1 - Tín hiệu trong máy tính

• Các dạng tín hiệu trong kỹ thuật :
  Trong kỹ thuật tồn tại hai dạng tín hiệu chính là tín hiệu Analog và tín hiệu Digital, nếu bạn đã từng tiếp xúc với các thiết bị điện tử như Radio Cassete, Amply, Ti vi mầu thì tín hiệu hình ảnh và âm thanh trong các thiết bị này là tín hiệu Analog, còn các tín hiệu trong máy tính là tín hiệu Digital
  
• Tín hiệu Analog là gì ?
  Tín hiệu Analog còn gọi là tín hiệu tương tự - là các tín hiệu trong tự nhiên như tín hiệu âm thanh, tín hiệu hình ảnh sau khi được đổi ra tín hiệu điện, các tín hiệu này có dạng hình Sin, có điện áp tăng dần hay giảm dần.
  
  
  
  Tín hiệu Analog có vô số giá trị điện áp biến đổi theo thời gian, vì vậy việc truyền tín hiệu này đi xa thường bị biến dạng so với tín hiệu ban đầu.
  
• Tín hiệu Digital là gì ?
  Hầu hết các hoạt động của máy tính đều được thực hiện với tín hiệu số ( Digital ), vậy tín hiệu số là gì ?
  => Bạn chỉ cần hiểu rằng, tín hiệu số là tín hiệu chỉ có hai giá trị điện áp là :
  - Không có điện : người ta biểu diễn bằng số 0
  - Có điện : người ta biểu diễn bằng số 1
  Ví dụ:
  
  
  
  Tín hiệu số do chỉ có hai mức điện áp nên việc truyền tín hiệu này đi xa rất đơn giản và không gây ra méo tín hiệu, đó chính là ưu điểm của tín hiệu số .
  
• Khái niệm về Bit thông tin
  - Một bít thông tin là một giá trị 0 hay 1, ví dụ đoạn tín hiệu ở trên có 7 bit
  
• Khái niệm về Byte, KiloByte, MegaByte, GigaByte
  - Trong kỹ thuật máy tính, người ta quy ước một Byte thông tin là một nhóm có 8 bit
  
  Một Byte thông tin =>
  
  1K Byte = 2¹⁰ Byte = 1024 Byte
  1M Byte = 2¹⁰ K Byte = 2²⁰ Byte
  1G Byte = 2¹⁰ M Byte = 2³⁰ Byte

2 - Dữ liệu trong máy tính

• Khái niệm dữ liệu khác với tín hiệu ở chỗ
  Tín hiệu là thông tin truyền đi trên các dây dẫn, mạch điện.
  Còn dữ liệu là thông tin lưu trong các ổ đĩa và bộ nhớ
  
• Dữ liệu lưu trong bộ nhớ RAM
  Bộ nhớ RAM được cấu tạo nên từ các Transistor trường và tụ điện, trong bộ nhớ RAM người ta tổ chức thành các ngăn nhớ, mỗi ngăn nhớ chứa được 8 bit thông tin, mỗi bít thông tin đó được một hay nhiều Transistor điều khiển để lưu trạng thái 0 hay 1, ví dụ lưu trạng thái 1 thì Transistor tắt còn lưu trọng thái 0 thì Transistor dẫn.
  Trong mỗi con IC trên thanh RAM có thể chứa tới hàng triệu ngăn nhớ và mỗi ngăn nhớ đều được đánh một địa chỉ vật lý bằng mã nhị phân
  Một bit =>
  Ví dụ: Một bit nhớ trong RAM có thể có 1 tụ và 1 Transistor, nếu tụ không tích điện thì Transistor tắt cho trạng thái 1, nếu tụ tích điện thì Transistor dẫn cho trạng thái 0
  
• Dữ liệu trong ổ cứng .
  Dữ liệu trong ổ cứng được ghi dưới dạng từ tính vì vậy bạn không được để ổ cứng cạnh nam châm vĩnh cửu, nó sẽ làm hỏng dữ liệu của bạn .
  
  
  
  Ghi dữ liệu lên đĩa cứng
  
  - Khi ghi dữ liệu lên đĩa cứng, người ta cho tín hiệu 0, 1 đi qua đầu từ, tín hiệu 0, 1 sẽ ghi lên bề mặt đĩa thành các nam châm ngược chiều nhau
  - Khi đọc dữ liệu trên đĩa cứng, đầu từ sẽ lướt qua bề mặt đĩa, các nam châm ngược chiều nhau sẽ tạo ra dòng điện trái chiều nhau trên đầu từ, từ đó đưa về mạch để phân tích thành tín hiệu 0, 1

3 - Số nhị phân và số Hexa

• Khi bạn học phổ thông, khi bạn làm toán bạn chỉ quan tâm đến số thập phân
  Ví dụ: bạn cộng hai số 200 + 40 = 240
  Thế nhưng, khi bạn cộng hai con số này trên máy tính, nó không cộng như bạn mà nó thực hiện đổi hai số trên ra số nhị phân rồi thực hiện cộng hai số nhị phân lại, kết quả thu được nó sẽ đổi trả lại số thập phân rồi hiển thị cho bạn .
  
• Số nhị phân là gì ?
  Nếu bạn đếm số thập phân là 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,1,2,3,4,5.... thì bạn đếm số nhị phân là 0,1,0,1,0,1.... tức là nó chỉ có hai con số 0 và 1
  => Bạn có thể đổi một số thập phân bất kỳ ra số nhị phân bằng cách, lấy số đó chia liên tiếp cho 2 và lấy số dư để bên trái, sau đó đếm ngược dãy số dư, bạn sẽ thu được số nhị phân:
  
  Ví dụ: đổi số 200 ra số nhị phân
  
  
  
  Đổi số 40 ra số nhị phân
  
  
  Như vậy nếu bạn cộng 200 + 40 thì máy tính sẽ thực hiện
  Đổi 200 thành 11001000 và 40 thành 101000 và sau đó thực hiện cộng hai số nhị phân 11001000 + 101000
  
  Công thức cộng số nhị phân như sau :
  0 + 0 = 0
  0 + 1 = 1
  1 + 0 = 1
  1 + 1 = 0 nhớ 1
  
  
  
  Bạn có thể thêm các số 0 vào trước mà không làm thay đổi giá trị của số đó.
  
  - Sau khi đã được kết quả như trên, máy tính lại đổi trả về số thập phân rồi hiển thị kết quả cho bạn
  - Bạn có thể tự đổi từ số nhị phân sang số thập phân như sau:
  Tại các số 1 sẽ bằng 2^x trong đó x là số con số đứng sau, các số 0 bạn bỏ qua, sau đó bạn cộng các con số đó lại sẽ thu được giá trị thập phân .
  
  
  Lưu ý : Hầu hết các phép toán số học ở trong máy tính đều được các nhà lập trình dùng thuật toán chuyển chúng về phép cộng, vì phép cộng là phép thực hiện đơn giản và nhanh nhất .
  
• Số Hexa là gì ?
  - Các nhà lập trình thường xuyên phải làm việc với số nhị phân, nhưng nếu có một số nhị phân rất dài thì họ sẽ không thể nhớ nổi, vì vậy người ta dùng số Hexa để viết tắt cho số nhị phân.
  số Hexa là các số 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
  Mỗi số Hexa sẽ viết tắt cho 4 số nhị phân
  

  Số Hexa	Số nhị phân	Giá trị thập phân
  0	0000	0
  1	0001	1
  2	0010	2
  3	0011	3
  4	0100	4
  5	0101	5
  6	0110	6
  7	0111	7
  8	1000	8
  9	1001	9
  A	1010	10
  B	1011	11
  C	1100	12
  D	1101	13
  E	1110	14
  F	1111	15

  Ví dụ: nếu có một số thập phân như sau:
  1110 0100 1101 0010 0101
  Bạn nhóm bốn số một tính từ bên phải sang trái rồi đổi sang số Hexa bạn sẽ được số Hexa như sau:
  E 4 D 2 5
  Khi lập trình bạn viết E4D25 cũng tương đương với 1110 0100 1101 0010 0101 nhưng chắc chắn là nó sẽ dễ nhớ hơn rất nhiều, vì vậy số Hexa là số viết tắt cho số nhị phân mà máy tính có thể hiểu được.

4 - Lưu tín hiệu âm thanh vào máy tính như thế nào?

• - Âm thanh được Micro thu vào và đổi ra tín hiệu điện, tín hiệu này có dạng hình SIN còn gọi là tín hiệu Analog
  
  
  - Sau đó tín hiệu âm thanh dạng Analog sẽ được mạch ADC ( Analog Digital Converter )
  đổi sang tín hiệu số Digital, quá trình này được thực hiện qua các bước như sau:
  Bước 1 - Lấy mẫu tín hiệu
  
  Tín hiệu Analog được một xung đồng hồ ( Clock ) lấy mẫu, tại mỗi nhịp xung Clock nó đo được một mức giá trị trong khoảng 0 - 255 tương ứng với mức thay đổi điện áp từ 0 đến x Vol ( x là 2 , 3 hoặc 5Vol ), mục đích người ta chia x Vol ra thành 256 mức là với hàm ý sẽ đổi thành tín hiệu số có 8 bít 256 = 2⁸
  Bước 2 - Lượng tử hoá
  - Sau khi lấy mẫu được các giá trị từ 0 đến 255, mạch lượng tử hoá sẽ đổi các giá trị thu được thành dãy nhị phân 8 bit , như vậy mỗi điểm thu được sẽ được đổi thành 8 bít hay 1 Byte thông tin
  - Sau khi tín hiệu Analog được chia thành từng điểm và đổi sang dạng số (Digital) lúc này ta gọi là dữ liệu âm thanh, dữ liệu âm thanh tạm thời được lưu vào bộ nhớ RAM sau đó sẽ được ghi vào đĩa cứng khi bạn lưu lại.

5 - Hình ảnh được ghi lại và lưu trong máy tính như thế nào?

• Các hình ảnh do máy ảnh số, điện thoại di động tạo ra gọi là ảnh số, nó có thể dễ dàng lưu trữ trong máy tính dưới dạng các file ảnh như .jpg .gif .bmp vv...
  - Nếu như bạn ghi lại một bức hình với độ phân giải 800 x 600 nghĩa là bạn đã có một bức hình có 800 điểm ảnh theo chiều rộng và 600 điểm ảnh theo chiều cao, tổng số điểm ảnh trên màn hình là 800 x 600 = 480.000 điểm ảnh hay 480.000 Pixel tương đương với 0,48M Pixel
  - Nếu máy ảnh của bạn cho độ nét khoảng 3,0 M Pixel thì sẽ tạo ra bức ảnh có 3.000.000 Pixel, nếu bức ảnh đó có tỷ lệ 4 : 3 thì sẽ cho một bức hình trên máy tính có độ phân giải là 2000 x 1500
  
  
  
  Màn hình có độ phân giải 1024x768 chỉ hiển thị được một phần
  của bức ảnh 2000x1500 do máy ảnh 3.0 M Pixel tạo ra
  
• Ghi hình ảnh thành dữ liệu số
  - Giả sử có một bức hình cô gái như sau:
  
  
  
  
  
  - Máy ảnh số thu hình ảnh vào qua ống kính rồi chia nó ra thành hàng triệu điểm ảnh, mỗi điểm ảnh được 3 tế bào quang học ghi lại mức sáng của 3 mầu cơ bản là R (đỏ), G (xanh lá) và B (xanh lơ) , các mức sáng này được đổi thành tín hiệu điện sau đó được mạch DAC (Digital Analog Converter) đổi dang dữ liệu số trước khi lưu vào bộ nhớ theo một trật tự nhất định, dữ liệu này chính là thông tin của bức ảnh được lưu trong thẻ nhớ hay đĩa cứng trên máy tính.
  - Khi hiển thị bức ảnh trên ra màn hình, máy tính sẽ đưa các dữ liệu số của bức ảnh từ bộ nhớ ra màn hình và sắp xếp chúng theo một trật tự như ban đầu, đồng thời đổi các dữ liệu này trả về dạng Analog hay dạng tín hiệu điện, tín hiệu điện sẽ điều khiển các tinh thể lỏng cho hiển thị độ sáng của các điểm ảnh giống như lúc ban đầu.

6 - Video được ghi và lưu trong máy tính như thế nào ?

• Camera số thực chất là một máy ảnh số có khả năng chụp và lưu lại ảnh với tốc độ hàng chục hình ảnh / giây.
  - Để hình ảnh không bị giật giật, người ta phải chụp và lưu hình ảnh với tốc độ khoảng 24 hình / giây, điều này sẽ làm cho file Video có dung lượng rất lớn . Với tốc độ 24 hình/s thì mỗi phút Video sẽ tương đương với 60x24 = 1440 ảnh, nếu mỗi bức ảnh có dung lượng khoảng 100KB thì nó cũng ngốn mất 144 MB / 1phút và một đĩa VCD với dung lượng 700MB thì chỉ lưu được khoảng 5 phút tương đương với 1 bài hát .
  - Nếu Video trên lưu ngay vào đĩa thì nó có dung lượng rất lớn và người ta thường dùng đĩa DVD (Digital Video Disk) để lưu chúng.
  - Các file Video khi lưu vào đĩa VCD (Video Compac Disk) thì chúng thường được nén cho dung lượng nhỏ lại, tuy nhiên chất lượng hình ảnh thường giảm đi theo tỷ lệ thuận với dung lượng.
  
  
  Video ghi 2 hình / giây Video ghi 24 hình / giây

7 - Những ông vua của máy tính PC

• Bill Gate là ông vua phần mềm của thế giới, Bill Gate đã làm cho thế giới thay đổi, làm cho thế giới trở nên nhỏ bé .
  
  Bill Gate khởi nghiệp với một bản hợp đồng trị giá 5000 USD
  
  
  Và bây giờ (2008) Bill Gate thu nhập khoảng 5000 USD / 1 phút
  
• Ông vua về phần cứng máy tính
  
  
  Hai nhà sáng lập Intel, hãng sản xuất chip hàng đầu thế giới
  
  
  Andrew Grove nhà sáng lập và là chủ tịch tập đoàn Intel

  Nếu như Microsoft có ông chủ Bill Gates vĩ đại thì Intel cũng có ông chủ Andrew Grove huyền thoại. Cả hai tỉ phú này đều được coi là những con người tiên phong làm nên sự biến đổi kỳ diệu của thế giới nhờ sự phát triển của máy tính.

  Các chương trình phần mềm chỉ có thể được sử dụng và phát triển nếu như bộ xử lí của máy tính luôn luôn được cải thiện tăng tốc độ. Cũng giống như Bill Gates với Microsoft, Andrew Grove là đồng sáng lập tập đoàn Intel và đồng thời trực tiếp điều hành trong một thời kỳ rất dài. Intel dưới sự lãnh đạo tài tình của Andrew Grove đã trở thành nhà sản xuất bộ vi xử lí lớn nhất thế giới.