Máy tính được hoạt động dựa trên 2 nguyên lý cơ bản:
_Nguyên lý số:Sử dụng các trạng thái rời rạc của một đại lượng vật lý biểu diễn số
_Nguyên lý tương tự: Sử dụng một đại lượng vật lý biến đổi lien tục để biểu diễn số liệu
Máy tính được cấu tạo trên 2 cơ sở:
1. Phần cứng: bao gồm những thiết bị (vật lý) hoạt động qua sự điều hành của CPU; ngược lại CPU hoạt động được là nhờ sự điều phối và ra lệnh của các phần mềm
2. Phần mềm: là tập hợp các chỉ thị (hay mệnh lệnh) được mã hoá và được tải mỗi khi máy tính hoạt động
Phần cứng, còn gọi là cương liệu (tiếng Anh: hardware), là các cơ phận (vật lý) cụ thể của máy tính hay hệ thống máy tính như là màn hình, chuột,bàn phím, máy in, máy quét, vỏ máy tính, bộ nguồn, bộ vi xử lý CPU, bo mạch chủ,các loại dây nối, loa, ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng, ổ CDROM, ổ DVD, ...Dựa trên chức năng và cách thức hoạt động người ta còn phân biệt phần cứng ra thành:
+ Nhập hay đầu vào (Input): Các bộ phận thu nhập dữ liệu hay mệnh lệnh như là bàn phím, chuột...
+ Xuất hay đầu ra (Output): Các bộ phận trả lời, phát tín hiệu, hay thực thi lệnh ra bên ngoài như là màn hình, máy in, loa, ...
Ngoài các bộ phận nêu trên liên quan tới phần cứng của máy tính còn có các khái niệm quan trọng sau đây:
- Bus: chuyển dữ liệu giữa các thiết bị phần cứng.
- BIOS (Basic Input Output System): còn gọi là hệ thống xuất nhập cơ bản nhằm khởi động, kiểm tra, và cài đặt các mệnh lệnh cơ bản cho phần cứng và giao quyền điều khiển cho hệ điều hành
-CPU: bộ phân vi xử lý điều khiển toàn bộ máy tính
- Kho lưu trữ dữ liệu: lưu giữ, cung cấp, thu nhận dữ liệu
- Các loại chíp hỗ trợ: nằm bên trong bo mạch chủ hay nằm trong các thiết bị ngoại vi của máy tính các con chip quan trọng sẽ giữ vai trò điều khiển thiết bị và liên lạc với hệ điều hành qua bộ điều vận hay qua phần sụn
- Bộ nhớ: là thiết bị bên trong bo mạch chủ giữ nhiệm vụ trung gian cung cấp các mệnh lệnh cho CPU và các dữ liệu từ các bộ phận như là BIOS, phần mềm, kho lưu trữ, chuột đồng thời tải về cho các bộ phận vừa kể kết quả các tính toán, các phép toán hay các dữ liệu đã/đang được xử lý
các cổng vào/ra
Phần mềm (Hán Việt còn gọi là nhu liệu; tiếng Anh: software) làmột tập hợp những câu lệnh được viết bằng một hoặc nhiều ngôn ngữ lập trình theomột trật tự xác định nhằm tự động thực hiện một số chức năng hoặc giải quyết một bài toán nào đó.
Đặc điểm
Trước đây, để tạo ra chương trình máy tínhngười ta phải làm việc trực tiếp với các con số 0 hoặc 1, hay còn gọi là ngôn ngữ máy. Công việc này vô cùng khó khăn, chiếm nhiều thời gian, công sức và đặcbiệt dễ gây ra lỗi. Để khắc phục nhược điểm này, người ta đề xuất ra hợp ngữ,một ngôn ngữ cho phép thay thế dãy 0 hoặc 1 này bởi các từ gợi nhớ tiếng Anh.Tuy nhiên, cải tiến này vẫn còn chưa thật thích hợp với đa số người dùng máytính, những người luôn mong muốn các lệnh chính là ý nghĩa của các thao tác mànó mô tả. Vì vậy, ngay từ những năm 1950, người ta đã xây dựng những ngôn ngữ lập trình mà câu lệnh của nó gần với ngôn ngữ tự nhiên. Các ngôn ngữ này đượcgọi là ngôn ngữ lập trình bậc cao.
Chương trình máy tính thường được tạo ra bởi con người, những người này được gọi là lập trình viên, tuy nhiên cũng tồn tại những chương trình được sinh ra bởi các chương trình khác.
Phân loại
Theo phương thức hoạt động
1.Phần mềm hệ thống dùng để vận hành máy tính và các phần cứng máy tính, ví dụ như các hệ điều hành máytính Windows XP, Linux, Unix, các thư viện động (còn gọi là thư viện liên kếtđộng; tiếng Anh: dynamic linked library - DLL) của hệ điều hành, các trình điều khiển (driver), phần sụn (firmware) và BIOS. Đây là các loại phần mềm mà hệ điều hành liên lạc với chúng để điều khiển và quản lý các thiếtbị phần cứng.
2.Phần mềm ứng dụng để người sử dụng có thể hoàn thành một hay nhiều công việc nào đó, ví dụ như các phần mềm văn phòng (Microsoft Office, Lotus 1-2-3, FoxPro), phần mềm doanh nghiệp, phần mềm quản lý nguồn nhân lực XETA, phần mềm giáo dục, cơ sở dữ liệu, phần mềm tròchơi, chương trình tiện ích, hay các loại phần mềm ác tính.
3.Các phần mềm chuyển dịch mã bao gồm trình biên dịch và trình thông dịch: các loại chương trình này sẽ đọc các câu lệnh từ mã nguồn được viết bởi các lập trình viên theo một ngôn ngữ lập trình và dịch nó sang dạng ngôn ngữ máy mà máy tính có thể hiểu đưọc, hay dịch nó sang một dạng khác như là tập tin đối tượng (objectfile) và các tập tin thư viện (library file) mà các phần mềm khác(như hệ điều hành chẳng hạn) có thể hiểu để vận hành máy tính thực thi các lệnh.
Theo khả năng ứng dụng
1.Những phần mềm không phụ thuộc, nó có thể được bán cho bất kỳ khách hàng nào trên thị trường tự do. Ví dụ: phần mềm về cơ sở dữ liệu như Oracle, đồ họa như Photoshop, CorelDraw, soạn thảo và xử lý văn bản, bảng tính...
- Ưu điểm: Thông thường đây là nhữngphần mềm có khả năng ứng dụng rộng rãi cho nhiều nhóm người sử dụng.
- Khuyếtđiểm: Thiếu tính uyển chuyển, tùy biến.
2.Những phần mềm được viết theo đơn đặt hàng hay hợp đồng của một khách hàng cụ thể nào đó (mộtcông ty, bệnh viện, trường học...). Ví dụ: phần mềm điều khiển, phần mềm hỗ trợbán hàng...
- Ưu điểm: Có tính uyển chuyển, tùy biến cao đểđáp ứng được nhu cầu của một nhóm người sử dụng nào đó.
- Khuyết điểm: Thôngthường đây là những phần mềm ứng dụng chuyên ngành hẹp.
Quá trình tạo phần mềm
Về mặt thiết kế
Tùy theo mức độ phức tạp của phần mềm làm ra,người thiết kế phần mềm sẽ ít nhiều dùng đến các phương tiện để tạo ra mẫuthiết kế theo ý muốn (chẳng hạn như là các sơ đồ khối, các lưu đồ, các thuật toán và các mã giả), sau đó mẫu này được mã hoá bằng các ngôn ngữ lập trình và đưọc các trình dịch chuyển thành các khối lệnh (module) hay/và các tệp khả thi. Tập họp các tệp khả thi và các khối lệnh đó làm thành một phần mềm. Thườngkhi một phần mềm được tạo thành, để cho hoàn hảo thì phần mềm đó phải đưọc điều chỉnh hay sửa chữa từ khâu thiết kế cho đến khâu tạo thành phiên bản phần mềm một số lần. Một phần mềm thông thường sẽ tương thích với một hay vài hệ điều hành, tùy theo cách thiết kế, cách viết mã nguồn và ngôn ngữ lập trình được dùng.
Sản xuất và phát triển
Việc phát triển và đưa ra thị trường của một phần mềm là đối tượng nghiên cứu của bộ môn kỹ nghệ phần mềm hay còn gọi là công nghệ phần mềm (software engineering). Bộ môn này nghiên cứu các phương pháp tổ chức, cách thức sử dụng nguồn tài nguyên, vòng quy trình sản xuất, cùngvới các mối liên hệ với thị trường, cũng như liên hệ giữa các yếu tố này với nhau. Tối ưu hoá qui trình sản xuất phần mềm cũng là đối tượng đưọc cứu xét của bộ môn.
Một số loại phần mềm
Phần mềm hệ thống
Phần mềm hệ thống giúp vận hành phần cứng máytính và hệ thống máy tính. Nó bao gồm các hệ điều hành, phần mềm điều vận thiết bị (device driver), các công cụ phân tích (diagnostic tool), trình phục vụ, hệ thống cửa sổ, các tiện ích.... Mục đích của phần mềm hệ thống là để giúpcác lập trình viên ứng dụng không phải quan tâm đến các chi tiết của hệ thống máy tính phức tạp được sử dụng, đặc biệt là các tính năng bộ nhớ và các phần cứng khác chẳng hạn như máy in, bàn phím, thiết bị hiển thị,...
Phần mềm lập trình
Phần mềm lập trình thường cung cấp các công cụhỗ trợ lập trình viên trong khi viết chương trình và phần mềm bằng các ngôn ngữlập trình khác nhau. Các công cụ này bao gồm các trình soạn thảo, trình biêndịch, trình thông dịch, trình liên kết, trình tìm lỗi, v.v...Một môi trườngphát triển tích hợp (IDE) kết hợp các công cụ này thành một gói phần mềm, vàmột lập trình viên có thể không cần gõ nhiều dòng lệnh để dịch, tìm lỗi, lầnbước,... vì IDE thường có một giao diện người dùng đồ họa cao cấp (GUI).
Phần mềm ứng dụng
Phần mềm quản lý là phần mềm ứng dụng với nhiệm vụ thực hiện tin học hoá các quá trình quản lý truyền thống, không chỉ đơn thuần là việc lưu trữ hay xử lý thông tin.
Việc xây dựng và khai thác phần mềm quản lý đòi hỏi sự am hiểu về chuyên môn quản lý tương ứng, thí dụ quản lý con người,quản lý kho hàng, quản lý lương, v.v. Bản thân phần mềm và các lập trình viên,nói chung, không sản xuất ra phần mềm quản lý được.
Ngày nay, các phần mềm quản lý có xu hướngtrực tuyến nhiều hơn nhờ công nghệ trên nền Internet phát triển mạnh hơn 6 năm trước đây rất nhiều.
Một số chủng loại phần mềm quản lý tiêu biểu:
1.Phần mềm dự toán G8
2.Quản lý kinh doanh và hoạt động Siêu thị
3.Quản lý nhân sự
4.Quản lý thi trắc nghiệm
5.Quản lý phòng Game, Net
6.Quản lý tài sản
7.Quản lý bán hàng
8.Các giải pháp ERP.
Các thông số trên linh kiện máy tính:
Có rất nhiều người cảm thấy chóng mặt hoa mắt khi nghe nói đến hay nhìn thấy những thông số ghi trên CPU, trên báo giá, như FSB, Bus, Cache, Frequency Multiple, CPU External Frequency, L1 cache, L2 cache, L3 cache, rpm v.v..., và đôi khi nhầm lẫn chứng với nhau. Bạn có thể tìm thấy những thông số này ở khắp mọi nơi như báo giá, hộp sản phẩm, quảng cáo, trong BIOS, các chương trình Info... vậy thực ra hiểu biết của bạn về vấn đề này sâu đến đâu ? Trong bài viết này tôi sẽ nói qua một chút để mọi người cùng hiểu.
1. BUS
Trước hết, tôi sẽ giải thích về Bus bởi tất cả các thành phần trong PC đêu phụ thuộc vào bus để giao tiếp với nhau. Một ví dụ dễ thấy nhất là là thành phần AGP và PCI trên bo mạch chủ. Những khe cắm này đòi hỏi phải có kênh truyền riêng để giao tiếp với những thành phần khác và bus chính là thứ chúng cần đến.
2. Bandwidth (Băng thông)
Băng thông là sự khác biệt lớn nhất giữa các loại bus, nó là đơn vị để xác định hiệu năng của bus, tức là có bao nhiêu lượng thông tin được chuyển đi bởi bus trên một đơn vị thời gian (thường là giây). Ví dụ như bus PCI có thể chuyển 32bit dữ liệu mỗi lần và xung nhịp của nó là 33Mhz vậy băng thông của nó sẽ là 133 Mbps (Megabits trên 1 giây). Hiểu được điều đó sẽ giúp bạn có nhận thức về FSB.
3. FSB - Front Side Bus
FSB hay còn gọi là bus hệ thống (system bus) là đường dữ liệu nối CPU với RAM và VPU (Video Processing Unit – Xử lý đồ họa), luồng dữ liệu giữa các thành phần này rất lớn nên đường càng nhanh thì sẽ không xảy ra tình trạng ùn tắc, đường FSB các bạn có thể ví nó như đường cao tốc (khác với các loại đường còn lại là đường làng), tốc độ của FSB đo bằng MHz (MegaHerz).
4. Cache là gì?
Cache là tên gọi của bộ nhớ đệm – nơi lưu trữ các dữ liệu nằm chờ các ứng dụng hay phần cứng xử lý.Mục đích của nó là để tăng tốc độ xử lý (có sẵn xài liền không cần tốn thời gian đi lùng sục tìm kéo về).
5. Memory cache:
Đây là một khu vực bộ nhớ được tạo bằng bộ nhớ tĩnh (SRAM) có tốc độ cao nhưng đắt tiền thay vì bộ nhớ động (DRAM) có tốc độ thấp hơn và rẻ hơn, được dùng cho bộ nhớ chính. Cơ chế lưu trữ bộ nhớ cahce này rất có hiệu quả. Bởi lẽ, hầu hết các chương trình thực tế truy xuất lặp đi lặp lại cùng một dữ liệu hay các lệnh y chang nhau. Nhờ lưu trữ các thông tin này trong SRAM, máy tính sẽ khỏi phải truy xuất vào DRAM vốn chậm chạp hơn. Một số bộ nhớ cache được tích hợp vào trong kiến trúc của các bộ vi xử lý.
6. L1, L2, L3 là gì?
Các bộ nhớ cache nội (internal cache) như thế gọi là Level 1 (L1) Cache (bộ nhớ đệm cấp 1). Các máy tính hiện đại hơn thì có thêm bộ nhớ cache ngoại (external cache) gọi là Level 2 (L2) Cache (bộ nhớ đệm cấp 2). Các cache này nằm giữa CPU và bộ nhớ hệ thống DRAM. Sau này, do nhu cầu xử lý nặng hơn và với tốc độ nhanh hơn, các máy chủ (server), máy trạm (workstation) và mới đây là CPU Pentium 4 Extreme Edition được tăng cường thêm bộ nhớ đệm L3 Cache.
Khi CPU xử lý, L1 Cache sẽ tiến hành kiểm tra L2 Cache xem có dữ liệu mình cần không trước khi truy cập vào bộ nhớ hệ thống. Vì thế, bộ nhớ đệm càng lớn, CPU càng xử lý nhanh hơn. Đó cũng là yếu tố quyết định giá thành sản phẩm
7. Disk cache?
Bộ nhớ đệm đĩa cũng hoạt động cùng nguyên tắc với bộ nhớ cache, nhưng thay vì dùng SRAM tốc độ cao, nó lại sử dụng ngay bộ nhớ chính. Các dữ liệu được truy xuất gần đây nhất từ đĩa cứng sẽ được lưu trữ trong một buffer (phần đệm) của bộ nhớ. Khi chương trình nào cần truy xuất dữ liệu từ ổ đĩa, nó sẽ kiểm tra trước tiên trong bộ nhớ đệm đĩa xem dữ liệu mình cần đang có sẵn không. Cơ chế bộ nhớ đệm đĩa này có công dụng cải thiện một cách đáng ngạc nhiên sức mạnh và tốc độ của hệ thống. Bởi lẽ, việc truy xuất 1 byte dữ liệu trong bộ nhớ RAM có thể nhanh hơn hàng ngàn lần nếu truy xuất từ một ổ đĩa cứng.
8. RPM - Rotation Per Minutes
RPM - Rotation Per Minutes là số vòng quay/phút. Đây là thông số quan trọng nhất của HDD (Hard disk driver - ổ đĩa cứng), nó quyết định tốc độ và giá thành của 1 HDD. RPM càng cao thì tốc độ xử lý càng nhanh.
