1. §3. Giíi thiÖu vÒ m¸y tÝnh
Ngày nay, chúng ta được tiếp xúc nhiều với máy tính nhưng có thể chưa hiểu
rõ về máy tính để có tác phong làm việc khoa học, chuẩn xác và hiệu quả. Chúng
ta sẽ tìm hiểu về máy tính thông qua một máy vi tính và sơ lược hoạt động của
nó như một hệ thống đồng bộ.
1. Kh¸i niÖm hÖ thèng tin häc
Để phục vụ nhu cầu khai thác thông tin của nhân loại thì người ta sử dụng đến hệ
thống tin học.
HÖ thèng tin häc dïng ®Ó nhËp, xuÊt, xö lÝ, truyÒn vμ
l­u
tr÷ th«ng tin.
HÖ thèng tin häc gåm ba thμnh phÇn: PhÇn cøng (Hardware)
gåm m¸y tÝnh vμ mét sè thiÕt bÞ liªn quan.
 PhÇn mÒm (Software) gåm c¸c ch­
¬ng tr×nh. Ch­
¬ng tr×nh lμ
mét d·y lÖnh, mçi lÖnh lμ mét chØ dÉn cho m¸y tÝnh biÕt
®iÒu cÇn lμm.
 Sù qu¶n lÝ vμ ®iÒu khiÓn cña con ng­êi.
HỆ THỐNG TIN HỌC
Phần cứng
Phần mềm
Sự quản lý và điều
khiển của con người
 Cả ba thành phần đều quan trọng trong hệ thống tin học. Nhưng quan
trọng nhất là sự quản lý và điều khiển của con người. Nếu không có sự
quản lý và điều khiển của con người thì máy tính không thể thực hiện
mục đích mà con người mong muốn.
2. S¬ ®å cÊu tróc cña mét m¸y tÝnh
M¸y tÝnh lμ thiÕt bÞ dïng ®Ó tù ®éng ho¸ qu¸ tr×nh thu
thËp, l­u
tr÷ vμ xö lÝ th«ng tin. Cã nhiÒu lo¹i m¸y tÝnh
kh¸c nhau như máy tính bàn (Desktop), máy tính xách tay(Laptop), máy tính bảng,
máy chủ doanh nghiệp, v.v… Nh­ng
tất cả chóng ®Òu cã chung mét s¬ ®å
cÊu tróc nh­sau:

2. H×nh 1. S¬ ®å cÊu tróc m¸y tÝnh
C¸c mòi tªn trong s¬ ®å kÝ hiÖu viÖc trao ®æi th«ng tin
gi÷a c¸c bé phËn cña m¸y tÝnh.
CÊu tróc chung cña m¸y tÝnh bao gåm: Bé xö lÝ trung t©m,
bé nhí trong, c¸c thiÕt bÞ vμo/ra, bé nhí ngoμi.
3. Bé xö lÝ trung t©m (CPU  Central Processing Unit)
CPU lμ thμnh phÇn quan träng nhÊt cña m¸y tÝnh, ®ã
lμ thiÕt bÞ chÝnh thùc hiÖn vμ ®iÒu khiÓn viÖc thùc
hiÖn ch­
¬ng tr×nh.
H×nh 2. CPU
ChÊt l­îng
cña m¸y tÝnh phô thuéc nhiÒu vμo chÊt l­îng
cña
CPU (h. 2).

3. CPU
Bộ điều khiển
(CU- Control Unit)
Bộ số học/logic
(ALU-Arithmetic/
Logic
Unit)
Thành phần khác
CPU gåm hai bé phËn chÝnh: bé ®iÒu khiÓn (CU  Control
Unit) vμ bé sè häc/l«gic (ALU  Arithmetic/Logic Unit).
Bé ®iÒu khiÓn kh«ng trùc tiÕp thùc hiÖn ch­
¬ng tr×nh mμ
h­íng
dÉn c¸c bé phËn kh¸c cña m¸y tÝnh lμm ®iÒu ®ã. CU có nhiệm
vụ thông dịch các lệnh của chương trình và điều khiển hoạt động xử lí, được điều tiết chính xác bởi
xung nhịp đồng hồ hệ thống. Mạch xung nhịp đồng hồ hệ thống dùng để đồng bộ các thao tác xử lí
trong và ngoài CPU theo các khoảng thời gian không đổi. Khoảng thời gian chờ giữa hai xung gọi
là chu kỳ xung nhịp. Tốc độ theo đó xung nhịp hệ thống tạo ra các xung tín hiệu chuẩn thời gian gọi là
tốc độ xung nhịp – tốc độ đồng hồ tính bằng triệu đơn vị mỗi giây (Mhz).
Bé sè häc/l«gic thùc hiÖn c¸c phÐp to¸n sè häc vμ l«gic,
c¸c thao t¸c xö lÝ th«ng tin ®Òu lμ tÝch hîp cña c¸c phÐp
to¸n nμy, sau đó trả lại kết quả cho các thanh ghi hoặc bộ nhớ.
Ngoμi hai bé phËn chÝnh nªu trªn, CPU cßn cã thªm mét sè
thμnh phÇn kh¸c nh­thanh
ghi (Register) vμ vïng nhí kÕt
(Cache).
Thanh ghi lμ vïng nhí ®Æc biÖt ®­îc
CPU sö dông ®Ó l­u
tr÷
t¹m thêi c¸c lÖnh vμ d÷ liÖu ®ang ®­îc
xö lÝ. Thanh ghi có dung
lượng nhỏ nhưng tốc độ truy cập rất cao. Mỗi thanh ghi có một chức năng cụ thể. Thanh ghi quan
trọng nhất là bộ đếm chương trình (PC - Program Counter) chỉ đến lệnh sẽ thi hành tiếp theo.
Cache ®ãng vai trß trung gian gi÷a bé nhí vμ c¸c thanh
ghi. Tèc ®é truy cËp ®Õn cache lμ kh¸ nhanh.
4. Bé nhí trong
Bé nhí trong cßn cã tªn gäi kh¸c lμ bé nhí chÝnh (Main
Memory).
Bé nhí trong lμ n¬i ch­
¬ng tr×nh ®­îc
®­a
vμo ®Ó thùc
hiÖn vμ lμ n¬i l­u
tr÷ d÷ liÖu ®ang ®­îc
xö lÝ.
Bé nhí trong cña m¸y tÝnh gåm hai phÇn: ROM (Read Only
Memory  Bé nhí chØ ®äc) vμ RAM (Random Access Memory  Bé nhí
truy cËp ngÉu nhiªn).

4. Hình 3.ROM
ROM (h.3) là bộ nhớ mà người dùng không thể ghi lên đó, nhưng hệ thống có thể ghi đè lên
ROM khi ta cập nhật. ROM chøa mét sè ch­
¬ng tr×nh hÖ thèng ®­îc
h·ng
s¶n xuÊt n¹p s½n. D÷ liÖu trong ROM kh«ng xo¸ ®­îc
vμ chØ dïng ®Ó
®äc. C¸c ch­
¬ng tr×nh trong ROM thùc hiÖn viÖc kiÓm tra c¸c thiÕt
bÞ vμ t¹o sù giao tiÕp ban ®Çu cña m¸y víi c¸c ch­
¬ng tr×nh mμ
ng­êi
dïng ®­a
vμo ®Ó khëi ®éng. Khi t¾t m¸y, d÷ liÖu trong ROM
kh«ng bÞ mÊt ®i.
Hình 4. RAM
RAM (h. 4) lμ phÇn bé nhí cã thÓ ®äc, ghi d÷ liÖu trong
lóc lμm viÖc. Khi t¾t m¸y, d÷ liÖu trong RAM sÏ bÞ mÊt ®i.
Bé nhí trong gåm c¸c « nhí ®­îc
®¸nh sè thø tù b¾t ®Çu tõ 0.
Sè thø tù cña mét « nhí ®­îc
gäi lμ ®Þa chØ cña « nhí ®ã. C¸c
®Þa chØ th­êng
®­îc
viÕt trong hÖ hexa. Khi thùc hiÖn ch­
¬ng
tr×nh, m¸y tÝnh truy cËp d÷ liÖu ghi trong « nhí th«ng qua ®Þa
chØ cña nã.
RAM được gọi là bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên vì nó có đặc tính: thời gian thực hiện thao tác
đọc hoặc ghi đối với mỗi ô nhớ là như nhau, cho dù đang ở bất kỳ vị trí nào trong bộ nhớ. Mỗi ô nhớ
của RAM đều có một địa chỉ. Thông thường, mỗi ô nhớ là một byte (8 bit); tuy nhiên hệ thống lại có
thể đọc ra hay ghi vào nhiều byte (2, 4, 8 byte). HiÖn nay, mçi m¸y tÝnh th­êng
®­îc
trang bÞ bé nhí RAM cã dung l­îng
tõ 128 MB trë lªn. Mét
sè m¸y tÝnh chuyªn dông cã thÓ cã bé nhí trong cì hμng Gi-ga-bai.

5. 5. Bé nhí ngoμi (Secondary memory)
Bé nhí ngoμi dïng ®Ó l­u
tr÷ l©u dμi d÷ liÖu vμ hç
trî cho bé nhí trong.
D÷ liÖu trong RAM chØ tån t¹i khi m¸y tÝnh ®ang ho¹t ®éng,
cßn d÷ liÖu ghi ë bé nhí ngoμi cã thÓ tån t¹i ngay c¶ khi t¾t
m¸y (kh«ng cßn nguån ®iÖn).
Bé nhí ngoμi gåm nhiÒu lo¹i nh­:
 Bộ nhớ từ: đĩa cứng, Đĩa mềm,...
 Bộ nhớ quang: CD, DVD,...
 Bộ nhớ bán dẫn: flash disk, thẻ nhớ...
 Các loại bộ nhớ dựa trên công nghệ FlashROM: Kết hợp với chuẩn giao tiếp máy tính USB
(Universal Serial Bus) tạo ra các bộ nhớ máy tính di động thuận tiện và đa năng như: Các thiết bị
giao tiếp USB lưu trữ dữ liệu, thiết bị giao tiếp USB chơi nhạc số, chơi video số; khóa bảo mật
qua giao tiếp USB; thẻ nhớ... Dung lượng thiết bị lưu trữ FlashROM đã lên tới 64GB, trong tương
lai, có thể FlashROM sẽ dần thay thế các ổ đĩa cứng, các loại đĩa CD, DVD...
Bé nhí ngoμi cña m¸y tÝnh th­êng
lμ ®Üa cøng, ®Üa
mÒm, ®Üa CD, thiÕt bÞ nhí flash.
§Ó truy cËp d÷ liÖu trªn ®Üa, m¸y tÝnh cã c¸c æ ®Üa víi c¸c
tªn th­êng
gäi lμ æ ®Üa A, æ ®Üa B, æ ®Üa C,... Trong qu¸
tr×nh lμm viÖc, ta cã thÓ ®­a
c¸c ®Üa mÒm hoÆc ®Üa CD kh¸c
nhau vμo æ ®Üa t­
¬ng øng. §Ó ng¾n gän, ta sÏ ®ång nhÊt æ ®Üa
víi ®Üa ®Æt trong ®ã.
a) §Üa cøng b) §Üa mÒm c) §Üa CD d) Flash
H×nh 51. ThiÕt bÞ nhí
§Üa cøng (h. 5a) th­êng
®­îc
g¾n s½n trong æ ®Üa cøng. §Üa
cøng cã dung l­îng
rÊt lín vμ tèc ®é ®äc/ghi rÊt nhanh.
M¸y tÝnh th­êng
cã mét æ ®Üa mÒm dïng ®Ó ®äc/ghi ®Üa mÒm
(h. 5b) cã ®­êng
kÝnh 3,5 inch (8,75 cm) víi dung l­îng
1,44 MB. Nhưng ngày nay hầu như rất ít người dùng đĩa mềm.
Ngoμi c¸c ®Üa CD (h.5c) cã mËt ®é ghi d÷ liÖu rÊt cao,
hiÖn nay cßn cã thiÕt bÞ nhí flash (h. 5d) lμ mét thiÕt bÞ

6. l­u
tr÷ d÷ liÖu cã dung l­îng
lín víi kÝch th­íc
nhá gän vμ
dÔ sö dông.
Chó ý: Trong thùc tÕ, thiÕt bÞ nhí flash sö dông cæng giao tiÕp USB
nªn cßn ®­îc
gäi lμ USB.
Do tiÕn bé vÒ kÜ thuËt, dung l­îng
cña bé nhí ngμy cμng
lín về kÝch th­íc
vËt lÝ cña nã ngμy cμng nhá.
ViÖc tæ chøc d÷ liÖu ë bé nhí ngoμi vμ viÖc trao ®æi d÷ liÖu
gi÷a bé nhí ngoμi víi bé nhí trong ®­îc
thùc hiÖn bëi ch­
¬ng
tr×nh hÖ thèng  hÖ ®iÒu hμnh.
6. ThiÕt bÞ vμo (Input device)
ThiÕt bÞ vμo dïng ®Ó ®­a
th«ng tin vμo m¸y tÝnh. Cã nhiÒu
lo¹i thiÕt bÞ vμo nh­bμn
phÝm, chuét, m¸y quÐt, micr«,
webcam,...
a) Bμn phÝm (Keyboard)
H×nh 15 cho ta s¬ ®å vÒ bμn phÝm cña m¸y tÝnh.
Bμn phÝm m¸y tÝnh
C¸c phÝm ®­îc
chia thμnh hai nhãm: nhãm phÝm kÝ tù vμ nhãm
phÝm chøc n¨ng. Khi gâ phÝm kÝ tù, kÝ hiÖu trªn mÆt phÝm
xuÊt hiÖn trªn mμn h×nh. Trong nhãm phÝm chøc n¨ng, mét sè
phÝm cã chøc n¨ng ®· ®­îc
mÆc ®Þnh, chøc n¨ng cña mét sè phÝm
kh¸c ®­îc
quy ®Þnh tuú phÇn mÒm cô thÓ.
Khi ta gâ mét phÝm nμo ®ã, m· t­
¬ng øng cña nã ®­îc
truyÒn
vμo m¸y.
b) Chuét (Mouse)
Chuét lμ mét thiÕt bÞ rÊt tiÖn lîi
trong khi lμm viÖc víi m¸y tÝnh. B»ng
c¸c thao t¸c nh¸y nót chuét, ta cã thÓ
thùc hiÖn mét lùa chän nμo ®ã trong b¶ng
chän (menu) ®ang hiÓn thÞ trªn mμn h×nh.
Dïng chuét còng cã thÓ thay thÕ cho mét
sè thao t¸c bμn phÝm.
Nót ph¶i
chuét
Nót tr¸i
chuét
Chuét

7. c) M¸y quÐt (Scanner)
M¸y quÐt lμ thiÕt bÞ cho phÐp ®­a
v¨n
b¶n vμ h×nh ¶nh vμo m¸y tÝnh. Cã nhiÒu
phÇn mÒm cã kh¶ n¨ng chØnh söa v¨n b¶n
hoÆc h×nh ¶nh ®· ®­îc
®­a
vμo trong m¸y.
Víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ, c¸c
thiÕt bÞ vμo ngμy cμng ®a d¹ng. Ta cã thÓ
sö dông m¸y ¶nh sè, m¸y ghi h×nh, m¸y ghi
©m sè ®Ó ®­a
th«ng tin vμo m¸y tÝnh.
d) Webcam
Webcam lμ mét camera kÜ thuËt sè. Khi g¾n
vμo m¸y tÝnh, nã cã thÓ thu vμ truyÒn trùc
tuyÕn h×nh ¶nh qua m¹ng ®Õn nh÷ng m¸y tÝnh
®ang kÕt nèi víi m¸y ®ã.
7. ThiÕt bÞ ra (Output device)
M¸y quÐt
Webcam
ThiÕt bÞ ra dïng ®Ó ®­a
d÷ liÖu trong m¸y tÝnh ra m«i
tr­êng
ngoμi. Cã nhiÒu lo¹i thiÕt bÞ ra nh­mμn
h×nh, m¸y
in,...
a) Mμn h×nh (Monitor)
Mμn h×nh m¸y tÝnh cã cÊu t¹o t­
¬ng tù nh­mμn
h×nh ti vi.
Khi lμm viÖc, ta cã thÓ xem mμn h×nh lμ tËp hîp c¸c ®iÓm ¶nh
(Pixel), mçi ®iÓm cã thÓ cã ®é s¸ng, mμu s¾c kh¸c nhau. ChÊt
l­îng
cña mμn h×nh ®­îc
quyÕt ®Þnh bëi c¸c tham sè sau:
 §é ph©n gi¶i: MËt ®é c¸c ®iÓm ¶nh trªn mμn h×nh. §é ph©n
gi¶i cμng cao th× h×nh ¶nh hiÓn thÞ trªn mμn h×nh cμng mÞn
vμ s¾c nÐt.
 ChÕ ®é mμu: C¸c mμn h×nh mμu cã thÓ cã 16 hay 256 mμu,
thËm chÝ cã hμng triÖu mμu kh¸c nhau.
b) M¸y in (Printer)
M¸y in cã nhiÒu lo¹i nh­m
¸y in kim, in phun, in laser,...
dïng ®Ó in d÷ liÖu ra giÊy. M¸y in cã thÓ in ®en/tr¾ng hoÆc
in mμu.
M¸y in laser

8. c) M«®em (Modem)
M«®em lμ thiÕt bÞ dïng ®Ó truyÒn th«ng gi÷a c¸c hÖ thèng
m¸y th«ng qua ®­êng
truyÒn, ch¼ng h¹n ®­êng
®iÖn tho¹i. Cã
thÓ xem m«®em lμ mét thiÕt bÞ hç trî cho c¶ viÖc ®­a
d÷ liÖu
vμo vμ lÊy d÷ liÖu ra tõ m¸y tÝnh.
d) M¸y chiÕu (Projector)
M¸y chiÕu lμ thiÕt bÞ dïng ®Ó hiÓn thÞ néi dung mμn h×nh
m¸y tÝnh lªn mμn ¶nh réng.
e) Loa vμ tai nghe (Speaker and Headphone)
Loa vμ tai nghe lμ c¸c thiÕt bÞ ®Ó ®­a
d÷ liÖu ©m thanh ra
m«i tr­êng
ngoμi.
8. Ho¹t ®éng cña m¸y tÝnh
Kh¸c víi c¸c c«ng cô tÝnh to¸n kh¸c, m¸y tÝnh ®iÖn tö cã
thÓ thùc hiÖn ®­îc
mét d·y lÖnh cho tr­íc
(ch­
¬ng tr×nh) mμ
kh«ng cÇn sù tham gia trùc tiÕp cña con ng­êi.
Nguyªn lÝ §iÒu khiÓn b»ng ch­
¬ng tr×nh
M¸y tÝnh ho¹t ®éng theo ch­
¬ng tr×nh.
Máy tính hoạt động theo chương trình lưu trữ sẵn trong bộ nhớ của nó. Nguyên lý này đảm
bảo cho máy tính có khả năng tự điều khiển không cần có sự can thiệp của người trong quá
trình xử lý vì quá trình xử lý đã được xác định qua một kịch bản. T¹i mçi thêi ®iÓm
m¸y tÝnh chØ thùc hiÖn ®­îc
mét lÖnh, tuy nhiªn nã thùc hiÖn
rÊt nhanh. M¸y vi tÝnh thùc hiÖn ®­îc
hμng chôc v¹n lÖnh,
siªu m¸y tÝnh cßn cã thÓ thùc hiÖn ®­îc
hμng tØ lÖnh trong
mét gi©y.
Th«ng tin vÒ mét lÖnh bao gåm:
 §Þa chØ cña lÖnh trong bé nhí;
 M· cña thao t¸c cÇn thùc hiÖn;
 §Þa chØ c¸c « nhí liªn quan.

9. M· thao t¸c chØ dÉn cho m¸y lo¹i thao t¸c (céng sè, so
s¸nh sè,...) cÇn thùc hiÖn. PhÇn ®Þa chØ th«ng b¸o cho m¸y
biÕt c¸c d÷ liÖu liªn quan ®­îc
l­u
tr÷ ë ®©u.
VÝ dô, viÖc trừ hai sè a vμ b cã thÓ m« t¶ b»ng lÖnh,
ch¼ng h¹n:
"-" <a> <b> <t>
trong ®ã "-" lμ m· thao t¸c, <a>, <b> vμ <t> lμ ®Þa chØ n¬i
l­u
tr÷ t­
¬ng øng cña a, b vμ kÕt qu¶ thao t¸c "-".
Nguyªn lÝ L­u
tr÷ ch­
¬ng tr×nh
LÖnh ®­îc
®­a
vμo m¸y tÝnh d­íi
d¹ng m· nhÞ ph©n ®Ó
l­u
tr÷, xö lÝ nh­nh÷ng
d÷ liÖu kh¸c.
§Þa chØ cña c¸c « nhí lμ cè ®Þnh nh­ng
néi dung ghi ë ®ã
cã thÓ thay ®æi trong qu¸ tr×nh m¸y lμm viÖc.
Nguyªn lÝ Truy cËp theo ®Þa chØ
ViÖc truy cËp d÷ liÖu trong m¸y tÝnh ®­îc
thùc hiÖn
th«ng qua ®Þa chØ n¬i l­u
tr÷ d÷ liÖu ®ã.
Như đã biết, dữ liệu theo nghĩa rộng (dữ liệu ban đầu, kết quả trung gian, kết quả cuối cùng,
chương trình...) được đưa vào bộ nhớ trong những vùng nhớ được chỉ định bằng địa chỉ.
Trong chương trình, dữ liệu được chỉ định thông qua địa chỉ. Như vậy, việc truy cập tới dữ
liệu là gián tiếp thông qua địa chỉ của nó trong bộ nhớ. Nguyên lý này đảm bảo tính mềm dẻo
trong xử lý thông tin. Người lập trình có thể viết yêu cầu một cách tổng quát theo vị trí các
đối tượng đó nằm ở đâu mà không cần biết giá trị cụ thể của chúng.Khi xö lÝ d÷
liÖu, m¸y tÝnh xö lÝ ®ång thêi mét d·y bit chø kh«ng xö lÝ
tõng bit. D·y bit nh­vËy
®­îc
gäi lμ tõ m¸y vμ ®­îc
l­u
tr÷
trong mét « nhí. §é dμi tõ m¸y cã thÓ lμ 8, 16, 32 hay 64
bit phô thuéc kiÕn tróc tõng m¸y.
C¸c bé phËn cña m¸y tÝnh nèi víi nhau bëi c¸c d©y dÉn gäi
lμ c¸c tuyÕn (bus). Mçi tuyÕn cã mét sè ®­êng
dÉn, theo ®ã c¸c
gi¸ trÞ bit cã thÓ di chuyÓn trong m¸y. Th«ng th­êng
sè ®­êng
dÉn d÷ liÖu trong tuyÕn b»ng ®é dμi tõ m¸y.
Nguyªn lÝ Ph«n N«i-man
M· ho¸ nhÞ ph©n, §iÒu khiÓn b»ng ch­
¬ng tr×nh, L­u
tr÷ ch­
¬ng tr×nh vμ Truy cËp theo ®Þa chØ t¹o thμnh
mét nguyªn lÝ chung gäi lμ nguyªn lÝ Ph«n N«iman
-man.
Nguyªn lÝ trªn do nhμ to¸n häc ng­êi
MÜ
gèc Hung-ga-ri Ph«n N«i-man (J. Von
Neumann) ph¸t biÓu khi tham gia thiÕt kÕ
mét trong c¸c m¸y tÝnh ®iÖn tö ®Çu tiªn
nªn ng­êi
ta lÊy tªn «ng ®Æt tªn cho
nguyªn lÝ. Cho ®Õn nay, tuy c¸c ®Æc tÝnh
cña m¸y tÝnh thay ®æi nhanh chãng vμ ­u
J. Von Neumann
(1903 – 1957)

10. viÖt h¬n nhiÒu nh­ng
s¬ ®å cÊu tróc chÝnh
vμ nguyªn lÝ ho¹t ®éng cña chóng vÒ c¨n
b¶n vÉn dùa trªn nguyªn lÝ Ph«n N«i-man .
HiÖn nay, t¹i mét sè phßng thÝ nghiÖm ë mét sè n­íc
nh­Mü,
NhËt B¶n, ®ang thùc hiÖn mét vμi dù ¸n nghiªn cøu m« h×nh m¸y
tÝnh kh«ng dùa trªn nguyªn lÝ Ph«n N«i-man. Tuy cßn ë giai ®o¹n
thö nghiÖm nh­ng
m¸y tÝnh l­îng
tö, m¸y tÝnh sinh häc ®· cho mét
sè kÕt qu¶ kh¶ quan.