slike bài giảng kỹ thuật vi xử lý - dư thanh bình chương 2 biểu diễn thông tin trong máy tính

KỸ THUẬT VI XỬ LÝ Microprocessors Dư Thanh Bình Bộ môn KTMT - Khoa CNTT Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Copyright (c) 1/2007 by DTB 2 Lưu ý của tác giả  Không được tự ý sao chép hay quảng bá bài giảng này nếu chưa được sự đồng ý của tác giả.  Địa chỉ liên hệ của tác giả: Dư Thanh Bình Bộ môn Kỹ thuật Máy tính Khoa Công nghệ Thông tin Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tel: 8696125 – Mobile: 0979859568 Email: binhdt.ktmt@gmail.com binhdt@it-hut.edu.vn Copyright (c) 1/2007 by DTB 3 Nội dung của môn học  Chương 1: Máy tính và hệ vi xử lý  Chương 2: Biểu diễn thông tin trong máy tính  Chương 3: Bộ vi xử lý Intel 8088  Chương 4: Lập trình hợp ngữ với 8088  Chương 5: Nối ghép 8088 với bộ nhớ  Chương 6: Nối ghép 8088 với hệ thống vào-ra Copyright (c) 1/2007 by DTB 4 Kỹ thuật Vi xử lý Chương 2 BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH Nguyễn Phú Bình Bộ môn Kỹ thuật Máy tính, Khoa Công nghệ Thông tin Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Copyright (c) 1/2007 by DTB 5 Nội dung chương 2 2.1. Các hệ đếm cơ bản 2.2. Biểu diễn số nguyên 2.3. Biểu diễn số thực 2.4. Biểu diễn kí tự Copyright (c) 1/2007 by DTB 6 2.1. Các hệ đếm cơ bản 1. Hệ thập phân (Decimal System) 2. Hệ nhị phân (Binary System) 3. Hệ mười sáu (Hexadecimal System) Copyright (c) 1/2007 by DTB 7 1. Hệ thập phân  Sử dụng 10 chữ số: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 để biểu diễn số  Dùng n chữ số thập phân có thể biểu diễn được 10 n giá trị khác nhau: 00 000 = 0 99 999 = 10 n -1  Giả sử một số A được biểu diễn dưới dạng: A = a n a n-1 … a 1 a 0 . a -1 a -2 … a -m → Giá trị của A được hiểu như sau: ∑ −= − − − − − − = +++++++= n mi i i m m n n n n aA aaaaaaA 10 10 101010 1010 1 1 0 0 1 1 1 1 Copyright (c) 1/2007 by DTB 8 Ví dụ  Số thập phân 472.38 có giá trị được hiểu như sau: 472.38 = 4 x 10 2 + 7 x 10 1 + 2 x 10 0 + 3 x 10 -1 + 8 x 10 -2 Copyright (c) 1/2007 by DTB 9 Mở rộng cho hệ cơ số r (r>1)  Sử dụng r chữ số có giá trị riêng từ 0 đến r-1 để biểu diễn số  Giả sử có số A được biểu diễn bằng các chữ số của hệ đếm theo cơ số r như sau: A = a n a n-1 … a 1 a 0 . a -1 a -2 … a -m  Giá trị của A là:  Một chuỗi n chữ số của hệ đếm cơ số r sẽ biểu diễn được r n giá trị khác nhau. ∑ −= − − − − − − − − = ++++++++= n mi i i m m n n n n raA rararararararaA 2 2 1 1 0 0 1 1 1 1 Copyright (c) 1/2007 by DTB 10 2. Hệ nhị phân  Sử dụng 2 chữ số: 0,1  Chữ số nhị phân gọi là bit (binary digit)  Bit là đơn vị thông tin nhỏ nhất  Dùng n bit có thể biểu diễn được 2 n giá trị khác nhau: 00 000 = 0 11 111 = 2 n -1  Giả sử có số A được biểu diễn theo hệ nhị phân như sau: A = a n a n-1 … a 1 a 0 . a -1 a -2 … a -m  Với a i là các chữ số nhị phân, khi đó giá trị của A là: ∑ −= − − − − − − − − = ++++++++= n mi i i m m n n n n aA aaaaaaaA 2 2 2222 22 2 2 1 1 0 0 1 1 1 1 [...]... Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 23 2 Số nguyên có dấu  Dùng n bit biểu diễn số nguyên có dấu A: an-1an -2 a2a1a0  Với số dư ng:  Bit an-1 = 0  Các bit còn lại biểu diễn độ lớn của số dư ng đó  Dạng tổng quát của số dư ng: 0an -2 a2a1a0  Giá trị của số dư ng: n 2 A = ∑ ai 2i i =0  Dải biểu diễn của số dư ng: [0, 2n- 1-1 ] Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 24 Số nguyên có dấu (tiếp)  Với số âm:  Được biểu diễn bằng... A = 45 = 32 + 8 + 4 + 1 = 25 + 23 + 22 + 20 → A = 0010 1101 B = 156 = 128 + 16 + 8 + 4 = 27 + 24 + 23 + 22 → B = 1001 1100 Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 21 Các ví dụ (tiếp)  Ví dụ 2 Cho các số nguyên không dấu X, Y được biểu diễn bằng 8 bit như sau: X = 0010 1011 Y = 1001 0110 Giải: X = 0010 1011 = 25 + 23 + 21 + 20 = 32 + 8 + 2 + 1 = 43 Y = 1001 0110 = 27 + 24 + 22 + 21 = 128 + 16 + 4 + 2 = 150 Copyright... phân: 12 tức là C 8 10 tức là A 3 3A8C → ? 3A8C (16) = 3 x 163 + 10 x 1 62 + 8 x 161 + 12 x 160 = 122 88 + 25 60 + 128 + Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 12 = 14988(10) 16 Cộng trừ số Hexa Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 17 Nội dung chương 2 2.1 Các hệ đếm cơ bản 2. 2 Biểu diễn số nguyên 2. 3 Biểu diễn số thực 2. 4 Biểu diễn kí tự Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 18 2. 2 Biểu diễn số nguyên 1 Số nguyên không dấu 2 Số nguyên... −1 n − 2 i như sau: A = − an −1 2 + ∑ ai 2 i =0  Dải biểu diễn: [ -2 n-1, 2n- 1-1 ] Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 26 Các ví dụ  Ví dụ 1 Biểu diễn các số nguyên có dấu sau đây bằng 8 bit A = +50 B = -7 0 Giải: A = +50 = 32 + 16 + 2 = 25 + 24 + 21 → A = 0011 0010 B = -7 0 Ta có: +70 = 64 + 4 + 2 = 26 + 22 + 21 +70 = 0100 0110 Số bù 1 = 1011 1001 + 1 Số bù 2 = 1011 1010 → B = 1011 1010 Copyright (c) 1 /20 07 by... của số dư ng tương ứng  Tìm số bù hai của số nhị phân: đảo bit rồi cộng 1  ⇒ Bit an-1 = 1  Dạng tổng quát của số âm: 1an -2 a2a1a0  Giá trị của số âm: n 2 A = 2 n −1 + ∑ ai 2i i =0  Dải biểu diễn của số âm: [ -2 n-1, -1 ]  Dải biểu diễn của số nguyên có dấu n bit là [ -2 n-1, 2n- 1-1 ] Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 25 Số nguyên có dấu (tiếp)  Dạng tổng quát của số nguyên có dấu A: an-1an -2 a2a1a0 ... có dấu 3 Biểu diễn số nguyên theo mã BCD Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 19 1 Số nguyên không dấu  Dạng tổng quát: giả sử dùng n bit để biểu diễn cho một số nguyên không dấu A: an-1an -2 a3a2a1a0  Giá trị của A được tính như sau: A = an −1 2 n −1 + an − 2 2 n − 2 + + a1 21 + a0 20 n −1 A = ∑ ai 2i i =0  Dải biểu diễn của A: từ 0 đến 2n-1 Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 20 Các ví dụ  Ví dụ 1 Biểu diễn các... 2, xác định các phần dư, rồi vi t các số dư theo chiều ngược lại  Ví dụ: chuyển đổi 105(10) sang hệ nhị phân ta làm như sau: 105 : 2 = 52 dư 52 : 2 = 26 dư 26 : 2 = 13 dư 13 : 2 = 6 dư 6 :2 = 3 dư 3 :2 = 1 dư 1 :2 = 0 dư Như vậy, ta có: 105(10) = 1 0 0 1 0 1 1 1101001 (2) Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 13 Đổi từ thập phân sang nhị phân (tiếp)  Chuyển đổi phần nguyên (tiếp):  Cách 2: phân tích số đó thành... 1011 1010 → B = 1011 1010 Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 27 Các ví dụ (tiếp)  Ví dụ 2 Xác định giá trị của các số nguyên có dấu 8 bit sau đây: A = 0101 0110 B = 1101 0010 Giải: A = 26 + 24 + 22 + 21 = 64 + 16 + 4 + 2 = +86 B = -2 7 + 26 + 24 + 21 = -1 28 + 64 + 16 + 2 = -4 6 Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 28 Hiện tượng tràn số học (overflow)  Khi cộng 2 số nguyên có cùng dấu, nếu kết quả có dấu ngược lại... 1101001.1011 (2) = 26 + 25 + 23 + 20 + 2- 1 + 2- 3 + 2- 4 = 64 + 32 + 8 + 1 + 0.5 + 0. 125 + 0.0 625 = 105.6875 (10) Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 11 Đổi từ nhị phân sang thập phân  Áp dụng công thức tính giá trị của một số nhị phân Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 12 Đổi từ thập phân sang nhị phân  Thực hiện chuyển đổi phần nguyên và phần lẻ riêng  Chuyển đổi phần nguyên:  Cách 1: chia dần số đó cho 2, xác định... (c) 1 /20 07 by DTB 33 Các kiểu lưu trữ số BCD  BCD dạng nén (Packed BCD): Hai số BCD được lưu trữ trong 1 Byte  Ví dụ số 52 được lưu trữ như sau:  BCD dạng không nén (Unpacked BCD): Mỗi số BCD được lưu trữ trong 4 bit thấp của mỗi Byte  Ví dụ số 52 được lưu trữ như sau: Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 34 Nội dung chương 2 2.1 Các hệ đếm cơ bản 2. 2 Biểu diễn số nguyên 2. 3 Biểu diễn số thực 2. 4 Biểu diễn . binhdt.ktmt@gmail.com binhdt@it-hut.edu.vn Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 3 Nội dung của môn học  Chương 1: Máy tính và hệ vi xử lý  Chương 2: Biểu diễn thông tin trong máy tính  Chương 3: Bộ vi xử lý Intel 8088  Chương. là: ∑ −= − − − − − − − − = ++++++++= n mi i i m m n n n n aA aaaaaaaA 2 2 22 22 22 2 2 1 1 0 0 1 1 1 1 Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 11 Ví dụ  Số nhị phân 1101001.1011 có giá trị được xác định như sau: 1101001.1011 (2) = 2 6 + 2 5 + 2 3 + 2 0 + 2 -1 + 2 -3 . 8088  Chương 5: Nối ghép 8088 với bộ nhớ  Chương 6: Nối ghép 8088 với hệ thống vào-ra Copyright (c) 1 /20 07 by DTB 4 Kỹ thuật Vi xử lý Chương 2 BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG MÁY TÍNH Nguyễn Phú Bình Bộ