Bài giảng kiến trúc máy tính chương 2 phan trung kiên

1 KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Chương 2. BIỂU DIỄN DỮ LIỆU TRONG MÁY TÍNH Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 2 Chương 2.BIỂU DIỄN DỮ LIỆU TRONG MÁY TÍNH  Thông tin trong máy tính  Các hệ đếm và các loại mã dùng trong máy tính  Biểu diễn số nguyên  Biểu diễn số thực bằng số dấu phẩy động  Biểu diễn ký tự Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 3 2.1. Thông tin trong máy tính  Phân loại thông tin  Độ dài từ  Thứ tự nhớ Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 4 Phân loại thông tin  Dữ liệu nhân tạo: do con người quy ước  Số nguyên  Số thực  Ký tự  Dữ liệu tự nhiên: tồn tại khách quan với con người  Âm thanh  Hình ảnh  Nhiệt độ… Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 5 Độ dài từ dữ liệu  Là số bit được sử dụng để mã hóa loại dữ liệu tương ứng  Trong thực tế thường là bội của 8 bit: 1, 8, 16, 32, 64 bit … Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 6 Thứ tự nhớ  Thứ tự lưu trữ các byte của từ dữ liệu  Bộ nhớ chính:  Theo byte  Độ dài từ dữ liệu  Một hoặc nhiều byte  Cần phải biết thứ tự lưu trữ các byte của từ dữ liệu trong bộ nhớ chính Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 7 Lưu trữ kiểu đầu nhỏ (little-endian)  Byte có ý nghĩa thấp hơn được lưu tữ trong bộ nhớở địa chỉ nhỏ hơn  Ví dụ: Từ dữ liệu 2 byte: 00001111 10101010  Trong bộ nhớ Byte1 Byte 0 00001111 10101010 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 8 Lưu trữ kiểu đầu to (big-endian)  Byte có ý nghĩa thấp hơn được lưu tữ trong bộ nhớở địa chỉ lớn hơn  Ví dụ: Từ dữ liệu 2 byte: 00001111 10101010  Trong bộ nhớ Byte1 Byte 0 0000111110101010 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 9 Lưu trữ của các bộ xử lý điển hình  Intel 80x86 và các Pentium: Little-endian  Motorola 680x0 và các bộ xử lý RISC: Big-endian  Power PC và Itanium: cả hai (bi-endian) Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 10 2.2. Các hệ đếm và các loại mã dùng trong máy tính  Hệ thập phân  Hệ nhị phân  Hệ bát phân  Hệ thập lục phân [...]... các số 2i  nhanh hơn Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 15 Phương pháp chia dần cho 2  Ví dụ: chuyển đổi 105(10)        105 :2 = 52: 2 = 26 :2 = 13 :2 = 6 :2 = 3 :2 = 1 :2 = 52 26 13 6 3 1 0 dư 1 dư 0 dư 0 dư 1 dư 0 dư 1 dư 1 Kết quả: 105(10) = 1101001 (2) Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 16 Phương pháp phân tích thành tổng của các 2i  Ví dụ 1: chuyển đổi 105(10)  105 = 64 + 32 + 8 + 1 = 26 + 25 + 23 + 20 Kết... 0010 = 24 + 21 = 16 + 2 = 18 N = 1011 1001 = 27 + 25 + 24 + 23 + 20 = 128 + 32 + 16 + 8 + 1 = 185 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 27 Trục số học số nguyên không dấu 8 bit 0 25 5 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 28 Số nguyên có dấu    Dấu và độ lớn Số bù một Số bù hai Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 29 Dấu và độ lớn       Dùng bit MSB làm bit dấu 0: số dương + 1: số âm – Ví dụ: 27 và -27 (8 bit) +27 = 00011011... sau: A = an2n + an-12n-1 + + a 020 Dải biểu diễn của A: từ 0 đến 2n-1 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 25 Ví dụ 1:   Biểu diễn các số nguyên không dấu sau đây bằng 8-bit: A=41 ; B=150 Giải:     A = 41 = 32 + 8 + 1 = 25 + 23 + 20 41 = 0010 1001 B = 150 = 128 + 16 + 4 + 2 = 27 +24 +22 +21 150 = 1001 0110 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 26 Ví dụ 2:  Cho các số nguyên không dấu M, N được biểu diễn bằng 8-bit... = 1. 62 phần nguyên 0. 62 x 2 = 1 .24 phần nguyên 0 .24 x 2 = 0.48 phần nguyên 0.48 x 2 = 0.96 phần nguyên 0.96 x 2 = 1. 92 phần nguyên 0. 92 x 2 = 1.84 phần nguyên 0.84 x 2 = 1.68 phần nguyên = = = = = = = 1 1 0 0 1 1 1 Kết quả: 0.81(10) ~ 0.1100111 (2) Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 19 Chuyển số lẻ thập phân sang nhị phân          Ví dụ 3: chuyển đổi 0 .2( 10) 0 .2 x 2 = 0.4 phần nguyên 0.4 x 2 = 0.8... …… 11…111 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 12 Dạng tổng quát của số nhị phân     Có một số nhị phân A như sau: A = anan-1 a1a0.a-1 a-m Giá trị của A được tính như sau: A = an2n + an-12n-1 + + a 020 + a- 12- 1 + + a-m2-m Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 13 Ví dụ: Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 14 Chuyển đổi từ dạng thập phân sang nhị phân   Phương pháp 1: chia dần cho 2 rồi lấy phần dư Phương pháp 2: phân tích... x 2 = 1.6 phần nguyên 0.6 x 2 = 1 .2 phần nguyên 0 .2 x 2 = 0.4 phần nguyên 0.4 x 2 = 0.8 phần nguyên 0.8 x 2 = 1.6 phần nguyên 0.6 x 2 = 1 .2 phần nguyên =0 =0 =1 =1 =0 =0 =1 =1 Kết quả: 0 .2( 10) ~Kiên – ĐH Tây bắc 0.00110011 (2) Phan Trung 20 Hệ bát phân (octal)      Dùng 8 chữ số 0 7 để biểu diễn các số 3 chữ số nhị phân ứng với 1 chữ số octal Ví dụ: Số nhị phân: 011 010 111 3 2 7 Số octal: Phan. .. 1111 1111 1111 111 12 = FFFF16 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 23 2. 3 Biểu diễn số nguyên    Số nguyên không dấu Số nguyên có dấu Mã BCD Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 24 Số nguyên không dấu (Unsigned Integer)  Biểu diễn số nguyên không dấu:     Nguyên tắc tổng quát: Dùng n bit biểu diễn số nguyên không dấu A: an-1an -2 a2a1a0 Giá trị của A được tính như sau: A = an2n + an-12n-1 + + a 020 Dải biểu diễn... -27 = 10011011 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 30 Ưu điểm – Nhược điểm    Xét các số 3 bit: x: dạng nhị phân y: dạng thông thường Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 31 Ưu điểm – Nhược điểm  Ưu:    Trực quan Dễ dàng chuyển đổi dấu Nhược:    Có hai biểu diễn của số 0 Cộng trừ phải so sánh dấu Ít sử dụng Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 32 Trục số học  Dải biểu diễn:  -(2n-1 – 1) 2n-1 - 1 Phan Trung Kiên. .. 1101001 (2) Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 17 Chuyển số lẻ thập phân sang nhị phân      Ví dụ 1: chuyển đổi 0.6875(10) 0.6875 x 2 = 1.375 phần nguyên = 1 0.375 x 2 = 0.75 phần nguyên = 0 0.75 x 2 = 1.5 phần nguyên = 1 0.5 x 2 = 1.0 phần nguyên = 1 Kết quả: 0.6875(10)=0.1011 (2) Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 18 Chuyển số lẻ thập phân sang nhị phân         Ví dụ 2: chuyển đổi 0.81(10) 0.81 x 2 =... octal: Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 21 Số thập lục phân (Hexa)   Dùng 10 chữ số 09 và 6 chữ cái A,B,C,D,E,F để biểu diễn các số Dùng để viết gọn cho số nhị phân: cứ một nhóm 4 bit sẽ được thay thế bằng 1 chữ số Hexa Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 22 Quan hệ giữa số nhị phân và số Hexa      Ví dụ chuyển đổi số nhị phân  số Hexa: 0000 000 02 = 0016 1011 001 12 = B316 0010 1101 1001 101 02 = 2D9A16 1111 . 1 KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Chương 2. BIỂU DIỄN DỮ LIỆU TRONG MÁY TÍNH Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 2 Chương 2. BIỂU DIỄN DỮ LIỆU TRONG MÁY TÍNH  Thông tin trong máy tính  Các hệ. được tính như sau:  A = a n 2 n + a n-1 2 n-1 + + a 0 2 0 + a -1 2 -1 + + a -m 2 -m Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 14 Ví dụ: Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 15 Chuyển đổi từ . a n-1 …a 1 a 0. a -1 a -2 …a -m  Giá trị của A  = a n* 10 n + a n-1* 10 n-1 + … + a 1* 10 1 + a 0* 10 0 + a -1 * 10 -1 + a -2 * 10 -2 + …+ a -m* 10 -m 