Bài giảng tin học cơ sở a biểu diễn thông tin bên trong máy tính đặng bình phương

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Công nghệ thông tin Bộ môn Tin học sở TIN HỌC CƠ SỞ A Đặng Bình Phương dbphuong@fit.hcmuns.edu.vn BIỂU DIỄN THƠNG TIN BÊN TRONG MÁY TÍNH VC VC && BB BB Nội dung Khái niệm thông tin Đơn vị đo thông tin Hệ thống số đếm Biểu diễn thông tin MTĐT Tin học sở A - Đặng Bình Phương VC VC && BB BB Khái niệm  Thông tin (information)  Khái niệm sử dụng thường ngày  Thơng qua báo chí, phim ảnh, giao tiếp  Dữ liệu (data)  Biểu diễn thơng tin tín hiệu vật lý  Khơng có ý nghĩa chúng khơng tổ chức xử lý  Hệ thống thông tin (information system)  Hệ thống ghi nhận liệu, xử lý để tạo thơng tin có ý nghĩa liệu Tin học sở A - Đặng Bình Phương VC VC && BB BB Quá trình xử lý thông tin Nhập liệu (Input) Xử lý (Processing) Xuất liệu/ thông tin (Output) Lưu trữ (Storage) Tin học sở A - Đặng Bình Phương VC VC && BB BB Đơn vị đo thông tin  Số học nhị phân sử dụng hai ký số  Bit (Binary Digit)  Đơn vị chứa thông tin nhỏ  Các đơn vị đo thông tin lớn hơn: Tên gọi Ký hiệu Giá trị Byte B bit KiloByte KB 210 B = 1024 Byte MegaByte MB 210 KB = 220 Byte GigaByte GB 210 MB = 230 Byte TeraByte TB 210 GB = 240 Byte Tin học sở A - Đặng Bình Phương VC VC && BB BB Đơn vị đo thông tin bit 2 bit 22 23 bit n-1 n bit … 2n 0…000  1…111 = 2n – Tin học sở A - Đặng Bình Phương VC VC && BB BB Hệ thống số đếm tổng quát  a ∈ N* biểu diễn dạng:  a = anbn + an-1bn-1 + … + a1b1 + a0b0 hay a = (anan-1…a1a0)b  Trong đó: • b sở biểu diễn, b ∈ N, b ≥ • ký số ∈ N, ≤ i ≤ n, ≤ < b • Cách viết gọi biểu diễn sở b a • Chiều dài biểu diễn n + • Nếu có số lẻ vị trí sau dấu phẩy -1, vị trí -2, -3, … Tin học sở A - Đặng Bình Phương VC VC && BB BB Hệ thập phân – DECimal  Hệ đếm quen thuộc người  Sử dụng 10 ký số từ đến  Ví dụ  120810 = 1*103 + 2*102 + 0*101 + 8*100 120810 = 1*1000 + 2*100 + 0*10 + 8*1 120810 = 1000 + 200 + + = 120810  12.0810 = 1*101 + 2*100 + 0*10-1 + 8*10-2 12.0810 = 1*10 + 2*1 + 0*1/10 + 8*1/100 12.0810 = 10 + + + 0.08 = 12.0810 Tin học sở A - Đặng Bình Phương VC VC && BB BB Hệ nhị phân – BINary  Hệ đếm sử dụng máy tính điện tử  Sử dụng ký số  Ví dụ  101102 = 1*24 + 0*23 + 1*22 + 1*21 + 0*20 101102 = 1*16 + 0*8 + 1*4 + 1*2 + 0*1 101102 = 16 + + + + = 2210  10.1102 = 1*21 + 0*20 + 1*2-1 + 1*2-2 + 0*2-3 10.1102 = 1*2 + 0*1 + 1*1/2 + 1*1/4 + 0*1/8 10.1102 = + + 0.5 + 0.25 + = 2.7510 Tin học sở A - Đặng Bình Phương VC VC && BB BB Hệ bát phân – OCTal  Sử dụng ký số từ đến  Ví dụ  22708 = 2*83 + 2*82 + 7*81 + 0*80 22708 = 2*512 + 2*64 + 7*8 + 0*1 22708 = 1024 + 128 + 56 + = 120810  22.708 = 2*81 + 2*80 + 7*8-1 + 0*8-2 22.708 = 2*8 + 2*1 + 7*1/8 + 0*1/64 22.708 = 16 + + 0.875 + = 18.87510 Tin học sở A - Đặng Bình Phương 10 VC VC && BB BB Số bù số bù Số (8 byte) 00 00 00 00 00 11 00 11 Số bù 11 11 11 11 11 00 11 00 + 11 Số bù 11 11 11 11 11 00 11 11 + Số 00 00 00 00 00 11 00 11 Kết 11 00 00 00 00 00 00 00 00 Tin học sở A - Đặng Bình Phương 33 VC VC && BB BB Biểu diễn số nguyên có dấu  Nhận xét  Số bù x cộng với x dãy tồn bit (khơng tính bit cao vượt phạm vi lưu trữ) Do số bù x giá trị âm x hay – x  Đổi số thập phân âm –5 sang nhị phân? • => Đổi sang nhị phân lấy số bù  Thực phép tốn a – b? • a – b = a + (–b) => Cộng với số bù b Tin học sở A - Đặng Bình Phương 34 VC VC && BB BB Tính giá trị có dấu khơng dấu  Tính giá trị khơng dấu có dấu số?  Ví dụ số word (16 bit): 1100 1100 1111 0000  Số ngun khơng dấu ? • Tất 16 bit lưu giá trị • => giá trị 52464  Số ngun có dấu ? • • • • Bit msb = số số âm => độ lớn giá trị số bù Số bù = 0011 0011 0001 0000 = 13072 => giá trị –13072 Tin học sở A - Đặng Bình Phương 35 VC VC && BB BB Tính giá trị có dấu khơng dấu  Nhận xét  Bit msb = giá trị có dấu giá trị khơng dấu  Bit msb = giá trị có dấu giá trị không dấu trừ 256 (byte) hay 65536 (word)  Tính giá trị khơng dấu có dấu số?  Ví dụ số word (16 bit): 1100 1100 1111 0000  Giá trị không dấu 52464  Giá trị có dấu: bit msb = nên giá trị có dấu 52464 – 65536 = –13072 Tin học sở A - Đặng Bình Phương 36 VC VC && BB BB Biểu diễn số thực  Khái niệm  Để lưu trữ số lẻ  Sử dụng dấu chấm động (floating-point)  Chia làm phần: • bit để biểu diễn dấu • Một chuỗi bit để biểu diễn số mũ • Một chuỗi bit để biểu diễn phần định trị  Đọc thêm phần 4.4.1.3 Số thực giáo trình Tin học sở A Tin học sở A - Đặng Bình Phương 37 VC VC && BB BB Biểu diễn thông tin chữ số  Khái niệm  Để biểu diễn ký tự chữ thường, chữ hoa, ký hiệu…  Các hệ mã  Hệ thập phân mã nhị phân BCD (Binary Coded Decimal): dùng số nhị phân bit thay số thập phân  Hệ thập phân mã nhị phân mở rộng EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code): dùng bit biểu diễn ký tự Tin học sở A - Đặng Bình Phương 38 VC VC && BB BB Biểu diễn thông tin chữ số  Các hệ mã (tiếp theo)  Hệ chuyển đổi thông tin theo mã chuẩn Mỹ ASCII (American Standard Code for Information Interchange) • • • • • • • • – 31: ký tự điều khiển 32 – 47: khoảng trắng, “ # $ % & ‘ ( ) * +, - / 48 – 57: ký số từ đến 58 – 64: dấu : ; < = > ? @ 65 – 90: chữ in hoa từ A đến Z 91 – 96: dấu [ \ ] _ ` 97 – 122: chữ thường từ a đến z 123 – 127: dấu { | } ~ DEL Tin học sở A - Đặng Bình Phương 39 VC VC && BB BB Bài tập lý thuyết Thơng tin gì? (43) Hãy vẽ mơ hình mơ tả khái qt q trình xử lý thơng tin máy tính? (44) Đơn vị đo thơng tin máy tính điện tử gì? (45) Kể tên số đơn vị đo thông tin mà bạn biết (45) Trình bày hệ đếm nhị phân, bát phân, thập phân, thập lục phân (47-50) Số nguyên máy tính (65) Bảng mã ASCII (74) Tin học sở A - Đặng Bình Phương 40 VC VC && BB BB Bài tập thực hành Đổi sang hệ thập phân (lấy số lẻ) e 320316 f 80.07A16 Đổi sang hệ thập lục phân a 1940510 b 194.0510 Tính giá trị khơng dấu, có dấu word b F95616 Thực phép cộng, trừ, nhân c C2 9C Tin học sở A - Đặng Bình Phương 41 VC VC && BB BB Giải tập 6e  320316 = 3*163 + 2*162 + 0*161 + 3*160 320316 = 3*4096 + 2*256 + + 3*1 320316 = 12288 + 512 + = 1280310  320316 = ((3*16 + 2)*16 + 0)*16 + 320316 = (50*16 + 0)*16 + 320316 = 800*16 + = 1280310 Tin học sở A - Đặng Bình Phương 42 VC VC && BB BB Giải tập 6f  80.07A16 = 8*161 + 0*160 80.07A16 + 0*16-1 + 7*16-2 + A*16-3 80.07A16 = 8*16 + 7/256 + 10/4096 80.07A16 = 128 + 0.027 + 0.002 80.07A16 = 128.0310  80.07A16 = 8*16 + 80.07A16 + ((A/16 + 7)/16 + 0)/16 80.07A16 = 128 + (7.625/16 + 0)/16 80.07A16 = 128 + 0.4766/16 Tin học sở A - Đặng Bình Phương 43 VC VC && BB BB Giải tập 7a  Đổi 1940510 sang hệ 16  19405 : 16 = 1212 dư 13, a0 = D 01212 : 16 = 0075 dư 12, a1 = C 00075 : 16 = 0004 dư 11, a2 = B 00004 : 16 = 0000 dư 04, a3 = Vậy 1940510 = 4BCD16 Tin học sở A - Đặng Bình Phương 44 VC VC && BB BB Giải tập 7b  Đổi phần nguyên 19410 sang hệ 16  194 : 16 = 12 dư 02, a0 = 012 : 16 = 00 dư 12, a1 = C Vậy 19410 = C216  Đổi phần lẻ 0.0510 sang hệ 16  0.05 * 16 = 00.8, a-1 = 0.80 * 16 = 12.8, a-2 = C Vậy 0.0510 = 0.0C16  Vậy 194.0510 = C2.0C16 Tin học sở A - Đặng Bình Phương 45 VC VC && BB BB Giải tậ 9b  F95616 = 1111 1001 0101 01102  Giá trị không dấu: 6383010  Giá trị có dấu:  Nhận xét: bit msb = nên số âm  Cách 1: Tính số bù  Cách 2: 63830 – 65536 = –170610 Tin học sở A - Đặng Bình Phương 46 VC VC && BB BB Giải tập 10c 1 CC 22 CC 22 CC 22 99 CC 99 CC 99 CC 11 55 EE 22 66 99 11 88 66 D D 22 77 66 33 88 Tin học sở A - Đặng Bình Phương 47