Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 2: Biểu diễn thông tin trong máy tính cung cấp cho người học các kiến thức: Thông tin và sự mã hóa, hệ đếm, biểu diễn một số nguyên và số thực trong hệ nhị phân, các phép tính số học trong hệ nhị phân và thập lục phân,... Mời các bạn cùng tham khảo.
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH (TH152) • • • • • • Chương 1: Tổng quan kiến trúc máy tính Chương 2: Biểu diễn thơng tin máy tính Chương 3: Bộ xử lý trung tâm Chương 4: Bộ nhớ bán dẫn (bộ nhớ trong) Chương 5: Bộ nhớ Chương 6: Nhập xuất Phạm Hồng Sơn THƠNG TIN VÀ SỰ MÃ HỐ THƠNG TIN • Khái niệm thơng tin – Khái niệm thông tin gắn liền với hiểu biết trạng thái cho sẵn nhiều trạng thái có vào thời điểm cho trước Phạm Hồng Sơn THƠNG TIN VÀ SỰ MÃ HỐ THƠNG TIN • Lượng thơng tin mã hố thơng tin – Thông tin đo lường đơn vị thông tin bit – Lượng thông tin định nghĩa cơng thức: I = Log2(N) • Trong đó: I: lượng thơng tin tính bit • N: số trạng thái có Phạm Hồng Sơn THƠNG TIN VÀ SỰ MÃ HỐ THƠNG TIN Ví dụ • trạng thái ứng với lượng thơng tin là: I = Log2(8) = bit • trạng thái ghi nhận nhờ số nhị phân (mỗi số nhị phân có giá trị 1) • Như lượng thơng tin số số nhị phân cần thiết để biểu diễn số trạng thái có • Do vậy, số nhị phân gọi bit Phạm Hồng Sơn THƠNG TIN VÀ SỰ MÃ HỐ THƠNG TIN • Tám trạng thái khác ứng với số nhị phân: Phạm Hồng Sơn HỆ ĐẾM • Hệ đếm tập hợp ký hiệu số qui tắc sử dụng tập ký hiệu để biểu diễn xác định giá trị số • Mỗi hệ đếm có số ký số (digits) hữu hạn Tổng số ký số hệ đếm gọi số, ký hiệu b • Hệ đếm số b (với b số nguyên dương b 2) mang tính chất sau: – Có b ký số để thể giá trị số – Ký số nhỏ ký số lớn b-1 – Giá trị vị trí thứ n số số b lũy thừa n: bn Phạm Hồng Sơn HỆ ĐẾM • Một số N hệ đếm số b thể hiện: N (b) an an1an2 a1a0 a1a2 am – Trong đó, số N(b) có n+1 ký số phần nguyên m ký số phần lẻ có giá trị là: n N ( b ) a n b a n1 b hay n1 a n b N (b ) n a1 b a b a 1 b n i a b i i m Phạm Hoàng Sơn 1 2 a 2 b a m b m HỆ ĐẾM • Hệ đếm thập phân (decimal, b=10) – Sử dụng 10 ký hiệu 0, 1, 2, 3, 4, , , 7, 8, để biểu diễn giá trị – Một số lớn biểu diễn thông qua tổ hợp ký hiệu – Ví dụ: • Một số tự nhiên 1975=1x103 + x 102 + x 101 + x 100 n N ( b ) a n b a n1 b n1 a n b n a1 b a b a 1 b Phạm Hoàng Sơn 1 2 a 2 b a m b m Phạm Hồng Sơn HỆ ĐẾM • Hệ nhị phân (binary, b=2) – sử dụng hai ký hiệu để biểu diễn giá trị – Kí hiệu: N2 – Ví dụ: • Số nhị phân 101112 tính bằng: x 24 + 0x 23 + x 22 + x 21 + x 20 n N ( b ) a n b a n1 b n1 a n b n a1 b a b a 1 b Phạm Hoàng Sơn 1 2 a 2 b a m b m BCB Phạm Hồng Sơn • Ví dụ số BCD Phạm Hồng Sơn • Các kiểu lưu trữ số BCD Phạm Hồng Sơn • Phép cộng số BCD Phạm Hồng Sơn Phạm Hoàng Sơn Phạm Hoàng Sơn Phạm Hoàng Sơn Phạm Hồng Sơn Phạm Hồng Sơn Phạm Hồng Sơn • Biểu diễn ký tự • Mã ASCII (American standard code for information interchange): – loại mã bit – biểu biểu diễn 128 ký hiệu – thường viết dạng byte (đủ bit ), với bit cao b7 = Phạm Hoàng Sơn Phạm Hồng Sơn Bảng mã ASCII • Unicode – sử dụng byte (16 bit) để mã hoá ký tự – có 216 =65536 tổ hợp mã khác để biểu diễn ký tự cần thiết Phạm Hoàng Sơn Các phép tốn logic • AND: Phép tốn cho kết ngõ vào • OR: Phép tốn cho kết ngõ vào • NOT: Phép tồn cho kết ngược với ngõ vào • XOR: Thuật tốn có cơng dụng để xác định hai bit giống Nếu hai bit giống cho kết khác cho kết Phạm Hồng Sơn Các phép tốn logic Phạm Hoàng Sơn ... C2 4B Phạm Hoàng Sơn BCB Phạm Hồng Sơn • Ví dụ số BCD Phạm Hồng Sơn • Các kiểu lưu trữ số BCD Phạm Hồng Sơn • Phép cộng số BCD Phạm Hồng Sơn Phạm Hoàng Sơn Phạm Hoàng Sơn Phạm Hoàng Sơn Phạm Hoàng. .. 1111 (-0 ) • Dãy giá trị nguyên biểu diễn theo quy tắc bù số nhị phân n bit từ -2 n-1 đến 2n- 1-1 số bit từ -2 7 -1 đến 27 -1 Phạm Hoàng Sơn BIỂU DIỄN SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC TRONG HỆ NHỊ PHÂN • Mã bù 2: ... hiệu: N2 – Ví dụ: • Số nhị phân 1011 12 tính bằng: x 24 + 0x 23 + x 22 + x 21 + x 20 n N ( b ) a n b a n1 b n1 a n b n a1 b a b a 1 b Phạm Hoàng Sơn 1 ? ?2 a ? ?2 b a