Bài giảng Tin học đại cương - Bài 1: Thông tin và biểu diễn thông tin cung cấp cho người học các kiến thức: Thông tin và Tin học, biểu diễn số trong hệ đếm, biểu diễn dữ liệu trong máy tính. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG Chương 1: Thông tin biểu diễn thông tin TS Đỗ Bá Lâm lamdb@soict.hust.edu.vn Nội dung 1.1 Thông tin Tin học 1.2 Biểu diễn số hệ đếm 1.3 Biểu diễn liệu máy tính Nội dung 1.1 Thông tin Tin học 1.1.1 Thông tin xử lý thơng tin 1.1.2 Máy tính điện tử (MTĐT) 1.1.3 Tin học ngành liên quan 1.2 Biểu diễn số hệ đếm 1.3 Biểu diễn liệu máy tính Nội dung 1.1 Thơng tin Tin học 1.1.1 Thông tin xử lý thông tin 1.1.2 Máy tính điện tử (MTĐT) 1.1.3 Tin học ngành liên quan 1.2 Biểu diễn số hệ đếm 1.3 Biểu diễn liệu máy tính a Thông tin (Information) Thông tin khái niệm trừu tượng, giúp hiểu nhận thức giới Dự báo thời tiết Thơng tin truyền từ người sang người khác Thời b Dữ liệu (Data) Dữ liệu vật mang thông tin Dấu hiệu Tín hiệu Cử chỉ, hành vi c Xử lý liệu (Data processing) • Thơng tin nằm liệu → Cần phải xử lý liệu để thu thơng tin cần thiết, hữu ích phục vụ cho người • Quá trình xử lý liệu NHẬP (INPUT) XỬ LÝ (PROCESSING) LƯU TRỮ (STORAGE) XUẤT (OUTPUT) c Xử lý liệu (2) • Khi liệu ít, làm thủ cơng • Khi liệu nhiều lên, công việc lặp lặp lại → ??? → Sử dụng máy tính điện tử để hỗ trợ cho việc lưu trữ, chọn lọc xử lý liệu Nội dung 1.1 Thông tin Tin học 1.1.1 Thông tin xử lý thông tin 1.1.2 Máy tính điện tử (MTĐT) 1.1.3 Tin học ngành liên quan 1.2 Biểu diễn số hệ đếm 1.3 Biểu diễn liệu máy tính 1.1.2 Máy tính điện tử • Máy tính điện tử (Computer): – Tiết kiệm nhiều thời gian, công sức – Tăng độ xác việc tự động hóa phần hay toàn phần trình xử lý liệu 10 Ví dụ • Biểu diễn số thực X = 9.6875 dạng số dấu chấm động theo chuẩn IEEE 754 dạng 32 bit • Giải: X = 9.6875(10) = 1001.1011(2) = 1.0011011 x 23 Ta có: – S = vì số dương – E = e – 127 nên e = 127 + = 130(10) = 1000 0010(2) – m = 001101100 00 (23 bit) X = 0100 0001 0001 1011 0000 0000 0000 0000 125 Các quy ước đặc biệt • Nếu tất cả bit e 0, bit m 0, thì X = • Nếu tất cả bit e 1, bit m 0, thì X = • Nếu tất cả bit e 1, m có bit 1, thì X không phải số (not a number - NaN) 126 Trục số biểu diễn underflow overflow − -b -a -0 +0 overflow a b + • Dạng 32 bit: a = 2-127 ≈ 10-38 b = 2+127 ≈ 10+38 • Dạng 64 bit: a = 2-1023 ≈ 10-308 b = 2+1023 ≈ 10+308 • Dạng 80 bit: a = 2-16383 ≈ 10-4932 b = 2+16383 ≈ 10+4932 127 Nội dung 1.1 Thông tin Tin học 1.2 Biểu diễn số hệ đếm 1.3 Biểu diễn liệu máy tính 1.3.1 Nguyên lý chung 1.3.2 Biểu diễn số nguyên 1.3.3 Biểu diễn số thực 1.3.4 Biểu diễn ký tự 128 a Nguyên tắc chung • Các ký tự cần chuyển đổi thành chuỗi bit nhị phân gọi mã ký tự • Số bit dùng cho ký tự theo mã khác khác VD: Bộ mã ASCII dùng bit cho ký tự Bộ mã Unicode dùng 16 bit 129 a Bộ mã ASCII • Do ANSI (American National Standard Institute) thiết kế • ASCII mã dùng để trao đổi thông tin chuẩn Mỹ Lúc đầu dùng bit (128 ký tự) sau mở rộng cho bit biểu diễn 256 ký tự khác máy tính • Bộ mã bit → mã hóa cho 28 = 256 kí tự, có mã từ 00(16) FF(16), bao gờm: – 128 kí tự chuẩn có mã từ 00(16) 7F(16) – 128 kí tự mở rộng có mã từ 80(16) FF(16) 130 i Ký tự chuẩn – Bộ mã ASCII • 95 kí tự hiển thị được: Có mã từ 20(16) ÷ 7E(16) – 26 chữ hoa Latin 'A' ÷ 'Z' có mã từ 41(16) ÷ 5A(16) – 26 chữ thường Latin 'a' ÷ 'z' có mã từ 61(16) ÷ 7A(16) – 10 chữ số thập phân '0' ÷ '9' có mã từ 30(16) ÷ 39(16) – Các dấu câu: , ? ! : ; … – Các dấu phép toán: + - * / … – Một số kí tự thơng dụng: #, $, &, @, – Dấu cách (mã 20(16)) 33 mó iu khin: mó t 0016 ữ 1F16 7F16 dùng để mã hóa cho chức điều khiển 131 132 Ký tự điều khiển định dạng BS Backspace - Lùi lại vị trí: Ký tự điều khiển trỏ lùi lại vị trí HT Horizontal Tab - Tab ngang: Ký tự điều khiển trỏ dịch tiếp khoảng định trước LF Line Feed - Xuống dòng: Ký tự điều khiển trỏ chuyển xuống dòng VT Vertical Tab - Tab đứng: Ký tự điều khiển trỏ chuyển qua số dòng định trước FF Form Feed - Đẩy sang đầu trang: Ký tự điều khiển trỏ di chuyển xuống đầu trang CR Carriage Return - Về đầu dòng: Ký tự điều khiển trỏ di chuyển đầu dòng hành 133 Ký tự điều khiển truyền số liệu SOH Start of Heading - Bắt đầu tiêu đề: Ký tự đánh dấu bắt đầu phần thông tin tiêu đề STX Start of Text - Bắt đầu văn bản: Ký tự đánh dấu bắt đầu khối liệu văn để kết thúc phần thông tin tiêu đề ETX End of Text - Kết thúc văn bản: Ký tự đánh dấu kết thúc khối liệu văn bắt đầu STX EOT End of Transmission - Kết thúc truyền: Chỉ cho bên thu biết kết thúc truyền ENQ Enquiry - Hỏi: Tín hiệu yêu cầu đáp ứng từ máy xa ACK Acknowledge - Báo nhận: Ký tự phát từ phía thu báo cho phía phát biết liệu nhận thành công NAK Negative Aknowledge - Báo phủ nhận: Ký tự phát từ phía thu báo cho phía phát biết việc nhận liệu không thành công SYN Synchronous / Idle - Đồng hóa: Được sử dụng hệ thống truyền đồng để đồng hoá trình truyền liệu ETB End of Transmission Block - Kết thúc khối truyền: Chỉ kết thúc khối liệu truyền 134 Ký tự điều khiển phân cách thông tin FS File Separator - Ký hiệu phân cách tập tin: Đánh dấu ranh giới tập tin GS Group Separator - Ký hiệu phân cách nhóm: Đánh dấu ranh giới nhóm tin (tập hợp ghi) RS Record Separator - Ký hiệu phân cách ghi: Đánh dấu ranh giới ghi US Unit Separator - Ký hiệu phân cách đơn vị: Đánh dấu ranh giới phần ghi 135 Các ký tự điều khiển khác NUL Null - Ký tự rỗng: Được sử dụng để điền khoảng trống khơng có liệu BEL Bell - Chng: Được sử dụng phát tiếng bíp cần gọi ý người SO Shift Out - Dịch ra: Chỉ mã nằm tập ký tự chuẩn gặp ký tự SI SI Shift In - Dịch vào: Chỉ mã nằm tập ký tự chuẩn DLE DC1 ÷ DC4 Data Link Escape - Thoát liên kết liệu: Ký tự thay đổi ý nghĩa nhiều ký tự liên tiếp sau Device Control - Điều khiển thiết bị : Các ký tự dùng để điều khiển thiết bị phụ trợ CAN Cancel - Hủy bỏ: Chỉ số ký tự nằm trước cần phải bỏ qua EM End of Medium - Kết thúc phương tiện: Chỉ ký tự trước ký tự cuối có tác dụng với phương tiện vật lý SUB Substitute - Thay thế: Được thay cho ký tự xác định bị lỗi ESC Escape - Thoát: Ký tự dùng để cung cấp mã mở rộng cách kết hợp với ký tự sau DEL Delete - Xóa: Dùng để xóa ký tự không mong muốn 136 b Ký tự mở rộng – Bộ mã ASCII • Được định nghĩa bởi: – Nhà chế tạo máy tính – Người phát triển phần mềm • Ví dụ: – Bộ mã ký tự mở rộng IBM: dùng máy tính IBM-PC – Bộ mã ký tự mở rộng Apple: dùng máy tính Macintosh – Các nhà phát triển phần mềm tiếng Việt thay đổi phần để mã hoá cho ký tự riêng chữ Việt, ví dụ mã TCVN 5712 137 c Bộ mã Unicode • Do hãng máy tính hàng đầu thiết kế • Là mã 16-bit, Vậy số ký tự biểu diễn (mã hố) 216 • Được thiết kế cho đa ngơn ngữ, có tiếng Việt 138 Thảo luận 139 ...Nội dung 1. 1 Thông tin Tin học 1. 2 Biểu diễn số hệ đếm 1. 3 Biểu diễn liệu máy tính Nội dung 1. 1 Thơng tin Tin học 1. 1 .1 Thông tin xử lý thông tin 1. 1.2 Máy tính điện tử (MTĐT) 1. 1.3 Tin học ngành... liệu Nội dung 1. 1 Thông tin Tin học 1. 1 .1 Thông tin xử lý thơng tin 1. 1.2 Máy tính điện tử (MTĐT) 1. 1.3 Tin học ngành liên quan 1. 2 Biểu diễn số hệ đếm 1. 3 Biểu diễn liệu máy tính 1. 1.2 Máy tính... liên quan 1. 2 Biểu diễn số hệ đếm 1. 3 Biểu diễn liệu máy tính Nội dung 1. 1 Thông tin Tin học 1. 1 .1 Thông tin xử lý thơng tin 1. 1.2 Máy tính điện tử (MTĐT) 1. 1.3 Tin học ngành liên quan 1. 2 Biểu