Bài giảng kỹ thuật lập trình biểu diễn dữ liệu trong máy tính

NHẬP MƠN LẬP TRÌNH Lecturer: Phan Hồ Duy Phương Mekong University Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University Nội dung Giới thiệu Biểu diễn liệu máy tính Ngơn ngữ lập trình C# Lập trình hàm Mảng Thuật tốn Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 2 Biểu diễn liệu máy tính o Các hệ đếm o Lưu trữ liệu o Dữ liệu mở rộng Nhập Môn Lập Trình – Mekong University Biểu diễn liệu máy tính o Các hệ đếm o Lưu trữ liệu o Dữ liệu mở rộng Nhập Môn Lập Trình – Mekong University Các hệ đếm o Biểu diễn thơng tin máy tính 10101010001010101 00101010101010101 00010111001010101 01010101010101010 10101001010101010 10101010101010101 Tại phải lưu trữ thế? Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University Các hệ đếm o Đơn vị sở Hệ thống máy tính cấu thành hàng ngàn mạch điện dạng tắt/mở •Ở mức đơn giản nhất, máy tính sử dụng mạch điện tắt/mở để biểu diễn thông tin, mạch điện biểu diễn trạng thái •Ở mức kế tiếp, máy tính sử dụng đến mạch điện tắt/mở để biểu diễn thông tin, mạch biểu diễn trạng thái Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University Các hệ đếm o Ở mức tổng quát, máy tính sử dụng n mạch điện tắt/mở để biểu diễn thông tin, n mạch biểu diễn 2n trạng thái o Bit đơn vị lưu trữ sở máy tính, bit có giá trị: tắt/mở, đúng/sai, 0/1, true/false o Máy tính sử dụng n bit để biểu diễn liệu Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University Các hệ đếm oVD: Cần mạch điện tắt/mở để biểu diễn điểm học sinh (chú ý điểm số nguyên {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}) ? ? Có 11 trạng thái điểm Cần tối thiểu: 24 = 16 trạng thái Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University Các hệ đếm oHệ đếm thông dụng ngày nay: Hệ đếm số thập phân, số 10 oNguồn góc từ cấu sinh học người, đếm 10 ngón tay  oDùng 10 ký tự để biểu đạt 10 giá trị riêng biệt (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9) oTuy nhiên: Máy tính khơng sử dụng hệ thập phân để làm sở biểu diễn thơng tin Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University Các hệ đếm oHệ đếm nhị phân: oĐược nhà toán học cổ người Ấn Độ Pingala phác thảo từ kỷ thứ trước Công Nguyên oHệ đếm dùng hai ký tự để biểu đạt giá trị số Hai ký tự oTương ứng với trạng thái dịng điện Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 10 Biểu diễn liệu máy tính o Các hệ đếm o Lưu trữ liệu o Dữ liệu mở rộng Nhập Môn Lập Trình – Mekong University 12 Lưu trữ liệu o Dữ liệu số o Dữ liệu ký tự o Dữ liệu mở rộng Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 13 Lưu trữ liệu o Dữ liệu số o Dữ liệu ký tự Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 14 Lưu trữ liệu oDữ liệu số oLà dạng thơng tin sở máy tính oSố máy tính lưu trữ dạng mã nhị phân (hệ 2) Nó dãy bit lưu trữ lại giá trị số oVD: số bit có giá trị 13 lưu trữ dạng mã nhị phân 1101, số bit có giá trị 13 lưu trữ 001101 Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 15 Lưu trữ liệu oLưu trữ nhị phân tốn phức tạp oNhưng áp dụng biểu diễn lưu trữ hệ 10 máy tính khó khăn việc xử lí tính tốn oVD: 13 + = ? oCon người => Dễ dàng oMáy tính => Khó khăn việc xử lý tính tốn Lưu trữ dạng số Thập lục phân (16) Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 16 Lưu trữ liệu o Dữ liệu số o Dữ liệu ký tự o Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 17 Lưu trữ liệu Dữ liệu ký tự oBảng mã ASCII (American Standard Code for Information Interchange) oLà chuẩn qui định chuyển đổi ký tự số oGồm 265 ký tự, có mã từ đến 255 oSử dụng ô nhớ (1 byte) để lưu trữ Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 18 7Ah 5Ah 61h 30h 62h 31h 41h 42h 39h  0100 0110 0011 00111001 01011010 01111010 0001 0000 0002 Lưu trữ liệu Mã ASCII Ký tự Mã ASCII Ký tự … … 61h  0110 0001 a 30h  00110000 ‘0’ 62h  0110 0002 b 31h  00110001 ‘1’ … … … … 7Ah  01111010 z 39h  00111001 ‘9’ … … … … 41h  0100 0001 A 42h  0100 0002 B … … 5Ah  01011010 Z … … Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 19 Lưu trữ liệu Dữ liệu ký tự oBảng mã Unicode: oLà bảng mã mở rộng ASCII oCó 65536 (216) ký tự oMỗi ký tự số nguyên khơng dấu 16 bit (2 byte) Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 20 Biểu diễn liệu máy tính o Các hệ đếm o Lưu trữ liệu o Dữ liệu mở rộng Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 21 Dữ liệu mở rộng oHình ảnh oHình ảnh tập hợp (ma trận) điểm ảnh (pixel) oMỗi điểm ảnh có màu, màu giá trị nguyên không dấu oVD: Xét ảnh hệ màu RGB 24 bit, điểm ảnh có 224 màu khác nhau, màu điểm ảnh cần ô nhớ byte oẢnh 2000 x 2000 pixel => tổng số pixcel cần lưu triệu Số lượng byte cần đề lưu triệu x byte => dung giải thuật nén ảnh để tiết kiệm nhớ Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 22 Dữ liệu mở rộng oHình ảnh Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 23 Dữ liệu mở rộng oVideo oVideo tập hợp (dãy) ảnh liên tiếp oVD: Video lưu trữ theo định dạng 24 fps (frame per second) – 24 hình/giây oẢnh 2000 x 2000 pixel => tổng số pixcel cần lưu triệu Số lượng byte cần đề lưu triệu x byte => dung giải thuật nén ảnh để tiết kiệm nhớ Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 24 Dữ liệu mở rộng oÂm oMáy tính lưu trữ âm cách lưu trữ tầng số âm giây oMỗi tầng số số ngun khơng dấu Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 25 Bài tập Tại sử dụng hệ đếm có số cho máy tính? Máy tính lưu trữ liệu số ký tự nào? Tất các thơng tin số hóa lưu trữ vào máy tính nào? Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University 26