Bài giảng cung cấp cho người học các kiến thức: Biểu diễn thông tin bên trong MTĐT. Hi vọng đây sẽ là một tài liệu hữu ích dành cho các bạn sinh viên đang theo học môn dùng làm tài liệu học tập và nghiên cứu.
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Khoa Công nghệ thơng tin Bộ mơn Tin học sở NHẬP MƠN LẬP TRÌNH Đặng Bình Phương dbphuong@fit.hcmus.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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 thông tin tín hiệu vật lý Khơng có ý nghĩa chúng không 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && VC VC BB BB Q trình xử lý thơng tin Nhập liệu (Input) Xử lý (Processing) Xuất liệu/ thông tin (Output) Lưu trữ (Storage) Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 – Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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, … Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && VC VC BB BB Số bù số bù Số (byte) 0 0 1 Số bù 1 1 1 + Số bù 1 1 1 + Số 0 0 1 0 0 0 0 Kết Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 nguyên khơng dấu ? • Tất 16 bit lưu giá trị • => giá trị 52464 Số nguyên có dấu ? • • • • Bit msb = số số âm => độ lớn giá trị số bù Số bù = 0011 0011 0001 0000 = 13072 => giá trị –13072 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && VC VC BB BB Tính giá trị có dấu không dấu Nhận xét Bit msb = giá trị có dấu giá trị khơng dấu Bit msb = giá trị có dấu giá trị khơng 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 khơng dấu 52464 Giá trị có dấu: bit msb = nên giá trị có dấu 52464 – 65536 = –13072 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && VC VC BB BB Bài tập Thơng tin gì? Hãy vẽ mơ hình mơ tả khái qt q trình xử lý thơng tin máy tính? Đơn vị đo thơng tin máy tính điện tử gì? Kể tên số đơn vị đo thơng tin mà bạn biết Trình bày hệ đếm nhị phân, bát phân, thập phân, thập lục phân Số nguyên máy tính Bảng mã ASCII Biểu diễn thơng tin bên MTĐT && VC VC BB BB Bài tập 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 10.Thực phép cộng, trừ, nhân c C216 9C16 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 80.07A16 = 128.0310 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && VC VC BB BB Giải tập 9b F95616 = 1111 1001 0101 01102 Giá trị khơng dấu: 6383010 Giá trị có dấu: Nhận xét: bit msb = nên số âm Cách 1: Tính số bù Cách 2: 63830 – 65536 = –170610 Biểu diễn thông tin bên MTĐT && VC VC BB BB Giải tập 10c 1 C C C C C C E D Biểu diễn thông tin bên MTĐT ... niệm thông tin Đơn vị đo thông tin Hệ thống số đếm Biểu diễn thông tin MTĐT Biểu diễn thông tin bên MTĐT && VC VC BB BB Khái niệm Thông tin (information) Khái niệm sử dụng thường ngày Thông. .. liệu Biểu diễn thông tin bên MTĐT && VC VC BB BB Quá trình xử lý thông tin Nhập liệu (Input) Xử lý (Processing) Xuất liệu/ thông tin (Output) Lưu trữ (Storage) Biểu diễn thông tin bên MTĐT && VC... TeraByte TB 210 GB = 240 Byte Biểu diễn thông tin bên MTĐT && 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 – Biểu diễn thông tin bên MTĐT && VC VC BB BB Hệ thống