Bài 2. Thông tin và biểu diễn thông tin

BÀI GIẢNG
BiỂU DiỄN THÔNG TRÊN MÁY TÍNH
Trường THCS Nguyễn Du
Các ngôn ngữ lập trình
2. Ngôn ngữ lập trình có 2 loại : cấp cao và cấp thấp
3. Ngôn ngữ lập trình bậc thấp : ngôn ngữ máy, Hợp ngữ.
1. Là các chương trình, phần mềm giúp các lập trình viên sử dụng viết các phần mềm ứng dụng.
4. Ngôn ngữ lập trình bậc cao : Pascal, Foxpro, C, C++,…
5. Ngôn ngữ trực quan ( VISUAL PROGRAMMMING): Visual basic, Delphi, Visual C++, VB NET
Biểu diễn thông tin trong PC
Làm cách nào đưa thông tin vào máy tính ?
Các Hệ đếm
Chuyển đổi giữa các hệ đếm
Làm cách nào đưa thông tin vào PC
Thông tin , dữ liệu quanh ta có nhiều loại :
Văn bản, chữ viết (text, character)
Các loại số ( number)
Âm thanh (sound)
Hình ảnh (image)
Đồ hoạ ( Graphics)
Muốn đưa thông tin vào PC phải mã hoá thông tin ở dạng mã nhị phân ( biểu diễn thông tin ở dạng máy có thể hiểu)
Mã nhị phân là gì ?
Làm thế nào để biểu diễn thông tin?
Tại sao phải dùng mã nhị phân mà không dùng mã khác?
MÁY TÍNH KHÔNG HIỂU
Mô hình biểu diễn thông tin
Thông tin
Ban đầu
Chữ viết
Hình ảnh
Âm thanh
Đồ họa
Mã hóa
Xử lí ở
dạng binary
Giải Mã
Thông tin
Kết quả
Chữ viết
Hình ảnh
Âm thanh
Đồ họa
Con người hiểu nhưng máy không hiểu
Encoder ra mã nhị phân, máy hiểu
Xử lí trong CPU
Thông tin này đã được xử lí
Chuyển đổi ra dạng kí hiệu con người hiểu
Các hệ đếm
1. Hệ đếm cơ số 10 - Hệ thập phân
2. Hệ đếm cơ số a
3. Hệ đếm cơ số 2- Hệ nhị phân ( Binary)
4. Hệ đếm cơ số 8
5. Hệ đếm cơ số 16 – Hexa
Các hệ đếm được máy tính sử dụng
Hệ 10 ( thập phân)
Hệ thập phân (hệ đếm cơ số 10- Decimal):
Sử dụng 10 ký số gồm các ký số từ ‘0’,’1’,’2’…’9’ để biểu diễn các số.
Mỗi khi đếm đến 9 thì chuyển 1 đơn vị sang hàng bên trái
next
Về các hệ đếm
N = bnx10n + bn-1x10(n-1) +...+ b0x100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
Hệ 10 (tiếp)
Ví dụ: N =1986.23 b3=1 , b2=9, b1=8, b0=6, b-1=2, b-2=3
N=1*1000 + 9* 100 + 8 * 10 + 6 * 1 + 2 * 0.1 + 3 * 0.01
N=1*103 + 9* 102 + 8 * 101 + 6 * 100 + 2.10-1 + 3. 10-2
Về các hệ đếm
Xét hệ đếm cơ số a
Dạng biểu diển:
N= bnx10n+ bn-1x10(n-1)+...+ b0x100
+ b-1x10-1 + b-2 x10-2
1 số hệ 10 có thể triển khai thành dạng 1 tổng các tích
Hệ đếm cơ số a
Phải dùng a chữ số để biểu diễn các số.
Chữ số nhỏ nhất là 0
Chữ số lớn nhất có giá trị là a-1
Giá trị của mỗi chữ số trong 1 số bằng số ấy nhân với giá trị của vị trí
Giá trị của mỗi vị trí thứ n bằng cơ số a mũ n (an)
Chữ số lớn nhất có giá trị là a-1
Hệ cơ số a (tiếp
Tổng quát 1 số N trong hệ cơ số a kí hiệu N(a)
N(a)=bn*an + bn-1* an-1 +…+ b1 * a1 + b0 +b-1* a-1+…+b-m *a-m
Dãy n chữ số viết trong cơ số a sẽ biểu diễn được bao nhiêu số ?
An số
Hệ đếm nhị phân
Với cơ số a=2. ta có hệ đếm nhị phân.
Sử dụng 2 chữ số là ‘0’ và ‘1’ để biểu diễn thông tin.
Một chữ số nhị phân gọi là 1 bit ( viết tắt của từ Binary digit)
Khi đó, ta đếm như sau: 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, …
Dạng biểu diễn:1 số nhị phân gồm nhiều chữ số ‘1’ hoặc ‘0’ xếp liên tiếp nhau.
1 số nhị phân có 8 bit tạo thành 1 byte
ví dụ : 11001101
Hệ đếm Binary (tt)
Ví dụ :1011.012 là 1 số nhị phân
1200010 không phải là 1 số nhị phân, là 1 số thập phân
Ví dụ :10111111 là 1 số nhị phân
Bit-Bytes
Đơn vị biểu diễn dữ liệu:
Trong tin học, để lưu trữ và biễu diễn các dữ liệu ta sử dụng một đơn vị cơ sở đó là BIT. Một BIT biểu diễn được một trong hai trạng thái là KHÔNG và CÓ.
Tập hợp 8 BIT tạo thành 1 BYTE. (đọc là bai)
Một byte có thể biểu diễn được 1 trong 28 = 256 trạng thái. Mỗi trạng thái là 1 kí tự
1 Byte có thể chứa/lưu trữ được 1 số, 1 ký tự : a,b, ?, #,… hoặc 1,2,…
Bội số của Byte
Các bội số của BYTE:

1 Kb = 1024 byte (1 Kilobyte) = 1024 bytes
1 Mb = 1024 Kb (1 Megabyte)
1 Gb = 1024 Mb (1 Gigabyte)
1 Tb = 1024 Gb (1 Terabyte)
1 Pb = 1024 Tb (peta byte)
Hệ đếm 8 ( bát phân)- octal
Vì viết số dưới dạng nhị phân rất dài, khó nhớ, dùng hệ đếm 8 tương đương 1 cụm 3 bit hoặc 4 bit
Số Octal dùng 8 chữ số từ ‘0’ .. ‘9’ để biểu diễn các số.
Ví dụ :
1200010 là có thể là số thập phân, hoặc là 1 số hệ 8.
Số Octal tương đương 1 số nhị phân 3 bit
Hệ Hexa
Với a=16, ta có hệ đếm 16 ( Hexa)
Sử dụng 10 chữ số từ ‘0’ đến ‘9’ và 6 ký tự A, B, C, D, E, F để biểu diễn số.
Khi đó ta có đếm như sau: 0, 1, 2, … 9, A, B, C, D, E, F, 10, 11, … 19 , 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 20, 21 …
A là chữ số biểu diễn số 10 thập phân
B là chữ số biểu diễn số 11 thập phân
C là chữ số biểu diễn số 12 thập phân
D là chữ số biểu diễn số 13 thập phân
E là chữ số biểu diễn số 14 thập phân
F là chữ số biểu diễn số 15 thập phân
Ví dụ : số nhị phân được viết dưới dạng 1 số Hexa như sau
1100 0101 0111 1111
C 5 7 F
Hệ Hexa (tiếp)
1 chữ số Hexa tương đương với 1 cụm 4 chữ số nhị phân ( 4 bits) vì 1 cụm 4 bit có thể biểu diễn 24=16, từ số 0 đến 15
1 byte có thể biểu diễn các số
0d = 0000 00002 = 00h đến
255d = 1111 11112 = FFh
Bảng giá trị tương đương
Hệ Hexa (tiếp 2)
1 byte biểu diễn dưới dạng số Hexa và sẽ là 1 số có 2 chữ số hexa vì mỗi cụm 4 bit tương ứng với 1 chữ số hexa
Mã hóa thông tin
Máy tính là công cụ để xử lí thông tin và số.
Cách thực hiện : Mã hoá từng kí tự
mỗi ký tự được biểu diễn bằng 1 byte.
Bàn phím của Anh chuẩn có 128 kí tự khác nhau
Số : 10
chữ hoa và chữ thường : 52
Các kí hiệu đặc biệt : 33 gồm : @, #, $, ^, &, *, (, )
Các kí tự điều khiển : 33 gồm phím ENTER, Space, BackSpace,…
Số bit tối thiểu để biểu diễn các kí tự này là 7 vì 27 = 128
Bảng mã ASCII
Mã thông dụng nhất trong công nghiệp máy tính là mã 7 bit gọi là mã Ascii (American Standard Code for Information Interchange)
Vì đơn vị lưu trữ dữ liệu cơ bản là byte nên tất cả mã Ascii đều được biểu diễn bằng 8 bit
1 byte có thể biểu diễn các số nguyên dương thì đó là các số từ 0 đến 255
số 0 biểu diễn theo nhị phân là : 000000002 = 00h ( hexa)
số 255 biểu diễn theo nhị phân là : 111111112 = FFh
Nếu dùng 1 byte để biểu diễn các kí tự ( chữ cái) thì được 256 chữ = 27 (8 bit).( quá nhiều vì thực tế chỉ có khoảng trên 100 kí tự cần mã hoá nên phần còn lại dành cho các kí tự quốc tế khác.
Ví dụ mã ascii của kí tự trong bảng mã ASCII
Ví dụ : dòng chữ Hello world
Chuỗi kí tự Hello World được biểu diễn trong bộ nhớ dưới dạng 1 dãy byte liên tục
Mỗi byte chứa 1 mã kí tự ASCII.
Bảng mã Ascii
Nhận xét Bảng mã ASCII
Các mã từ 0 đến 31 để mã hoá các kí tự điều khiển. Mã 127 cũng là mã điều khiển, không biểu diển kí tự đọc được.
Ví dụ : Mã 7 : BEL . Khi máy tính nhận được mã này thì máy phát ra tiếng chuông
Mã 10 và 13 : con trỏ của máy sẽ nhảy xuống đầu dòng kế tiếp tức là khi ta gỏ ENTER khi soạn thảo văn bản tương đương nhập 2 mã này.
Mã 27 - ESC: Escape : (trốn thoát, thoát khỏi) có nhiều tác dụng khác nhau tuỳ từng trường hợp
Chữ cái và chữ hoa chênh lệch nhau 32 kí tự
Mã chữ cái ‘A’ là 65 thì mã chữ cái ‘a’ là 97=65+32
Cụ thể : ‘A’ sẽ là 40h = 0100 0000
Và ‘a’ sẽ là 61h = 0110 0001
Chuyển đổi giữa các hệ đếm
1. Chuyển đổi từ hệ cơ số a sang hệ thập phân
2. Chuyển đổi từ hệ thập phân sang hệ cơ số a
3. Hệ đếm cơ số 16 – Hexa
đổi hệ a hệ 10
Chuyển đổi hệ
Tổng quát 1 số N trong hệ cơ số a kí hiệu N(a)
N(a)=bn*an + bn-1* an-1 +…+ b1 * a1 + b0 +b-1* a-1+…+b-m *a-m
Ví dụ : chuyển đổi số nhị phân sang thập phân
1011.01 có giá trị bằng :
N= 1*23 + 0 *22 + 1 *21 + 1 *20 + 0 *2-1 + 1 *2-2
= 8 + 0 + 2 + 1 + 0 + ¼ = 11.25
đổi hệ 10 hệ 2
chuyển đổi số hệ 10 sang hệ nhị phân
13 2
1 6 2
0 3 2
1 1 2
1 0

đổi hệ 10 hệ 16
Ví dụ : chuyển đổi số hệ 10 sang hexa
hệ 16
Kết thúc bài giảng
Kết thúc