- Phần mềm (Software): là các chương trình được cài đặt trên máy tính nhằm thực hiện các thao tác theo yêu cầu của con người. Mỗi phần mềm máy tính là một ánh xạ của phần cứng máy tính, hay còn gọi là máy ảo.
1.1.3 Phân loại máy tính
Dựa vào kích thước vật lý, hiệu suất và lĩnh vực sử dụng, người ta chia máy tính số thành 5 loại cơ bản sau, các loại có thể trùm lên nhau một phần:
- MicroComputer: còn gọi là PC (personal computer), là những máy tính có kích thước nhỏ, năng lực lưu trữ và tính toán thấp. MicroComputer thường được dùng bởi một người và thực thi các ứng dụng phục vụ cho công việc cá nhân như các ứng dụng văn phòng, giải trí, ...
- MiniComputer: là những máy tính cỡ trung bình, kích thước thường lớn hơn PC. MiniComputer có khả năng hỗ trợ hàng trăm người sử dụng đồng thời, và thường dùng để thực hiện các ứng dụng có khối lượng tính toán lớn như dịch vụ Web, dịch vụ Mail,....
- Mainframe: là loại máy tính cỡ lớn, có khả năng hỗ trợ hàng ngàn người sử dụng tính đa dụng. Nó có thể dùng cho các ứng dụng quản lý hoặc xử lý các giao dịch như trong ngân hàng,...cũng như các tính toán khoa học. Mainframe thường dùng kỹ thuật xử lý song song và có hệ thống vào/ra mạnh. Giá một máy tính lớn có thể từ vài trăm ngàn USD đến hàng triệu USD.
- SuperComputer: Đây là các siêu máy tính, đắt tiền nhất và tính năng kỹ thuật cao nhất, được thiết kế đặc biệt để đạt được tốc độ thực hiện các phép tính dấu phẩy động cao nhất có thể được. Các siêu máy tính thường là các máy tính vectơ hay các máy tính dùng kỹ thuật vô hướng và được thiết kế để tính toán khoa học, mô phỏng các hiện tượng. Các siêu máy tính được thiết kế với kỹ thuật xử lý song song với rất nhiều bộ xử lý (hàng ngàn đến hàng trăm ngàn bộ xử lý trong một siêu máy tính).
1.2 Nguyên lý thiết kế máy tính cơ bản
1.2.1 Nguyên lý Turing
Alan Turing (1912 - 1954) là một nhà toán học người Anh đã đưa ra một thiết bị tính đơn giản gọi là máy Turing. Về lý thuyết, mọi quá trình tính toán có thể được thì đều có thể mô phỏng lại trên máy Turning. Máy Turning gồm có :
- Một bộ điều khiển trạng thái hữu hạn (finite control), trong đó có các trạng thái đặc biệt như trạng thái khởi đầu và trạng thái kết thúc.
- Một băng ghi (tape) chứa tín hiệu trong các ô.
- Một đầu đọc (head) và ghi có thể di chuyển theo 2 chiều trái hoặc phải một đơn vị.
Hình 1.1: Sơ đồ máy Turing
Ðầu đọc/ghi mang chức năng thông tin nối giữa Bộ điều khiển hữu hạn và băng ghi. Ðầu bằng cách đọc dấu hiệu từ băng và cũng dùng nó để thay đổi dấu hiệu trên băng. Bộ kiểm soát vận hành theo từng bước riêng biệt; mỗi bước nó thực hiện 2 chức năng tùy thuộc vào trạng thái hiện tại của nó và tín hiệu hiện tại của băng:
(1) Ðặt bộ điều khiển ở trạng thái ban đầu q1, băng trắng và đầu đọc/ghi chỉ vào ô khởi đầu.
(2) Nếu:
giao trinh ktruc1
Bắt đầu từ đầu
