Upload
toai-nguyen-cong
View
73
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
2
Nội dung chương 2
I. Cấu trúc máy vi tính
II. Hoạt động máy vi tính
III. Một số thiết bị xuất nhập
IV. Các khái niệm cơ bản về phần mềm
4
1. Cấu trúc vật lý
• System Unit:
Đơn vị hệ thống (CPU)
• Monitor:
màn hình
• Keyboard:
bàn phím
• Mouse: chuột
• Speakers: loa
13
2. Cấu trúc luận lý
1 CPU hay nhiều CPU
(SMP, Symmetric MultiProcessor) Bộ nhớ Các thiết bị I/O
• Mạch điều khiển (Controller)• Thiết bị (Device)
Các loại bus
16
PCI bus
Do Intel thiết kế, độc lập với CPU Băng thông rộng Hỗ trợ Plug-and-Play
(thiết lập cấu hình tự động) PCI 1.0, 2.0, 2.1, 2.2
17
PCI bus (tt)
Bus dữ liệu: 32 bit, 64 bit Xung nhịp: 33 MHz, 66 MHzBăng thông (bandwidth) ~ 133MB/sec
~ 528MB/sec
18
PCI Express bus
Phát triển kiến trúc PCI
tương thích với PCI Băng thông rộng
Bắt đầu từ 200 MB/sec, có thể x2, ..,x32 Hỗ trợ tốt hơn cho truyền thông,
đa phương tiện (audio, video) Thêm bớt thiết bị khi máy hoạt động
(Hot plugging)
19
USB (Universal Serial Bus)
Kết nối các thiết bị đặt ngoài (external) Đặc điểm:
• Thống nhất đầu nối• Cấp nguồn• Thêm bớt khi máy hoạt động (Hot-plugging)• Tự động thiết lập cấu hình (Plug-and-Play)
Tốc độ: 12 Mbps(1.0), 450 Mbps(2.0) 7 thiết bị, có thể đến 127 thiết bị với Hub
20
Các tài nguyên hệ thống (phần cứng)
I/O address
Địa chỉ I/O IRQ i (Interrupt ReQuest)
Yêu cầu ngắt DMA channel
Kênh DMA
23
1. Quá trình khởi động
Power Supply – Nguồn cấp điện ROM BIOS
trên mainboard ROM extensions – ROM mở rộng
Ví dụ: ROM trên card màn hình, … Boot Drive – Đĩa khởi động
Boot record – Mẩu tin khởi động Operating system – Hệ điều hành
24
2. Thực thi chương trình ứng dụng
Giả sử hệ điều hành đang hoạt động User yêu cầu thực thi một chương trình
• Click trên icon; chọn menu; dòng lệnh … Hệ điều hành xác định vị trí chương trình (và
dữ liệu) trên thiết bị nhớ ngoài Hệ điều hành tìm khoảng trống phù hợp trên
bộ nhớ Hệ điều hành nạp chương trình vào bộ nhớ
• Chương trình trên đĩa không thay đổi, trên bộ nhớ chỉ là bản sao
25
Thực thi chương trình ứng dụng (tt)
Hệ điều hành cung cấp các tài nguyên hệ thống cho chương trình
Hệ điều hành khởi động (cho thực thi) chương trình• Khi chương trình được thực thi, hệ điều
hành hoạt động bên dưới (background) để cung cấp tài nguyên, thực hiện xuất nhập
Khi chương trình kết thúc thì có được ghi trở lại bộ nhớ ngoài?
26
3. Xử lý lỗi
Máy tính không sử dụng được khi: Các thành phần có lỗi
không hoạt động bình thường
Cấu hình hệ thống không đáp ứng được yêu cầu của phần mềm• Theo system requirements
Có hệ thống mới với các tính chất tốt hơn thay thế
27
Xử lý lỗi phần cứng
1) Xác định lỗi
2) Thu thập dữ liệu
3) Chọn giải pháp
4) Thực hiện giải pháp
5) Nếu vấn đề chưa được giải quyết thì lặp lại các bước từ 1 đến 4
6) Nếu vấn đề đã được giải quyết thì ghi nhận lại (văn bản) lỗi và cách giải quyết
28
Xử lý lỗi phần mềm
Thu thập thông tin từ end-user:• Đã sử dụng chương trình nào?• Đã thực hiện thao tác gì?• Có cài đặt (install) thêm hay gỡ bỏ
(uninstall) phần cứng, phần mềm?
Lập lại các triệu chứng của lỗi• Xác định vị trí xảy ra lỗi• Ví dụ: khởi động lại
29
Xử lý lỗi phần mềm (tt)
Xác định các thay đổi trên môi trường • Đã cài đặt chương trình không tương thích?• Đã gỡ bỏ chương trình? Xóa files?
Xác định lỗi phần cứng hay lỗi phần mềm Xử lý lỗi:
• Copy lại các file đã xóa• Điều chỉnh lại các thông số (đường dẫn, …)• Cài đặt lại phần mềm
33
Đĩa từ (tt)
Track, Sector, Cylinder Đơn vị truy xuất: sector Các bước truy xuất sector:
• Di chuyển hệ thống đầu từ đến cylinder chứa sector – Seek time (mili sec)
• Chờ sector xoay đến vị trí đầu từ - Rotational latency (rpm)
• Truy xuất sector Thông số tổng quát: tốc độ truy xuất
(Data Transfer Rate) theo MB/sec
37
Thông số màn hình
Dot pitch – Kích thước điểm ảnh, ví dụ 0.22mm
Refresh rate – Tốc độ làm tươi (hz) Resolution – Độ phân giải Monitor screen size – Kích thước màn
hình, ví dụ 17” Display colors – Số màu
38
3. Máy in
Các loại máy in: In kim – Dot-matrix printer In phun – InkJet In laser – Laser printer
Thông số chính: Độ phân giải – dots per inch (dpi) Tốc độ in – pages per minute (ppm)
40
IV. Các khái niệm cơ bản về phần mềm
1. Phần mềm ứng dụng
2. Phần mềm hệ thống
3. Giải quyết vấn đề dùng máy tính
4. Giới hạn của máy tính
41
1. Phần mềm ứng dụng
Xử lý văn bản – Word ProcessorMicrosoft Word, Corel WordPerfect
Bảng tính – SpreadsheetExcel, Lotus 1-2-3
Quản trị cơ sở dữ liệu – DatabaseAccess
Đồ hoạ – GraphicsMultimedia, Games, CAD (Computer-Aided Design)
42
Phần mềm ứng dụng mạng
Web BrowserInternet Explorer, Netscape
Web-based Applications
E-MailMicrosoft Outlook, Web-Mail
…
43
2. Phần mềm hệ thống
a. Hệ điều hành
(Operating System)
b. Chương trình công cụ, tiện ích
(Tools, Utilities)
c. Công cụ lập trình
(Programming Tools)
44
a. Hệ Điều Hành
Với người sử dụng Được nạp vào bộ nhớ đầu tiên Quản lý các chu kỳ nhập-xử lý-xuất
Với chương trình/người lập trình Mở rộng phần cứng máy tính Quản lý tài nguyên hệ thống
Ví dụ: Microsoft Windows, Linux, UNIX, MAC OS, ….
45
b. Chương trình công cụ, tiện ích
Hỗ trợ quản lý hệ thống
Ví dụ: Norton Ghost/Antivirus
Speeddisk
Disk Defragmentation Hỗ trợ sử dụng hệ thống hiệu quả hơn
Ví dụ: Download Accelerater
46
c. Công cụ lập trình
Ngôn ngữ lập trình Ngôn ngữ máy – Machine language
dạng nhị phân của tập lệnh CPU Ngôn ngữ dùng ký hiệu / Hợp ngữ
Symbolic language / Assembly language
dạng ký hiệu/gợi nhớ của tập lệnh CPU Ngôn ngữ cấp cao – High-level language
47
Thực thi chương trình hợp ngữ
Viết chương trình nguồn dùng hợp ngữ Dùng chương trình dịch hợp ngữ
(Assembler) chuyển đổi chương trình nguồn thành chương trình thực thi (trên ngôn ngữ máy tương ứng với một hệ điều hành).
Thực hiện chương trình trên ngôn ngữ máy
49
Thực thi chương trình ngôn ngữ cấp cao
Viết chương trình nguồn dùng ngôn ngữ cấp cao
Có hai phương pháp thực thi:• Biên dịch• Thông dịch/Phiên dịch
50
Biên dịch (compilation)
Dùng chương trình biên dịch (Compiler) chuyển chương trình nguồn thành chương trình trên ngôn ngữ máy
Thực thi chương trình trên ngôn ngữ máy Thực thi nhanh Cần biên dịch lại khi có thay đổi Ví dụ: ngôn ngữ C,C++, …
52
Thông dịch (Interpretation)
Dùng chương trình thông dịch (Interpreter) đọc và thực thi từng phát biểu trên chương trình nguồn
Luôn cần chương trình nguồn Thực thi chậm hơn Ví dụ: Basic, Scripting language, …
54
JAVA
Có thể thực thi trên mọi môi trường
Thực thi chương trình Java: Quá trình biên dịch Quá trình thông dịch trên JVM
(Java Virtual Machine)
58
3. Giải quyết vấn đề dùng máy tính
Chia vấn đề lớn thành các vấn đề nhỏ hơn• Divide and conquer• Thực hiện nhiếu lần cho đến khi các vấn đề
nhỏ có thể giải quyết trọn vẹn• Áp dụng với các kỹ thuật khác nhau
Thuật giải (algorithm)• Tập hợp các bước (hay lệnh) để giải quyết
một vấn đề trong thới gian hữu hạn với dữ liệu hữu hạn
59
Các giai đoạn giải quyết vấn đề
Giai đoạn phát triển thuật giải:• Phân tích (analyze)
Định nghĩa, phân tích vấn đề• Đề xuất thuật giải (propose algorithm)
Xác định các bước giải quyết vấn đề• Kiểm tra thuật giải (test algorithm)
Thực hiện các bước trong thuật giải để kiểm tra kết quả của việc giải quyết vấn đề
60
Các giai đoạn giải quyết vấn đề (tt)
Giai đoạn hiện thực thuật giải:• Mã hóa (code)
Chuyển thuật giải sang một ngôn ngữ lập trình
• Kiểm tra (test)
Thực hiện chương trình trên máy tính để kiểm tra kết quả của việc giải quyết vấn đề
61
Các giai đoạn giải quyết vấn đề (tt)
Giai đoạn bảo trì:• Sử dụng (use)
Sử dụng chương trình• Bảo trì (maintain)
Điều chỉnh chương trình để sửa lỗi (nếu có) hay đáp ứng các yêu cầu tiếp theo của việc giải quyết vấn đề
63
4. Giới hạn của máy tính
Máy tính với phần mềm có thể không giải quyết được một vấn đề vì:
Giới hạn số học (limits of arithmetic) Giới hạn truyền thông (limits on
communication) Sự phức tạp của phần mềm (complexity
of software)
64
Giới hạn số học
Có các giới hạn của phần cứng trong biểu diễn số nguyên và số thực• Ví dụ: số integer 32 bit chỉ biểu diễn được
từ -2,147,483,648 đến +2,147,483,647
Có thể dùng phần mềm để vượt qua giới hạn này• Ví dụ: biểu diễn số rất lớn như danh sách
liên kết các số nhỏ
66
Giới hạn truyền thông
Có các giới hạn trên băng thông (bandwidth) của các đường truyền• Có thể không thể đáp ứng yêu cầu của phần
mềm
Các đường truyền có thể có lỗi• Có thể dùng các dạng mã sửa sai (error-
correcting code)