Thpt Nguyễn Trãi Tin Học 10 CHƯƠNG I: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN CỦA TIN HỌC BAØI TIN HỌC LÀ MỘT NGÀNH KHOA HỌC I SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CỦA TIN HỌC Tin học hình thành phát triển thành ngành khoa học độc lập có nội dung, mục tiêu,phương pháp nghiên cứu riêng  Tin học có ứng dụng hầu hết lĩnh vực hoạt động xã hội loài người  Ngành tin học gắn liến với phát triển sử dụng máy tính điện tử II ĐẶC TÍNH VÀ VAI TRỊ CỦA MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ a Đặc tính  Có thể “làm việc khơng mệt mỏi” suốt 24 giờ/ngày  Tốc độ xử lí thơng tin nhanh,độ xác cao  Lưu trữ lượng lớn thơng tin không gian hạn chế  Giá thành ngày hạ  Ngày gọn nhẹ  Các máy tính cá nhân liên kết với thành mạng máy tính b Vai trị:  Máy tính công cụ lao động người, hỗ trợ người mặt tính tốn, người khơng ngừng cải tiến công cụ để đáp ứng nhu cầu lưu trữ, tìm kiếm xử lí thơng tin cách có hiệu III THUẬT NGỮ “TIN HỌC”:  Tin học ngành khoa học có mục tiêu phát triển sử dụng máy tính điện tử để nghiên cứu cấu trúc, tính chất thơng tin, phương pháp thu thập,lưu trữ, tìm kiếm, biến đổi, truyền thơng tin ứng dụng vào lĩnh vực khác đời sống xã hội BÀI TẬP Lê Tôn Hiệp Trang Tin Học 10 Thpt Nguyễn Trãi BÀI I THÔNG TIN VÀ DỮ LIỆU KHÁI NIỆM THÔNG TIN VÀ DỮ LIỆU  Những hiểu biết thực thể thơng tin thực thể  Dữ liệu thông tin đưa vào máy II ĐƠN VỊ ĐO LƯƠNG THÔNG TIN  Đơn vị đo lượng thông tin bit  Tám bit tạo thành byte  Đơn vị bội byte KÍ HIỆU ĐỌC LÀ ĐỘ LỚN KB Ki-lô-bai 210 byte MB Mê-ga-bai 210 KB GB Gi-ga-bai 210 MB TB Tê-ra-bai 210 GB PB Pê-ta-bai 210 TB III CÁC DẠNG THÔNG TIN  Thơng tin phân thành hai loại:-loại số -phi số a Dạng văn b Dạng hình ảnh c Dạng âm IV MÃ HĨA THƠNG TIN TRONG MÁY TÍNH  Mã hóa thơng tin máy tinh biểu diễn thông tin thành dãy bit V BIỂU DIỄN THƠNG TIN TRONG MÁY TÍNH  Dữ liệu máy tính thơng tin mã hóa thành dãy bit a Thông tin loại số  Hệ đếm:  Hệ La Mã: I, V, X, L, C, D, M  Hệ thập phân (hệ số 10) : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,  Hệ nhị phân(hệ số 2): 0, Ví dụ: 10110011(2) o  Hệ hexa(hệ số 16): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F Ví dụ: 5A(16) o  Các hệ đếm thường dùng tin học  Hệ thập phân  Hệ nhị phân  Hệ hexa Trang Lê Tôn Hiệp Thpt Nguyễn Trãi Tin Học 10 Cách chuyển đổi từ hệ thập phân sang nhị phân  ví dụ: vậy: A(10)=1an…a3a2a1a0(2) an,…, a3, a2, a1, a0: phần dư thực phép chia cho 18(10)=10010(2)=00010010(2)  Cách chuyển đổi từ hệ nhị phân sang thập phân o Cho số N(10) có dạng nhị phân: AnAn-1An-2An-3…A1A0(2) N (10)= An2n+ An-12n-1+ An-22n-2+…+ A020 Ví dụ: 10011(2)=1.24+0.23+0.22+1.21+1.20=19(10) o o o  Cách chuyển đổi từ hệ thập phân sang thập lục o ví dụ: 186(10)=BA(16) vậy: X(10)=an…a3a2a1a0(16) an, a3, a2, a1, a0: phần dư thực phép chia cho 16 Lê Tôn Hiệp Trang Tin Học 10 Thpt Nguyễn Traõi  Cách chuyển đổi từ hệ thập lục sang thập phân o Cho số N(10) có dạng thập lục: AnAn-1An-2An-3…A1A0(16) N (10)= An16n+ An-116n-1+ An-216n-2+…+ A0160 Ví dụ: BA(16)=11.161+10.160=186(10) Biểu diễn số nguyên: byte biểu diễn số ngun khơng dấu có giá trị từ 0255 để biểu diễn số nguyên có dấu người ta dùng bit cao để biểu diễn dấu số âm dương byte biểu diễn số nguyên từ -127+127 Quy ước: Âm Dương Biểu diễn số thực: Mọi số thực điều biểu diễn dạng dấu phẩy động o         M 10  k Trong 0,1 M  K số ngun khơng âm Máy tính dùng 4, 6,…byte để lưu dấu số, phần định trị (M), dấu phần bậc phần bậc (K) b Thơng tin loại phi số  Kí tự  Mã ASCII dùng byte để biểu diễn kí tự Mỗi kí tự tương ứng với số nguyên phạm vi từ đến 255, gọi mã ASCII thập phân kí tự đó.số biếu diễn dạng nhị phân gọi mã ASCII nhị phân kí tự Ví dụ: “A” có mã ASCII 65(10) 1000001(2)  Mã Unicode dùng hai byte để biểu diễn kí tự Mỗi kí tự tương ứng với số nguyên phạm vi từ đến 65535  Xâu kí tự  Để biểu diễn xâu kí tự (dãy kí tự),máy tính dùng dãy byte, kí tự úng với (hoặc hai) byte theo thứ tự từ trái sang phải c Nguyên lý mã hóa nhị phân  Thơng tin có nhiều dạng khác số, văn , hình ảnh , âm thanh,… Khi đưa vào máy tính, chúng biến đổi thành dạng chung – dãy bit Dãy bít mã nhị phân thơng tin mà biểu diễn BÀI TẬP    Trang Lê Tôn Hiệp Thpt Nguyễn Trãi BÀI Tin Học 10 GIỚI THIỆU VỀ MÁY TÍNH 1.Khái niệm hệ thống tin học Hệ thống tin học dùng để nhập , xử lí , xuất ,truyền, lưu trữ thông tin Hệ thống tin học gồm thành phần:  Phần cứng(Hardware) gồm máy tính số thiết bị liên quan;  Phần mềm (Software) gồm chương trình Chương trình lệnh, lệnh dẫn cho máy tính biết thao tác cần thực hiện;  Sự quản lí điều khiển người 2.sơ đồ cấu trúc máy tính Bộ nhớ xử lí trung tâm Bộ điều khiển Bôï số học/lôgic Thiết bị vào Thiết bị Bộ nhớ 3.Bộ xử lý trung tâm(CPU-Central Processing Unit) CPU thành phần quan trọng máy tính, thiết bị thực diều khiển việc thực chương trình  Chất lượng máy tính phụ thuộc nhiều vào chất lượng CPU  CPU gồm hai phận chính:-bộ điều khiển(CU-Control Unit) - số học/logic(ALU-Arithmetic/Logic Unit)  diều khiển không trực tiếp thực chương trình mà hướng dẫn phận khác máy tính làm điều  Bộ số học/logic thực phép toán số học va logic, thao tác xử lý thông tin tổ hợp phép tính  Ngoài hai phận nêu trên, CPU có thêm số thành phần khác ghi(Register) nhớ truy cập nhanh (Cache)  Thanh ghi vùng nhớ đặc biệt CPU sử dụng để lưu trữ tạm thời lệnh liệu xử lí Việc truy cập đến ghi thực với tốc độ nhanh  Cache đóng vai trò trung gian nhớ ghi Tốc độ truy cập đến cache nhanh, sau tốc tốc độ truy cập ghi 4.Bộ nhớ (Main Memory)  Bộ nhớ có tên nhớ  Bộ nhớ nơi chương trình đưa vào để thực nơi lưu trữ liệu xử lí  Bộ nhớ máy tính gồm hai thành phần: Lê Tôn Hiệp Trang Tin Học 10 Thpt Nguyễn Trãi o ROM (Real Only Memory-Bộ nhớ đọc) chứa số chương trình hệ thống hãng sản xuất nạp sẵn  Dữ liệu ROM không xóa  Các chương trình ROM thực việc kiểm tra thiết bị tạo giao tiếp ban đầu máy với chương trình mà người dùng đua vào để khởi động  Khi tắt máy, liệu ROM không bị o RAM(Random Access Memory- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên) phần nhớ đọc, ghi liệu lúc làm việc  Khi tắt máy, liệu RAM bị  Bộ nhớ gồm ô nhớ đánh số thứø tự Số thứ tự ô nhớ gọi địa ô nhớ Các địa viết hệ hexa Khi thực chương trình, máy tính truy cập liệu ghi ô nhớ thông qua địa Với phần lớn máy tính, ô nhớ có dung lượng byte  Hiện nay, máy tính thường trang bị nhớ RAM có dung lượng từ 128 MB trở lên Một số máy tính có nhớ cỡ hàng Gi-ga-bai 5.Bộ nhớ ngoài(Secondary Memory) Bộ nhớ dùng để lưu trữ lâu dài liệu hỗ trợ cho nhớ  Dữ liệu ghi nhớ tồn tắt máy(không nguồn điện)  Bộ nhớ gồm nhiều loại đóa, trống từ, băng từ,…  Bộ nhớ máy tính thường đóa cứng, đóa mềm, đóa CD, thiết bị nhớ flash  Đóa cứng thường dược gắn sẵn ổ dóa cứng Đóa cứng có dung lượng lớn tốc độ đọc ghi nhanh  Máy tính thường có ổ đóa mềm dùng để đọc/ghi dóa mềm có đường kính 3,5 inch với dung lượng 1,44 MB  Ngoài đóa CD có mật độ ghi liệu cao, có thiết bị nhớ flash thiết bị lưu trữ liệu có dung lượng lớn với kích thước nhỏ gọn dễ sử dụng Chú ý:  Trong thực tế, thiết bi nhớ flash sử dụng cổng giao tiếp USB nên thường gọi USB  Do tiến kó thuật, dung lượng nhờ ngày lớn kích thước vật lí ngày nhỏ  Việc tổ chức liệu nhớ việc trao đổi liệu nhớ nhớ thực hệ điều hành Thiết bị vào (Input device) Thiết bị vào dùng để đưa thông tin vào máy tính  Có nhiều loại thiết bị vào bàn phím, chuột, máy quét, micro, Webcam, a) Bàn phím (Keyboard)  Các phím chia thành nhiều nhóm : nhóm phím kí tự  nhóm phím chức năng,…  gõ phím kí tự, kí hiệu mặt phím xuất hình Trang Lê Tôn Hiệp Thpt Nguyễn Trãi Tin Học 10  Trong nhóm phím chức năng, số phím có chức ngầm định, chức số phím khác quy định tùy phần mềm cụ thể  Khi ta gõ phím đó, mã tương ứng truyền vào máy b) Chuột (Mouse)  Chuột thiết bị tiện lợi làm việc với máy tính  Bằng thao tác nháy nút chuột, ta thực lựa chọn chọn (Menu) dạng hiển thị hình  Dùng chuột thay cho số tao tác bàn phím c) Máy quét (Scanner)  Máy quét thiết bị cho phép đưa văn hình ảnh vào máy tính  Có nhiều phần mềm có khả chỉnh sủa văn hình ảnh đưa vào maý d) Webcam  Webcam camera kó thuật số  Khi gắn vào máy tính, thu để truyền trực tuyến hình ảnh qua mạng đến máy tính kết nối vói máy  Với phát triển công nghệ, thiết bị vào ngày đa dạng Ta co thể sử dụng máy ảnh số, máy ghi hình, may ghi âm số để đưa thông tin vào máy tính Thiết bi ( Output device) Thiết bị dùng đểđđưa liệu từ máy tính  Có nhiều loại thiết bị hình, máy in,… a) Màn hình (Monitor)  Màn hình máy tính có cấu tạo tương tự hình ti vi Khi làm việc, ta xem hình tập hợp diểm ảnh(Pixel), diểm có độ sáng, màu sắc khác nhau, chất lượng hình định tham số sau:  Độ phân giải: Số lượng diểm ảnh hình Độ phân giải cao thi hình ảnh hiển thị hình mịn sắc nét;  Chế độ màu: Các hình màu có 16 hay 256 màu, chí có hàng triệu màu khác b) Máy in (Printer)  Máy in có nhiều loại máy in kim, in phun, in laser,…dùng đề in thông tin giấy Máy in có thề đen-trắng màu c) Máy chiếu(Projector)  Máy chiếu thiết bị dùng dể hiển thị nội dung hình máy tính lên aûnh roäng d)Loa va tai nghe(Speaker anh Headphone)  Loa tai nghe thiết bị để đưa âm môi trường e)Modem ( Modem)  Modem thiết bị dùng để truyền thông hệ thống máy tính thông qua đường truyền, chẳng hạn đường diện thoại Có thể xem modem thiết bị hỗ trợ cho việc đưa liệu vào lấy liệu từ máy tính Hoạt động máy tính  Máy điện tử thực dãy lệnh cho trước mà không cần tham gia trực tiếp người Nguyên lí điều khiển chương trình Máy tính hoạt động theo chương trình Lê Tôn Hiệp Trang Tin Học 10 Thpt Nguyễn Trãi  Tại thời diểm máy tính thực lệnh, nhiên thực nhanh máy vi tính thực hàng trăm triệu lệnh ,siêu máy tính cịn thực hàng tỉ lệnh giây  Thông tin lệnh bao gồm  Địa lệnh nhớ  Mã thao tác cần thực  Địa nhớ liên quan Nguyên lí lưu trữ chương trình Lệnh đưa vào máy tính dạng mã nhị phân để lưu trũ, xử lí liệu khác Nguyên lí truy cập theo địa Việc truy cập liệu máy tính thực thông qua địa nơi lưu trữ liệu Nguyên lí Phôn Nôi-man Mã hóa nhị phân, điều khiển chương trình, lưu trữ chương trình truy cập theo địa tạo thành nguyên lí chung gọi nguyên lí Phôn Nôi-man BÀI TẬP Trang Lê Tôn Hiệp Thpt Nguyễn Trãi BÀI Tin Học 10 BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN Khái niệm toán  Trong phạm vi tin học, toán việc ta muốn máy tính thực  Khi dùng máy tính giải tốn, ta cần quan tâm đến hai yếu tố:  đưa vào máy thơng tin (Input)  cần lấy thơng tin (Output) Ví dụ Bài tốn tìm ước chung lớn hai số nguyên dương  Input: Hai số nguyên dương M N;  Output: Ước chung lớn M va N Ví dụ Bài tốn tìm nghiệm phương trìh bậc hai ax2 + bx + c = (a≠0)  Input: Các số thực a, b, c (a ≠ 0)  Output: Tất số thực x thỏa mãn ax2 + bx + c =  toán cấu tạo hai thành phần bản:  Input: Các thông tin có;  Output: Các thơng tin cần tìm từ Input Khái niệm thuật toán Thuật toán để giải toán dảy hữu hạng thao tác xếp theo trình tự định cho thực dãy thao tác , từ input toán , ta nhận output cần tìm Ví dụ Tìm giá trị lớn dãy số nguyên Xác định toán  Input : số nguyên dương N dãy N số nguyên a1,…,aN Output :gía trị lớn Max dãy số Ý tưởng : - khởi tạo giá trị Max = a1  - với i từ đến N , so sánh giá trị số hạng với giá trị Max , > Max nhận giá trị thuật tốn :  Thuật tốn giải tốn mô tả theo cách liệt kê sau : Bước Nhập N dãy a1…, an Bước Max a1 , i 2; Bước Nếu i > N đưa giá trị Max kết thúc ; Bước Bước 4.1 > Max Max ; Bước 4.2.i i + quay lại bước ;  cách liệt kê dãy thao tác , thuật toán diễn tả sơ đồ khối , người ta dùng số khối , đường có mũi tên với :  Hình thoi :thể thao tác so sánh  Hình chũ nhật :thể phép tính toán  Hình ô van : thể thao tác nhập xuất liệu  Các mũi tên qui định trình tự thực thao tác  Các tính chất thuật toán  Tính dừng: Thuật toán phải kết thúc sau moat số hữu hạn lần thực thao tác  Tính xác định: sau thực thao tác thuật toán kết thúc có thao tác xác định để thực Lê Tôn Hiệp Trang Tin Học 10 Thpt Nguyễn Trãi Tính đắn:sau thuật toán kết thúc, ta phải nhận output cần tìm Một số ví dụ thuật toán Ví dụ Kiểm tra tính nguyên tố số dương  Xác định thuật toán - Input: N số nguyên dương; - Output: “N số nguyên tố” “N không số nguyên tố”  Ý tưởng: ta nhớ lại định nghóa: Một số nguyên dương N số nguyên tố có hai ước số khác Từ định nghóa đó, ta suy ra: - Nếu N = N không số nguyên tố; - Nếu < N < N số nguyên tố; - Nếu N ≥ ước số phạm vi từ đến phần nguyên bậc hai N N số nguyên tố  Thuật toán a) Cách liệt kê Bước Nhập số nguyên dương N; Bước Nếu N = thông báo N không nguyên tố kết thúc; Bước Nếu N < thông báo N nguyên tố ròi kết thúc Bước i  ; Bước Nếu I [ N ] thông báo N số nguyên tố kết thúc;’ Bước Nếu N chia hết cho I thông báo N không nguyên tố kết thúc; Bước I  I + quay lại bước  Ghi chú: Biến i nhận giá trị nguyên tố thay đổi phạm vi từ đến [ N ] + dùng để kiểm tra N chia hết cho i hay không b) Sơ đồ khối Nhập N  Đúng N=1 ? Sai Đúng N [] Sai ii+1 thông báo N không l số nguyên tố kết thúc  Trang 10 Sai Đúng Thông báo N số nguyên tố kết thúc N chia hết cho i? Đúng Mơ thuật tốn:ng thuật tốn:t tốn: Lê Tôn Hiệp .. .Tin Học 10 Thpt Nguyễn Trãi BÀI I THƠNG TIN VÀ DỮ LIỆU KHÁI NIỆM THÔNG TIN VÀ DỮ LIỆU  Những hiểu biết thực thể thơng tin thực thể  Dữ liệu thông tin đưa vào máy II ĐƠN VỊ ĐO LƯƠNG THƠNG TIN. .. Thpt Nguyễn Trãi Tin Học 10 Cách chuyển đổi từ hệ thập phân sang nhị phân  ví dụ: vậy: A (10) =1an…a3a2a1a0(2) an,…, a3, a2, a1, a0: phần dư thực phép chia cho 18 (10) =100 10(2)=00 0100 10(2)  Cách chuyển... Hiệp Thpt Nguyễn Trãi BÀI Tin Học 10 GIỚI THIỆU VỀ MÁY TÍNH 1.Khái niệm hệ thống tin học Hệ thống tin học dùng để nhập , xử lí , xuất ,truyền, lưu trữ thông tin Hệ thống tin học gồm thành phần: