Kiến thức CƠ BẢN, Tổng quan về máy tính
Thông tin và xử lý thông tin
Th12
Khi nhập môn về máy tính thì bạn cần nắm rõ hai khái niệm đó là thông tin và xử lý thông tin. Với việc nắm rõ thông tin và cách xử lý thông tin giúp chúng ta đưa ra quyết định chính xác, tối ưu hóa hoạt động, đồng thời tăng hiệu quả và khả năng giải quyết vấn đề trong mọi lĩnh vực.
Các khái niệm cơ bản
- Dữ liệu (Data): Là các giá trị thô như số liệu, ký tự, hình ảnh… chưa được xử lý hoặc sắp xếp. Chúng là nguyên liệu đầu vào để tạo ra thông tin.
- Thông tin (Information): Là dữ liệu đã được chọn lọc, tổ chức và diễn giải để mang lại ý nghĩa cụ thể. Thông tin giúp người dùng hiểu và hỗ trợ ra quyết định.
- Kiến thức (Knowledge): Là hệ quả của việc tích lũy, phân tích và khái quát thông tin, giúp hình thành hiểu biết hoặc quy luật. Kiến thức bền vững và có khả năng ứng dụng rộng rãi.
- Quá trình xử lý thông tin (Information Handling): Là quá trình gồm các bước thu thập, lưu trữ, sắp xếp, phân tích và truyền tải dữ liệu để tạo ra thông tin hữu ích. Đây là quá trình chuyển dữ liệu thô, nguyên bản thành thông tin có giá trị để hỗ trợ ra quyết định.
- Mã hóa (Encoding): Là việc chuyển đổi dữ liệu/thông tin sang một định dạng khác để thuận tiện cho lưu trữ, truyền tải và bảo mật. Mã hóa cũng là một cách giúp bảo vệ dữ liệu khỏi các hành động truy cập trái phép.
- Truyền thông tin (Information Transmission): Là quá trình chuyển thông tin từ nơi này sang nơi khác thông qua hệ thống mạng, sóng vô tuyến hoặc các phương tiện lưu trữ. Yêu cầu đối với quá trình này cần đảm bảo tính toàn vẹn của thông tin và tốc độ truyền tải.
- Bảo mật thông tin (Information Security): Là tập hợp các biện pháp bảo vệ thông tin khỏi rò rỉ, thay đổi hoặc truy cập trái phép. Bao gồm mã hóa, xác thực, phân quyền và các giải pháp giám sát việc truy cập thông tin.
- Hệ thống thông tin (Information System): Là tập hợp các thành phần (con người, quy trình, công nghệ, dữ liệu) được tổ chức và phối hợp nhằm thu thập, xử lý, lưu trữ và phân phối thông tin để hỗ trợ việc ra quyết định, quản lý, và vận hành cho một tổ chức hoặc cá nhân.
Đơn vị đo thông tin
Bit (viết tắt của binary digit) là đơn vị nhỏ nhất dùng để biểu diễn thông tin trong máy tính. Một bit có thể nhận một trong hai giá trị 0 hoặc 1, tương ứng với hai trạng thái khác nhau (chẳng hạn “tắt” hoặc “bật”, “có điện áp” hoặc “không điện áp”). Bit chính là nền tảng để máy tính lưu trữ và xử lý dữ liệu. Mạch điện mô tả trạng thái cơ bản này gọi là mạch bistable (hay còn gọi là flip-flop).
Các đơn vị đo thông tin thường dùng để biểu diễn dung lượng hoặc kích thước dữ liệu trong máy tính. Dưới đây là một số đơn vị phổ biến, sắp xếp theo thứ tự tăng dần:
| Tên Đơn Vị | Ký Hiệu | Giá Trị (Nhị Phân) | Giá Trị (Thập Phân) |
|---|---|---|---|
| Bit | b | Biểu diễn 2 trạng thái (0 hoặc 1) | Biểu diễn 2 trạng thái (0 hoặc 1) |
| Byte | B | 1 B = 8 bit | 1 B = 8 bit |
| Kilobyte | KB | 1 KB = 1024 B | 1 KB = 1000 B |
| Megabyte | MB | 1 MB = 1024 KB = 1.048.576 B | 1 MB = 1.000.000 B |
| Gigabyte | GB | 1 GB = 1024 MB = 1.073.741.824 B | 1 GB = 1.000.000.000 B |
| Terabyte | TB | 1 TB = 1024 GB = 1.099.511.627.776 B | 1 TB = 1.000.000.000.000 B |
| Petabyte | PB | 1 PB = 1024 TB | 1 PB = 1.000.000.000.000.000 B |
Xử lý thông tin
Tổng quát của quá trình xử lý thông tin
Lý thuyết về quá trình xử lý thông tin được phát triển bởi các nhà tâm lý học Mỹ, bao gồm George Miller, vào những năm 1950, quá trình xử Lý thuyết Xử lý Thông tin dựa trên việc so sánh não bộ con người với một máy tính. “Đầu vào” (input) chính là thông tin mà chúng ta cung cấp cho máy tính – hoặc cho não bộ – trong khi CPU được ví như trí nhớ ngắn hạn, và ổ cứng được xem như trí nhớ dài hạn của chúng ta.
Hình bên dưới mình mô tả tổng quát của quá trình xử lý thông tin của con người.
Bạn có thể sử dụng hiểu biết về quá trình xử lý thông tin này để có hiệu quả cho việc học tập và ôn tập kiến thức.
Xử lý thông tin với máy tính điện tử
Trước khi bạn bắt đầu tìm hiểu về các loại máy tính khác nhau, bạn cần hiểu những kiến thức cơ bản về cách máy tính vận hành. Tất cả máy tính, dù là chiếc điện thoại thông minh trong tay bạn hay những máy chủ lớn và mạnh mẽ, đều hoạt động dựa trên năm nguyên tắc cơ bản giống nhau: đầu vào, xử lý, lưu trữ, đầu ra và giao tiếp. Mỗi thành phần của máy tính đảm nhận một trong những chức năng này, nhưng tất cả phối hợp với nhau để máy tính có thể hoạt động.
Với quá trình đó trên máy tính sẽ diễn ra như sau:
Dựa trên sơ đồ trên mình sẽ nói cụ thể hơn về quá trình xử lý của máy tính điện tử như sau:
ĐẦU VÀO (INPUT):
Trong giai đoạn đầu vào (input), dữ liệu được người dùng nhập vào máy tính bằng nhiều cách khác nhau, tương ứng với các thiết bị đầu vào (bàn phím, màn hình cảm ứng, micro…). Dữ liệu người dùng nhập (ví dụ: gõ phím, nói vào micro) sẽ được thiết bị chuyển thành chuỗi bit 0 và 1 (mã nhị phân) để máy tính có thể xử lý.
QUÁ TRÌNH XỬ LÝ (PROCESSING):
Các tín hiệu đầu vào được chuyển đổi thành các mã nhị phân và được Bộ Xử Lý Trung Tâm (CPU) bên trong máy tính tiếp nhậ các mã nhị phân đó và thực hiện các phép tính cần thiết để hiển thị dữ liệu theo cách mà người dùng có thể hiểu được. CPU làm việc cùng bộ nhớ của máy tính để lấy hướng dẫn về cách hiển thị thông tin từ thiết bị nhập vào và lưu trữ nó dưới dạng các điểm ảnh (pixel) trong bộ nhớ của máy tính. Thông tin này được gửi đến thiết bị xuất để được chuyển đổi và hiển thị theo cách hữu ích. Tất cả những việc này chỉ mất một phần nhỏ của một giây để hoàn thành.
LƯU TRỮ (STORAGE):
Bộ lưu trữ là nơi máy tính nhận dữ liệu đầu vào và lưu trữ nó trong bộ nhớ. Có nhiều cách để lưu trữ dữ liệu, nhưng quy trình cơ bản như sau:
- CPU ghi dữ liệu vào bộ nhớ tạm thời của máy tính, hay còn gọi là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM – Random Access Memory).
- Máy tính sau đó chờ lệnh của người dùng để chuyển dữ liệu từ RAM sang bộ lưu trữ lâu dài hơn. Nếu lệnh này được thực hiện, máy tính sẽ ghi dữ liệu vào ổ đĩa.
- Cuối cùng, máy tính lưu dữ liệu vào một vị trí trên ổ đĩa, có thể là vị trí mặc định hoặc vị trí do người dùng thiết lập. Người dùng có thể truy xuất lại thông tin đã lưu này bất kỳ lúc nào.
Ngoài thiết bị lưu trữ có sẵn trong thiết bị, bạn cũng thể mở rộng khả năng lưu trữ của thiết bị bằng các thiết bị lưu trữ ngoài (ví dụ: ổ USB hoặc ổ cứng ngoài).
THIẾT BỊ ĐẦU RA (OUTPUT)
Thiết bị đầu ra là nơi máy tính lấy các điểm ảnh (pixel) từ giai đoạn xử lý và hiển thị chúng theo cách mà người dùng có thể nhìn thấy. Có nhiều loại thiết bị đầu ra, như máy in, màn hình, thiết bị video và âm thanh.
Những thiết bị này biến dữ liệu thô thành thông tin có thể sử dụng và nhìn thấy, cho phép người dùng con người diễn giải dữ liệu, biến nó thành thông tin. Điều này có thể là sóng âm của một bài hát hoặc các chữ cái trong một tài liệu.
GIAO TIẾP (COMMUNICATION)
Việc giao tiếp trong hệ thống máy tình gồm:
Giao tiếp được liên kết với các giai đoạn khác trong quá trình xử lý thông tin
Mỗi phần trong quá trình xảy ra vì có một bước khác diễn ra trước đó, điều này có nghĩa là chúng liên kết với nhau. Sự liên kết này chính là khía cạnh giao tiếp trong quá trình xử lý thông tin.
Khía cạnh dễ thấy nhất của điều này là mối quan hệ giữa đầu vào và đầu ra. Đầu vào và đầu ra diễn ra gần như ngay lập tức (ví dụ: khi gõ một chữ cái trên bàn phím, nó sẽ xuất hiện gần như ngay lập tức trên màn hình). Đây là giao tiếp giữa người dùng và máy tính.
Giao tiếp sau đó có thể được truyền qua mạng tới các máy tính khác
Để dễ hiễu hãy nghĩ đến việc bạn đang duyệt web. Internet thực chất là một mạng lưới khổng lồ các máy tính được liên kết trên toàn thế giới. Khi mở trình duyệt, bạn kết nối với các máy tính khác và chúng giao tiếp với nhau để cung cấp cho bạn thông tin bạn đang tìm kiếm. Các máy tính được liên kết trong một mạng cũng giao tiếp với nhau.
Ví dụ là các máy tính được kết nối trên mạng nội bộ của công ty hoặc những máy được liên kết với một máy chủ.
Máy tính điện tử mang lại nhiều lợi ích to lớn cho con người tăng năng xuất, quản lý dữ liệu hiệu quả và truy cập vào lượng thông tin lớn. Tuy nhiên, máy tính điện tử cũng có những nhược điểm đối với đời sống con người, bao gồm nguy cơ bị tấn công mạng, giảm hoạt động thể chất và khả năng phụ thuộc quá mức vào công nghệ.
Bạn đã kết thúc bài học số 1 trong phần lý thuyết về Tin học ứng dụng