THDC - Bai I.02 pdf

1 1 TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG PHẦN 1: TIN HỌC CĂN BẢN PHẦN 1: TIN HỌC CĂN BẢN Chương 02: Biểu diễn dữ liệu trong máy tính Chương 02: Biểu diễn dữ liệu trong máy tính KHOA KHOA C¤NG NGHÖ C¤NG NGHÖ TH¤NG TIN TH¤NG TIN FACULTY OF FACULTY OF INFORMATION TECHNOLOGY INFORMATION TECHNOLOGY 2 2   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Chương 02: Chương 02: Biểu diễn dữ liệu trong máy tính Biểu diễn dữ liệu trong máy tính 2.1. Biểu diễn dữ liệu trong máy tính, 2.1. Biểu diễn dữ liệu trong máy tính, đơn vị thông tin đơn vị thông tin 2.2. 2.2. Biểu diễn số trong các hệ đếm Biểu diễn số trong các hệ đếm 2.3. Biểu diễn số nguyên 2.3. Biểu diễn số nguyên 2.4. Tính toán số học với số nguyên 2.4. Tính toán số học với số nguyên 2.5. Tính toán logic với số nhị phân 2.5. Tính toán logic với số nhị phân 2.6. Biểu diễn ký tự 2.6. Biểu diễn ký tự 2.7. Biểu diễn số thực 2.7. Biểu diễn số thực 3 3   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Chương 02: Chương 02: Biểu diễn dữ liệu trong máy tính Biểu diễn dữ liệu trong máy tính 2.1. Biểu diễn dữ liệu trong máy tính, 2.1. Biểu diễn dữ liệu trong máy tính, đơn vị thông tin đơn vị thông tin 2.2. 2.2. Biểu diễn số trong các hệ đếm Biểu diễn số trong các hệ đếm 2.3. Biểu diễn số nguyên 2.3. Biểu diễn số nguyên 2.4. Tính toán số học với số nguyên 2.4. Tính toán số học với số nguyên 2.5. Tính toán logic với số nhị phân 2.5. Tính toán logic với số nhị phân 2.6. Biểu diễn ký tự 2.6. Biểu diễn ký tự 2.7. Biểu diễn số thực 2.7. Biểu diễn số thực 4 4   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 2.1.1. Mã hóa dữ liệu cho máy tính 2.1.1. Mã hóa dữ liệu cho máy tính Mọi dữ liệu khi đưa vào máy tính đều phải được mã hóa thành số nhị phân Mọi dữ liệu khi đưa vào máy tính đều phải được mã hóa thành số nhị phân Các loại dữ liệu: Các loại dữ liệu:  Dữ liệu nhân tạo: Do con người quy ước Dữ liệu nhân tạo: Do con người quy ước  Dữ liệu tự nhiên: Dữ liệu tự nhiên: Tồn tại khách quan với con người. Tồn tại khách quan với con người. Phổ biến là các tín hiệu vật lý như âm thanh, hình Phổ biến là các tín hiệu vật lý như âm thanh, hình ảnh,… ảnh,… 5 5   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyên tắc mã hóa dữ liệu Nguyên tắc mã hóa dữ liệu Mã hóa dữ liệu nhân tạo: Mã hóa dữ liệu nhân tạo:  Dữ liệu số: Mã hóa theo các chuẩn quy ước Dữ liệu số: Mã hóa theo các chuẩn quy ước  Dữ liệu ký tự: Mã hóa theo bộ mã ký tự Dữ liệu ký tự: Mã hóa theo bộ mã ký tự Mã hóa dữ liệu tự nhiên: Mã hóa dữ liệu tự nhiên:  Các dữ liệu cần phải số hóa trước khi đưa vào máy Các dữ liệu cần phải số hóa trước khi đưa vào máy tính tính  Theo sơ đồ mã hóa và tái tạo tín hiệu vật lý Theo sơ đồ mã hóa và tái tạo tín hiệu vật lý 6 6   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Sơ đồ mã hóa và tái tạo tín hiệu vật lý Sơ đồ mã hóa và tái tạo tín hiệu vật lý 7 7   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 2.1.2. Dữ liệu trong máy tính 2.1.2. Dữ liệu trong máy tính Có 2 loại dữ liệu trong máy tính: Có 2 loại dữ liệu trong máy tính:  Dữ liệu cơ bản Dữ liệu cơ bản  Dữ liệu có cấu trúc Dữ liệu có cấu trúc 8 8   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT a. Dữ liệu cơ bản a. Dữ liệu cơ bản Dữ liệu số nguyên: Dữ liệu số nguyên:  Số nguyên không dấu: Biểu diễn theo mã nhị phân Số nguyên không dấu: Biểu diễn theo mã nhị phân thông thường. thông thường.  Số nguyên có dấu: Biểu diễn dưới dạng mã bù hai. Số nguyên có dấu: Biểu diễn dưới dạng mã bù hai. Dữ liệu số thực: Được biểu diễn bằng số dấu chấm động. Dữ liệu số thực: Được biểu diễn bằng số dấu chấm động. Dữ liệu ký tự: Được biểu diễn bằng mã ký tự dựa trên các bộ mã ký tự. Dữ liệu ký tự: Được biểu diễn bằng mã ký tự dựa trên các bộ mã ký tự. 9 9   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT b. Dữ liệu có cấu trúc b. Dữ liệu có cấu trúc Là tập hợp các loại dữ liệu cơ bản được cấu thành theo một cách nào đó. Là tập hợp các loại dữ liệu cơ bản được cấu thành theo một cách nào đó. Ví dụ: kiểu dữ liệu mảng, xâu ký tự, tập hợp, bản ghi,… Ví dụ: kiểu dữ liệu mảng, xâu ký tự, tập hợp, bản ghi,… 10 10   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 2.1.3. Đơn vị đo thông tin 2.1.3. Đơn vị đo thông tin Bit (BInary digiT): Là đơn vị thông tin nhỏ nhất, nhận 1 trong 2 giá trị nhị phân là 0 Bit (BInary digiT): Là đơn vị thông tin nhỏ nhất, nhận 1 trong 2 giá trị nhị phân là 0 hoặc 1 hoặc 1 Byte: Chuỗi 8 bit Byte: Chuỗi 8 bit Kilobyte (KB), 1KB = 2 Kilobyte (KB), 1KB = 2 10 10 Byte = 1024 Byte Byte = 1024 Byte Megabyte (MB), 1MB = 2 Megabyte (MB), 1MB = 2 10 10 KB = 2 KB = 2 20 20 Byte Byte = 1,048,576 Byte = 1,048,576 Byte Gigabyte (GB), 1GB = 2 Gigabyte (GB), 1GB = 2 10 10 MB = 2 MB = 2 30 30 Byte Byte Terabyte (TB), 1TB = 2 Terabyte (TB), 1TB = 2 10 10 GB = 2 GB = 2 40 40 Byte Byte Petabyte (PB), 1PB = 2 Petabyte (PB), 1PB = 2 10 10 TB = 2 TB = 2 50 50 Byte Byte Exabyte (EB), 1EB = 2 Exabyte (EB), 1EB = 2 10 10 PB = 2 PB = 2 60 60 Byte Byte [...]... x 102 + 5 x 101 + 4 x 100 + 6 x 1 0-1 + 8 x 1 0-2 ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 16 2.2.2 Hệ đếm cơ số b Hệ đếm cơ số b (với b ≥ 2,nguyên) mang tính chất sau :   Có b ký tự để thể hiện giá trị số Ký số nhỏ nhất là 0 và lớn nhất là b-1 Số N(b) trong hệ đếm cơ số b) được biểu diễn bởi: N(b):  anan-1an-2…a1a0.a-1a-2…a-m Giá trị ở hệ 10: ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 17 2.2.3 Hệ đếm nhị phân (Binary... theo hệ nhị phân như sau: A: an an-1 … a1 a0 a-1 a-2 … a-m Với ai là các chữ số trong hệ bát phân, khi đó giá trị của A là: ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 22 2.2.4 Hệ đếm bát phân (tiếp) VD: 235.64 (8) có giá trị như sau 235 64 (8) 2 1 0 -1 -2 = 2x8 + 3x8 + 5x8 + 6x8 + 4x8 = 157 8125(10) ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 23 2.2.5 Hệ đếm thập lục phân hệ 16 (Hexa-decimal system, b=16) Sử dụng 16... (trong hệ thập phân) 11 111 = 2n - 1 (trong hệ thập phân) VD: Dùng 3 chữ số thì biểu diễn được các số từ 0 đến 7 (trong hệ thập phân) ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 18 2.2.3 Hệ đếm nhị phân (tiếp) Giả sử có số A được biểu diễn theo hệ nhị phân như sau: A: an an-1 … a1 a0 a-1 a-2 … a-m Với ai là các chữ số nhị phân, khi đó giá trị của A là: ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 19 2.2.3 Hệ đếm nhị phân... 9 n Dùng n chữ số thập phân có thể biểu diễn được 10 giá trị khác nhau: 00 000 = 0 99 999 = 10n - 1 ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 14 2.2.1 Hệ đếm thập phân (tiếp) Giả sử một số A được biểu diễn dưới dạng: A: an an-1 … a1 a0 a-1 a-2 … a-m → Giá trị của A được hiểu như sau: ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 15 2.2.1 Hệ đếm thập phân (tiếp) Ví dụ: Số 5246 có giá trị được tính như sau: 3 2 1 0 5246(10):... 1101001.1011(2) = 26 + 25 + 23 + 20 + 2-1 + 2-3 + 2-4 = 64 + 32 + 8 + 1 + 0.5 + 0.125 + 0.0625 = 105.6875(10) ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 20 2.2.4 Hệ đếm bát phân (Octal system, b=8) Sử dụng các chữ số: 0,1,2,3,4,5,6,7 n Dùng n bit có thể biểu diễn được 8 giá trị khác nhau: 00 000 = 0 (trong hệ thập phân) 77 777 = 8n -1 (trong hệ thập phân) ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 21 2.2.4 Hệ đếm bát phân (tiếp)... trị số tương ứng (trong hệ 10) là: 10, 11, 12, 13, 14, 15 ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 24 2.2.5 Hệ đếm thập lục phân (tiếp) Giả sử có số A được biểu diễn theo hệ nhị phân như sau: A = an an-1 … a1 a0 a-1 a-2 … a-m Với ai là các chữ số trong hệ thập lục phân, khi đó giá trị của A là: ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 25 2.2.5 Hệ đếm thập lục phân (tiếp) Ví dụ: 34F5C(16) có giá trị như sau: 34F5C(16)... thu được số đạt được sai số mong muốn) Bước n: Nếu yn-1 khác 0, nhân 0.yn-1 với b, ta được xn.0 Kết quả ta được số sau khi chuyển đổi là: x1x2…xn ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 30 2.2.6 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b (tiếp) Ví dụ: Cách chuyển phần thập phân của số 12.6875 (10) sang hệ nhị phân: ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 31 2.2.6 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ... bước thứ n, khi ta được Tn =0 hoặc thu được số đạt được sai số mong muốn)  Bước n: Nếu T n-1 khác 0, lấy Tn-1 chia cho b, ta được thương số là Tn =0, số dư là dn  Kết quả ta được số N (b) là số tạo bởi các số dư (được viết theo thứ tự ngược lại) trong các bước trên  N(b) = dndn-1…d1 ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 28 2.2.6 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b (tiếp)  Ví dụ: Cách chuyển... 1100.1011 (2) 69.25(10) = ?(2) ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 32 2.2.6 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b (tiếp) Cách 2:    Phân tích số đó thành tổng các lũy thừa của 2, sau đó dựa vào các số mũ để xác định dạng biểu diễn nhị phân  Nhanh hơn Ví dụ: 69.25(10) = 64 + 4 + 1+ ¼ = 26 + 22 + 20 + 2-2 = 1000101.01 ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 33 Một số ví dụ Nhị phân → Hexa: 11 1011 1110... Thu Trang, SE-FIT-HUT 26 2.2.6 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b Trường hợp tổng quát, một số N trong hệ thập phân (N(10)) gồm phần nguyên và phần thập phân Chuyển 1 số từ hệ thập phân sang 1 số ở hệ cơ số b bất kỳ gồm 2 bước:   Đổi phần nguyên (của số đó) từ hệ thập phân sang hệ b Đổi phần thập phân (của số đó) từ hệ thập phân sang hệ cơ số b ©Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT 27 2.2.6 . Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Chương 02: Chương 02: Biểu diễn dữ liệu trong máy tính Biểu diễn dữ liệu trong máy tính 2.1. Biểu diễn dữ liệu trong máy tính, 2.1. Biểu diễn. logic v i số nhị phân 2.6. Biểu diễn ký tự 2.6. Biểu diễn ký tự 2.7. Biểu diễn số thực 2.7. Biểu diễn số thực 3 3   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Chương 02: . TH¤NG TIN TH¤NG TIN FACULTY OF FACULTY OF INFORMATION TECHNOLOGY INFORMATION TECHNOLOGY 2 2   Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Nguyễn Thị Thu Trang, SE-FIT-HUT Chương 02: Chương 02: Biểu diễn