Thông Tin Và Xử Lý Thông Tin Bằng Máy Tính Điện Tử

THÔNG TIN VÀ XỬ LÝ THÔNG TIN BẰNG MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ 1 CÁC KHÁI NIỆM  Thông tin: là sự hiểu biết của con người về một sự kiện, hiện tượng nào đó thu nhận được qua nghiên cứu, trao đổi, nh

Trang 1

THÔNG TIN VÀ XỬ LÝ THÔNG TIN

BẰNG MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ

1) CÁC KHÁI NIỆM

 Thông tin: là sự hiểu biết của con người về một

sự kiện, hiện tượng nào đó thu nhận được qua nghiên cứu, trao đổi, nhận xét, truyền thụ, cảm nhận

Khi tiếp nhận thông tin, người ta phải “xử lý” để đưa ra quyết định Thông tin làm tăng thêm sự hiểu biết của con người, là nguồn gốc của nhận thức và là cơ sở của quyết định.

Trang 2

 Sự thể hiện vật lý của thông tin đuợc gọi là tín hiệu (signal) Thông tin và tín hiệu có một độ độc lập tương đối

 Dữ liệu (Data): là hình thức thể hiện của thông tin trong mục đích thu thập, lưu trữ và xử lý Thông tin luôn mang một ý nghĩa xác định, còn

dữ liệu là các dữ kiện không có ý nghĩa rõ ràng nếu nó không đuợc tổ chức và xử lý

Trang 3

 Tri thức là những hiểu biết có ý nghĩa khái quát

về các mối quan hệ giữa các thuộc tính, các sự vật, hiện tuợng, mang tính “quy luật” do con người thu nhận được qua phân tích, lý giải, suy luận,…

Như vậy tri thức là mục đích của nhận thức trên

cơ sở tiếp nhận thông tin Quá trình xử lý thông tin chính là quá trình nhận thức để có tri thức

Trang 4

2) ĐƠN VỊ ĐO THÔNG TIN

Đơn vị cơ bản dùng để đo lượng thông tin gọi là bit

(Bynary Digit)

Đó là lượng thông tin vừa đủ để nhận biết một trong hai trạng thái của một sự kiện có khả năng xuất hiện như nhau

Tại mỗi thời điểm 1bit chỉ chứa hoặc 0 hoặc 1.

Byte là đơn vị đo thông tin thường được sử dụng.

1 Byte = 8 bit

Trang 5

Đơn vị Viết tắt Lượng tin KilôByte KB 2 10 B (1024 B)

Ngoài ra, còn có các đơn vị đo khác là bội của Byte:

Trang 6

 Xử lý thông tin là tìm ra những thể hiện mới

của thông tin phù hợp với mục đích sử dụng

 Xử lý thông tin không làm tăng lượng tin mà

chỉ hướng hiểu biết vào những khía cạnh có

lợi trong hoạt động thực tiễn Mục đích của

xử lý thông tin là tri thức

3) XỬ LÝ THÔNG TIN

Trang 7

MÔ HÌNH XỬ LÝ THÔNG TIN BẰNG MÁY TÍNH

001101001100100 100100100010101 110100110010101

KẾT QUẢ

DỮ LIỆU

CHƯƠNG TRÌNH

001101001100100 100100100010101 110100110010101

Bộ nhớ: lưu trữ dữ liệu và cách xử lý của MTĐT

Bộ số học và logic: là các mạch tính toán có khả năng xử lý dữ liệu

Chương trình: là tập hợp các câu lệnh được con người soạn thảo bằng ngôn ngữ mà máy hiểu được để điều khiển MTĐT thực hiện công việc theo đúng yêu cầu

Trang 8

001101 100100 110100 CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH

Trang 9

4) TIN HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Khía cạnh thiết bị (hardware)

lý thông tin có hiệu quả.

Tin học là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp và quá trình

xử lý thông tin một cách tự động dựa trên các phương tiện kỹ thuật

mà hiện nay phương tiện đó là Máy tính điện tử (MTĐT)

Trang 10

Công nghệ Thông tin là tập hợp các phương pháp khoa học, các phương tiện và công cụ kỹ thuật hiện đại - chủ yếu là kỹ thuật máy tính và viễn thông - nhằm tổ chức, khai thác và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên thông tin rất phong phú

và tiềm tàng trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người và xã hội Công nghệ thông tin được phát triển trên nền tảng phát triển của các công nghệ Tin học - Điện tử - Viễn thông và Tự động hoá

Trang 11

TỔNG KẾT

 Thông tin: tất cả những gì mang lại hiểu biết, thông tin là nguồn gốc của nhận thức Thông tin thể hiện qua các hình thức vật lý là tin hiệu

 Thông tin có thể được mã hoá, được biểu diễn theo mục đích sử dụng Thông thường với mục đích xử lý bằng máy nó có biểu diễn nhị phân

 Dữ liệu là hình thức biểu diễn của thông tin, có ý nghĩa phụ thuộc vào hoàn cảnh sử dụng

Trang 12

TỔNG KẾT

 Xử lý thông tin có mục đích phát hiện những thể hiện của thông tin hướng vào các hoạt động thực tiễn Xử lý thông tin không làm tăng lượng tin Mục đích của xử lý thông tin là tri thức

 Công nghệ thông tin là tập hợp các phương pháp khoa học, công nghệ và công cụ kỹ thuật hiện đại để sản xuất, truyền đưa, thu thập, xử lý, lưu trữ và trao đổi thông tin số - thông tin được tạo lập bằng phương pháp dùng tín hiệu số

Trang 13

1) KIẾN TRÚC CHUNG CỦA MÁY TÍNH

 Phần cứng: Bao gồm toàn bộ máy và các

thiết bị ngoại vi là các thiết bị điện tử được kết hợp với nhau Nó thực hiện chức năng xử

lý thông tin ở mức thấp nhất tức là các tín hiệu nhị phân

MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ

Trang 15

 Phần mềm: Là các chương trình (Programs)

do người sử dụng tạo ra điều khiển các hoạt động phần cứng của máy tính để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp theo yêu cầu của người sử dụng

Trang 17

 Sức chứa bộ nhớ: chỉ khối lượng dữ liệu mà bộ nhớ

có thể lưu trữ đồng thời.

 Độ tin cậy: đo bằng khoảng thời gian trung bình giữa hai lần gặp lỗi.

Trang 19

2.1) Bộ nhớ chính (BNC)

Bộ nhớ ROM (Read Only Memory): là loại bộ nhớ

cố định, chỉ được đọc mà không được ghi dữ liệu vào Các chương trình được ghi vào ROM trong lúc chế tạo hoặc bằng phương tiện chuyên dụng

và không bị mất đi khi tắt máy

Trang 20

2.1.1) Tổ chức bộ nhớ chính

Ta có thể hình dung bộ nhớ chính như dãy liên tiếp các ô nhớ được đánh số Chỉ số của một ô nhớ gọi là địa chỉ của ô nhớ đó và được đánh số lần lượt là 0,1,2…

Mỗi ô nhớ gồm nhiều ngăn nhớ, mỗi ngăn nhớ lưu trữ 1 bit

Trang 21

1 từ nhớ

Trang 22

2.1.1) Tổ chức bộ nhớ chính

Mỗi ô nhớ có hai đặc trưng:

 Địa chỉ của mỗi ô nhớ là cố định

 Nội dung của mỗi ô nhớ được mã hóa dưới dạng mã nhị phân và nội dung ô nhớ

có thể thay đổi được

Do mỗi ô nhớ có địa chỉ riêng nên có thể truy cập tới dữ liệu trong từng ô nhớ

Trang 23

2.1.2) Đọc – ghi

Khi đọc, nội dung chứa trong ô nhớ không thay đổi Khi ghi, nội dung có trong ô nhớ đó bị xóa và ô nhớ lưu trữ nội dung mới Để đọc/ghi với bộ nhớ máy thực hiện như sau:

 CPU gửi địa chỉ của vùng nhớ tới bộ giải mã địa chỉ

 CPU gởi một tín hiệu điều khiển tới kích hoạt

bộ giải mã địa chỉ

Trang 24

 Bộ giải mã địa chỉ mở mạch nối trực tiếp với ô nhớ tương ứng để sao chép nội dung ra một vùng nhớ phụ nếu thao tác là đọc hoặc nội dung của vùng nhớ phụ được sao chép vào ô nhớ nếu thao tác là ghi

2.2) Bộ nhớ ngoài (BNN)

 Đĩa mềm (Floppy Disk)

 Đĩa cứng (Hard Disk)

 Đĩa quang (Compact Disk – CD)

 DVD – ROM (Digital Video Disk)

 Băng từ (Magnetic tape)

Trang 25

2.3) Các thiết bị vào/ra (Input/Output)

2.3.1) Thiết bị vào

Thiết bị vào là thiết bị có chức năng chuyển dữ liệu

từ dạng con người hiểu được thành dạng tổ hợp của 1 và 0 để MTĐT hiểu được và truyền các dữ liệu đó vào BNC

Một số thiết bị nhập thông dụng:

 Bàn phím (Keyboard): là thiết bị dùng để đưa

dữ liệu dạng số và ký tự vào MTĐT trực tiếp không qua giá mang tin

Trang 26

Thiết bị ra là các thiết bị cho phép chuyển dữ liệu từ

bộ nhớ trong ra một giá mang tin khác

Một số thiết bị ra thông dụng: màn hình (monitor), máy in (printer), projector

Trang 30

Mã lệnh Các thành phần địa chỉ

Trang 31

 Có 2 phương pháp điều khiển thực hiện lệnh:

 Phương pháp điều khiển cứng: ứng với mỗi

lệnh MT có một mạng điện thực hiện lệnh đã cho theo các tín hiệu điều khiển

Trang 32

 Phương pháp điều khiển vi chương trình: mỗi lệnh được thực hiện thông qua các lệnh sơ cấp gọi là vi lệnh

Các CPU ngày nay không thực hiện lệnh theo kiểu tuần tự mà thực hiện song song nhiều quá trình Thông tin nạp vào bộ nhớ có thể là cả một khối và được ghi lên một khối thanh ghi Một số CPU có cả

cơ chế tự xử lý thông minh để dự đoán các khối chương trình hay dữ liệu sắp dùng đến để tải lên thanh ghi

Trang 33

Trong khi đang thực hiện lệnh thứ nhất thì một thành phần khác giải mã lệnh thứ hai và một thành phần khác tải lệnh thứ ba lên thanh ghi

5) Các thế hệ và phân loại máy tính

5.1) Các thế hệ máy tính

 Thế hệ thứ nhất mở đầu với sự ra đời của chiếc MTĐT đầu tiên (có tên ENIAC) Chúng được chế tạo bằng đèn điện tử nên rất cồng kềnh, tiêu thụ nhiều năng lượng, tốc độ chậm (vài nghìn phép tính/giây), dung lượng nhớ thấp (vài trăm cho đến vài nghìn từ), độ tin cậy không cao

Trang 34

 Thế hệ máy tính thứ hai sử dụng công nghệ bán dẫn, các MT thế hệ thứ hai bắt đầu sử dụng bộ nhớ xuyến ferit cho phép tăng tốc độ truy cập dữ liệu Tốc độ trung bình của MT thế hệ thứ hai đạt từ vài nghìn đến vài trăm nghìn phép tính trong 1 giây, bộ nhớ khoảng vài chục nghìn từ

Những MT điển hình: ATLAS, IBM/7000

 Thế hệ thứ ba sử dụng công nghệ vi điện tử Công nghệ này cho phép chế tạo các mạch bán dẫn không phải từ các linh kiện rời mà chế tạo đồng thời một mạch chức năng cỡ lớn với các thành phần siêu nhỏ

Trang 35

Tốc độ các MT đã đạt đến hàng triệu phép tính/giây, dung lượng bộ nhớ chính đạt từ vài trăm nghìn đến vài triệu byte Đại diện cho thế hệ MT này IBM/360, ICL/1900

 Thế hệ thứ tư được chế tạo trên cơ sở mạch tích hợp mật độ cao VLSI Trong giai đoạn này có hai khuynh hướng cùng song song phát triển: xây dựng những siêu máy tính và xây dựng những máy tính cực nhỏ

Trang 36

64 3000 –

35.000

Trang 37

HỆ ĐẾM VÀ CÁC HỆ ĐẾM THƯỜNG DÙNG TRONG TIN HỌC

1) Hệ đếm

Hệ đếm được hiểu như tập hữu hạn các ký hiệu

và quy tắc sử dụng các ký hiệu đó để biểu diễn và xác định các giá trị số Số lượng các ký hiệu khác nhau của hệ đếm gọi là cơ số (base hay radix, ký hiệu là b) của hệ đếm đó

Trang 38

Trang 39

Vd: MCVI=1000+100+5+1=1106

Trang 40

 Nếu trong biểu diễn số xét từ trái qua phải có một cặp hai ký hiệu mà ký hiệu đứng trước có giá trị nhỏ hơn giá trị đứng sau thì giá trị của cặp ký hiệu đó tính bằng hiệu hai giá trị

Vd: CIX=100 -1 +10=109

Trong một biểu diễn số không được có quá hai ký hiệu liên tiếp nhau mà giá trị ký hiệu đứng trước nhỏ hơn giá trị ký hiệu đứng sau

Vd: IXC

Trang 41

Vd: 567= 5*102 + 6*101 + 7*100

Trang 42

1.2.1) Hệ đếm thập phân

Quy tắc tính giá trị là mỗi đơn vị ở một hàng bất kỳ

có giá trị gấp 10 lần đơn vị ở hàng kế cận bên phải của nó Do đó giá trị của một biểu diễn số có thể được biểu diễn dưới dạng đa thức của cơ số

Vd: 123,4=1* 102 + 2* 101 +3* 100 + 4*10-1

1.2.2) Hệ nhị phân: sử dụng các ký hiệu {0,1} và các phép tính {+,-,*,/} như hệ thập phân

Trang 43

Trang 44

Vd: 1010 + 1011 = 10101

1.2.3) Hệ Hexa (16)

Sử dụng các ký hiệu {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E, F} và các phép tính giống hệ nhị phân

Trong đó: A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15

Trang 45

1.2.4) Hệ cơ số b (b>1)

Các ký hiệu biểu diễn trong cơ số b {0,1,…,b-1}

Giả sử N là một biểu diễn số trong hệ cơ số b

Trang 46

Trang 47

2.1.2) Trường hợp N là số không nguyên

= 64 + 0 + 16 + 8 + 4 + 2 + 0

= 94

47

Trang 48

Ví dụ 2: Chuyển đổi biểu diễn số từ hệ nhị phân sang hệ thập phân

Phần nguyên: 1011 =1*23+0*22+1*21+1*20

Phần lẻ: 0,101 = 1*2-1 + 0*2-2 + 1*2-3

=1/2 + 0 + 1/8 = 0,5 + 0,125 = 0,625(10).Vậy: (1011,101)2=11,625 (10)

0 1 2

3 -1 -2 -3

= 8 + 2 + 1

=11

48

Trang 49

Ví dụ 3: Chuyển đổi biểu diễn số ở hệ thập lục phân sang thập phân:

Trang 50

Ví dụ 4: Chuyển đổi biểu diễn số ở hệ thập lục phân sang thập phân:

BE1,8 (16) =? (10)

Phần nguyên: BE1=11*162+ 14*161+1*160

= 2816 + 224 + 1= 3041Phần lẻ: 0,8(16) =8*16-1=8/16=0,5(10)

BE1,8(16) = 3041,5(10)

Trang 51

2.2) Biểu diễn số ở hệ đếm thập phân trong hệ đếm bất kỳ

B1: tách phần nguyên và phần lẻ (nếu có) rồi biến đổi chúng riêng biệt

B2: ghép chúng lại với nhau để có kết quả cần tìm

 Biến đổi phần nguyên

Giả sử N là số nguyên ở hệ thập phân

N=dn*bn + dn-1* bn-1+ …+d1 *b1 + d0 (10)

51

Trang 52

Chia N cho cơ số b ta được phần dư là t0 và thương

là N1 Tiếp tục chia N1 cho b ta được phần dư là t1

và thương là N2

Lặp lại quá trình lấy thương chia phần dư ta sẽ lần lượt nhận được các phần dư là ti thỏa mãn 0<=ti<b, quá trình chia sẽ dừng lại khi nhận được thương bằng 0

Để có biểu diễn cần tìm, các phần dư thu được cần sắp xếp theo thứ tự ngược lại

52

Trang 53

70(10)= 46(16)

Trang 54

Ví dụ 2: Chuyển đổi số sau:

45(10)=?(2)=?(16)

Đáp án: 45(10)= 101101(2)= 2D(16)

54

Trang 55

Biến đổi phần thập phân

55

Trang 56

nguyên: d-1, d-2 ,…d-m với các di thỏa mãn 0<=

Trang 57

Vậy 0,25(10)= 0,01(2)

0,25 * 16 = 4,00

Vậy 0,25(10)=0,4(16)

57

Trang 58

Ví dụ 2: Chuyển đổi số sau:

0,375(10)= ? (2)=? (16)

Đáp án: 0,375(10)= 0,011(2) = 0,6(16)

58

Trang 59

2.3) Biến đổi biểu diễn số giữa các hệ đếm đặc biệt

Trang 60

Trang 61

2.3) Chuyển đổi biểu diễn số giữa các hệ đếm đặc biệt

 Chuyển đổi biểu diễn số từ hệ nhị phân (hệ 2) sang hệ thập lục phân (hệ 16)

Gộp các chữ số nhị phân thành từng nhóm 4 chữ

số về hai phía kể từ vị trí phân cách phần nguyên

và phần phân Thay mỗi nhóm 4 chữ số nhị phân bởi một ký tự tương ứng ở hệ 16

Trang 62

Chuyển đổi biểu diễn số từ hệ 16 sang hệ nhị phân

Thay mỗi ký tự ở hệ 16 bằng một nhóm ký tự tương ứng ở hệ nhị phân

Ví dụ 2: 3,D7EF(16) =?(2)

3,D7EF(16) = 11,1101 0111 1110 1111(2)

62

Trang 63

Bài tập: Chuyển đổi các biểu diễn số sau:

1 105,625(10)=?(2)=?(16)

2 10100(2)=?(10)=?(16)

3 AF,5(16)=?(2)=?(10)

63

Trang 64

Bài tập: Chuyển đổi các biểu diễn số sau:

Trang 65

BIỂU DIỄN THÔNG TIN TRONG

MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ

1) Các dạng dữ liệu

 Đối với MT dữ liệu chính là các thông tin đã được

mã hóa dưới dạng nhị phân Theo nghĩa đó, mọi dữ liệu tuy là bản chất khác nhau nhưng đều được số hóa

 Các dạng dữ liệu

Trang 66

Trang 67

2) Dữ liệu kiểu số

2.1) Biểu diễn số dấy phẩy tĩnh

-Với biểu diễn số dấu phẩy tĩnh người ta chọn một

độ rộng n bit nào đó để biểu diễn một số

- 0: dấu dương

- 1: dấu âm

Định dạng
Số trang	164
Dung lượng	2,97 MB