Tin học 10 – Bài 1. Thông tin và xử lí thông tin

Mục tiêu bài học

Về phẩm chất: Phát triển khả năng tự học, tinh thần chủ động và sáng tạo trong việc giải quyết các vấn đề liên quan đến công nghệ thông tin.

Về kiến thức: Phân biệt được sự khác nhau giữa thông tin và dữ liệu. Nêu được những ưu điểm vượt trội của việc lưu trữ, xử lý và truyền tải thông tin bằng các thiết bị kỹ thuật số.

Về kĩ năng: Thực hiện chuyển đổi qua lại giữa các đơn vị lưu trữ dữ liệu (Byte, KB, MB, GB…).

Hoạt động khởi động

Ở lớp 6, chúng ta đã biết máy tính xử lí dữ liệu dưới dạng nhị phân (các dãy bit 0 và 1). Tuy nhiên, định nghĩa về tin học lại nói rằng đây là ngành khoa học xử lí thông tin. Vậy, máy tính thực sự xử lí thông tin hay dữ liệu? Liệu chúng ta có thể coi thông tin và dữ liệu là một được không?

Trong tin học, thông tin và dữ liệu có mối quan hệ chặt chẽ nhưng không hoàn toàn đồng nhất.
Dữ liệu (Data): Là thông tin đã được mã hóa và đưa vào máy tính dưới dạng mà máy có thể hiểu và xử lí được, cụ thể là các dãy bit. Ví dụ, văn bản bạn gõ, hình ảnh bạn quét, hay giọng nói bạn ghi âm khi vào trong máy tính đều trở thành dữ liệu.
Thông tin (Information): Là ý nghĩa mà con người rút ra được từ dữ liệu sau khi nó được xử lý. Máy tính chỉ xử lí “dữ liệu”, còn con người thông qua việc diễn giải kết quả xử lí đó để nhận được “thông tin”.
Vì vậy, máy tính thực chất là công cụ xử lí dữ liệu, và quá trình này là một phần của quá trình xử lí thông tin lớn hơn với sự tham gia của con người ở khâu đầu vào (mã hóa thông tin thành dữ liệu) và đầu ra (giải mã dữ liệu thành thông tin).

1. Thông tin và Dữ liệu

a) Quá trình xử lí thông tin

Thông tin là những gì mang lại hiểu biết cho con người, gắn liền với quá trình nhận thức. Máy tính không thể tự nhận thức, nó chỉ đóng vai trò là một công cụ hỗ trợ con người xử lí thông tin một cách tự động.

Quá trình xử lí thông tin bằng máy tính là một quy trình gồm 3 bước cơ bản:

Bước 1: Tiếp nhận dữ liệu (Input): Máy tính nhận dữ liệu từ các thiết bị đầu vào như bàn phím, chuột, máy quét, camera…
Bước 2: Xử lí dữ liệu (Processing): Dữ liệu được biến đổi trong bộ nhớ và bộ xử lý của máy tính để tạo ra một kết quả mới.
Bước 3: Đưa ra kết quả (Output): Kết quả xử lí được hiển thị cho người dùng qua màn hình, máy in, loa…

Quá trình xử lí thông tin/dữ liệu bằng máy tính

b) Phân biệt dữ liệu và thông tin

Dữ liệu và thông tin có tính độc lập tương đối với nhau. Mối quan hệ này có thể được hiểu qua các khía cạnh sau:

Một thông tin, nhiều dạng dữ liệu: Cùng một thông tin (ví dụ: một bài giảng) có thể được biểu diễn dưới nhiều dạng dữ liệu khác nhau (vở ghi chép, tệp văn bản Word, video quay lại).
Cùng dữ liệu, nhiều thông tin: Cùng một dữ liệu nhưng trong các bối cảnh khác nhau có thể mang lại những thông tin khác nhau. Ví dụ, dữ liệu “39°C” có thể mang thông tin “trời rất nóng” nếu là dữ liệu thời tiết, nhưng lại mang thông tin “sốt cao” nếu là dữ liệu trong bệnh án.
Tính toàn vẹn của thông tin: Thông tin chỉ được hiểu đúng và chính xác khi có đầy đủ dữ liệu. Dữ liệu thiếu sót có thể làm thông tin bị sai lệch hoặc không thể xác định được. Ví dụ, chỉ biết số áo cầu thủ thì không đủ để xác định đó là ai nếu không có thêm dữ liệu về màu áo hoặc đội bóng.

Trong một cuộc thảo luận về dữ liệu của một bài giảng Tin học, có các ý kiến sau:
An: “Bài ghi trong vở của em là dữ liệu.” Minh: “Tệp bài soạn bằng Word của cô giáo là dữ liệu.”
Khoa: “Dữ liệu là tệp video ghi lại tiết giảng của cô giáo.” Theo em, bạn nào nói đúng?

Cả ba bạn An, Minh và Khoa đều nói đúng.
Nội dung của bài giảng là thông tin. Tuy nhiên, để lưu trữ và truyền tải thông tin này, chúng ta cần thể hiện nó dưới dạng dữ liệu.
Bài ghi trong vở của An là dữ liệu dạng chữ viết tay và hình ảnh.
Tệp Word của Minh là dữ liệu số dạng văn bản.
Tệp video của Khoa là dữ liệu số dạng đa phương tiện (kết hợp hình ảnh và âm thanh).
Ví dụ này cho thấy rõ rằng: cùng một thông tin có thể được biểu diễn bởi nhiều loại dữ liệu khác nhau.

2. Đơn vị lưu trữ dữ liệu

Máy tính không truy cập dữ liệu theo từng bit riêng lẻ mà theo từng nhóm bit. Đơn vị nhỏ nhất mà máy tính có thể truy cập và quản lý được gọi là Byte.

1 Byte = 8 bit
Các đơn vị lưu trữ dữ liệu lớn hơn là bội số của Byte. Trong hệ thống máy tính, các bội số này được tính theo lũy thừa của 2, cụ thể là 2¹⁰ = 1024.

Bảng các đơn vị lưu trữ dữ liệu phổ biến:

Đơn vị	Kí hiệu	Lượng dữ liệu
Byte	B	8 bit
Kilobyte	KB	1024 B
Megabyte	MB	1024 KB
Gigabyte	GB	1024 MB
Terabyte	TB	1024 GB
Petabyte	PB	1024 TB

Câu hỏi củng cố

1. Định nghĩa nào về Byte là đúng?
A. Là một kí tự.
B. Là đơn vị dữ liệu 8 bit.
C. Là đơn vị đo tốc độ của máy tính.
D. Là một dãy 8 chữ số.

Đáp án đúng là B. Là đơn vị dữ liệu 8 bit.
Byte là đơn vị dữ liệu cơ bản, nhỏ nhất mà máy tính có thể định vị (truy cập) được trong bộ nhớ, và nó bao gồm một nhóm 8 bit.

2. Quy đổi các lượng tin sau ra KB:
a) 3 MB,
b) 2 GB,
c) 2048 B.

a) 3 MB = 3 * 1024 KB = 3.072 KB
b) 2 GB = 2 * 1024 MB = 2 * 1024 * 1024 KB = 2.097.152 KB
c) 2048 B = 2048 / 1024 KB = 2 KB

3. Lưu trữ, xử lí và truyền thông bằng thiết bị số

Thiết bị số là những thiết bị làm việc với thông tin số (dữ liệu nhị phân) để thực hiện các chức năng như lưu trữ, xử lý hay truyền tin.

Trong các thiết bị ở Hình 1.2 (Đồng hồ cơ, Đĩa hát, Bộ thu phát wifi, Thẻ nhớ, Máy tính xách tay), thiết bị nào là thiết bị số? Nếu thiết bị không thuộc loại số thì thiết bị số tương ứng với nó (nếu có) là gì?

Thiết bị số: Bộ thu phát wifi, Thẻ nhớ, Máy tính xách tay.
Thiết bị không phải số (tương tự/cơ học):
Đồng hồ cơ: Thiết bị số tương ứng là đồng hồ điện tử (smartwatch), có thể hiển thị thời gian, theo dõi sức khỏe và kết nối với điện thoại.
Đĩa hát (đĩa than/vinyl): Ghi âm thanh bằng các rãnh vật lý. Thiết bị số tương ứng để lưu trữ âm thanh là đĩa CD, thẻ nhớ, hoặc các dịch vụ nhạc số, cho phép lưu trữ gọn nhẹ, dung lượng lớn và sao chép dễ dàng.

Việc sử dụng thiết bị số mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp truyền thống:

Về lưu trữ:
- Dung lượng khổng lồ: Lưu được lượng thông tin cực lớn trong một thiết bị nhỏ gọn (ví dụ: một ổ cứng 2TB chứa lượng sách bằng cả thư viện).
- Chi phí thấp, bền bỉ: Giá thành lưu trữ trên mỗi đơn vị thông tin ngày càng rẻ.
- Truy cập nhanh chóng: Dễ dàng tìm kiếm và truy xuất thông tin gần như tức thời.
Về xử lí:
- Tốc độ cực cao: Máy tính có thể thực hiện hàng tỉ đến hàng triệu tỉ phép tính mỗi giây, giải quyết các bài toán phức tạp như dự báo thời tiết.
- Độ chính xác tuyệt đối: Máy tính thực hiện các lệnh một cách chính xác, không sai sót do mệt mỏi hay nhầm lẫn.
- Hoạt động liên tục: Có thể làm việc 24/7 trong thời gian dài mà không suy giảm hiệu suất.
Về truyền thông:
- Tốc độ cao và tức thời: Thông tin được truyền đi khắp thế giới chỉ trong vài giây qua Internet.
- Độ tin cậy cao: Đảm bảo thông tin đến đúng nơi và toàn vẹn.

Luyện tập

1. Từ dữ liệu điểm các môn học của một học sinh, có thể rút ra những thông tin gì? Mô tả sơ bộ quá trình xử lí để rút ra một thông tin trong số đó.

Từ dữ liệu điểm các môn học của học sinh, chúng ta có thể rút ra nhiều thông tin hữu ích, ví dụ:
Thông tin 1: Xếp loại học lực của học sinh (Tốt, Khá, Đạt, Chưa đạt).
Quá trình xử lí:
Tiếp nhận dữ liệu: Bảng điểm chi tiết các môn học của học sinh.
Xử lí: Phần mềm sẽ tính điểm trung bình môn, điểm trung bình cả năm. Sau đó, áp dụng các quy tắc xếp loại (ví dụ: theo Thông tư 22/2021/TT-BGDĐT, để đạt loại Tốt cần có điểm trung bình từ 8.0 trở lên, và thỏa mãn các điều kiện khác về môn học…).
Đưa ra kết quả: “Học lực: Tốt”.
Thông tin 2: Phổ điểm của một lớp/trường.
Quá trình xử lí:
Tiếp nhận dữ liệu: Điểm thi của tất cả học sinh.
Xử lí: Thống kê số lượng học sinh đạt được mỗi mức điểm (ví dụ: bao nhiêu em được 10, bao nhiêu em được 9,…).
Đưa ra kết quả: Một biểu đồ hình cột (phổ điểm) cho thấy sự phân bố điểm số, từ đó đánh giá được độ khó của đề thi và chất lượng học tập chung.

2. Hình 1.3 là danh sách các tệp ảnh trên thẻ nhớ. Hãy tính toán ước lượng một thẻ nhớ 16 GB có thể chứa được tối đa bao nhiêu ảnh nếu tính theo độ lớn trung bình của các ảnh này?

[Vị trí chèn Hình 1.3: Danh sách một số tệp ảnh]
[Từ khóa tìm kiếm: “danh sách file explorer”, “file list windows”, “file properties details view”]
Để ước lượng, ta thực hiện các bước sau:
Tính độ lớn trung bình của một ảnh:
Các ảnh có dung lượng: 10.144 KB, 9.888 KB, 10.016 KB, 9.440 KB.
Tổng dung lượng: 10.144 + 9.888 + 10.016 + 9.440 = 39.488 KB.
Dung lượng trung bình: 39.488 / 4 = 9.872 KB/ảnh.
Đổi dung lượng thẻ nhớ ra KB:
Dung lượng thẻ: 16 GB
16 GB = 16 * 1024 MB = 16 * 1024 * 1024 KB = 16.777.216 KB.
Tính số ảnh tối đa có thể lưu trữ:
Số ảnh = Tổng dung lượng thẻ / Dung lượng trung bình một ảnh
Số ảnh = 16.777.216 / 9.872 ≈ 1700 ảnh.
Vậy, một thẻ nhớ 16 GB có thể chứa được khoảng 1.700 tấm ảnh với chất lượng tương tự.

Vận dụng

1. Thẻ Căn cước công dân (CCCD) gắn chip có thông tin được in trực tiếp trên thẻ, đồng thời được mã hoá trong mã QR và lưu trong chip nhớ. Theo em, điều đó có lợi gì?

Việc tích hợp thông tin theo nhiều cách trên thẻ CCCD gắn chip mang lại rất nhiều lợi ích:

Tăng cường bảo mật và chống làm giả: Việc có nhiều lớp mã hóa (QR, chip) khiến thẻ rất khó bị làm giả so với các loại giấy tờ truyền thống.
Tiện lợi và nhanh chóng: Thay vì phải nhập tay thông tin, các cơ quan, tổ chức có thể dùng thiết bị chuyên dụng (máy đọc QR, máy đọc chip) để lấy thông tin tự động, đảm bảo tốc độ và sự chính xác tuyệt đối.
Tích hợp đa dụng (All-in-one): Thẻ CCCD có thể được dùng để kết nối và xác thực thông tin với nhiều hệ thống khác nhau của chính phủ, giúp người dân:
Truy cập hồ sơ bảo hiểm y tế khi đi khám chữa bệnh.
Làm thủ tục bảo hiểm xã hội, nhận lương hưu.
Thực hiện các dịch vụ công trực tuyến như khai báo lưu trú, khai thuế, đổi bằng lái xe.
Sử dụng như một dạng chữ ký số của công dân để thực hiện các giao dịch điện tử.
Hội nhập quốc tế: Thẻ có chứa mã MRZ (Machine-Readable Zone) giống như trên hộ chiếu, giúp đẩy nhanh quá trình làm thủ tục tại các cửa khẩu, sân bay.

2. Hãy tìm hiểu và mô tả vai trò của thiết bị số trong việc làm thay đổi cơ bản việc chụp ảnh.

Thiết bị số, cụ thể là máy ảnh kỹ thuật số và điện thoại thông minh, đã tạo ra một cuộc cách mạng và làm thay đổi hoàn toàn ngành nhiếp ảnh so với thời kỳ máy ảnh phim (máy ảnh cơ):

Tiêu chí	Máy ảnh phim (Cơ)	Máy ảnh số (Kỹ thuật số)
Lưu trữ	Phim giới hạn số kiểu (24-36 kiểu), chi phí cao, bảo quản khó khăn.	Thẻ nhớ lưu hàng nghìn ảnh, chi phí rẻ, có thể xóa và dùng lại nhiều lần, dễ bảo quản.
Chi phí	Tốn kém cho mỗi cuộn phim và chi phí tráng, rọi ảnh.	Chi phí gần như bằng 0 cho mỗi lần bấm máy. Chỉ tốn chi phí đầu tư ban đầu.
Xem lại ảnh	Phải đợi tráng phim xong mới biết ảnh có đẹp hay không.	Xem lại ảnh ngay lập tức trên màn hình, có thể xóa ảnh hỏng và chụp lại.
Quá trình chụp	Phức tạp, đòi hỏi kiến thức về tốc độ, khẩu độ, ISO. Lấy nét thủ công.	Đơn giản hơn rất nhiều với các chế độ tự động (auto), máy tự tính toán thông số tối ưu, lấy nét tự động.
Chỉnh sửa	Rất khó khăn, cần kỹ thuật phòng tối chuyên nghiệp.	Dễ dàng chỉnh sửa màu sắc, ánh sáng… bằng phần mềm trên máy tính hoặc ngay trên điện thoại.
Chia sẻ	Phải in ảnh ra giấy để chia sẻ.	Có thể chia sẻ ngay lập tức lên mạng xã hội, email chỉ trong vài giây.

Nói tóm lại, thiết bị số đã “dân chủ hóa” nhiếp ảnh, biến nó từ một thú chơi tốn kém, phức tạp thành một hoạt động phổ biến, dễ tiếp cận và tức thời cho tất cả mọi người.