[PyACC 2] Giới thiệu về máy tính và hệ điều hành
Máy tính là gì?
Máy tính, hay còn gọi là máy vi tính/máy điện toán là những thiết bị hay hệ thống các thiết bị dùng để tính toán, kiểm soát các hoạt động có thể biểu diễn dưới dạng số hay quy luật logic.
Cấu tạo máy tính
Máy tính không thể hoạt động nếu không có tối thiểu các bộ phận được liệt kê dưới đây.
- Trung tâm xử lý(CPU): Tương tự với bộ não của con người, CPU trung tâm điều khiển của máy tính và là thành phần thực thi các lệnh từ phần mềm và phần cứng.
- Bo mạch chủ(Mainboard): Linh kiện kết nối tất cả các thành phần của máy tính lại với nhau.
- Bộ nhớ trong (RAM, ROM, Cache): Bộ nhớ trong cho phép truy xuất đọc ghi tốc độ cao phục vụ cho việc khởi động máy tinh và lưu trữ dữ liệu tạm thời cho các tác vụ đang được thực hiện bởi CPU.
- Bộ nhớ ngoài: Bộ nhớ thứ cấp có tốc độ đọc ghi chậm hơn lưu trữ vĩnh viễn dữ liệu.
Một số bộ phần khác có thể có cũng được không có cũng không sao:
- GPU: Được xem là một bộ xử lý chuyên dùng để giải quyết những vấn đề liên quan tới khả năng hiển thị hình học - khả năng tính toán và xử lý đồ họa của máy tính.
- Các thiết bị đầu vào: Bàn phím, con chuột, micro, camera...
- Các thiết bị đầu ra: Màn hình, tai nghe, loa...
Phân biệt phần cứng, phần mềm
Phần ᴄứng ᴄó thể đượᴄ hiểu đơn giản là tất ᴄả ᴄáᴄ phần trong một hệ máу tính mà ᴄhúng ta ᴄó thể thấу hoặᴄ ѕờ đượᴄ.
Phần mềm là một tập hợp 1 hoặc nhiều ᴄhương trình bao gồm ᴄáᴄ ᴄhỉ thị điện tử ra lệnh ᴄho máу tính thựᴄ hiện một điều nào đó theo уêu ᴄầu ᴄủa người ѕử dụng. Chúng ta không thể thấу hoặᴄ ѕờ đượᴄ phần mềm, mặᴄ dầu ta ᴄó thể hiển thị đượᴄ ᴄhương trình trên màn hình hoặᴄ máу in.
Phần mềm ᴄó thể đượᴄ ᴠí như phần hồn ᴄủa máу tính mà phần ᴄứng ᴄủa nó đượᴄ хem như phần хáᴄ.
Nguyên tắc hoạt động của máy tính
Về cơ bản thì nguyên tắc hoạt động máy tính sẽ như thế này:
- Muốn máy tính làm một việc gì đó con người phải đưa vào máy tính một hay nhiều lệnh thông qua các thiết bị nhập.
- Khi một lệnh được nhận từ các thiết bị nhập, lệnh này lập tức được truyền vào CPU (bộ xử lý trung tâm - Central Processing Unit ).
- CPU phải phân tích lệnh và tìm kiếm trong bộ nhớ, trong những thiết bị lưu trữ, nó kết hợp những công cụ và phương thức lại với nhau để thực hiện các lệnh đó.
- Nếu tìm thấy thì thực hiện lệnh và trả kết qủa về thông qua bộ phận xuất. Nếu không tìm thấy thì sẽ trả về thông tin báo lỗi.
Chương trình máy tính là gì ?
Chương trình máy tính là một tập hợp các hướng dẫn cho máy tính thực hiện nhiệm vụ nào đó.
Một chương trình máy tính được viết bằng một ngôn ngữ lập trình.
Chương trình máy tính hoạt động như thế nào?
Dưới đây là ví dụ đơn giản nhất về cách thức một chương trình hoạt động trên máy tính, trên thực tế sẽ có nhiều cách thức khác phức tạp hơn.
Một chương trình máy tính được lưu như một tập tin trên ổ cứng máy tính. Khi người dùng chạy các chương trình, các tập tin được đọc bởi máy tính và các bộ xử lý đọc dữ liệu trong tập tin như là một danh sách các hướng dẫn.
Để một chương trình có thể hoạt động thì máy tính sẽ phải nạp mã máy của chương trình vào CPU, tải các dữ liệu cần thiết lên RAM và bắt đầu xử lý các tác vụ được định nghĩa trước đó trong mã máy.
Kết quả đầu ra có thể xuất hiện trong các thiết bị xuất như màn hình, máy in, loa-tai nghe... hoặc cũng có thể là một file hoặc đầu vào cho một chương trình khác.
Điều này tương tự như việc bạn giải một bài toán, đầu tiên bạn dùng mắt để đọc nó, nghĩa là nạp nội dung bài toán lên não, não sẽ khớp bài toán với những gì bạn đã biết trong trí nhớ của bạn, và bắt đầu đưa ra các phương án xử lý.
Phần mềm máy tính là gì?
Phần mềm mang nghĩa rộng hơn chương trình. Phần mềm có thể hiểu là tổ hợp của một hoặc nhiều chương trình máy tính và dữ liệu liên quan để thực thi nhiều công việc khác nhau.
Một phần mềm có thể bao gồm nhiều chương trình được viết bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau.
Các loại phần mềm máy tính?
Hệ điều hành
Hệ điều hành là một phần mềm máy tính, nó thực điều phối công việc, đảm bảo các nguyên liệu cần thiết (phần cứng, bộ nhớ, các dịch vụ...) cho các phần mềm khác có thể hoạt động trên nó.
Một số hệ điều hành phổ biến: Windows, Android, MacOS, iOs, Ubuntu, Kali Linux, Fedora...
Chương trình khởi động
Là chương trình được chạy đầu tiên trên máy tính khi nó khởi động. Nó có nhiệm vụ kiểm tra sự có mặt và hoạt động của các thành phần phần cứng, xác định vị trí của hệ điều hành và chuyển giao quyền điều khiển cho hệ điều hành.
Khi máy tính không khởi động được thành công thì nhiều khả năng chương trình khởi động đang bị lỗi.
Phần mềm ứng dụng
Là một các phần mềm máy tính được thiết kế để thực hiện một nhóm các chức năng phối hợp nhiệm vụ hoặc các hoạt động vì lợi ích của người sử dụng. Ví dụ về một ứng dụng bao gồm một bộ xử lý từ, một bảng tính, một ứng dụng kế toán, một trình duyệt web, một máy nghe nhạc,…
Phần mềm tiện ích
Là những các phần mềm ứng dụng được thiết kế để hỗ trợ quản trị hệ thống và lập trình máy tính. Các loại phần mềm tiện ích như Anti – virus, phần mềm sao lưu, quản lý clipboard, Cryptographic, nén dữ liệu,…
Có thể hiểu là những phần mềm tiện ích không phục vụ một công việc cụ thể để tạo ra giá trị cho con người nhưng nó góp phần hỗ trợ chúng ta để tạo ra những giá trị đó.
Chương trình nhúng
Chương trình nhúng - Firmware là một chương trình được nạp vào bộ nhớ của các thiết bị có mạch tích hợp để kiểm soát hoạt động của nó.
Không giống như phần mềm thông thường, firmware không được thiết kế cho sự tham gia của con người hoặc trải nghiệm người dùng. Sự xuất hiện của nó đảm bảo cho các yếu tố vật lý của thiết bị đang hoạt động chính xác. Nếu không có firmware, thiết bị hoàn toàn không thể hoạt động được.
Firmware tồn tại lâu hơn rất nhiều so với phần mềm và một số thiết bị hoạt động suốt đời mà không bao giờ nhận được bản cập nhật firmware.
Microcode
Là các chương trình kiểm soát một số bộ phận xử lý trung tâm và một số phần cứng khác. Mã này di chuyển dữ liệu giữa các thanh ghi, đơn vị logic số học và các đơn vị chức năng khác trong CPU.