Bài giảng Các vấn đề cơ sở của khoa học máy tính: Chương 1 - ThS. Tô Oai Hùng

Bài giảng "Các vấn đề cơ sở của khoa học máy tính - Chương 1: Giới thiệu về khoa học máy tính" trình bày các nội dung: Khoa học máy tính là gì, giải thuật, phần cứng, ngôn ngữ máy (ngôn ngữ cấp thấp), ngôn ngữ cấp cao, lập trình, phần mềm, mạng máy tính, công nghệ cơ sở dữ liệu, internet, World Wide Web. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Các vấn đề cơ sở của khoa học máy tính: Chương 1 - ThS. Tô Oai Hùng ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN CÁC VẤN ĐỀ CƠ SỞ CỦA KHOA HỌC MÁY TÍNH Lý thuyết: 60 tiết Thực hành: 0 tiết Mục Tiêu Môn Học • Môn học này trình bày các nguyên lý tính toán về mặt lý thuyết và thực tiễn: những cơ sở lý thuyết thông tin và tính toán, lý thuyết ngôn ngữ, phân tích giải thuật, thực hiện các hệ thống tính toán, cơ sở dữ liệu, truyền dữ liệu, … • Sau khi học xong môn này, sinh viên đạt được những kiến thức cơ bản về giải thuật, phần cứng, phần mềm, ngôn ngữ lập trình, kỹ thuật lập trình, mạng máy tính, cơ sở dữ liệu, Internet và nâng cao kỹ năng lập trình thông qua các bài tập. 2 Các Vấn Đề Cơ Sở của KHMT ThS. GVC Tô Oai Hùng Tài Liệu • Tài liệu chính: - Carl Raynolds, Paul Tymann, Principles of Computer Science, Mc. Graw-Hill, 2008. • Tài liệu tham khảo: - J. Glenn Bookshear, Computer Science – An overview, 11th edition, Pearson-Addison Wesley, 2012 . 3 Các Vấn Đề Cơ Sở của KHMT ThS. GVC Tô Oai Hùng Phương Pháp Đánh Giá • Thi lý thuyết giữa kỳ: 30%. • Thi lý thuyết cuối kỳ: 70%. 4 Các Vấn Đề Cơ Sở của KHMT ThS. GVC Tô Oai Hùng Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ KHOA HỌC MÁY TÍNH Nội Dung 1. Khoa học Máy tính là gì? 2. Giải thuật . 3. Phần cứng. 4. Ngôn ngữ máy (ngôn ngữ cấp thấp) . 5. Ngôn ngữ cấp cao. 6. Lập trình. 7. Phần mềm: phần mềm hệ thống, phần mềm ứng dụng. 8. Mạng máy tính. 9. Công nghệ cơ sở dữ liệu. 10. Internet, World Wide Web. 6 Các Vấn Đề Cơ Sở của KHMT ThS. GVC Tô Oai Hùng Khoa Học Máy Tính Là Gì? • Khoa học máy tính là gì? Khoa học máy tính (computer science) được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau. Sau đây là vài định nghĩa: • “Khoa học máy tính là tập của các phương thức có liên quan đến tính toán, gồm cả lý thuyết và thực tiễn: lý thuyết về thông tin và tính toán, lý thuyết ngôn ngữ, phân tích giải thuật, sự thực thi của các hệ thống tính toán, đồ hoạ máy tính, cơ sở dữ liệu, truyền thông, …” • “Sự nghiên cứu về máy tính và xử lý giải thuật, bao gồm những nguyên lý, thiết kế 7 Các Vấn Đề Cơ Sở của KHMT ThS. GVC Tô Oai Hùng Khoa Học Máy Tính Là Gì? Phần cứng và phần mềm, ứng dụng và ảnh hưởng của nó đối với xã hội”. • Định nghĩa sau cùng nhấn mạnh sự phát triển và phân tích giải thuật là trọng tâm của khoa học máy tính. • Mặc dù các định nghĩa trên có khác nhau, nhưng tất cả đều nhằm nhấn mạnh đến sự nghiên cứu giải thuật. Khoa học máy tính kết hợp các khái niệm lý thuyết của thiết kế và phân tích giải thuật với thực tiễn là xem xét thế nào để hiện thực giải thuật trên máy tính và giải quyết vấn đề thực tiễn. 8 Các Vấn Đề Cơ Sở của KHMT ThS. GVC Tô Oai Hùng Giải Thuật • Giải thuật là gì? Giải thuật (algorithm) định nghĩa chi tiết và rõ ràng một chuỗi các hành động nối tiếp nhau để giải quyết một vấn đề cụ thể hoặc thực thi một tác vụ nào đó. • Cho ví dụ, cần xác định ước số chung lớn nhất (greatest common divisor – GCD) của 2 số nguyên. • Theo định nghĩa, thì GCD của 2 số nguyên dương là số nguyên lớn nhất mà nó là ước số của cả 2 số đó. Ví dụ: GCD(42, 30) = 6. Chúng ta có thể sử dụng giải thuật sau để tìm GCD của 2 số nguyên a và b: - Nếu b = 0 thì GCD(a, b) = a. 9 Các Vấn Đề Cơ Sở của KHMT ThS. GVC Tô Oai Hùng Giải Thuật Gán r là phần dư của a và b. - Lặp lại các bước trên và dùng b và r. - • Giải thuật là nền tảng để máy tính xử lý thông tin. Bởi vì chương trình máy tính thể hiện giải thuật và ra lệnh cho máy tính thực hiện các bước cụ thể được chỉ định trong giải thuật. • Giải thuật được biểu diễn bằng lưu đồ hay mã giả để chúng ta có thể dễ dàng đọc. Trong ví dụ trên, giải thuật được thể hiện bằng mã giả. • Để thực hiện các bước của giải thuật bằng máy tính, chúng ta cũng cần hiểu về thuật ngữ “phần cứng”. 10 Các Vấn Đề Cơ Sở của KHMT ThS. GVC Tô Oai Hùng Phần Cứng • Bản chất của giải thuật là cách mà máy tính xử lý thông tin, bởi vì thực chất thì chương trình máy tính là một hình thái khác của giải thuật. Nó báo cho máy tính biết các bước cụ thể để thực thi tác vụ được chỉ định trong giải thuật. Để nguyên cứu về giải thuật, nhà khoa học máy tính cũng phải hiểu về máy tính vì nó là công cụ được sử dụng để thực hiện giải thuật. • Thuật ngữ phần cứng (hardware) dùng để mô tả những thành phần vật lý, hữu hình của máy tính. Bàn phím, chuột, bo mạch chủ, card đồ hoạ, bộ vi xử lý là tất cả những ví dụ 11 Các Vấn Đề Cơ Sở của KHMT ThS. GVC Tô Oai Hùng Phần Cứng về phần cứng máy tính. • Cũng cần lưu ý rằng, một giải thuật thì được cho là tốt đối với một nền phần cứng nào đó và có thể sẽ là không đối với nền phần cứng khác. 12 Các Vấn Đề Cơ Sở của KHMT ThS. GVC Tô Oai Hùng Chương Trình - Ngôn Ngữ Máy • Con người có thể dễ dàng đọc và hiểu được giải thuật. Cho ví dụ, giải thuật GCD của hai số nguyên trước đây được viết bằng ngôn ngữ Anh. Nhưng chỉ có ngôn ngữ mà máy tính hiểu được đó là ngôn ngữ máy (machine language). • Ngôn ngữ máy là một hệ thống ...