Biểu diễn dữ liệu

Biểu diễn dữ liệu

NHNHẬẬP MÔN TIN HP MÔN TIN HỌỌCCChương 3BIỂU DIỄN DỮ LIỆU 2Nội dung chương 3I. Khái niệm về biểu diễn dữ liệuII. Biểu diễn số nguyênIII.Biểu diễn số thựcIV.Biểu diễn ký tựV. Dữ liệu âm thanh, hình ảnh 3I. Khái niệm về biểu diễn dữ liệu1. Dữ liệu trên máy tính2. Hệ ñếm theo vị trí3. Các hệ ñếm thông dụng4. Chuyển ñổi giữa các hệ ñếm 41. Dữ liệu trên máy tính Máy tính là thiết bị ña phương tiện(multimedia device) Máy tính lưu trữ, xử lý, hiển thị các dạngdữ liệu:• Giá trị số (numbers)• Văn bản (text)• Hình ảnh (images, graphics)• Âm thanh (audio)• Hình ảnh ñộng (video) 5Nén dữ liệu (Data Compression) Mục tiêu: giảm kích thước lưu trữ dữ liệu• Tỉ số nén (Compression ratio) Có hai kỹ thuật chính:• Nén không mất dữ liệu (lossless): dữ liệu cóthể ñược phục hồi nguyên vẹn từ dữ liệu nén• Nén có mất dữ liệu (lossly): có một phần dữliệu bị mất khi nén 6Dữ liệu dạng nhị phân Máy tính ñược thiết kế ñể sử dụng dữ liệudạng nhị phân:• Giá thành thấp• ðộ tin cậy cao BIT (Binary digiT): chữ số nhị phân 72. Hệ ñếm theo vị tríXét ví dụ642 trong hệ ñếm theo vị trí cơ số 10:6 x 102= 6 x 100 = 600+ 4 x 101= 4 x 10 = 40+ 2 x 10º = 2 x 1 = 2 = 64210(642 trong hệ ñếm 10)Hệ ñếm cơ số 10Số mũ thể hiệnvị trí của chữ số 8Biểu thức tổng quát hệ ñếm theo vị trídn-1* Rn-1+ dn-2* Rn-2+ . + d1* R1+ d0X= dn-1dn-2…d1d0642 = 6 * 102+ 4 * 10 +2R là cơ sốcủa hệ ñếmn là số chữ sốtrong giá trị Xdilà chữ sốtại vị trí thứ i trong giá trị X 9Ví dụ: 642 trong hệ ñếm 12 (64212)64212= 6*122+ 4*12 + 2= 864 + 48 + 2= 91410 103. Các hệ ñếm thông dụng Hệ thập phân (decimal) dùng 10 chữ số:• 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Hệ nhị phân (binary) dùng 2 chữ số:• 0, 1 Hệ bát phân (octal) dùng 8 chữ số:• 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Hệ thập lục phân (hexadecimal) dùng 16 chữ số:• 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F [...]... tượng tràn • Overflow: kết quả phép tốn vượt ra ngồi khoảng biểu diễn 5 Nén dữ liệu (Data Compression)  Mục tiêu: giảm kích thước lưu trữ dữ liệu • Tỉ số nén (Compression ratio)  Có hai kỹ thuật chính: • Nén khơng mất dữ liệu (lossless): dữ liệu có thể được phục hồi ngun vẹn từ dữ liệu nén • Nén có mất dữ liệu (lossly): có một phần dữ liệu bị mất khi nén 17 Chuyển từ hệ 10 sang hệ 2 Hai phương... đây: • 10, 61, 102 • -22, -55, -100 6 Dữ liệu dạng nhị phân  Máy tính được thiết kế ñể sử dụng dữ liệu dạng nhị phân: • Giá thành thấp • ðộ tin cậy cao  BIT (Binary digiT): chữ số nhị phân 24 1. Các khái niệm  Giá trị X ñược biểu diễn trên n bit • X: giá trị cần biểu diễn • n: kích thước biểu diễn • Với n bit chỉ biểu diễn ñược các giá trị X trong một khoảng biểu diễn  Số ngun khơng dấu (unsigned...2 Nội dung chương 3 I. Khái niệm về biểu diễn dữ liệu II. Biểu diễn số nguyên III .Biểu diễn số thực IV .Biểu diễn ký tự V. Dữ liệu âm thanh, hình ảnh 10 3. Các hệ đếm thơng dụng  Hệ thập phân (decimal) dùng 10 chữ số: • 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9  Hệ nhị phân (binary) dùng 2 chữ... TIN H P MÔN TIN H Ọ Ọ C C Chương 3 BIỂU DIỄN DỮ LIỆU 41 Các dạng mã hoá số nguyên với n = 4 37 Cộng số bù 2  Ví dụ 1: 1 1 1 1 1 1 1 carries 0 0 0 1 0 1 1 1 (23) + 1 1 1 1 0 1 1 1 +(-9) 0 0 0 0 1 1 1 0 14  Ví dụ 2: hiện tượng tràn (overflow) 0 1 1 1 1 carries 0 1 1 1 1 1 1 0 (126) + 0 0 0 0 1 0 0 0 +(8) 1 0 0 0 0 1 1 0 ??? (-122) 29 ðộ lớn có dấu (tt)  Khoảng biểu diễn: - (2 n-1 – 1)    +(2 n-1... 31 Mã bù 1 (tt)  Nhận xét: với n = 8 • 00000000 = +0 • 11111111 = -0  ðược sử dụng trên các máy tính thế hệ đầu, ví dụ PDP-1, UNIVAC 1100 23 II. Biểu diễn số nguyên 1. Các khái niệm 2. Số nguyên khơng dấu 3. Số ngun có dấu 33 Mã bù 2 (tt)  Khoảng biểu diễn: - 2 n-1    +(2 n-1 – 1) • n = 8: -128 10  +127 10 • n = 16: -32768 10  +32767 10  ðược sử dụng trên các máy tính hiện đại (trong CPU,... trị ngun có dấu X được biểu diễn thành một số ngun khơng dấu có giá trị là X+N  Ví dụ: N=7  mã q 7, n=4 • Mã quá 7 của -5 là 0010 • Mã quá 7 của 5 là 1100 30 b. Mã bù 1  Dùng phép tốn bitwise NOT (đổi bit 1 thành bit 0, bit 0 thành bit 1) ñể tạo số âm.  Ví dụ: với n = 4 • 0101 = +5 • 1010 = -5  mã bù 1 của -5 là 1010  Nhận xét: có 1 bit dấu (0:dương, 1:âm)  Khoảng biểu diễn: - (2 n-1 – 1) . HỌỌCCChương 3BIỂU DIỄN DỮ LIỆU 2Nội dung chương 3I. Khái niệm về biểu diễn dữ liệuII. Biểu diễn số nguyênIII .Biểu diễn số thựcIV .Biểu diễn ký tựV. Dữ liệu âm. ảnh 3I. Khái niệm về biểu diễn dữ liệu1 . Dữ liệu trên máy tính2. Hệ ñếm theo vị trí3. Các hệ ñếm thông dụng4. Chuyển ñổi giữa các hệ ñếm 41. Dữ liệu trên máy