63
NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong thời đại số

NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH

Một số lĩnh vực CNTT

trong thời đại số

Page 2: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Khoa học máy tính là gì?

Máy tính là gì?

Lập trình máy tính là gì?

Khoa học máy tính là gì?

2

Page 3: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Máy tính là gì?

Máy tính để bàn Máy bay Máy giặt

Hòn đá Máy tính cầm tay Ti vi

3

Page 4: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Hòn đá là một máy tính?

Không có hoạt động

xử lý

Không có đầu vào và

đầu ra

Máy tính phải nhận dữ liệu cần xử lí ở đầu

vào (input) và đưa kết quả ở đầu ra (Output)

4

Page 5: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Máy giặt là một máy tính?

Đầu vào: Quần áo bẩn

Đầu ra: Quần áo sạch

Không điều khiển thông tin

Máy tính nhận, xử lí và đưa ra thông tin.

5

Page 6: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Ti vi là một máy tính?

Đầu vào: Thông tin từ Cab, …

Đầu ra: Thông tin ở dạng âm

thanh, hình ảnh

Không xử lý thông tin

Máy tính nhận, xử lí và đưa ra thông tin.

6

Page 7: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Máy bay là một máy tính?

Đầu vào: Thông tin từ sóng

radio

Đầu ra: Thao tác tới máy

bay

Chỉ có thể điều khiển trường

hợp cụ thể cho máy bay

Máy tính có mục đích chung và có thể thực

hiện nhiều công việc khác nhau

7

Page 8: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Máy tính cầm tay là một máy tính?

Đầu vào: Số và các phép toán

Đầu ra: Kết quả

Không nhớ được nút nào đã

được ấn và quá trình trình tính

toán

Máy tính là có thể được lập trình vì thế có

thể nhớ được chuỗi các phép toán.

8

Page 9: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Máy tính

Thực hiện mục đích chung

Có thể được lập trình

Xử lý thông tin

Với đầu vào, đầu ra

9

Page 10: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Lập trình máy tính?

Công nghệ thông tin - KHMT

Phần cứng (Máy vật lý)

Phần mềm (Chương trình)

Lập trình

Tạo ra phần mềm

Ai cũng có thể học lập trình

Sử dụng máy tính một cách hiệu quả để giải quyết

các bài toán thực tiễn

10

Page 11: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Lập trình máy tính?

Lập trình

Viết chương trình cho máy tính thực thi

Đem lại nhiều niềm vui, sáng tạo và giá trị

Phát triển các kỹ năng

Thị trường lao động cần nhu cầu số lượng lớn lập

trình viên

11

Page 12: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

12

Page 13: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Khoa học máy tính?

Nghiên cứu về máy tính?

Khoa học máy tính nghiên cứu thuật toán để giải quyết

các bài toán trên máy tính:

Bản chất: Là khoa học về xử lí thông tin tự động bằng

máy tính điện tử

Xử lý thông tin là quá trình biến đổi dữ liệu từ dạng này sang

dạng khác để thu được tri thức

Gồm các bước:

phân tích,

thiết kế,

thực nghiệm

13

Page 14: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Khoa học máy tính?

Bao trùm trong nhiều khía cạnh:

Thiết kế Web và đa phương tiện

Công nghệ phần mềm

Điện toán đám mây

Trí tuệ nhân tạo

Khoa học dữ liệu

Internet kết nối vạn vật

………

14

Page 15: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

TRÍ TUỆ NHÂN TẠO

(Artificial Intelligence – AI)

15

Page 16: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Rô-bốt

16

Robot là gì?

Liệu robot có lấy mất

công việc của tôi?

Page 17: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Rô-bốt

Các công việc sẽ biến mất vì

robot?

Các công việc nguy hiểm: đào mỏ,

phun thuốc trừ sâu, v.v.

Các công việc đơn giản: dệt may,

hàn,…

Các công việc ít bị ảnh hưởng

bởi robot?

Các công việc đòi hỏi sự sáng tạo

(lập trình, nghệ thuật, v.v.)

17

Liệu rô-bốt có ảnh

hưởng đến nghề dạy

học trong tương lai?

Theo bạn, rô-bốt có

thực sự đáng sợ?

Page 18: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Trí tuệ nhân tạo là gì?

Trí tuệ nhân tạo (AI – Artificial

Intelligence) là một ngành thuộc lĩnh

vực khoa học máy tính

Là trí tuệ do con người lập trình tạo nên

với mục tiêu giúp máy tính có thể tự

động hóa các hành vi một cách thông

minh như con người.

18

Kể một số ví dụ

về AI mà bạn

biết?

Page 19: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

AI chuyên biệt và AI tổng quát

Narrow AI (AI chuyên biệt) là AI thực hiện một nhiệm vụ.

General AI, or Artificial General Intelligence (AGI) (AI tổng

quát) là AI có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ, giống con người.

The Turing test for AGI

Tất cả các giải thuật AI hiện

nay đều thuộc loại AI chuyên

biệt và chưa có AI nào vượt

qua Turing test.

19

Page 20: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Một số lĩnh vực của AI

Xử lý ngôn ngữ tự nhiên

Dịch máy

Tóm tắt văn bản

Tìm kiếm

….

Xử lý tiếng nói

Chuyển đổi tiếng nói

thành văn bản

Điều khiển thiết bị bằng

tiếng nói

Xử lý ảnh

Nhận dạng khuôn mặt

Nhận dạng biển số xe

….

Các hệ thống gợi ý trong

thương mại điện tử, giải

trí, mạng xã hội

Amazon, NetFlix,…

Facebook, Youtube,…

….

20

Page 21: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Một số lĩnh vực của AI

21

Page 22: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Ví dụ: Google translation

22

Page 23: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Ví dụ: Chơi cờ

Chơi cờ: Giải thuật là Search

Đến lượt người chơi

đánh o đi, họ nên đi

theo cách nào trong 3

cách?

Thuật toán (dưới lên)

A: Chọn max các

nhánh con

B: Chọn min các

nhánh con

23

B(x)

A(o)

B

A

Page 24: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Ví dụ: Nhận dạng chữ viết tay

Bài toán nhận dạng chữ

số viết tay (10 lớp ứng

với 10 chữ số)

Bài toán nhận dạng ảnh (14

triệu bức ảnh thuộc 20 000 lớp)

Chính xác hơn con người

24

Page 25: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

KHOA HỌC DỮ LIỆU

(Data Science – DS)

25

Page 26: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Dữ liệu (data)

Dữ liệu là tài nguyên

Công ty lớn Facebook, Google thu thập được

lượng lớn dữ liệu người dùng

Khai thác nguồn dữ liệu này phục vụ các

chiến lược kinh doanh

Dữ liệu có ở khắp nơi

Dữ liệu web, dữ liệu thương mại điện tử

Dữ liệu giao dịch ngân hàng

Dữ liệu mạng xã hội

Page 27: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Hình dung độ lớn của dữ liệu

Google xử lý khoảng 20 PB / ngày

Facebook có thêm khoảng 60 PB dữ liệu mỗi ngày

eBay có 6.5 PB dữ liệu người dùng mỗi ngày

Dự án 1000 hệ gen có độ lớn khoảng 200 TB

Page 28: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Dữ liệu lớn (Big data)

Là lượng lớn dữ liệu khó có thể

quản lý và trích xuất các giá trị

Lớn từ các khía cạnh

Dung lượng lớn

Kích thước lớn

Sự đa dạng và phức tạp của cấu trúc,

định dạng, chất lượng,…

Page 29: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Làm gì với dữ liệu lớn?

Tổng hợp và phân tích dữ liệu

Sử dụng kho dữ liệu và OLAP

Đánh chỉ mục, tìm kiếm, và truy vấn

Tìm kiếm theo từ khóa

Tìm kiếm theo đối sánh mẫu

Khai phá tri thức

Khai phá dữ liệu

Mô hình hóa thống kê

Làm thế nào để

giải quyết vấn

đề dữ liệu lớn?

Page 30: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Khoa học dữ liệu là gì?

Là lĩnh vực nghiên cứu các phương pháp quản lý,

trích xuất, và diễn giải các tri thức từ một lượng

khổng lồ dữ liệu

Là lĩnh vực nghiên cứu đa ngành, nhằm mục tiêu giải

quyết các vấn đề thách thức trong dữ liệu lớn

Page 31: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Khoa học dữ liệu là gì?

Sử dụng các lý thuyết và kỹ thuật từ nhiều lĩnh vực

nghiên cứu khác nhau để

Điều tra và phân tích lượng lớn dữ liệu

Giúp con người ra quyết định

Ứng dụng trong nhiều ngành khác nhau: khoa học, kỹ thuật,

kinh tế, chính trị, tài chính và giáo dục

Các lĩnh vực liên quan mật thiết

Khoa học máy tính

Toán học

Thống kê

Page 32: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

DS: sự giao thoa của nhiều ngành

Page 33: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Một số ứng dụng của DS

Page 34: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Nhà khoa học dữ liệu (data scientist)

Đây là nghề của thế kỷ 21, rất nhiều cơ hội và thách

thức

Cần chuẩn bị các kiến thức

Toán học và toán học ứng dụng

Thống kê và Phân tích dữ liệu

Kỹ năng lập trình (R, Python,…)

Khai phá dữ liệu

Học máy

Page 35: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Internet of Things

35

Page 36: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Khái niệm IoT

Tên dịch: Internet of Things: Internet vạn vật, Vạn vật kết nối,…

Khái niệm: Khái niệm "the Internet of Things" do Kevin Ashton

giới thiệu vào năm 1999. Ngày nay IoT phát triển mạnh nhờ sự hội

tụ của nhiều công nghệ bao gồm:

Mạng cảm biến không dây

Hệ thống điều khiển, nhận dạng nhờ cảm biến và các hệ thống

nhúng

Phân tích dữ liệu thời gian thực

Học máy

Tự động hóa

Trí tuệ nhân tạo

36

Page 37: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Định nghĩa về IoT

Hiện nay có nhiều cách định nghĩa về IoT. Sau đây là 3 định nghĩa

khá phổ biến.

Định nghĩa 1. Internet kết nối vạn vật (Internet of Things, viết tắt

IoT) bao gồm hệ thống các thiết bị kết nối và thiết bị thông minh

được trang bị các cảm biến điện tử và phần mềm cùng với khả năng

kết nối mạng giúp cho các thiết bị này có thể thu thập và truyền tải

dữ liệu.

IoT là hạ tầng cơ sở toàn cầu phục vụ cho xã hội thông tin, cung cấp

các dịch vụ điện toán thông qua các thiết bị kết nối với nhau. Mỗi

người và thiết bị trong mạng lưới IoT đều được nhận dạng thông

qua một định danh riêng và có khả năng phối hợp với nhau.

37

Page 38: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Định nghĩa về IoT

Định nghĩa 2. IoT là hệ thống

mạng dựa trên Internet bao gồm

các thiết bị số thông minh (máy

tính, các thiết bị gia dụng và máy

móc có gắn cảm biến để thu thập

dữ liệu ... ) kết nối với nhau để

truyền dữ liệu và hợp tác cùng

hoạt động.

IoT phát triển từ công nghệ kết

nối không dây, xử lý tự động dựa

trên trí tuệ nhân tạo và mạng

Internet.

38

Page 39: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Định nghĩa về IoT

Định nghĩa 3. IoT là một kịch

bản của thế giới, trong đó mỗi

đồ vật, con người có một định

danh riêng, có khả năng truyền

tải, trao đổi thông tin, dữ liệu

qua mạng mà không cần đến sự

tương tác trực tiếp giữa người

với người, hay người với máy

tính.

39

Page 40: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

IoT: Quá trình phát triển

Nhờ được trang bị cảm biến và các phần mềm, IoT cho phép hiện

thực hóa ý tưởng về nhà thông minh, vận tải thông minh và thành

phố thông minh.

Ngày nay với khoảng 1,5 tỷ máy tính và hơn 1 tỷ điện thoại có

kết nối mạng, Internet truyền thống (Internet of PCs) đang nhanh

chóng chuyển sang IoT (Internet of Things) Các chuyên gia dự

báo rằng sẽ có từ 50 đến 100 tỷ thiết bị IoT trong năm 2020.

Những thiết bị đó hoạt động trong rất nhiều những ứng dụng thực

tế.

40

Page 41: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Trên thị trường nước ta hiện nay đã xuất hiện nhiều thiết bị sử dụng công nghệ

IOT như:

Thiết bị gia dụng

Thiết bị đeo thông minh sử dụng công nghệ IOT

Các sản phẩm nhà thông minh bao gồm thiết bị chiếu sáng, máy lạnh, hệ

thống an ninh gia đình, thiết bị cảnh báo cháy, loa thông minh tạo thành một hệ

sinh thái có thể được điều khiển tự động và điều khiển từ xa bởi chủ nhân.

Xe tự lái đã được chạy thử nghiệm ở Việt Nam năm 2019

41

Quá trình phát triển

Page 42: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Thiết bị IoT

Thiết bị IoT có 3 đặc trưng:

Có khả năng kết nối mạng Internet để trao đổi thông tin,

điều khiển từ xa

Được trang bị cảm biến

Vận hành bởi phần mềm điều khiển tự động, thường được

trang bị những modul trí tuệ nhân tạo (AI)

42

Page 43: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Cảm biến

Khái niệm: Cảm biến (sensor) là những thiết bị điện tử có

khả năng cảm nhận trạng thái vật lý, hóa học hay sinh học

của môi trường cần theo dõi và gửi thông tin về trạng thái

của môi trường đó tới bộ phận giám sát và điều khiển.

Với khả năng cảm nhận các tín hiệu, đo đạc các thông số vật

lý, hóa học và sinh học của môi trường, cảm biến có vai trò

quan trọng trong các hệ thống điều khiển tự động và có rất

nhiều ứng dụng thực tế.

43

Page 44: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Có nhiều loại cảm biến khác nhau như:

Cảm biến vật lý nhằm theo dõi trạng thái của sóng điện từ,

ánh sáng, tia tử ngoại, hồng ngoại, tia X, tia gamma, hạt bức

xạ, nhiệt độ, áp suất, âm thanh, rung động, khoảng cách,

chuyển động, gia tốc, từ trường, trọng trường,...

Cảm biến hóa học nhằm theo dõi và thông báo về độ ẩm, độ

PH, các ion, hợp chất đặc hiệu, khói,...

Cảm biến sinh học cho biết thông tin về hàm lượng đường

glucose trong máu, DNA/RNA, protein đặc hiệu cho các loại

bệnh trong máu, vi khuẩn, vi rút.

44

Cảm biến

Page 45: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Ví dụ về cảm biến

Các cảm biến trang bị trong chiếc điện thoại thông minh:

Cảm biến gần (Proximity): Nhận diện xem khoảng cách giữa

smartphone và cơ thể. Trong khi đang gọi điện, cảm biến gần sẽ tắt

màn hình để tiết kiệm pin, giúp ngăn ngừa các cử chỉ chạm vô ý

vào màn hình điện thoại.

Cảm biến ánh sáng môi trường (Ambient light): Có nhiệm vụ điều

chỉnh độ sáng của màn hình phù hợp với mức sáng của môi trường

xung quanh để tiết kiệm pin.

Cảm biến GPS: Hệ thống định vị toàn cầu GPS- Global

Positioning System là một hệ thống cho phép xác định vị trí, theo

dõi mục tiêu hoặc “điều hướng” dựa trên các bức ảnh hoặc bản đồ

với sự trợ giúp của vệ tinh.

45

Page 46: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Ví dụ về cảm biến

Các cảm biến trang bị trong chiếc điện thoại thông minh (tiếp theo) :

Cảm biến gia tốc (Accelerometer): giúp nhận diện các thay đổi về

hướng/góc độ của smartphone để thay đổi chế độ màn hình (chế độ

dọc hoặc ngang) dựa trên góc nhìn của người dùng.

Cảm biến con quay hồi chuyển (Gyroscope): nhận diện chuyển

động trên 6 chiều khác nhau (trái, phải, trên, dưới, trước và sau)

của smartphone.

46

Page 47: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Cảm biến hồng ngoại giúp ngôi nhà thông minh có thể tự

động bật tắt đèn, phát tín hiệu cảnh báo trộm xâm nhập, đo

nhiệt độ môi trường xung quanh nhà để tự động điều chỉnh

máy lạnh trong nhà.

47

Ví dụ về cảm biến

Page 48: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Một số ứng dụng thực tế của IoT

48

Page 49: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Nhà thông minh

Nhà thông minh (Smart Home, Domotics): Các đồ gia dụng có khả

năng tương tác với nhau hình thành nên một hệ thống tự động hóa

thực hiện nhiều chức năng như:

Điều khiển chiếu sáng

Điều khiển mành, rèm, cửa sổ, cổng ra vào, camera, chuông hình.

Các hệ thống phát hiện kẻ gian xâm nhập nhờ các thiết bị cảm

ứng hồng ngoại lắp ở cửa sổ, cửa ra vào và bên trong nhà.

Hệ thống an ninh, báo động, báo cháy

Điều khiển điều hòa nhiệt độ

49

Page 50: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Nhà thông minh

Nhà thông minh (Smart Home, Domotics): Các đồ gia dụng có khả

năng tương tác với nhau hình thành nên một hệ thống tự động hóa

thực hiện nhiều chức năng như (tiếp theo):

Điều khiển hệ thống âm thanh đa vùng

Hệ thống Bảo vệ nguồn điện

Sử dụng năng lượng và nước: giám sát tiêu dùng nước và năng

lượng để tiết kiệm chi phí và tài nguyên.

Các thiết bị điều khiển từ xa: bật tắt bằng thiết bị điều khiển từ xa

để tránh tai nạn và tiết kiệm năng lượng.

50

Page 51: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Thành phố thông minh (Smart City)

Công viên thông minh: tự động giám sát, quản lý không gian đỗ

xe của thành phố.

Kiểm tra xây dựng: tự động giám sát các rung động và các điều

kiện vật chất trong các tòa nhà, cầu và công trình lịch sử.

Bản đồ tiếng ồn thành phố: tự động giám sát âm thanh trong các

quán bar và các khu trung tâm theo thời gian thực.

Quản lý giao thông: tự động giám sát các phương tiện giao thông

trên các tuyến đường để tối ưu việc lái xe và quản lý giao thông.

51

Page 52: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Thành phố thông minh (Smart City)

Chiếu sáng thông minh: tự động điều chỉnh hệ thống đèn đường

và các thiết bị chiếu sáng phù hợp với thời tiết.

Quản lý chất thải: phát hiện mức độ rác thải trong các container

để tối ưu đường đi thu gom rác.

Hệ thống vận tải thông minh: các tuyến đường và cao tốc thông

minh với các thông điệp cảnh báo và các điều chỉnh theo điều

kiện thời tiết và các sự cố đột xuất như tai nạn, tắc đường.

52

Page 53: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Quản lý môi trường thông minh (Smart

Environment)

Phát hiện cháy rừng: tự động giám sát khí gas cháy và các hiện

tượng để phát ra cảnh báo cháy rừng và khoanh vùng cảnh báo.

Giảm ô nhiễm không khí: điều khiển khí CO2 thải ra từ các nhà

máy, các khí gây ô nhiễm từ phương tiện và khí độc trong các

nông trại.

Phòng ngừa lũ quét và lở đất: giám sát độ ẩm đất, đo các rung

chấn và mật độ đất để phát hiện sớm các mối nguy hiểm.

Phát hiện sớm động đất: phân bố giám sát ở các vùng đặc biệt

có rung chấn.

53

Page 54: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Hệ thống cung cấp và xử lý nước

thông minh (Smart Water)

Theo dõi chất lượng nước: tự động theo dõi các chỉ số

của nước ở các sông, biển.

Phát hiện rò rỉ nước: phát hiện chất lỏng bên ngoài các

két và các biến động áp suất bên trong các đường ống.

Giám sát lũ trên các con sông: giám sát biến động mực

nước trên các sông, đập và nguồn nước.

54

Page 55: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Đo lường thông minh

(Smart Metering)

Mạng lưới thông minh: giám sát và quản lý tình hình tiêu thụ

năng lượng.

Tính hình các bể chứa: giám sát mức nước, dầu, khí ga trong các

két và bể chứ.

Quản lý hệ thống quang điện: giám sát và tối ưu hiệu quả của các

thiết bị năng lượng mặt trời.

Đo lưu lượng nước: đo lường áp suất nước trong các hệ thống

dẫn nước.

Tính toán trữ lượng hàng: đo lượng mức độ còn và khối lượng

hàng hóa.

55

Page 56: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Bảo mật và tình trạng khẩn cấp

(Security and Emergencies)

Kiểm soát vùng hạn chế truy nhập: điều khiển truy nhập tới các

vùng hạn chế và phát hiện người không phận sự.

Phát hiện sự có mặt của chất lỏng: phát hiện chất lỏng trong các

trung tâm dữ liệu, kho dữ liệu và vị trí xây dựng nhạy cảm để

chống sự hỏng hóc và ăn mòn.

Cảnh báo mức bức xạ: phân phối đo lường phạm vi bức xạ xung

quanh các khu năng lượng hạt nhân để cảnh báo rò rỉ kịp thời.

Phát hiện các khí nguy hiểm và nổ khí: phát hiện mức độ khí gas

và rò rỉ trong các môi trường công nghiệp, xung quanh các nhà

máy hóa chất và trong các mỏ.

56

Page 57: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Hệ Thống bán lẻ (Retail)

Thanh toán: quá trình chi trả dựa trên vị trí hoặc khoảng thời

gian hoạt động để chuyên chở công cộng, thể thao, các công

viên chủ đề…

Điều khiển băng chuyền: giám sát các điều kiện lưu trữ trong

các dây chuyền và theo dõi sản phẩm cho mục đích giám sát.

Các ứng dụng mua sắm thông minh: đưa ra lời khuyên tại các

thời điểm bán theo thói quen khách hàng, sở thích, các thành

phần gây phản cảm với người mua hoặc hạn sử dụng.

Quản lý sản phẩm thông minh: điều khiển sự luân phiên các sản

phẩm trong giá và kho để tự động các quá trình bổ sung.

57

Page 58: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Điều khiển trong công nghiệp (Industrial

Control)

Các ứng dụng kiểm soát tài sản và các máy tự chẩn

đoán.

Chất lượng không khí trong nhà: theo dõi nhiệt độ, khí

độc và mức độ khí oxi để đảm bảo cho công nhân và

hàng hóa an toàn.

Các dây chuyền sản xuất tự động nhờ robot và các cảm

biến theo dõi.

58

Page 59: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Nông trại gia súc thông minh (Smart

Animal Farming)

Chăm sóc: kiểm soát các điều kiện phát triển của con

non trong trang trại gia súc để đảm bảo chúng phát triển

khỏe mạnh.

Theo dõi gia súc: vị trí và định danh của các gia súc trên

đồng cỏ và phạm vi chăn thả.

Mức độ khí độc: nghiên cứu thông hơi và chất lượng

không khi trong các nông trại và phát hiện khí có hại.

59

Page 60: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Chăm sóc sức khỏe (eHealth)

Phát hiện sự cố ngã: giúp đỡ người già hoặc người tàn tật sống

độc lập.

Các tủ thuốc: giám sát các điều kiện bên trong tủ lạnh lưu trữ

vaccine, thuốc, và các yếu tố hữu cơ.

Chăm sóc vận động viên: giám sát các dấu hiệu trong trung tâm

chăm sóc.

Giám sát bệnh nhân: giám sát điều kiện của các bênh nhân trong

bệnh viện và tại nhà họ.

Bức xạ tử ngoại: đo lường lượng tia mặt trời UV để cảnh bảo mọi

người không phơi nắng trong nhưng giờ nhất định.

60

Page 61: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Các cơ chế vận hành của xã hội ngày càng lệ thuộc vào Internet. Vai

trò điều hành của máy tính ngày càng tăng dẫn đến những lo ngại

hay rủi ro:

Máy tính “nổi loạn”, “tiến hóa”, thay thế thậm chí đào thải con

người

Máy tính chiếm mất công việc của con người

Một khi máy tính xảy ra trục trặc thì cả thế giới bị đảo lộn, thậm

chí hủy hoại. Ví dụ: sự cố đứt cáp quang, sự cố Y2K, các bộ phim

viễn tưởng như “Kẻ hủy diệt”.

61

Mặt trái của IoT

Page 62: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Mặt trái của IoT

Hiện nay nhiều loại smartwatch có khả năng hiển thị file hình ảnh,

các ứng dụng mạng xã hội như Twitter, Facebook, danh bạ đến cả

chức năng thông báo cuộc gọi. Chúng trở thành công cụ quay cóp

trong phòng thi.

62

Page 63: NHẬP MÔN KHOA HỌC MÁY TÍNH Một số lĩnh vực CNTT trong …fit.hnue.edu.vn/~trungnc/TextBookAndLectureNote/Nhap mon... · 2020. 1. 17. · Dữ liệu lớn (Big data)

Introduction to Computer Science FIT – HNUE 2020

Khoa học máy tính?

Khoa học máy tính là ngành khoa học nghiên cứu máy tính và

các hệ thống tính toán, bao gồm các lí thuyết về: trí tuệ nhân tạo,

các hệ thống máy tính và mạng, bảo mật, các hệ thống cơ sở dữ

liệu, tương tác người máy, đồ họa, phân tích số, ngôn ngữ lập

trình, công nghệ phần mềm, tin sinh và lí thuyết tính toán.

Computer Science is the study of computers and computational systems.

Unlike electrical and computer engineers, computer scientists deal mostly with

software and software systems; this includes their theory, design, development,

and application. Principal areas of study within Computer Science include

artificial intelligence, computer systems and networks, security, database

systems, human computer interaction, vision and graphics, numerical analysis,

programming languages, software engineering, bioinformatics and theories of

computing. (Computer Science Faculty, University of Maryland).

63