BIỂU DIỄN THƠNG TIN TRONG MÁY TÍNH (1)

VŨ NGỌC THANH SANG
TRỊNH TẤN ĐẠT
KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
ĐẠI HỌC SÀI GỊN

Email:
Website: />

Nội dung

• Giới thiệu dữ liệu và thơng tin
• Biễu diễn dữ liệu số
• Các hệ thống đếm

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


I. Giới thiệu về thơng tin

Dữ liệu (data)
• Là dữ liệu thơ, chưa được tổ chức
• Có thể ở dạng văn bản, hình ảnh, âm thanh hoặc video
Thơng tin (information)
• Là dữ liệu đã được xử lý thành một dạng có ý nghĩa
• Xử lý thơng tin là việc chuyển đổi dữ liệu thành thông tin

Các loại dữ liệu (số, văn

bản, đa phương tiện,…)

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn

Xử lý dữ liệu

Kiến Trúc Máy Tính

Thơng tin


II. Biểu diễn dữ liệu số

Các dạng dữ liệu
• Số: 0…9
• Phi số:
o Chữ thường: a…z

o Chữ hoa: A…Z
o Các dấu: +, -, @, #, &, [, ],…
o…

Khoa Công Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


II. Biểu diễn dữ liệu số

• Biểu diễn dữ liệu số (digital data representation) là quá trình biểu diễn dữ liệu

dưới dạng số (digital) để máy tính có thể hiểu được
• Hệ thống mã hóa được sử dụng để biểu diễn dữ liệu và chương trình theo cách
mà máy tính hiểu được
• Máy tính kỹ thuật số chỉ có thể hiểu hai trạng thái, tắt và bật (0 và 1)

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


II. Biểu diễn dữ liệu số

• Bit là đơn vị dữ liệu nhỏ nhất mà máy tính nhị phân có thể nhận ra (một đơn vị 1
hoặc 0)
• Một byte tương đương với 8 bit
• Thuật ngữ Byte được sử dụng để thể hiện kích thước của tài liệu và các tệp,
chương trình khác, v.v.

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


II. Biểu diễn dữ liệu số

Tên

Ký hiệu

Đo theo nhị phân


Số byte

Bằng với

KiloByte

KB

210

1,024

1,024 Byte

MegaByte

MB

220

1.048.576

1,024 KB

GigaByte

GB

230


1.073.741.824

1,024 MB

TeraByte

TB

240

1.099.511.627,776

1,024 GB

PetaByte

PB

250

1.125.899.906.842.624

1,024 TB

ExaByte

EB

260


1.152.921.504.606.846,976

1,024 PB

ZettaByte

ZB

270

1.180.591.620,717.411.303.424

1,024 EB

YottaByte

YB

280

1.208.925.819,614.629.174.706,176

1,024 ZB

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính



II. Biểu diễn dữ liệu số
Mã hóa thơng tin
Là biến đổi thơng tin thành một dãy bit để máy tính có thể xử lý được.
o Các loại dữ liệu:
▪Dữ liệu nhân tạo: do con người qui ước trong các bộ mã chuẩn riêng biệt.
▪Dữ liệu tự nhiên: tồn tại khách quan, thường ở dạng Analog nên cần chuyển đổi
về Digital.

o Số bit được sử dụng để mã hóa tương ứng với độ dài dữ liệu (thường là bội của 8bit).

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


II. Biểu diễn dữ liệu số
• Quy tắc chuyển đổi tín hiệu vật lý dạng analog sang dạng digital (ví dụ âm thanh, hình
ảnh, video, …)

Tín hiệu vật lý

Bộ cảm biến
tín hiệu
(sensor)

Tín hiệu điện
liên tục

Bộ chuyển đổi
tương tự - số

(ADC)

Tín hiệu số

Máy tính
Tín hiệu vật lý

Bộ tái tạo
tín hiệu
(actuator)

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Tín hiệu điện
liên tục

Bộ chuyển đổi số
- tương tự
(DAC)

Kiến Trúc Máy Tính

Tín hiệu số


II. Biểu diễn dữ liệu số

Mã hóa thơng tin dạng văn bản: bộ mã ASCII (0 – 255), bộ mã Unicode.
ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
• Hệ thống mã hóa được sử dụng truyền thống với máy tính cá nhân.


• Thơng thường nhất sử dụng 8 bit cho mỗi ký tự

Unicode
• Mã mới hơn bao gồm 8 đến 32 bit cho mỗi ký tự
• Tiêu chuẩn mã hóa phổ quát được thiết kế để thể hiện dữ liệu dựa trên văn bản được viết bằng
bất kỳ ngôn ngữ cổ đại hoặc hiện đại nào, cũng như hàng nghìn ký hiệu và ký hiệu khác
• Thay thế ASCIIl làm hệ thống mã hóa văn bản chính

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


II. Biểu diễn dữ liệu số - ASCII


II. Biểu diễn dữ liệu số - Unicode

Chữ cái tiếng Trung Quốc

Chữ cái Hy Lạp

Chữ cái tiếng Hàn

Việt Nam
Chữ cái tiếng Thái
Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn

Chữ cái tiếng Nga

Kiến Trúc Máy Tính

Chữ cái tiếng Việt


III. Các hệ thống đếm
Các hệ đếm cơ bản
o Hệ thập phân (decimal system)
→ Hệ thống đếm do con người sử dụng.
o Hệ nhị phân (binary system)
→ Hệ thống đếm do máy tính sử dụng
o Hệ bát phân (octal system)

→ Hệ thống đếm dùng để rút ngắn số nhị phân.
o Hệ thập lục phân (hexadecimal system)
→ Hệ thống đếm dùng để rút ngắn số nhị phân.
Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


III. Các hệ thống đếm
Hệ nhị phân
o Bộ ký tự cơ sở: 0 và 1
o Mỗi ký tự số được gọi là bit (binary digit).
o Số nhị phân n bit gọi là số n-bit.
o Số n bit co 2n giá trị từ 0 đến 2n-1.
số 4 bit, 24 = 16 có giá trị từ (0 đến 15).
𝑖
o Dạng tổng quát: 𝐴 = σ𝑛−1

𝑎
∗
2
𝑖=−𝑚 𝑖

Ví dụ:
100011,1012 = 1×25 + 1×21 + 1×20 + 1×2-1 + 1×2-3
= 32 + 2 + 1 + 0.5 + 0.125 = 35, 625
Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


III. Các hệ thống đếm
Hệ thập phân:
o Bộ ký tự cơ sở: 10 số, từ 0…9
o Sử dụng thường xuyên trong đời sống (khơng thích hợp cho máy tính).
o Dạng tổng quát: 𝐴 = σ𝑖 𝑎𝑖 ∗ 10𝑖
Trong đó ai = 0…9

oVí dụ:
442.256 = 4×102 + 4×101 + 2×100 + 2×10−1 + 5×10−2 + 6×10−3

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


III. Các hệ thống đếm
Hệ bát phân:

o Bộ ký tự cơ sở: 8 số, từ 0…7
o Dạng viết gọn của số nhị phân (8 = 23)
o Sử dụng rộng rãi trong máy tính.
o Dạng tổng quát:
𝑖 với ai = 0…7
𝐴 = σ𝑛−1
𝑎
∗
8
𝑖=−𝑚 𝑖

Ví dụ: 552318 = 101 101 010 011 0012

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


III. Các hệ thống đếm
Hệ thập lục phân:
o Bộ ký tự cơ sở: 16 số, từ 0…9, A....F
o Dạng viết gọn của số nhị phân (16 = 24)
o Sử dụng rộng rãi trong máy tính.
o Dạng tổng quát:
𝑖 với ai = 0…9, A…F
𝐴 = σ𝑛−1
𝑎
∗
16
𝑖=−𝑚 𝑖


Ví dụ: 89AB16 = 1000 1001 1010 10112

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


III. Các hệ thống đếm
Đối chiếu giữa các hệ thống số
Thập phân

Nhị
phân

Bát
phân

Thập lục
phân

Thập phân

Nhị
phân

Bát
phân

Thập lục

phân

0

0000

0

0

8

1000

10

8

1

0001

1

1

9

1001


11

9

2

0010

2

2

10

1010

12

A

3

0011

3

3

11


1011

13

B

4

0100

4

4

12

1100

14

C

5

0101

5

5


13

1101

15

D

6

0110

7

7

14

1110

16

E

7

0111

7


7

15

1111

17

F

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


III. Các hệ thống đếm – Chuyển đổi giá trị giữa các hệ đếm
Chuyển đổi hệ thập phân sang hệ A
1. Chia số thập phân cho A.
2. Lấy thương số tiếp tục chia tiếp cho A trong lần lặp tiếp theo.
3. Giữ lại số dư.
4. Lặp lại các bước cho đến khi thương số bằng 0.
5. Kết quả là số dư được viết theo chiều ngược lại

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


III. Các hệ thống đếm – Chuyển đổi giá trị giữa các hệ đếm
Chuyển đổi hệ thập phân sang hệ nhị phân


Chia cho 2

Thương số

Số dư

Thứ tự bit

(101)/2

50

1

0

(50)/2

25

0

1

(25)/2

12

1


2

(12)/2

6

0

3

(6)/2

3

0

4

(3)/2

1

1

5

(1)/2

0


1

6

Khoa Công Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính

10110 = 11001012


III. Các hệ thống đếm – Chuyển đổi giá trị giữa các hệ đếm
Chuyển đổi hệ thập phân sang hệ nhị phân
Chia cho 2

Thương số

Số dư

Thứ tự bit

(256)/2

128

0

0


(128)/2

64

0

1

(64)/2

32

0

2

(32)/2

16

0

3

(16)/2

8

0


4

(8)/2

4

0

5

(4)/2

2

0

6

(2)/2

1

0

7

(1)/2

0


1

8

Khoa Công Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính

25610 = 1000000002


III. Các hệ thống đếm – Chuyển đổi giá trị giữa các hệ đếm
Chuyển đổi hệ thập phân sang hệ thập lục phân
Chia cho 16

Thương số

Số dư

Thứ tự bit

(101)/16

6

5

0

(6)/16


0

6

1

Chia cho 16

Thương số

Số dư

Thứ tự bit

(256)/16

16

0

0

(16)/16

1

0

1


(1)/16

0

1

2

Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gịn

10110 = 6516

Kiến Trúc Máy Tính

25610 = 10016


III. Các hệ thống đếm – Chuyển đổi giá trị giữa các hệ đếm
Chuyển đổi hệ nhị phân sang hệ thập phân
1. Với số nhị phân có n digit
𝑑𝑛−1 … 𝑑2 𝑑1 𝑑0
2. Số thập phân tương ứng là
𝑑𝑛−1 × 2𝑛−1 + ⋯ + 𝑑1 × 21 + 𝑑0 × 20

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính



III. Các hệ thống đếm – Chuyển đổi giá trị giữa các hệ đếm
Chuyển đổi hệ nhị phân sang hệ thập phân
11100101₂
= 1×2⁷ + 1×2⁶ + 1×2⁵ + 0×2⁴ + 0ì2 + 1ì2 + 0ì2ạ + 1ì2
= 229
101010101

= 1ì2 + 0×2⁷ + 1×2⁶ + 0×2⁵ + 1×2⁴ + 0×2³ + 1ì2 + 0ì2ạ + 1ì2
= 341

Khoa Cụng Ngh Thụng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính


III. Các hệ thống đếm – Chuyển đổi giá trị giữa các hệ đếm
Tổng quát : Chuyển đổi từ hệ k sang hệ thập phân (cơ số k)
1. Với số hệ k có n digit
𝑑𝑛−1 … 𝑑2 𝑑1 𝑑0
2. Số thập phân tương ứng là
𝑑𝑛−1 × 𝑘 𝑛−1 + ⋯ + 𝑑1 × 𝑘1 + 𝑑0 × 𝑘 0
2D16

2158

= 2×161 + 13*160

= 2×82 + 1*81+ 5*80

= 4510


= 14110

Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin – Đại học Sài Gịn

Kiến Trúc Máy Tính