAM –cấu tạo và cách thức hoạt động RAM(random access memory ) -bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên, có nhiệm vụ lưu trữ tạm thời các ứng dụng và dữ liệu để chuyển đến CPU để xử lý. RAM là một ma trận gồm các hàng và các cột có khả năng giữ các chỉ lệnh chương trình hay dữ liệu tại các giao điểm của hàng và cột đó. RAM bao gồm các mạch nhớ bán dẫn để thay đổi, nó không giữ lại được nội dung khi tắt điện máy tính. .RAM sử dụng phương pháp truy cập ngẫu nhiên. 1.2 CÁC LOẠI RAM RAM có 2 loại giao diện: SIMM (Single In Line Memory Module) và DIMM (Double In Line Memory Module). Dạng khe cắm SIMM hiện nay không còn sử dụng. Dạng khe cắm DIMM có SDRAM, DDRAM, RDRAM. RD-RAM RDRAM có 184 chân, có 2 khe cắt gần nhau ở phần chân cắm, bên ngoài có bọc tôn giải nhiệt.RDRAM có tốc độ Bus 800 Mhz.RDRAM có dung lượng 256MB, 512MB, 1.2GBRDRAM sử dụng tương thích với những mainboard socket 478, 775. SDRAM(synchronous Dinamic RAM) gồm 3 phân loại: SDR, DDR, và DDR2 SDR SDRAM (Single Data Rate SDRAM), hay "SDR". Có 168 chân. Được dùng trong các máy vi tính cũ. . DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM),hay "DDR". Có 184 chân. tốc độ nhanh gấp đôi SDR. Đã được thay thế bởi DDR2. DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM), hay”DDR2". Là thế hệ thứ hai của DDR với 240 chân, có bus speed cao gấp đôi clock speed. DDRAM DDRAM có 184 chân, có 1 khe cắt ở phía chân cắm. DDRAM thường có tốc độ BUS 133Mhz 266Mhz, 400Mhz 1.3 Các thông số về RAM Dung lượng Dung lượng RAM được tính bằng MB và GB.Dung lượng của RAM càng lớn càng tốt cho hệ thống, tuy nhiên một số hệ điều hành (như phiên bản 32 bit của Windows XP) chỉ hỗ trợ đến 3 GB. b. Bus Mỗi loại ram khác nhau mà phân loại theo bus khác nhau. 	1.4 CHỌN RAM CHO MÁY TÍNH Chọn ram cho máy tính cần căn cứ vào giá cả và chất lượng ram cần mua . Nếu như không phải quan tâm về vấn đề tài chính bạn hãy chọn loại có nhiều chip nhớ, loại 2 mặt thay vì một mặt, dùng chip dán thay vì chip hàn. Thực tế cho thấy, loại RAM có nhiều chip nhớ có tính tương thích cao hơn loại có ít chip, tức là dùng được cho nhiều mainboard. Ngoài ra bạn lên chọn loại chíp dán vì những ưu điểm của nó. 2.ROM 2.1.SƠ QUA VỀ ROM ROM (Read Only Memory) - bộ nhớ chỉ đọc, chứa hệ thống lệnh nhập xuất cơ bản BIOS để kiểm tra phần cứng, nạp hệ điều hành khởi động máy. ROM-một phần của bộ lưu trữ sơ cấp trong máy tính, không bị mất nội dung khi bạn tắt điện máy tính. ROM chứa các chương trình hệ thống cần thiết mà cả bạn lẫn máy tính đều không thể xoá. 2.2 CÁC LOẠI ROM Được chế tạo bằng nguyên tắc phân cực tĩnh điện. Cửa sổ nhỏ dùng để xóa bằng tia cực tím. EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory): Loại ROM này có thể bị xóa bằng tia cực tím và ghi lại thông qua thiết bị ghi EPROM. EAROM (Electrically Alterable Read-Only Memory): Loại ROM này có thể thay đổi từng bit một lần. Tuy nhiên quá trình viết khá chậm và sử dụng điện thế không chuẩn. Việc viết lại EAROM không được thực hiện thường xuyên. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory): Được chế tạo bằng công nghệ bán dẫn. Toàn bộ ROM này có thể xóa bằng điện và sau đó ghi lại mà không cần lấy ra khỏi máy tính. 3.CACHE 3.1 cấu tạo và hoạt động Cache- khối bộ nhớ lưu trữ những dữ liệu được dùng thường xuyên hay đang chờ những qui trình khác dùng. Khi một qui trình cần thông tin, trước tiên nó kiểm tra cạc này. Nếu chưa có sẵn thông tin ở đó, nó sẽ lấy dữ liệu từ một nguồn lưu trữ khác và bỏ vào trong cạc. Khi bộ xử lý trung tâm ( CPU) yêu cầu dữ liệu hoặc các chỉ lệnh nào đó, bộ điều khiển cache sẽ giữ yêu cầu đó lại và tiến hành quản lý những dữ liệu đưa ra từ RAM Có nhiều loại cache và những ứng dụng dùng cache: Processor cache (cạc xử lý) : Là một khối bộ nhớ và là một phần của chính bộ xử lý đó Disk cache (cạc đĩa) : Nằm trong bộ nhớ RAM của máy tính. Client/server cache (cạc khách/phục vụ) Remote cache (cạc từ xa) : Những người dùng từ xa có được tiện nghi với thông tin trong cạc Bộ điều khiển cache Một chip, như Intel 82385chẳng hạn, dùng để quản lý việc truy tìm, lưu cất và phân phối các dữ liệu vào ra bộ nhớ hoặc đĩa cứng. Một chip điều khiển cache dùng để quản lý bộ nhớ cache bên trong của các loại máy tính lắp bằng vi xử lý 80386 và 80486. Những thế hệ vi xử lý 80486 mới, kể cả 80486 DX 2, thì hay dùng chip Intel 82495 DX hoặc 82490 DX. Vi xử lý Pentium thì dùng chip 82496 / 82491 để điều khiển cache. 3.2 PHÂN LOẠI CACHE phần mềm Chỉ đơn giản là một chương trình phần mềm ứng dụng sử dụng bộ nhớ trên RAM. CACHE phần cứng Bộ nhớ cache nằm trên board điều khiển đĩa cứng hoặc được lắp trực tiếp vào một ổ đĩa. 3.3 VÀI LỜI KHUYÊN KHI SỬ DỤNG CACHE Ba vấn đề quan trọng: giá cả, tốc độ và khả năng sử dụng. Giá cả tự nói lên tất cả . Mục đích của việc sử dụng các sản phẩm cache là để có được hiệu quả lớn nhất với số tiền đầu tư càng ít thì càng tốt. Bạn có thể chọn cache phần mềm hay cache phần cứng !Và tất nhiên giá cả của chúng cũng chênh lệch nhau rất nhiều. Theo phân định của PC WORLD cho thấy tốc độ giữa cache phần mềm và cache phần cứng chỉ khác biệt 4%. Sự khác nhau về tốc dộ giữa các sản phẩm cứng cũng không đáng kể, từ 5 đến 10%. Có nghĩa là không nhận thấy với công việc hàng ngày. Những điều cân nhắc Như bạn đã thấy, mỗi loại cache đều có ưu và khuyết. Cache phần mềm nhanh, rẻ tiền và có thể sử dụng với nhiều loại ổ đĩa. Cache phần cứng nói chung là tốt hơn và hổ trợ cho nhiều ứng dụng cũng như các hệ điều hành. Hơn nữa, cache phần cứng lại không tiêu tốn bộ nhớ RAM qui ước. Một điểm cần lưu ý là cache phần mềm không phải luôn luôn hòa hợp với các trình ứng dụng. Ngược lại điều này thì cache phần cứng ít có mâu thuẫn với các chương trình. Phụ trách nội dung phần 3: Nguyễn Đình Liệu PHẦN 4:BỘ NHỚ NGOÀI MÁY TÍNH