NHẬP MÔN TIN HỌC Chương 4 BIỂU DIỄN DỮ LIỆU

NHẬP MÔN TIN HỌC Chương BIỂU DIỄN DỮ LIỆU Tài liệu tham khảo J Glenn Brookshear, Computer Science: An Overview, Pearson, 2015  N Dell, J Lewis, Computer Science Illuminated (6th Edition), Jones & Bartlett Learning, 2016  Tập giảng Nhập môn tin học – Ninh Xuân Hương – ĐH Mở Tp HCM  NMTH - Chương Trang 2/C4 Nội dung chương I Khái niệm biểu diễn liệu II Biểu diễn số nguyên III.Biểu diễn số thực IV Biểu diễn ký tự V Dữ liệu âm thanh, hình ảnh NMTH - Chương Trang 3/C4 I Khái niệm biểu diễn liệu Dữ liệu máy tính Hệ đếm theo vị trí Các hệ đếm thơng dụng Chuyển đổi hệ đếm Các phép toán NMTH - Chương Trang 4/C4 Dữ liệu máy tính  Máy tính thiết bị đa phương tiện (multimedia device)  Máy tính lưu trữ, xử lý, hiển thị dạng liệu: Giá trị số (numbers) Văn (text) Hình ảnh (images, graphics) Âm (audio) Hình ảnh động (video) NMTH - Chương Trang 5/C4 Nén liệu (Data Compression)  Mục tiêu: giảm kích thước lưu trữ liệu Tỉ số nén (Compression ratio)  Có hai kỹ thuật chính: Nén khơng liệu (lossless): liệu phục hồi nguyên vẹn từ liệu nén Nén có liệu (lossly): có phần liệu bị nén NMTH - Chương Trang 6/C4 Dữ liệu dạng nhị phân  Máy tính thiết kế để sử dụng liệu dạng nhị phân: Giá thành thấp Độ tin cậy cao  BIT (Binary digiT): chữ số nhị phân NMTH - Chương Trang 7/C4 Hệ đếm theo vị trí  Hệ đếm tập ký hiệu quy tắc nhầm biểu diễn giá trị số NMTH - Chương Trang 8/C4 Hệ đếm theo vị trí Xét ví dụ 642 hệ đếm theo vị trí số 10: x 102 = x 100 = 600 + x 101 = x 10 = 40 + x 10º = 2x1 = = 64210 (642 hệ đếm 10) Hệ đếm số 10 Số mũ thể vị trí chữ số NMTH - Chương Trang 9/C4 Biểu thức tổng quát hệ đếm theo vị trí R số hệ đếm X = dn-1dn-2…d1d0  dn-1 * Rn-1 + dn-2 * Rn-2 + + d1 * R1 + d0 di chữ số vị trí thứ i giá trị X n số chữ số giá trị X 642 =  * 102 +  4 * 10 +  2 NMTH - Chương Trang 10/C4 Các định dạng file âm thông dụng  Dạng không nén (uncompressed) PCM (Pulse Code Modulation) Dạng file wav  Dạng nén liệu (lossy compression) MPEG-1 layer (MP3), Vorbis, lossy Windows Media Audio (WMA)  Dạng nén không liệu (lossless compression) Apple lossless, lossless WMA NMTH - Chương Trang 99/C4 Dữ liệu hình ảnh  Mắt người phân biệt màu sắc dựa tần số ánh sáng tác động võng mạc  Võng mạc có tế bào nhận màu sắc theo ba nhóm chính: Red, Green, Blue  Màu sắc biểu diễn máy tính thường dựa giá trị R,G,B thể thành phần màu NMTH - Chương Trang 100/C4 Ví dụ màu theo RGB NMTH - Chương Trang 101/C4 Biểu diễn màu sắc  Color depth: số lượng liệu dùng để biểu diễn màu Hi Color: 16 bit, True Color: 32 bit  Một chương trình ứng dụng thể số lượng màu hạn chế theo color palette (bảng màu) NMTH - Chương Trang 102/C4 Dữ liệu hình ảnh  Bao gồm tập hợp điểm ảnh (pixel)  Resolution (độ phân giải): số điểm ảnh thể hình ảnh 800x600 1024x800 NMTH - Chương Trang 103/C4 Raster graphic format Dữ liệu hình ảnh lưu dựa thông tin điểm ảnh: raster graphic format  Các định dạng file thông dụng:  BMP (BitMaP), dạng uncompressed GIF (Graphic Interchange Format) dạng lossless data compression PNG (Portable Network Graphics) dạng lossless data compression, thay dạng GIF JPEG (Joint Photographic Experts Group) dạng lossy data compression NMTH - Chương Trang 104/C4 Vector graphic format  Dữ liệu hình ảnh lưu theo dạng hình học (điểm, đường thẳng, đường cong, …) màu sắc: vector graphic format  Hình ảnh dạng vector graphic thay đổi kích thước theo tốn học  Khơng phù hợp cho hình ảnh thực NMTH - Chương Trang 105/C4 Vector graphic format (tt)  Các định dạng file thông dụng swf (Small Web Format/ShockWave Flash) ps (PostScript) wmf (Windows Metafile) pdf (Portable Document Format) NMTH - Chương Trang 106/C4 Dữ liệu hình ảnh động  Hình ảnh động (video) bao gồm hình ảnh liên tục  Thơng số chính: frames per second Phim: 24 frames/sec  Video Codec (COmpressor/DECompressor): phương pháp chuyển hình ảnh động thành liệu máy tính NMTH - Chương Trang 107/C4 Dữ liệu hình ảnh động (tt)  Hầu hết video codec dạng nén liệu (lossless compression)  Có dạng nén Temporal: dựa khác frame liên tục Spatial: dựa liệu có frame (tương tự nén ảnh tĩnh) NMTH - Chương Trang 108/C4 Các định dạng file thông dụng Container format: định dạng file nén theo codec  Các định dạng container thông dụng:  avi (chuẩn Windows) asf (dùng cho WMA, WMV) mov (Quicktime container) Mpeg-2, Mpeg4 (Moving Picture Experts Group) RealMedia (dùng cho Real Video, Real audio) DivX media format NMTH - Chương Trang 109/C4 Bài tập Đổi số thập phân sau sang Hệ 2, Hệ 8, Hệ 16: 187 Đổi số sau sang HỆ NHỊ PHÂN 2108, 6D216 Đổi số sau sang HỆ THẬP PHÂN 101101, 1318, C216 NMTH - Chương Trang 110/C4 Bài tập Xác định giá trị số nguyên có dấu biểu diễn dạng mã bù 2: F = 11101100 Cho n = 8, biểu diễn dạng: Độ lớn có dấu, Mã bù 1, Mã bù 2, Mã N= 127 số nguyên có dấu -97 NMTH - Chương Trang 111/C4 Bài tập Cho n=7, m=8, tìm biểu diễn số dấu chấm tĩnh số thập phân: 85.625 Đổi giá trị thập phân sau sang dạng số single (IEEE 754), trình bày kết dạng hệ 16: -72 Đổi số dạng single sau dạng thập phân: 9E42000H NMTH - Chương Trang 112/C4 Bài tập  Cho biết giá trị ký tự bảng mã ASCII dạng hệ 16 là: Ký tự A B C D E F G H L ASCII hệ 16 41 42 43 44 45 46 47 48 49   J K L M N O P Q R   4A 4B 4C 4D 4E 4F 50 51 52   S T U V W X Y Z space   53 54 55 56 57 58 59 5A 20  Hãy mã hóa thơng điệp: “Khoa CNTT” theo bảng mã ASCII mở rộng (8 bit) dạng hệ 10 NMTH - Chương Trang 113/C4