Khái niệm cơ bản về máy tính - Hướng dẫn nhanh

Là một đứa trẻ thời hiện đại, chắc hẳn bạn đã từng sử dụng, nhìn thấy hoặc đọc về máy tính. Điều này là do chúng là một phần không thể thiếu trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Dù là trường học, ngân hàng, cửa hàng, nhà ga, bệnh viện hay nhà riêng của bạn, máy tính có mặt ở khắp mọi nơi, giúp công việc của chúng ta trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn. Vì chúng là những phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta, chúng ta phải biết chúng là gì và chúng hoạt động như thế nào. Chúng ta hãy bắt đầu với việc định nghĩa thuật ngữ máy tính một cách chính thức.

Nghĩa đen của máy tính là một thiết bị có thể tính toán. Tuy nhiên, máy tính hiện đại có thể làm được nhiều việc hơn là tính toán.Computer là một thiết bị điện tử nhận đầu vào, lưu trữ hoặc xử lý đầu vào theo hướng dẫn của người dùng và cung cấp đầu ra ở định dạng mong muốn.

Mô hình đầu vào-quy trình-đầu ra

Đầu vào máy tính được gọi là data và đầu ra thu được sau khi xử lý nó, dựa trên hướng dẫn của người dùng được gọi là information. Các dữ kiện và số liệu thô có thể được xử lý bằng các phép toán số học và logic để thu được thông tin được gọi làdata.

Các quy trình có thể được áp dụng cho dữ liệu có hai loại:

• Arithmetic operations - Ví dụ bao gồm các phép tính như cộng, trừ, vi phân, căn bậc hai, v.v.

• Logical operations - Ví dụ bao gồm các phép toán so sánh như lớn hơn, nhỏ hơn, bằng, ngược lại, v.v.

Hình tương ứng cho một máy tính thực tế trông giống như sau:

Các bộ phận cơ bản của máy tính như sau:

• Input Unit - Các thiết bị như bàn phím và chuột được sử dụng để nhập dữ liệu và hướng dẫn cho máy tính được gọi là thiết bị đầu vào.

• Output Unit - Các thiết bị như máy in và đơn vị hiển thị trực quan được sử dụng để cung cấp thông tin cho người dùng ở định dạng mong muốn được gọi là đơn vị đầu ra.

• Control Unit- Như tên cho thấy, đơn vị này kiểm soát tất cả các chức năng của máy tính. Tất cả các thiết bị hoặc bộ phận của máy tính tương tác thông qua thiết bị điều khiển.

• Arithmetic Logic Unit - Đây là bộ não của máy tính, nơi diễn ra tất cả các phép toán số học và phép toán logic.

• Memory- Tất cả dữ liệu đầu vào, hướng dẫn và dữ liệu tạm thời của quá trình được lưu trữ trong bộ nhớ. Bộ nhớ có hai loại -primary memory và secondary memory. Bộ nhớ chính nằm trong CPU trong khi bộ nhớ phụ nằm bên ngoài nó.

Đơn vị điều khiển, đơn vị logic số học và bộ nhớ được gọi chung là central processing unit hoặc là CPU. Các thiết bị máy tính như bàn phím, chuột, máy in, v.v. mà chúng ta có thể nhìn thấy và chạm vào làhardwarecác thành phần của máy tính. Tập hợp các hướng dẫn hoặc chương trình làm cho máy tính hoạt động bằng cách sử dụng các bộ phận phần cứng này được gọi làsoftware. Chúng tôi không thể nhìn thấy hoặc chạm vào phần mềm. Cả phần cứng và phần mềm đều cần thiết cho hoạt động của máy tính.

Đặc điểm của máy tính

Để hiểu tại sao máy tính lại là một phần quan trọng trong cuộc sống của chúng ta, chúng ta hãy xem xét một số đặc điểm của nó -

• Speed - Thông thường, một máy tính có thể thực hiện 3-4 triệu lệnh mỗi giây.

• Accuracy- Máy tính thể hiện mức độ chính xác rất cao. Các lỗi có thể xảy ra thường do dữ liệu không chính xác, hướng dẫn sai hoặc lỗi trong chip - tất cả đều là lỗi của con người.

• Reliability - Máy tính có thể thực hiện cùng một loại công việc lặp đi lặp lại mà không phát sinh lỗi do mệt mỏi hoặc chán nản, điều rất phổ biến ở con người.

• Versatility- Máy tính có thể thực hiện một loạt các công việc từ nhập dữ liệu và đặt vé đến các phép tính toán học phức tạp và quan sát thiên văn liên tục. Nếu bạn có thể nhập dữ liệu cần thiết với hướng dẫn chính xác, máy tính sẽ thực hiện quá trình xử lý.

• Storage Capacity- Máy tính có thể lưu trữ một lượng rất lớn dữ liệu với chi phí chỉ bằng một phần nhỏ so với lưu trữ tệp truyền thống. Ngoài ra, dữ liệu an toàn khỏi sự hao mòn thông thường liên quan đến giấy.

Ưu điểm của việc sử dụng máy tính

Bây giờ chúng ta đã biết các đặc điểm của máy tính, chúng ta có thể thấy những lợi thế mà máy tính mang lại

• Máy tính có thể lặp đi lặp lại cùng một tác vụ với độ chính xác như nhau.

• Máy tính không bị mỏi hoặc chán.

• Máy tính có thể thực hiện các công việc thường xuyên trong khi giải phóng nguồn nhân lực cho các chức năng thông minh hơn.

Nhược điểm của việc sử dụng máy tính

Mặc dù có rất nhiều ưu điểm nhưng máy tính cũng có một số nhược điểm của riêng chúng -

• Máy tính không có trí thông minh; họ làm theo hướng dẫn một cách mù quáng mà không cân nhắc kết quả.

• Cung cấp điện thường xuyên là cần thiết để làm cho máy tính hoạt động, điều này có thể gây khó khăn ở mọi nơi, đặc biệt là ở các quốc gia đang phát triển.

Khởi động

Khởi động máy tính hoặc thiết bị nhúng máy tính được gọi là booting. Khởi động diễn ra trong hai bước -

• Bật nguồn điện
• Tải hệ điều hành vào bộ nhớ chính của máy tính
• Giữ tất cả các ứng dụng ở trạng thái sẵn sàng trong trường hợp người dùng cần

Chương trình hoặc tập hợp hướng dẫn đầu tiên chạy khi bật máy tính được gọi là BIOS hoặc là Basic Input Output System. BIOS là mộtfirmware, tức là một phần mềm được lập trình vĩnh viễn vào phần cứng.

Nếu một hệ thống đã chạy nhưng cần được khởi động lại, nó được gọi là rebooting. Có thể phải khởi động lại nếu phần mềm hoặc phần cứng đã được cài đặt hoặc hệ thống chậm bất thường.

Có hai kiểu khởi động -

• Cold Booting- Khi hệ thống được khởi động bằng cách bật nguồn điện, nó được gọi là khởi động nguội. Bước tiếp theo trong quá trình khởi động nguội là tải BIOS.

• Warm Booting- Khi hệ thống đã chạy và cần khởi động lại hoặc khởi động lại, nó được gọi là khởi động ấm. Khởi động ấm nhanh hơn khởi động nguội vì BIOS không được tải lại.

Trong lịch sử, máy tính được phân loại theo loại bộ xử lý vì sự phát triển về bộ xử lý và tốc độ xử lý là tiêu chuẩn phát triển. Các máy tính lâu đời nhất sử dụng ống chân không để xử lý, rất lớn và thường xuyên bị hỏng. Tuy nhiên, khi các ống chân không được thay thế bằng các bóng bán dẫn và sau đó là chip, kích thước của chúng giảm và tốc độ xử lý tăng lên.

Tất cả các máy tính và thiết bị điện toán hiện đại đều sử dụng bộ vi xử lý có tốc độ và dung lượng lưu trữ tăng vọt từng ngày. Tiêu chuẩn phát triển cho máy tính bây giờ là kích thước của chúng. Máy tính hiện được phân loại dựa trên mục đích sử dụng hoặc kích thước của chúng -

• Desktop
• Laptop
• Tablet
• Server
• Mainframe
• Supercomputer

Hãy để chúng tôi xem xét tất cả các loại máy tính này một cách chi tiết.

Máy tính để bàn

Desktop máy tính là personal computers (PCs)được thiết kế để một cá nhân sử dụng tại một địa điểm cố định. IBM là máy tính đầu tiên giới thiệu và phổ biến việc sử dụng máy tính để bàn. Máy tính để bàn thường có CPU (Bộ xử lý trung tâm), màn hình, bàn phím và chuột. Sự ra đời của máy tính để bàn đã phổ biến việc sử dụng máy tính trong giới bình dân vì nó nhỏ gọn và giá cả phải chăng.

Hòa vào làn sóng phổ biến của máy tính để bàn, nhiều thiết bị phần mềm và phần cứng đã được phát triển đặc biệt cho người dùng gia đình hoặc văn phòng. Cân nhắc thiết kế quan trọng nhất ở đây là tính thân thiện với người dùng.

Máy tính xách tay

Mặc dù sự phổ biến rộng rãi của nó, máy tính để bàn đã nhường chỗ cho một máy tính cá nhân nhỏ gọn và di động hơn được gọi là máy tính xách tay vào những năm 2000. Máy tính xách tay còn được gọi lànotebook computers hoặc đơn giản notebooks. Máy tính xách tay chạy bằng pin và kết nối với mạng bằng chip Wi-Fi (Không dây trung thực). Họ cũng có chip để tiết kiệm năng lượng để chúng có thể tiết kiệm năng lượng bất cứ khi nào có thể và có tuổi thọ cao hơn.

Máy tính xách tay hiện đại có đủ sức mạnh xử lý và dung lượng lưu trữ để sử dụng cho mọi công việc văn phòng, thiết kế trang web, phát triển phần mềm và thậm chí chỉnh sửa âm thanh / video.

Máy tính bảng

Sau khi máy tính xách tay, máy tính xách tay được thu nhỏ hơn nữa để phát triển các máy có sức mạnh xử lý của máy tính để bàn nhưng đủ nhỏ để cầm trong lòng bàn tay. Máy tính bảng có màn hình cảm ứng nhạy thường từ 5 đến 10 inch, trong đó một ngón tay được sử dụng để chạm vào biểu tượng và gọi ứng dụng.

Bàn phím cũng được hiển thị hầu như bất cứ khi nào được yêu cầu và sử dụng với các thao tác chạm. Các ứng dụng chạy trên máy tính bảng được gọi làapps. Họ sử dụng hệ điều hành của Microsoft (Windows 8 và các phiên bản mới hơn) hoặc Google (Android). Máy tính Apple đã phát triển máy tính bảng của riêng họ có têniPad sử dụng một hệ điều hành độc quyền được gọi là iOS.

Người phục vụ

Máy chủ là máy tính có tốc độ xử lý cao cung cấp một hoặc nhiều dịch vụ cho các hệ thống khác trên network. Chúng có thể có hoặc không có màn hình gắn vào chúng. Một nhóm máy tính hoặc thiết bị kỹ thuật số được kết nối với nhau để chia sẻ tài nguyên được gọi lànetwork.

Máy chủ có khả năng xử lý cao và có thể xử lý nhiều yêu cầu đồng thời. Các máy chủ thường thấy nhất trên mạng bao gồm:

• Tệp hoặc máy chủ lưu trữ
• Máy chủ trò chơi
• Máy chủ ứng dụng
• Máy chủ cơ sở dữ liệu
• Máy chủ thư
• Máy chủ in

Máy tính lớn

Mainframeslà máy tính được các tổ chức như ngân hàng, hãng hàng không và đường sắt sử dụng để xử lý hàng triệu nghìn tỷ giao dịch trực tuyến mỗi giây. Các tính năng quan trọng của máy tính lớn là -

• Kích thước lớn
• Nhanh hơn hàng trăm lần so với máy chủ, thường hàng trăm megabyte mỗi giây
• Rất đắt
• Sử dụng hệ điều hành độc quyền do nhà sản xuất cung cấp
• Các tính năng bảo mật phần cứng, phần mềm và phần sụn tích hợp

Siêu máy tính

Supercomputerslà những máy tính nhanh nhất trên Trái đất. Chúng được sử dụng để thực hiện các tính toán phức tạp, nhanh chóng và tốn nhiều thời gian cho các ứng dụng khoa học và kỹ thuật. Tốc độ hoặc hiệu suất của siêu máy tính được đo bằng teraflop, tức là 1012 phép toán dấu phẩy động mỗi giây.

Siêu máy tính Trung Quốc Sunway TaihuLight là siêu máy tính nhanh nhất thế giới với tốc độ 93 petaflop / giây, tức 93 triệu tỷ phép tính dấu phẩy động mỗi giây.

Hầu hết các ứng dụng phổ biến của siêu máy tính bao gồm:

• Lập bản đồ phân tử và nghiên cứu
• Dự báo thời tiết
• Nghiên cứu môi trường
• Thăm dò dầu khí

Như bạn đã biết, các thiết bị phần cứng cần có hướng dẫn sử dụng để hoạt động. Một tập hợp các hướng dẫn đạt được một kết quả duy nhất được gọi là chương trình hoặc thủ tục. Nhiều chương trình hoạt động cùng nhau để thực hiện một nhiệm vụsoftware.

Ví dụ, một phần mềm xử lý văn bản cho phép người dùng tạo, chỉnh sửa và lưu tài liệu. Trình duyệt web cho phép người dùng xem và chia sẻ các trang web và tệp đa phương tiện. Có hai loại phần mềm -

• Phần mềm hệ thống
• Phần mềm ứng dụng
• Phần mềm tiện ích

Hãy để chúng tôi thảo luận chi tiết về chúng.

Phần mềm hệ thống

Phần mềm cần thiết để chạy các bộ phận phần cứng của máy tính và phần mềm ứng dụng khác được gọi là system software. Phần mềm hệ thống hoạt động nhưinterfacegiữa phần cứng và ứng dụng của người dùng. Cần có giao diện vì các thiết bị phần cứng hoặc máy móc và con người nói bằng các ngôn ngữ khác nhau.

Máy móc chỉ hiểu ngôn ngữ nhị phân tức là 0 (không có tín hiệu điện) và 1 (có tín hiệu điện) trong khi con người nói bằng tiếng Anh, Pháp, Đức, Tamil, Hindi và nhiều ngôn ngữ khác. Tiếng Anh là ngôn ngữ chiếm ưu thế trong việc tương tác với máy tính. Cần có phần mềm để chuyển đổi tất cả các hướng dẫn của con người thành các hướng dẫn dễ hiểu của máy móc. Và đây chính xác là những gì phần mềm hệ thống làm.

Dựa trên chức năng của nó, phần mềm hệ thống có bốn loại:

• Hệ điều hành
• Bộ xử lý ngôn ngữ
• Trình điều khiển thiết bị

Hệ điều hành

Phần mềm hệ thống chịu trách nhiệm cho hoạt động của tất cả các bộ phận phần cứng và khả năng tương tác của chúng để thực hiện các tác vụ thành công được gọi là operating system (OS). OS là phần mềm đầu tiên được tải vào bộ nhớ máy tính khi máy tính được bật và phần mềm này được gọi làbooting. Hệ điều hành quản lý các chức năng cơ bản của máy tính như lưu trữ dữ liệu trong bộ nhớ, truy xuất tệp từ thiết bị lưu trữ, lập lịch tác vụ dựa trên mức độ ưu tiên, v.v.

Bộ xử lý ngôn ngữ

Như đã thảo luận trước đó, một chức năng quan trọng của phần mềm hệ thống là chuyển đổi tất cả các hướng dẫn của người dùng sang ngôn ngữ máy có thể hiểu được. Khi chúng ta nói về các tương tác máy của con người, ngôn ngữ có ba loại -

• Machine-level language- Ngôn ngữ này không là gì ngoài một chuỗi các số 0 và 1 mà máy móc có thể hiểu được. Nó hoàn toàn phụ thuộc vào máy móc.

• Assembly-level language - Ngôn ngữ này giới thiệu một lớp trừu tượng bằng cách xác định mnemonics. Mnemonicslà tiếng Anh giống như các từ hoặc ký hiệu được sử dụng để biểu thị một chuỗi dài gồm các số 0 và 1. Ví dụ, từ “READ” có thể được định nghĩa là máy tính phải lấy dữ liệu từ bộ nhớ. Hoàn chỉnhinstructioncũng sẽ cho biết địa chỉ bộ nhớ. Ngôn ngữ cấp hợp ngữ làmachine dependent.

• High level language- Ngôn ngữ này sử dụng tiếng Anh giống như câu lệnh và hoàn toàn độc lập với máy móc. Các chương trình được viết bằng ngôn ngữ cấp cao dễ tạo, đọc và hiểu.

Chương trình được viết bằng các ngôn ngữ lập trình cấp cao như Java, C ++, v.v. được gọi là source code. Tập hợp các hướng dẫn ở dạng máy có thể đọc được được gọi làobject code hoặc là machine code. System software chuyển đổi mã nguồn thành mã đối tượng được gọi là language processor. Có ba loại trình thông dịch ngôn ngữ−

• Assembler - Chuyển đổi chương trình mức lắp ráp thành chương trình mức máy.

• Interpreter - Chuyển đổi chương trình cấp cao thành chương trình cấp máy theo từng dòng.

• Compiler - Chuyển đổi các chương trình cấp cao thành các chương trình cấp máy ngay lập tức thay vì từng dòng.

Trình điều khiển thiết bị

Phần mềm hệ thống điều khiển và giám sát hoạt động của một thiết bị cụ thể trên máy tính được gọi là device driver. Mỗi thiết bị như máy in, máy quét, micrô, loa, v.v. cần được gắn bên ngoài vào hệ thống đều có một trình điều khiển cụ thể được liên kết với nó. Khi bạn đính kèm một thiết bị mới, bạn cần cài đặt trình điều khiển của nó để HĐH biết nó cần được quản lý như thế nào.

Phần mềm ứng dụng

Một phần mềm thực hiện một tác vụ duy nhất và không có gì khác được gọi là application software. Phần mềm ứng dụng rất chuyên biệt về chức năng và cách tiếp cận để giải quyết một vấn đề. Vì vậy, một phần mềm bảng tính chỉ có thể thực hiện các phép toán với các con số và không có gì khác. Một phần mềm quản lý bệnh viện sẽ quản lý các hoạt động của bệnh viện và không gì khác. Dưới đây là một số phần mềm ứng dụng thường được sử dụng -

• Xử lý văn bản
• Spreadsheet
• Presentation
• Quản lý cơ sở dữ liệu
• Các công cụ đa phương tiện

Phần mềm tiện ích

Phần mềm ứng dụng hỗ trợ phần mềm hệ thống thực hiện công việc của chúng được gọi là utility software. Như vậy phần mềm tiện ích thực chất là sự giao thoa giữa phần mềm hệ thống và phần mềm ứng dụng. Ví dụ về phần mềm tiện ích bao gồm:

• Phần mềm diệt vi rút
• Công cụ quản lý đĩa
• Công cụ quản lý tệp
• Công cụ nén
• Công cụ sao lưu

Như bạn đã biết, phần mềm hệ thống hoạt động như một giao diện cho hệ thống phần cứng bên dưới. Ở đây chúng ta sẽ thảo luận chi tiết về một số phần mềm hệ thống quan trọng.

Hệ điều hành

Operating system (OS)là huyết mạch của máy tính. Bạn kết nối tất cả các thiết bị cơ bản như CPU, màn hình, bàn phím và chuột; cắm nguồn điện và bật nó lên vì nghĩ rằng bạn đã có mọi thứ. Nhưng máy tính sẽ không khởi động hoặc không hoạt động trừ khi nó được cài đặt hệ điều hành trong đó vì OS -

• Giữ tất cả các bộ phận phần cứng ở trạng thái sẵn sàng làm theo hướng dẫn của người dùng
• Phối hợp giữa các thiết bị khác nhau
• Lên lịch nhiều nhiệm vụ theo mức độ ưu tiên
• Phân bổ tài nguyên cho từng nhiệm vụ
• Cho phép máy tính truy cập mạng
• Cho phép người dùng truy cập và sử dụng phần mềm ứng dụng

Ngoài khởi động ban đầu, đây là một số chức năng của hệ điều hành -

• Quản lý tài nguyên máy tính như phần cứng, phần mềm, tài nguyên dùng chung, v.v.
• Phân bổ nguồn lực
• Ngăn ngừa lỗi trong quá trình sử dụng phần mềm
• Kiểm soát việc sử dụng máy tính không đúng cách

Một trong những hệ điều hành sớm nhất là MS-DOS,được phát triển bởi Microsoft cho IBM PC. Nó là mộtCommand Line Interface (CLI)Hệ điều hành đã cách mạng hóa thị trường PC. DOS khó sử dụng vì giao diện của nó. Người dùng cần nhớ các hướng dẫn để thực hiện nhiệm vụ của họ. Để làm cho máy tính dễ tiếp cận và thân thiện hơn với người dùng, Microsoft đã phát triểnGraphical User Interface (GUI) dựa trên hệ điều hành được gọi là Windows, điều này đã làm thay đổi cách mọi người sử dụng máy tính.

Người lắp ráp

Assembler là một phần mềm hệ thống chuyển đổi các chương trình cấp độ lắp ráp sang mã cấp độ máy.

Đây là những lợi thế được cung cấp bởi lập trình cấp lắp ráp -

• Tăng hiệu quả của lập trình viên vì ghi nhớ dễ dàng hơn
• Năng suất tăng khi số lỗi giảm và do đó thời gian gỡ lỗi
• Lập trình viên có quyền truy cập vào tài nguyên phần cứng và do đó có thể linh hoạt trong việc viết các chương trình được tùy chỉnh cho máy tính cụ thể

Thông dịch viên

Ưu điểm chính của ngôn ngữ cấp hợp ngữ là khả năng tối ưu hóa việc sử dụng bộ nhớ và sử dụng phần cứng. Tuy nhiên, với tiến bộ công nghệ, máy tính có nhiều bộ nhớ hơn và các thành phần phần cứng tốt hơn. Vì vậy việc dễ viết chương trình trở nên quan trọng hơn việc tối ưu hóa bộ nhớ và các tài nguyên phần cứng khác.

Ngoài ra, người ta thấy cần phải loại bỏ lập trình của một số ít các nhà khoa học và lập trình viên máy tính được đào tạo, để máy tính có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực hơn. Điều này dẫn đến việc phát triển các ngôn ngữ cấp cao dễ hiểu do sự tương đồng của các lệnh với ngôn ngữ tiếng Anh.

Phần mềm hệ thống được sử dụng để dịch mã nguồn của ngôn ngữ cấp cao sang từng dòng mã đối tượng ngôn ngữ cấp máy được gọi là interpreter. Một trình thông dịch lấy từng dòng mã và chuyển nó thành mã máy và lưu trữ vào tệp đối tượng.

Các advantagecủa việc sử dụng trình thông dịch là chúng rất dễ viết và chúng không yêu cầu không gian bộ nhớ lớn. Tuy nhiên, có một nhược điểm lớn trong việc sử dụng trình thông dịch, tức là các chương trình được thông dịch mất nhiều thời gian để thực thi. Để khắc phục điều nàydisadvantage, đặc biệt đối với các chương trình lớn, compilers được phát triển.

Trình biên dịch

Phần mềm hệ thống lưu trữ chương trình hoàn chỉnh, quét nó, dịch chương trình hoàn chỉnh thành mã đối tượng và sau đó tạo mã thực thi được gọi là trình biên dịch. Về mặt của nó, trình biên dịch so sánh bất lợi với trình thông dịch vì họ -

• phức tạp hơn thông dịch viên
• cần thêm dung lượng bộ nhớ
• mất nhiều thời gian hơn trong việc biên dịch mã nguồn

Tuy nhiên, các chương trình đã biên dịch thực thi rất nhanh trên máy tính. Hình ảnh sau đây cho thấy quy trình từng bước về cách một mã nguồn được chuyển đổi thành một mã thực thi:

Đây là các bước biên dịch mã nguồn thành mã thực thi -

• Pre-processing - Trong giai đoạn này, các lệnh tiền xử lý, thường được sử dụng bởi các ngôn ngữ như C và C ++ được thông dịch, tức là được chuyển đổi sang ngôn ngữ cấp hợp ngữ.

• Lexical analysis - Ở đây tất cả các hướng dẫn được chuyển đổi thành lexical units như hằng số, biến, ký hiệu số học, v.v.

• Parsing - Tại đây, tất cả các hướng dẫn được kiểm tra để xem chúng có tuân theo grammar rulescủa ngôn ngữ. Nếu có lỗi, trình biên dịch sẽ yêu cầu bạn sửa chúng trước khi bạn có thể tiếp tục.

• Compiling - Ở giai đoạn này, mã nguồn được chuyển thành object code.

• Linking- Nếu có bất kỳ liên kết nào đến các tệp hoặc thư viện bên ngoài, địa chỉ của tệp thực thi của chúng sẽ được thêm vào chương trình. Ngoài ra, nếu mã cần được sắp xếp lại để thực thi thực tế, chúng sẽ được sắp xếp lại. Đầu ra cuối cùng làexecutable code đã sẵn sàng để được thực thi.

Như bạn đã biết, hệ điều hành chịu trách nhiệm về hoạt động của hệ thống máy tính. Để làm được điều đó, nó thực hiện ba loại hoạt động chính sau:

• Essential functions - Đảm bảo sử dụng tối ưu và hiệu quả các nguồn lực

• Monitoring functions - Theo dõi và thu thập thông tin liên quan đến hoạt động của hệ thống

• Service functions - Cung cấp dịch vụ cho người dùng

Chúng ta hãy xem xét một số chức năng quan trọng nhất liên quan đến các hoạt động này.

Quản lý bộ xử lý

Quản lý CPU của máy tính để đảm bảo nó được sử dụng tối ưu được gọi là processor management. Quản lý bộ xử lý về cơ bản liên quan đến việc phân bổ thời gian của bộ xử lý cho các tác vụ cần được hoàn thành. Đây được gọi làjob scheduling. Công việc phải được lên lịch sao cho -

• Sử dụng CPU tối đa
• Thời gian quay vòng, tức là thời gian cần thiết để hoàn thành mỗi công việc, là tối thiểu
• Thời gian chờ đợi là tối thiểu
• Mỗi công việc có thời gian phản hồi nhanh nhất có thể
• Thông lượng tối đa đạt được, trong đó thông lượng là thời gian trung bình cần để hoàn thành mỗi tác vụ

Có hai phương pháp lập lịch công việc được thực hiện bởi hệ điều hành -

• Lên lịch trước
• Lập lịch không dự phòng trước

Lập lịch trước

Trong kiểu lập lịch này, công việc tiếp theo được thực hiện bởi bộ xử lý có thể được lên lịch trước khi công việc hiện tại hoàn thành. Nếu một công việc có mức độ ưu tiên cao hơn xuất hiện, bộ xử lý có thể buộc phải giải phóng công việc hiện tại và thực hiện công việc tiếp theo. Có hai kỹ thuật lập lịch sử dụng lập lịch trước -

• Round robin scheduling - Một đơn vị thời gian nhỏ được gọi là time sliceđược định nghĩa và mỗi chương trình chỉ nhận được một lát thời gian tại một thời điểm. Nếu nó không được hoàn thành trong thời gian đó, nó phải tham gia hàng đợi công việc ở cuối và đợi cho đến khi tất cả các chương trình có một phần thời gian. Ưu điểm ở đây là tất cả các chương trình đều có được cơ hội như nhau. Nhược điểm là nếu một chương trình hoàn thành việc thực thi trước khi hết thời gian, CPU sẽ không hoạt động trong suốt thời gian còn lại.

• Response ratio scheduling - Tỷ lệ phản hồi được định nghĩa là

  $$\frac{Elapsed \: Time}{Execution \: time \: received}$$

  Công việc có thời gian phản hồi ngắn hơn sẽ được ưu tiên cao hơn. Vì vậy, một chương trình lớn hơn có thể phải đợi ngay cả khi nó được yêu cầu sớm hơn chương trình ngắn hơn. Điều này cải thiện thông lượng của CPU.

Lập lịch không ưu tiên

Trong kiểu lập lịch này, các quyết định lập lịch công việc chỉ được thực hiện sau khi công việc hiện tại hoàn thành. Một công việc không bao giờ bị gián đoạn để ưu tiên cho những công việc có mức độ ưu tiên cao hơn. Các kỹ thuật lập lịch sử dụng lập lịch không ưu tiên là:

• First come first serve scheduling - Đây là kỹ thuật đơn giản nhất mà chương trình đầu tiên đưa ra một yêu cầu được hoàn thành trước.

• Shortest job next scheduling - Đây là công việc cần ít thời gian nhất để thực hiện được lên lịch tiếp theo.

• Deadline scheduling - Công việc có thời hạn sớm nhất được lên lịch thực hiện tiếp theo.

Quản lý bộ nhớ

Quá trình điều chỉnh bộ nhớ máy tính và sử dụng các kỹ thuật tối ưu hóa để nâng cao hiệu suất hệ thống tổng thể được gọi là memory management. Không gian bộ nhớ là rất quan trọng trong môi trường máy tính hiện đại, vì vậy quản lý bộ nhớ là một vai trò quan trọng của hệ điều hành.

Như bạn đã biết, máy tính có hai loại bộ nhớ - primary và secondary. Bộ nhớ chính làfast but expensive và bộ nhớ phụ là cheap but slower. Hệ điều hành phải cân bằng giữa hai yếu tố này để đảm bảo rằng hiệu suất hệ thống không bị ảnh hưởng do bộ nhớ chính ít hơn hoặc chi phí hệ thống không tăng do quá nhiều bộ nhớ chính.

Dữ liệu đầu vào và đầu ra, hướng dẫn người dùng và dữ liệu tạm thời để thực hiện chương trình cần được lưu trữ, truy cập và truy xuất một cách hiệu quả để có hiệu suất hệ thống cao. Khi một yêu cầu chương trình được chấp nhận, OS sẽ phân bổ nó các vùng lưu trữ chính và phụ theo yêu cầu. Sau khi thực hiện xong, không gian bộ nhớ được cấp cho nó sẽ được giải phóng. Hệ điều hành sử dụng nhiều kỹ thuật quản lý lưu trữ để theo dõi tất cả các không gian lưu trữ được cấp phát hoặc miễn phí.

Phân bổ bộ nhớ liền kề

Đây là kỹ thuật cấp phát không gian lưu trữ đơn giản nhất, nơi các vị trí bộ nhớ liền kề được gán cho mỗi chương trình. Hệ điều hành phải ước tính dung lượng bộ nhớ cần thiết cho quá trình hoàn chỉnh trước khi cấp phát.

Phân bổ bộ nhớ không liền kề

Như tên cho thấy, chương trình và dữ liệu liên quan không cần phải được lưu trữ ở các vị trí liền kề. Chương trình được chia thành các thành phần nhỏ hơn và mỗi thành phần được lưu trữ ở một vị trí riêng biệt. Một bảng lưu giữ bản ghi về nơi lưu trữ từng thành phần của chương trình. Khi bộ xử lý cần truy cập bất kỳ thành phần nào, OS cung cấp quyền truy cập bằng cách sử dụng bảng phân bổ này.

Trong tình huống thực tế, không gian bộ nhớ chính có thể không đủ để lưu toàn bộ chương trình. Trong trường hợp đó, OS sẽ trợ giúpVirtual Storagekỹ thuật, trong đó chương trình được lưu trữ vật lý trong bộ nhớ thứ cấp nhưng dường như được lưu trữ trong bộ nhớ chính. Điều này dẫn đến độ trễ thời gian rất nhỏ trong việc truy cập các thành phần của chương trình. Có hai cách tiếp cận kho lưu trữ ảo -

• Program paging - Một chương trình được chia nhỏ thành kích thước cố định pagevà được lưu trữ trong bộ nhớ phụ. Các trang được đưa ralogical address or virtual addresstừ 0 đến n. Apage table ánh xạ địa chỉ logic thành địa chỉ vật lý, được sử dụng để truy xuất các trang khi được yêu cầu.

• Program segmentation - Một chương trình được chia thành các đơn vị logic được gọi là segments, được gán địa chỉ logic từ 0 đến n và được lưu trong bộ nhớ phụ. Asegment table được sử dụng để tải các phân đoạn từ bộ nhớ phụ đến bộ nhớ chính.

Hệ điều hành thường sử dụng kết hợp phân đoạn trang và chương trình để tối ưu hóa việc sử dụng bộ nhớ. Một phân đoạn chương trình lớn có thể được chia thành các trang hoặc nhiều phân đoạn nhỏ có thể được lưu trữ dưới dạng một trang.

Quản lý tệp

Dữ liệu và thông tin được lưu trữ trên máy tính dưới dạng tệp. Quản lý hệ thống tệp để cho phép người dùng giữ dữ liệu của họ một cách an toàn và chính xác là một chức năng quan trọng của hệ điều hành. Quản lý hệ thống tệp bằng hệ điều hành được gọi làfile management. Quản lý tệp là bắt buộc để cung cấp các công cụ cho các hoạt động liên quan đến tệp này -

• Tạo tệp mới để lưu trữ dữ liệu
• Updating
• Sharing
• Bảo mật dữ liệu thông qua mật khẩu và mã hóa
• Phục hồi trong trường hợp hệ thống bị lỗi

Quản lý thiết bị

Quá trình thực hiện, vận hành và bảo trì một thiết bị bằng hệ điều hành được gọi là device management. Hệ điều hành sử dụng một phần mềm tiện ích có têndevice driver làm giao diện cho thiết bị.

Khi nhiều quy trình truy cập thiết bị hoặc yêu cầu quyền truy cập vào thiết bị, HĐH sẽ quản lý thiết bị theo cách chia sẻ thiết bị hiệu quả giữa tất cả các quy trình. Xử lý truy cập thiết bị thông quasystem call interface, một giao diện lập trình do HĐH cung cấp.

Khi máy tính và công nghệ máy tính đã phát triển qua nhiều năm, việc sử dụng chúng trên nhiều lĩnh vực cũng vậy. Để đáp ứng các yêu cầu ngày càng tăng, ngày càng có nhiều phần mềm tùy chỉnh đã tràn ngập thị trường. Vì mọi phần mềm đều cần hệ điều hành để hoạt động, các hệ điều hành cũng đã phát triển trong những năm qua để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về kỹ thuật và khả năng của chúng. Ở đây chúng tôi thảo luận về một số loại hệ điều hành phổ biến dựa trên kỹ thuật làm việc của chúng và một số hệ điều hành được sử dụng phổ biến.

HĐH GUI

GUI là từ viết tắt của Graphical User Interface. Hệ điều hành có giao diện bao gồm đồ họa và biểu tượng được gọi làGUI OS. Hệ điều hành GUI rất dễ điều hướng và sử dụng vì người dùng không cần nhớ các lệnh được đưa ra để hoàn thành mỗi tác vụ. Ví dụ về GUI OS bao gồm Windows, macOS, Ubuntu, v.v.

Hệ điều hành chia sẻ thời gian

Hệ điều hành lập lịch các tác vụ để sử dụng bộ xử lý hiệu quả được gọi là time sharing OS. Chia sẻ thời gian, hoặcmultitasking, được sử dụng bởi hệ điều hành khi nhiều người dùng ở các thiết bị đầu cuối khác nhau cần bộ xử lý thời gian để hoàn thành tác vụ của họ. Nhiều kỹ thuật lập lịch trình như lập lịch vòng tròn và lập lịch công việc ngắn nhất tiếp theo được sử dụng bởi Hệ điều hành chia sẻ thời gian.

Hệ điều hành thời gian thực

Hệ điều hành đảm bảo xử lý các sự kiện hoặc dữ liệu trực tiếp và cung cấp kết quả trong một khoảng thời gian quy định được gọi là real time OS. Nó có thể là tác vụ đơn hoặc đa nhiệm.

Hệ điều hành phân tán

Hệ điều hành quản lý nhiều máy tính nhưng hiển thị giao diện của một máy tính cho người dùng được gọi là distributed OS. Loại hệ điều hành này được yêu cầu khi các yêu cầu tính toán không thể được đáp ứng bởi một máy tính duy nhất và phải sử dụng nhiều hệ thống hơn. Tương tác của người dùng bị hạn chế trong một hệ thống duy nhất; đó là hệ điều hành phân phối công việc cho nhiều hệ thống và sau đó trình bày kết quả tổng hợp như thể một máy tính đã giải quyết vấn đề trong tay.

Hệ điều hành phổ biến

Ban đầu máy tính không có hệ điều hành. Mọi chương trình đều cần thông số kỹ thuật phần cứng đầy đủ để chạy chính xác vì việc quản lý bộ xử lý, bộ nhớ và thiết bị phải do chính chương trình thực hiện. Tuy nhiên, khi phần cứng phức tạp và các chương trình ứng dụng phức tạp hơn được phát triển, hệ điều hành trở nên cần thiết. Khi máy tính cá nhân trở nên phổ biến trong các cá nhân và doanh nghiệp nhỏ, nhu cầu về hệ điều hành tiêu chuẩn ngày càng tăng. Hãy cùng chúng tôi xem xét một số hệ điều hành phổ biến hiện nay -

• Windows - Windows là hệ điều hành GUI do Microsoft phát triển lần đầu tiên vào năm 1985. Phiên bản mới nhất của Windows là Windows 10. Windows được sử dụng bởi gần 88% PC và máy tính xách tay trên toàn cầu.

• Linux- Linux là một hệ điều hành mã nguồn mở hầu hết được sử dụng bởi các máy tính lớn, một siêu máy tính. Là mã nguồn mở có nghĩa là mã của nó có sẵn miễn phí và bất kỳ ai cũng có thể phát triển một hệ điều hành mới dựa trên nó.

• BOSS- Bharat Operating System Solutions là một bản phân phối Linux của Ấn Độ dựa trên Debian, một hệ điều hành. Nó được bản địa hóa để cho phép sử dụng các ngôn ngữ địa phương của Ấn Độ. BOSS bao gồm -

• nền tảng Linux
• Bộ ứng dụng văn phòng BharteeyaOO
• trình duyệt web
• Dịch vụ email Thunderbird
• Ứng dụng trò chuyện Pidgim
• Ứng dụng chia sẻ tệp
• Ứng dụng đa phương tiện

Hệ điều hành di động

Hệ điều hành dành cho điện thoại thông minh, máy tính bảng và các thiết bị di động khác được gọi là mobile OS. Một số hệ điều hành phổ biến nhất dành cho thiết bị di động bao gồm:

• Android- Hệ điều hành dựa trên Linux này của Google là hệ điều hành di động phổ biến nhất hiện nay. Gần 85% thiết bị di động sử dụng nó.

• Windows Phone 7 - Đây là hệ điều hành di động mới nhất do Microsoft phát triển.

• Apple iOS - Hệ điều hành di động này là hệ điều hành được Apple phát triển dành riêng cho các thiết bị di động của riêng mình như iPhone, iPad, v.v.

• Blackberry OS - Đây là hệ điều hành được sử dụng bởi tất cả các thiết bị di động blackberry như điện thoại thông minh và playbook.

Phần mềm ứng dụng hỗ trợ HĐH thực hiện một số tác vụ chuyên biệt được gọi là phần mềm tiện ích. Hãy để chúng tôi xem xét một số phần mềm tiện ích phổ biến nhất.

Antivirus

Virus có thể được định nghĩa là một chương trình độc hại tự gắn vào chương trình chủ và tạo ra nhiều bản sao của chính nó, làm chậm, hỏng hoặc phá hủy hệ thống. Một phần mềm hỗ trợ hệ điều hành cung cấp môi trường không có vi rút cho người dùng được gọi làantivirus. Phần mềm chống vi-rút quét hệ thống để tìm bất kỳ vi-rút nào và nếu được phát hiện, hãy loại bỏ vi-rút đó bằng cách xóa hoặc cô lập vi-rút đó. Nó có thể phát hiện nhiều loại vi rút nhưboot virus, Trojan, worm, spyware, Vân vân.

Khi bất kỳ thiết bị lưu trữ bên ngoài nào như ổ USB được gắn vào hệ thống, phần mềm chống vi-rút sẽ quét thiết bị đó và đưa ra cảnh báo nếu phát hiện có vi-rút. Bạn có thể thiết lập hệ thống của mình để quét định kỳ hoặc quét bất cứ khi nào bạn cảm thấy cần. Nên kết hợp cả hai kỹ thuật để giữ cho hệ thống của bạn không có vi rút.

Công cụ quản lý tệp

Như bạn đã biết, quản lý tệp là một chức năng quan trọng của hệ điều hành vì tất cả dữ liệu và hướng dẫn được lưu trữ trong máy tính dưới dạng tệp. Phần mềm tiện ích cung cấp các tác vụ quản lý tệp thường xuyên như duyệt, tìm kiếm, cập nhật, xem trước, v.v. được gọi là công cụ quản lý tệp.Windows Explorer trong hệ điều hành Windows, Google desktop, Directory Opus, Double Commander, v.v. là những ví dụ về các công cụ như vậy.

Công cụ nén

Không gian lưu trữ luôn ở mức cao nhất trong các hệ thống máy tính. Vì vậy, các hệ điều hành luôn tìm cách để giảm thiểu dung lượng lưu trữ của các tệp.Compression tools là các tiện ích hỗ trợ hệ điều hành trong việc rút ngắn tệp để chúng chiếm ít dung lượng hơn. Các tập tin sau khi nén được lưu trữ ở một định dạng khác và không thể đọc hoặc chỉnh sửa trực tiếp. Nó cần phải được giải nén trước khi có thể được truy cập để sử dụng thêm. Một số công cụ nén phổ biến làWinRAR, PeaZip, The Unarchiver, Vân vân.

Dọn dẹp đĩa

Các công cụ dọn dẹp ổ đĩa hỗ trợ người dùng giải phóng dung lượng ổ đĩa. Phần mềm quét đĩa cứng để tìm các tệp không còn được sử dụng và giải phóng dung lượng bằng cách xóa chúng.

Chống phân mảnh đĩa

Trình chống phân mảnh đĩa là một disk management utility làm tăng tốc độ truy cập tệp bằng cách sắp xếp lại fragmented files trên contiguous locations. Các tệp lớn được chia thành các đoạn và có thể được lưu trữ trongnon-contiguousnếu những vị trí liền kề không có sẵn. Khi người dùng truy cập các tệp như vậy, tốc độ truy cập chậm do bị phân mảnh. Tiện ích chống phân mảnh đĩa quét đĩa cứng và cố gắng tập hợp các đoạn tệp để chúng có thể được lưu trữ ở các vị trí liền kề.

Sao lưu

Tiện ích sao lưu cho phép sao lưu các tệp, thư mục, cơ sở dữ liệu hoặc đĩa hoàn chỉnh. Các bản sao lưu được thực hiện để dữ liệu có thể được khôi phục trong trường hợp mất dữ liệu. Sao lưu là một dịch vụ được cung cấp bởi tất cả các hệ điều hành. Trong các hệ thống độc lập, việc sao lưu dự phòng có thể được thực hiện trong cùng một ổ hoặc ổ khác. Trong trường hợp hệ thống nối mạng, việc sao lưu hệ thống có thể được thực hiện trên các máy chủ dự phòng.

Một phần mềm có source code được phân phối tự do với giấy phép để nghiên cứu, thay đổi và phân phối thêm cho bất kỳ ai vì bất kỳ mục đích nào được gọi là open source software. Phần mềm nguồn mở nói chung là một nỗ lực của nhóm, nơi các lập trình viên tận tâm cải thiện mã nguồn và chia sẻ những thay đổi trong cộng đồng. Phần mềm nguồn mở cung cấp những lợi thế này cho người dùng do các cộng đồng đang phát triển mạnh của nó -

• Security
• Affordability
• Transparent
• Có thể tương tác trên nhiều nền tảng
• Linh hoạt do các tùy chỉnh
• Bản địa hóa có thể

Phần mềm miễn phí

Một phần mềm có sẵn miễn phí để sử dụng và phân phối nhưng không thể sửa đổi vì không có mã nguồn của nó được gọi là freeware. Ví dụ về phần mềm miễn phí là Google Chrome, Adobe Acrobat PDF Reader, Skype, v.v.

Phần mềm chia sẻ

Một phần mềm ban đầu miễn phí và cũng có thể được phân phối cho người khác, nhưng cần phải trả phí sau một khoảng thời gian quy định được gọi là shareware. Mã nguồn của nó cũng không có sẵn và do đó không thể sửa đổi.

Phần mềm độc quyền

Phần mềm chỉ có thể được sử dụng bằng cách xin giấy phép từ nhà phát triển của nó sau khi trả tiền cho nó được gọi là proprietary software. Một cá nhân hoặc một công ty có thể sở hữu phần mềm độc quyền đó. Mã nguồn của nó thường được bảo vệ bí mật chặt chẽ và nó có thể có những hạn chế lớn như -

• Không phân phối thêm
• Số lượng người dùng có thể sử dụng nó
• Loại máy tính mà nó có thể được cài đặt, ví dụ như đa nhiệm hoặc một người dùng, v.v.

Ví dụ, Microsoft Windows là một phần mềm điều hành độc quyền có nhiều phiên bản dành cho các loại khách hàng khác nhau như một người dùng, nhiều người dùng, chuyên nghiệp, v.v.

Phần mềm ứng dụng hỗ trợ người dùng trong các công việc văn phòng thường xuyên như tạo, cập nhật và bảo trì tài liệu, xử lý lượng lớn dữ liệu, tạo bản trình bày, lập lịch trình ... được gọi là công cụ văn phòng. Sử dụng các công cụ văn phòng giúp tiết kiệm thời gian và công sức và có thể thực hiện nhiều công việc lặp đi lặp lại một cách dễ dàng. Một số phần mềm làm được điều này là -

• Bộ xử lý từ ngữ
• Spreadsheets
• Hệ thống cơ sở dữ liệu
• Phần mềm thuyết trình
• Công cụ e-mail

Hãy để chúng tôi xem xét một số trong số này chi tiết.

Xử lý văn bản

Một phần mềm để tạo, lưu trữ và xử lý các tài liệu văn bản được gọi là trình xử lý văn bản. Một số bộ xử lý văn bản phổ biến là MS-Word, WordPad, WordPerfect, Google docs, v.v.

Trình xử lý văn bản cho phép bạn -

• Tạo, lưu và chỉnh sửa tài liệu
• Định dạng các thuộc tính văn bản như phông chữ, căn chỉnh, màu phông chữ, màu nền, v.v.
• Kiểm tra chính tả và ngữ pháp
• Thêm hình ảnh
• Thêm đầu trang và chân trang, đặt lề trang và chèn hình mờ

Bảng tính

Bảng tính là phần mềm hỗ trợ người dùng xử lý và phân tích dữ liệu dạng bảng. Nó là một công cụ kế toán trên máy vi tính. Dữ liệu luôn được nhập vàocell (giao điểm của một row và một column) và các công thức và hàm để xử lý một nhóm ô có sẵn dễ dàng. Một số phần mềm bảng tính phổ biến bao gồm MS-Excel, Gnumeric, Google Sheets, v.v. Dưới đây là danh sách các hoạt động có thể được thực hiện trong phần mềm bảng tính -

• Các phép tính đơn giản như cộng, trung bình, đếm, v.v.
• Chuẩn bị biểu đồ và đồ thị trên một nhóm dữ liệu liên quan
• Nhập dư liệu
• Định dạng dữ liệu
• Định dạng ô
• Tính toán dựa trên so sánh logic

Công cụ trình bày

Presentation tool cho phép người dùng chứng minh thông tin được chia thành các phần nhỏ và sắp xếp trên các trang được gọi là slides. Một loạt các trang trình bày ý tưởng mạch lạc cho khán giả được gọi làpresentation. Các trang chiếu có thể có văn bản, hình ảnh, bảng, âm thanh, video hoặc thông tin đa phương tiện khác được sắp xếp trên chúng. MS-PowerPoint, OpenOffice Impress, Lotus Freelance, v.v. là một số công cụ trình chiếu phổ biến.

Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu

Phần mềm quản lý storage, updating và retrieval dữ liệu bằng cách tạo cơ sở dữ liệu được gọi là database management system. Một số công cụ quản lý cơ sở dữ liệu phổ biến là MS-Access, MySQL, Oracle, FoxPro, v.v.

Tùy thuộc vào cách sử dụng, phần mềm có thể generic hoặc là specific. Generic softwarelà một phần mềm có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ trong các tình huống khác nhau mà không bị sửa đổi. Ví dụ: bất kỳ ai cũng có thể sử dụng phần mềm xử lý văn bản để tạo các loại tài liệu khác nhau như báo cáo, sách trắng, tài liệu đào tạo, v.v.Specific phần mềm là phần mềm cho một ứng dụng cụ thể, như hệ thống đặt chỗ đường sắt, dự báo thời tiết, v.v. Hãy cùng chúng tôi xem xét một số ví dụ về các công cụ dành riêng cho miền.

Hệ thống quản lý trường học

Hệ thống quản lý trường học xử lý các hoạt động đa dạng của một trường học như kiểm tra, điểm danh, nhập học, học phí của học sinh, bảng thời gian, đào tạo giáo viên, v.v.

Quản lý hàng tồn kho

Quản lý nhiều hoạt động như mua hàng, bán hàng, đặt hàng, giao hàng, bảo trì hàng tồn kho, v.v. liên quan đến hàng hóa thô hoặc chế biến trong bất kỳ doanh nghiệp nào được gọi là quản lý hàng tồn kho. Phần mềm quản lý hàng tồn kho đảm bảo rằng hàng tồn kho không bao giờ dưới giới hạn quy định và việc mua / giao hàng được thực hiện kịp thời.

Phần mềm tính lương

Phần mềm tính lương xử lý hoàn chỉnh việc tính lương của nhân viên, tính tiền nghỉ phép, tiền thưởng, khoản vay, ... Phần mềm tính lương thường là một thành phần của phần mềm quản lý nhân sự (nhân sự) ở các tổ chức tầm trung đến lớn.

Kế toán tài chính

Phần mềm quản lý tài chính lưu giữ hồ sơ điện tử của tất cả các giao dịch tài chính của tổ chức. Nó có nhiều đầu chức năng như tài khoản phải thu, phải trả, cho vay, bảng lương, v.v.

Quản lý nhà hàng

Phần mềm quản lý nhà hàng giúp người quản lý nhà hàng theo dõi mức tồn kho, đơn hàng hàng ngày, quản lý khách hàng, đặt lịch nhân viên, đặt bàn, v.v.

Hệ thống đặt chỗ đường sắt

Hệ thống đặt chỗ đường sắt là một phần mềm xử lý nhiều mô-đun như tuyến đường tàu, quản lý tàu, đặt chỗ, đặt chỗ ăn, bảo trì tàu, tình trạng tàu, gói du lịch, v.v.

Hệ thống dự báo thời tiết

Hệ thống dự báo thời tiết là một phần mềm thời gian thực dự đoán thời tiết của một địa điểm bằng cách thu thập rất nhiều dữ liệu trực tiếp về nhiệt độ khí quyển, độ ẩm, mức gió, v.v. Nó được sử dụng để dự đoán các thảm họa lớn như động đất, bão, sóng thần, v.v.

Kỹ thuật biểu diễn và làm việc với các con số được gọi là number system. Decimal number systemlà hệ thống số phổ biến nhất. Các hệ thống số phổ biến khác bao gồm binary number system, octal number system, hexadecimal number system, Vân vân.

Hệ thống số thập phân

Hệ thống số thập phân là một base 10hệ thống số có 10 chữ số từ 0 đến 9. Điều này có nghĩa là bất kỳ đại lượng số nào cũng có thể được biểu diễn bằng 10 chữ số này. Hệ thống số thập phân cũng là mộtpositional value system. Điều này có nghĩa là giá trị của các chữ số sẽ phụ thuộc vào vị trí của nó. Hãy để chúng tôi lấy một ví dụ để hiểu điều này.

Giả sử chúng ta có ba số - 734, 971 và 207. Giá trị của 7 trong cả ba số là khác nhau−

• Trong 734, giá trị của 7 là 7 trăm hoặc 700 hoặc 7 × 100 hoặc 7 × 10 ²
• Năm 971, giá trị của 7 là 7 chục hoặc 70 hoặc 7 × 10 hoặc 7 × 10 ¹
• Trong 207, giá trị 0f 7 là 7 đơn vị hoặc 7 hoặc 7 × 1 hoặc 7 × 10 ⁰

Trọng lượng của mỗi vị trí có thể được biểu diễn như sau:

Trong hệ thống kỹ thuật số, hướng dẫn được đưa ra thông qua các tín hiệu điện; sự biến đổi được thực hiện bằng cách thay đổi điện áp của tín hiệu. Có 10 điện áp khác nhau để thực hiện hệ thống số thập phân trong thiết bị kỹ thuật số là rất khó. Vì vậy, nhiều hệ thống số dễ thực hiện hơn bằng kỹ thuật số đã được phát triển. Hãy xem xét chúng một cách chi tiết.

Hệ thống số nhị phân

Cách dễ nhất để thay đổi hướng dẫn thông qua tín hiệu điện là hệ thống hai trạng thái - bật và tắt. Bật được biểu thị là 1 và tắt là 0, mặc dù 0 thực sự không phải là không có tín hiệu mà là tín hiệu ở điện áp thấp hơn. Hệ thống số chỉ có hai chữ số này - 0 và 1 - được gọi làbinary number system.

Mỗi chữ số nhị phân còn được gọi là bit. Hệ thống số nhị phân cũng là hệ thống giá trị vị trí, trong đó mỗi chữ số có giá trị được biểu thị bằng lũy ​​thừa của 2, như được hiển thị ở đây.

Trong bất kỳ số nhị phân nào, chữ số ngoài cùng bên phải được gọi là least significant bit (LSB) và chữ số ngoài cùng bên trái được gọi là most significant bit (MSB).

Và số tương đương thập phân của số này là tổng tích của mỗi chữ số với giá trị vị trí của nó.

11010 ₂ = 1 × 2 ⁴ + 1 × 2 ³ + 0 × 2 ² + 1 × 2 ¹ + 0 × 2 ⁰

= 16 + 8 + 0 + 2 + 0

= 26 ₁₀

Bộ nhớ máy tính được đo bằng cách nó có thể lưu trữ bao nhiêu bit. Đây là biểu đồ chuyển đổi dung lượng bộ nhớ.

• 1 byte (B) = 8 bit
• 1 Kilobyte (KB) = 1024 byte
• 1 Megabyte (MB) = 1024 KB
• 1 Gigabyte (GB) = 1024 MB
• 1 Terabyte (TB) = 1024 GB
• 1 Exabyte (EB) = 1024 PB
• 1 Zettabyte = 1024 EB
• 1 Yottabyte (YB) = 1024 ZB

Hệ thống số bát phân

Octal number system có tám chữ số - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7. Hệ thống số bát phân cũng là một hệ thống giá trị vị trí trong đó mỗi chữ số có giá trị của nó được biểu thị bằng lũy ​​thừa của 8, như được hiển thị ở đây -

Tương đương thập phân của bất kỳ số bát phân nào là tổng tích của mỗi chữ số với giá trị vị trí của nó.

726 ₈ = 7 × 8 ² + 2 × 8 ¹ + 6 × 8 ⁰

= 448 + 16 + 6

= 470 ₁₀

Hệ thống số thập lục phân

Octal number system có 16 ký hiệu - 0 đến 9 và A đến F trong đó A bằng 10, B bằng 11, v.v. Hệ thống số thập lục phân cũng là một hệ thống giá trị vị trí trong đó mỗi chữ số có giá trị của nó được biểu thị bằng lũy ​​thừa 16 , như được hiển thị ở đây -

Tương đương thập phân của bất kỳ số thập lục phân nào là tổng tích của mỗi chữ số với giá trị vị trí của nó.

27FB ₁₆ = 2 × 16 ³ + 7 × 16 ² + 15 × 16 ¹ + 10 × 16 ⁰

= 8192 + 1792 + 240 +10

= 10234 ₁₀

Mối quan hệ hệ thống số

Bảng sau đây mô tả mối quan hệ giữa các hệ thống số thập phân, nhị phân, bát phân và hệ thập lục phân.

HEXADECIMAL	QUYẾT ĐỊNH	OCTAL	BINARY
0	0	0	0000
1	1	1	0001
2	2	2	0010
3	3	3	0011
4	4	4	0100
5	5	5	0101
6	6	6	0110
7	7	7	0111
số 8	số 8	10	1000
9	9	11	1001
A	10	12	1010
B	11	13	1011
C	12	14	1100
D	13	15	1101
E	14	16	1110
F	15	17	1111

ASCII

Bên cạnh dữ liệu số, máy tính phải có khả năng xử lý bảng chữ cái, dấu câu, toán tử toán học, ký hiệu đặc biệt, v.v. để tạo thành bộ ký tự hoàn chỉnh của ngôn ngữ tiếng Anh. Tập hợp đầy đủ các ký tự hoặc ký hiệu được gọi là mã chữ và số. Mã chữ và số hoàn chỉnh thường bao gồm:

• 26 chữ hoa
• 26 chữ thường
• 10 chữ số
• 7 dấu chấm câu
• 20 đến 40 ký tự đặc biệt

Bây giờ máy tính chỉ hiểu các giá trị số, bất kể hệ thống số được sử dụng. Vì vậy tất cả các ký tự phải có một số tương đương gọi là mã chữ và số. Mã chữ và số được sử dụng rộng rãi nhất là Mã tiêu chuẩn Mỹ để trao đổi thông tin (ASCII). ASCII là một mã 7 bit có 128 (27) mã có thể.

ISCII

ISCII là viết tắt của Indian Script Code for Information Interchange. IISCII được phát triển để hỗ trợ các ngôn ngữ Ấn Độ trên máy tính. Ngôn ngữ được IISCI hỗ trợ bao gồm Devanagari, Tamil, Bangla, Gujarati, Gurmukhi, Tamil, Telugu, v.v. IISCI hầu hết được các cơ quan chính phủ sử dụng và trước khi nó có thể bắt đầu, một tiêu chuẩn mã hóa phổ quát mới được gọi làUnicode đã được giới thiệu.

Unicode

Unicode là một hệ thống mã hóa quốc tế được thiết kế để sử dụng với các hệ thống ngôn ngữ khác nhau. Mỗi ký tự hoặc ký hiệu được gán một giá trị số duy nhất, phần lớn nằm trong khuôn khổ của ASCII. Trước đó, mỗi tập lệnh có hệ thống mã hóa riêng, có thể xung đột với nhau.

Ngược lại, đây là điều mà Unicode chính thức hướng tới - Unicode cung cấp một số duy nhất cho mọi ký tự, bất kể nền tảng nào, bất kể chương trình gì, bất kể ngôn ngữ nào .

Như bạn đã biết hệ thống số thập phân, nhị phân, bát phân và thập lục phân là các hệ thống số giá trị vị trí. Để chuyển đổi nhị phân, bát phân và thập lục phân sang số thập phân, chúng ta chỉ cần thêm tích của mỗi chữ số với giá trị vị trí của nó. Ở đây chúng ta sẽ tìm hiểu sự chuyển đổi khác giữa các hệ thống số này.

Thập phân đến nhị phân

Số thập phân có thể được chuyển đổi thành nhị phân bằng cách lặp lại phép chia số cho 2 trong khi ghi phần dư. Hãy lấy một ví dụ để xem điều này xảy ra như thế nào.

Phần còn lại phải được đọc từ dưới lên trên để có được giá trị nhị phân tương đương.

43 ₁₀ = 101011 ₂

Thập phân đến bát phân

Số thập phân có thể được chuyển đổi thành bát phân bằng cách lặp lại phép chia số cho 8 trong khi ghi phần dư. Hãy lấy một ví dụ để xem điều này xảy ra như thế nào.

Đọc phần còn lại từ dưới lên trên,

473 ₁₀ = 731 ₈

Thập phân sang Thập lục phân

Số thập phân có thể được chuyển đổi thành bát phân bằng cách lặp lại phép chia số cho 16 trong khi ghi phần dư. Hãy lấy một ví dụ để xem điều này xảy ra như thế nào.

Đọc phần còn lại từ dưới lên trên, chúng tôi nhận được,

423 ₁₀ = 1A7 ₁₆

Binary to Octal và Vice Versa

Để chuyển đổi một số nhị phân thành số bát phân, hãy làm theo các bước sau:

• Bắt đầu từ bit ít quan trọng nhất, tạo nhóm ba bit.

• Nếu có ít hơn một hoặc hai bit trong việc tạo nhóm, các số 0 có thể được thêm vào sau bit quan trọng nhất

• Chuyển đổi mỗi nhóm thành số bát phân tương đương của nó

Hãy lấy một ví dụ để hiểu điều này.

1011001010 ₁₂ = 2625 ₈

Để chuyển đổi một số bát phân sang nhị phân, mỗi chữ số bát phân được chuyển đổi thành số tương đương nhị phân 3 bit của nó theo bảng này.

Chữ số bát phân	0	1	2	3	4	5	6	7
Tương đương nhị phân	000	001	010	011	100	101	110	111

54673 ₈ = 101100110111011 ₂

Nhị phân sang thập lục phân

Để chuyển đổi một số nhị phân thành số thập lục phân, hãy làm theo các bước sau:

• Bắt đầu từ bit quan trọng nhất, tạo nhóm bốn bit.

• Nếu có ít hơn một hoặc hai bit trong việc tạo nhóm, các số 0 có thể được thêm vào sau bit quan trọng nhất.

• Chuyển đổi mỗi nhóm thành số bát phân tương đương của nó.

Hãy lấy một ví dụ để hiểu điều này.

10110110101 ₂ = DB5 ₁₆

Để chuyển đổi một số bát phân sang nhị phân, mỗi chữ số bát phân được chuyển đổi thành tương đương nhị phân 3 bit của nó.

Microprocessorlà bộ não của máy tính, thực hiện mọi công việc. Nó là một bộ xử lý máy tính kết hợp tất cả các chức năng của CPU (Bộ xử lý trung tâm) trên một IC duy nhất (Mạch tích hợp) hoặc nhiều nhất là một vài IC. Bộ vi xử lý lần đầu tiên được giới thiệu vào đầu những năm 1970. 4004 là bộ vi xử lý đa năng đầu tiên được Intel sử dụng trong việc xây dựng máy tính cá nhân. Sự xuất hiện của các bộ vi xử lý đa năng giá rẻ đã là công cụ cho sự phát triển của xã hội hiện đại theo cách mà nó có.

Chúng ta sẽ nghiên cứu chi tiết các đặc điểm và thành phần của một bộ vi xử lý.

Đặc điểm của bộ vi xử lý

Bộ vi xử lý là các thiết bị đa năng có thể được thiết kế cho các chức năng chung hoặc chuyên biệt. Bộ vi xử lý của máy tính xách tay và điện thoại thông minh là mục đích chung trong khi những bộ vi xử lý được thiết kế để xử lý đồ họa hoặc thị giác máy là những bộ vi xử lý chuyên dụng. Có một số đặc điểm chung cho tất cả các bộ vi xử lý.

Đây là những đặc điểm xác định quan trọng nhất của bộ vi xử lý -

• Tốc độ đồng hồ
• Bộ hướng dẫn
• Kích thước từ

Tốc độ đồng hồ

Mỗi bộ vi xử lý đều có internal clockquy định tốc độ thực thi các lệnh và đồng bộ hóa nó với các thành phần khác. Tốc độ mà bộ vi xử lý thực hiện các lệnh được gọi làclock speed. Tốc độ đồng hồ được đo bằng MHz hoặc GHz trong đó 1 MHz có nghĩa là 1 triệu chu kỳ mỗi giây trong khi 1 GHz bằng 1 tỷ chu kỳ mỗi giây. Ở đây chu kỳ đề cập đến chu kỳ tín hiệu điện đơn.

Hiện tại các bộ vi xử lý có tốc độ xung nhịp trong khoảng 3 GHz, đây là mức tối đa mà công nghệ hiện tại có thể đạt được. Tốc độ cao hơn mức này tạo ra đủ nhiệt để làm hỏng chính con chip. Để khắc phục điều này, các nhà sản xuất đang sử dụng nhiều bộ vi xử lý hoạt động song song trên một con chip.

Kích thước từ

Số bit có thể được xử lý bởi một bộ xử lý trong một lệnh đơn được gọi là word size. Kích thước từ xác định dung lượng RAM có thể được truy cập một lần và tổng số chân trên bộ vi xử lý. Tổng số chân đầu vào và đầu ra lần lượt xác định kiến ​​trúc của bộ vi xử lý.

Bộ vi xử lý thương mại đầu tiên Intel 4004 là bộ xử lý 4 bit. Nó có 4 chân đầu vào và 4 chân đầu ra. Số chân đầu ra luôn bằng số chân đầu vào. Hiện nay hầu hết các bộ vi xử lý đều sử dụng kiến ​​trúc 32 bit hoặc 64 bit.

Bộ hướng dẫn

Một lệnh được cung cấp cho máy kỹ thuật số để thực hiện một thao tác trên một phần dữ liệu được gọi là instruction. Tập hợp các lệnh cấp độ máy cơ bản mà bộ vi xử lý được thiết kế để thực thi được gọi làinstruction set. Các hướng dẫn này thực hiện các loại thao tác này -

• Truyền dữ liệu
• Các phép tính toán học
• Các phép toán logic
• Kiểm soát dòng chảy
• Đầu vào / đầu ra và điều khiển máy

Các thành phần vi xử lý

So với bộ vi xử lý đầu tiên, bộ vi xử lý ngày nay rất nhỏ nhưng chúng vẫn có những bộ phận cơ bản này ngay từ mẫu đầu tiên -

• CPU
• Bus
• Memory

CPU

CPU được chế tạo như một mạch tích hợp quy mô rất lớn (VLSI) và có các bộ phận sau:

• Instruction register - Nó chứa lệnh được thực thi.

• Decoder - Nó giải mã (chuyển đổi sang ngôn ngữ cấp máy) lệnh và gửi đến ALU (Đơn vị logic số học).

• ALU - Nó có các mạch cần thiết để thực hiện các phép toán số học, logic, bộ nhớ, thanh ghi và trình tự chương trình.

• Register- Nó chứa các kết quả trung gian thu được trong quá trình xử lý chương trình. Thanh ghi được sử dụng để lưu giữ các kết quả như vậy hơn là RAM vì truy cập thanh ghi nhanh hơn gần 10 lần so với truy cập RAM.

Xe buýt

Các đường kết nối được sử dụng để kết nối các bộ phận bên trong chip vi xử lý được gọi là bus. Có ba loại bus trong bộ vi xử lý -

• Data Bus- Các đường truyền dữ liệu đến và đi từ bộ nhớ được gọi là bus dữ liệu. Nó là một bus hai chiều có chiều rộng bằng chiều dài từ của bộ vi xử lý.

• Address Bus - Nó là một đơn hướng chịu trách nhiệm mang địa chỉ của vị trí bộ nhớ hoặc cổng I / O từ CPU đến bộ nhớ hoặc cổng I / O.

• Control Bus - Các dòng mang tín hiệu điều khiển như clock signals, interrupt signal hoặc là ready signalđược gọi là bus điều khiển. Chúng là hai chiều. Tín hiệu biểu thị rằng một thiết bị đã sẵn sàng để xử lý được gọiready signal. Tín hiệu chỉ ra cho một thiết bị để làm gián đoạn quá trình của nó được gọi làinterrupt signal.

Ký ức

Bộ vi xử lý có hai loại bộ nhớ

• RAM- Bộ nhớ Truy cập Ngẫu nhiên là bộ nhớ dễ bay hơi sẽ bị xóa khi tắt nguồn. Tất cả dữ liệu và hướng dẫn được lưu trữ trong RAM.

• ROM- Bộ nhớ Chỉ Đọc là bộ nhớ không thay đổi có dữ liệu vẫn nguyên vẹn ngay cả khi đã tắt nguồn. Bộ vi xử lý có thể đọc từ nó bất cứ lúc nào nó muốn nhưng không thể ghi vào nó. Nó được nhà sản xuất lập trình trước với hầu hết các dữ liệu thiết yếu như trình tự khởi động.

Bộ vi xử lý đầu tiên được giới thiệu vào năm 1971 là bộ vi xử lý 4 bit với bộ nhớ 4m5KB và có một bộ 45 lệnh. Trong 5 thập kỷ qua, tốc độ vi xử lý đã tăng gấp đôi sau mỗi hai năm, theo dự đoán của Gordon Moore, đồng sáng lập Intel. Các bộ vi xử lý hiện tại có thể truy cập bộ nhớ 64 GB. Tùy thuộc vào độ rộng của dữ liệu mà bộ vi xử lý có thể xử lý, chúng thuộc các loại sau:

• 8-bit
• 16-bit
• 32-bit
• 64-bit

Kích thước của tập lệnh là một yếu tố quan trọng khác cần xem xét trong khi phân loại bộ vi xử lý. Ban đầu, bộ vi xử lý có các tập lệnh rất nhỏ vì phần cứng phức tạp đắt tiền cũng như khó chế tạo.

Khi công nghệ phát triển để khắc phục những vấn đề này, ngày càng có nhiều lệnh phức tạp được thêm vào để tăng chức năng của bộ vi xử lý. Tuy nhiên, ngay sau đó người ta nhận ra rằng việc có các tập lệnh lớn sẽ phản tác dụng vì nhiều lệnh hiếm khi được sử dụng sẽ không hoạt động trên không gian bộ nhớ quý giá. Vì vậy, trường phái tư tưởng cũ hỗ trợ các bộ hướng dẫn nhỏ hơn đã trở nên phổ biến.

Hãy để chúng tôi tìm hiểu thêm về hai loại vi xử lý dựa trên tập lệnh của chúng.

RISC

RISC là viết tắt của Reduced Instruction Set Computers. Nó có một tập hợp nhỏ các hướng dẫn được tối ưu hóa cao. Lệnh phức tạp cũng được thực hiện bằng cách sử dụng các lệnh đơn giản hơn, giảm kích thước của tập lệnh. Triết lý thiết kế cho RISC kết hợp những điểm nổi bật sau:

• Số lượng hướng dẫn phải là tối thiểu.
• Các hướng dẫn phải có cùng độ dài.
• Chế độ địa chỉ đơn giản nên được sử dụng
• Giảm tham chiếu bộ nhớ để truy xuất toán hạng bằng cách thêm các thanh ghi

Một số kỹ thuật được sử dụng bởi kiến ​​trúc RISC bao gồm:

• Pipelining- Một chuỗi hướng dẫn được tìm nạp ngay cả khi nó có nghĩa là chồng chéo các lệnh trong tìm nạp và thực thi.

• Single cycle execution - Hầu hết các lệnh RISC cần một chu kỳ CPU để thực thi.

Ví dụ về bộ xử lý RISC là Intel P6, Pentium4, AMD K6 và K7, v.v.

CISC

CISC là viết tắt của Complex Instruction Set Computers. Nó hỗ trợ hàng trăm hướng dẫn. Máy tính hỗ trợ CISC có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho máy tính cá nhân. Đây là một số đặc điểm của kiến ​​trúc CISC -

• Bộ hướng dẫn lớn hơn
• Hướng dẫn có độ dài thay đổi
• Các chế độ địa chỉ phức tạp
• Hướng dẫn mất nhiều hơn một chu kỳ đồng hồ
• Hoạt động tốt với các trình biên dịch đơn giản hơn

Ví dụ về bộ xử lý CISC là Intel 386 & 486, Pentium, Pentium II và III, Motorola 68000, v.v.

SỬ THI

EPIC là viết tắt của Explicitly Parallel Instruction Computing. Đây là một kiến ​​trúc máy tính giao thoa giữa RISC và CISC, cố gắng cung cấp những gì tốt nhất của cả hai. Các tính năng quan trọng của nó bao gồm:

• Hướng dẫn song song thay vì chiều rộng cố định
• Cơ chế giao tiếp kế hoạch thực thi của trình biên dịch với phần cứng
• Các chương trình phải có ngữ nghĩa tuần tự

Một số bộ xử lý EPIC là Intel IA-64, Itanium, v.v.

Bộ nhớ được yêu cầu trong máy tính để lưu trữ dữ liệu và hướng dẫn. Bộ nhớ được tổ chức về mặt vật lý như một số lượng lớn các ô có khả năng lưu trữ mỗi ô một bit. Về mặt logic, chúng được tổ chức thành các nhóm bit được gọi làwordsđược chỉ định một địa chỉ. Dữ liệu và hướng dẫn được truy cập thông qua cácmemory address. Tốc độ mà các địa chỉ bộ nhớ này có thể được truy cập quyết định giá thành của bộ nhớ. Tốc độ bộ nhớ nhanh hơn, giá cao hơn.

Bộ nhớ máy tính có thể được tổ chức theo cách phân cấp, trong đó bộ nhớ có tốc độ truy cập nhanh nhất và chi phí cao nhất nằm ở trên cùng trong khi bộ nhớ có tốc độ thấp nhất và do đó chi phí thấp nhất nằm ở phía dưới. Dựa trên tiêu chí này, bộ nhớ có hai loại:primary và secondary. Ở đây chúng ta sẽ xem xét chi tiết bộ nhớ chính.

Các tính năng chính của bộ nhớ chính, phân biệt nó với bộ nhớ phụ là:

• Nó được truy cập trực tiếp bởi bộ xử lý
• Đây là bộ nhớ nhanh nhất hiện có
• Mỗi từ được lưu trữ cũng như
• Nó dễ bay hơi, tức là nội dung của nó bị mất khi tắt nguồn

Vì bộ nhớ chính đắt tiền nên các công nghệ được phát triển để tối ưu hóa việc sử dụng nó. Đây là những loại bộ nhớ chính có sẵn.

RAM

RAM là viết tắt của Random Access Memory. Bộ xử lý truy cập trực tiếp tất cả các địa chỉ bộ nhớ, không phân biệt độ dài của từ, giúp cho việc lưu trữ và truy xuất nhanh chóng. RAM là bộ nhớ nhanh nhất hiện có và do đó đắt nhất. Hai yếu tố này ngụ ý rằng RAM có sẵn với số lượng rất nhỏ lên đến 1GB. RAM dễ bay hơi nhưng tôi thuộc loại nào trong hai loại này

DRAM (RAM động)

Mỗi ô nhớ trong DRAM được làm bằng một bóng bán dẫn và một tụ điện, lưu trữ một bit dữ liệu. Tuy nhiên, tế bào này bắt đầu mất điện và do đó dữ liệu được lưu trữ trong chưa đầy một phần nghìn giây. Vì vậy, nó cần được làm mới hàng nghìn lần một giây, điều này làm tốn thời gian của bộ xử lý. Tuy nhiên, do kích thước của mỗi ô nhỏ, một DRAM có thể có số lượng ô lớn. Bộ nhớ chính của hầu hết các máy tính cá nhân được làm bằng DRAM.

SRAM (SRAM)

Mỗi ô trong SRAM được làm bằng một flip flop lưu trữ một bit. Nó vẫn giữ nguyên bit của nó cho đến khi nguồn điện được bật và không cần phải làm mới như DRAM. Nó cũng có chu kỳ đọc-ghi ngắn hơn so với DRAM. SRAM được sử dụng trong các ứng dụng chuyên biệt.

ROM

ROM là viết tắt của Read Only Memory. Như tên cho thấy, ROM chỉ có thể được đọc bởi bộ xử lý. Dữ liệu mới không thể được ghi vào ROM. Dữ liệu được lưu trữ vào ROM được ghi trong chính giai đoạn sản xuất. Chúng chứa dữ liệu không cần thay đổi, như trình tự khởi động của máy tính hoặc các bảng thuật toán cho các ứng dụng toán học. ROM chậm hơn và do đó rẻ hơn RAM. Nó vẫn giữ dữ liệu của nó ngay cả khi tắt nguồn, tức là nó không biến động. ROM không thể được thay đổi theo cách của RAM nhưng các công nghệ có sẵn để lập trình các loại ROM này -

PROM (ROM có thể lập trình)

PROM có thể được lập trình bằng một thiết bị phần cứng đặc biệt được gọi là bộ lập trình PROM hoặc bộ ghi PROM.

EPROM (ROM lập trình có thể xóa)

EPROM có thể bị xóa và sau đó được lập trình bằng các tín hiệu điện đặc biệt hoặc tia UV. Các EPROM có thể xóa bằng tia UV được gọi là UVEPROM và những EPROM có thể xóa bằng tín hiệu điện được gọi là EEPROM. Tuy nhiên, việc xử lý tín hiệu điện dễ dàng và an toàn hơn tia UV.

Bộ nhớ đệm

Một phần nhỏ của bộ nhớ biến động tốc độ cao có sẵn cho bộ xử lý để xử lý nhanh được gọi là cache memory. Bộ nhớ đệm có thể là một phần dự trữ của bộ nhớ chính, một chip khác trên CPU hoặc một thiết bị lưu trữ tốc độ cao độc lập. Bộ nhớ đệm được làm bằng SRAM tốc độ nhanh. Quá trình giữ một số dữ liệu và hướng dẫn trong bộ nhớ đệm để truy cập nhanh hơn được gọi làcaching. Bộ nhớ đệm được thực hiện khi một tập dữ liệu hoặc hướng dẫn được truy cập lại nhiều lần.

Bất cứ khi nào bộ xử lý cần bất kỳ phần dữ liệu hoặc hướng dẫn nào, nó sẽ kiểm tra bộ nhớ đệm trước. Nếu nó không khả dụng ở đó, thì bộ nhớ chính và cuối cùng là bộ nhớ phụ sẽ được truy cập. Vì bộ nhớ đệm có tốc độ rất cao, thời gian truy cập nó mỗi lần là không đáng kể so với thời gian lưu nếu dữ liệu thực sự nằm trong bộ đệm. Tìm kiếm dữ liệu hoặc hướng dẫn trong bộ nhớ cache được gọi làcache hit.

Bạn biết rằng bộ nhớ bộ xử lý, còn được gọi là bộ nhớ chính, đắt tiền cũng như hạn chế. Bộ nhớ chính nhanh hơn cũng dễ bay hơi. Nếu chúng ta cần lưu trữ một lượng lớn dữ liệu hoặc chương trình vĩnh viễn, chúng ta cần một bộ nhớ rẻ hơn và vĩnh viễn. Bộ nhớ như vậy được gọi làsecondary memory. Ở đây chúng ta sẽ thảo luận về các thiết bị bộ nhớ phụ có thể được sử dụng để lưu trữ một lượng lớn dữ liệu, âm thanh, video và các tệp đa phương tiện.

Đặc điểm của bộ nhớ phụ

Đây là một số đặc điểm của bộ nhớ phụ, phân biệt nó với bộ nhớ sơ cấp -

• Nó không bay hơi, tức là nó giữ lại dữ liệu khi tắt nguồn
• Đó là dung lượng lớn đối với giai điệu của terabyte
• Nó rẻ hơn so với bộ nhớ chính

Tùy thuộc vào việc thiết bị nhớ phụ có phải là một phần của CPU hay không, có hai loại bộ nhớ phụ - cố định và có thể tháo rời.

Hãy để chúng tôi xem xét một số thiết bị bộ nhớ phụ có sẵn.

Ổ đĩa cứng

Ổ đĩa cứng được tạo thành từ một loạt các đĩa tròn được gọi là platters sắp xếp cái này trên cái kia cách nhau gần ½ inch xung quanh spindle. Đĩa được làm bằng vật liệu phi từ tính như hợp kim nhôm và được phủ một lớp vật liệu từ tính 10-20 nm.

Đường kính tiêu chuẩn của các đĩa này là 14 inch và chúng quay với tốc độ thay đổi từ 4200 vòng / phút (vòng quay mỗi phút) cho máy tính cá nhân đến 15000 vòng / phút cho máy chủ. Dữ liệu được lưu trữ bằng cách từ hóa hoặc khử từ lớp phủ từ tính. Một cánh tay đọc từ tính được sử dụng để đọc dữ liệu từ và ghi dữ liệu vào đĩa. Một ổ cứng hiện đại điển hình có dung lượng tính bằng terabyte (TB).

Ổ đĩa CD

CD là viết tắt của Compact Disk. Đĩa CD là loại đĩa tròn sử dụng tia quang học, thường là tia laser, để đọc và ghi dữ liệu. Chúng rất rẻ vì bạn có thể nhận được 700 MB dung lượng lưu trữ với giá chưa đến một đô la. Đĩa CD được lắp vào ổ đĩa CD gắn trong tủ CPU. Chúng có thể di động vì bạn có thể tháo ổ đĩa, lấy đĩa CD ra và mang theo bên mình. Có ba loại CD -

• CD-ROM (Compact Disk – Read Only Memory)- Dữ liệu trên các đĩa CD này được ghi bởi nhà sản xuất. Phần mềm độc quyền, âm thanh hoặc video được phát hành trên đĩa CD-ROM.

• CD-R (Compact Disk – Recordable)- Người dùng có thể ghi dữ liệu một lần trên CD-R. Nó không thể bị xóa hoặc sửa đổi sau này.

• CD-RW (Compact Disk – Rewritable) - Dữ liệu có thể được ghi và xóa nhiều lần trên các đĩa quang này.

Ổ DVD

DVD là viết tắt của Digital Video Display. DVD là thiết bị quang học có thể lưu trữ dữ liệu gấp 15 lần đĩa CD. Chúng thường được sử dụng để lưu trữ các tệp đa phương tiện phong phú cần dung lượng lưu trữ cao. DVD cũng có ba loại - chỉ đọc, ghi và ghi lại.

Ổ bút

Ổ bút là một thiết bị nhớ di động sử dụng bộ nhớ trạng thái rắn chứ không phải từ trường hoặc tia laze để ghi dữ liệu. Nó sử dụng một công nghệ tương tự như RAM, ngoại trừ việc nó không dễ bay hơi. Nó còn được gọi là ổ USB, ổ chìa khóa hoặc bộ nhớ flash.

Đĩa Blu Ray

Blu Ray Disk (BD) là một phương tiện lưu trữ quang được sử dụng để lưu trữ video độ nét cao (HD) và các tệp đa phương tiện khác. BD sử dụng tia laser có bước sóng ngắn hơn so với CD / DVD. Điều này cho phép nhánh ghi tập trung chặt chẽ hơn vào đĩa và do đó đóng gói nhiều dữ liệu hơn. BD có thể lưu trữ dữ liệu lên đến 128 GB.

Một điểm kết nối hoạt động như giao diện giữa máy tính và các thiết bị bên ngoài như chuột, máy in, modem, v.v. được gọi là port. Cổng có hai loại -

• Internal port - Nó kết nối bo mạch chủ với các thiết bị bên trong như ổ đĩa cứng, ổ CD, modem nội bộ, v.v.

• External port - Nó kết nối bo mạch chủ với các thiết bị bên ngoài như modem, chuột, máy in, ổ đĩa flash, v.v.

Hãy để chúng tôi xem xét một số cổng được sử dụng phổ biến nhất.

Cổng nối tiếp

Các cổng nối tiếp truyền dữ liệu tuần tự từng bit một. Vì vậy, chúng chỉ cần một dây để truyền 8 bit. Tuy nhiên nó cũng khiến chúng chậm hơn. Cổng nối tiếp thường là đầu nối đực 9 chân hoặc 25 chân. Chúng còn được gọi là cổng COM (giao tiếp) hoặc cổng RS323C.

Cổng song song

Các cổng song song có thể gửi hoặc nhận 8 bit hoặc 1 byte tại một thời điểm. Các cổng song song có dạng chân cái 25 chân và được sử dụng để kết nối máy in, máy quét, ổ đĩa cứng ngoài, v.v.

Cổng USB

USB là viết tắt của Universal Serial Bus. Đây là tiêu chuẩn công nghiệp cho kết nối dữ liệu kỹ thuật số khoảng cách ngắn. Cổng USB là một cổng được tiêu chuẩn hóa để kết nối nhiều loại thiết bị như máy in, máy ảnh, bàn phím, loa, v.v.

Cổng PS-2

PS / 2 là viết tắt của Personal System/2. Đây là tiêu chuẩn cổng 6 chân dành cho nữ kết nối với cáp mini-DIN nam. PS / 2 được IBM giới thiệu để kết nối chuột và bàn phím với máy tính cá nhân. Cổng này bây giờ hầu hết đã lỗi thời, mặc dù một số hệ thống tương thích với IBM có thể có cổng này.

Cổng hồng ngoại

Infrared portlà cổng cho phép trao đổi dữ liệu không dây trong bán kính 10m. Hai thiết bị có cổng hồng ngoại được đặt đối diện nhau để có thể sử dụng chùm đèn hồng ngoại để chia sẻ dữ liệu.

Cổng Bluetooth

Bluetoothlà đặc điểm kỹ thuật viễn thông tạo điều kiện kết nối không dây giữa điện thoại, máy tính và các thiết bị kỹ thuật số khác qua kết nối không dây phạm vi ngắn. Cổng Bluetooth cho phép đồng bộ hóa giữa các thiết bị hỗ trợ Bluetooth. Có hai loại cổng Bluetooth -

• Incoming - Nó được sử dụng để nhận kết nối từ các thiết bị Bluetooth.

• Outgoing - Nó được sử dụng để yêu cầu kết nối với các thiết bị Bluetooth khác.

Cổng FireWire

FireWire là tiêu chuẩn giao diện của Máy tính Apple để cho phép giao tiếp tốc độ cao sử dụng bus nối tiếp. Nó còn được gọi là IEEE 1394 và được sử dụng hầu hết cho các thiết bị âm thanh và video như máy quay kỹ thuật số.