KỸ THUẬT VI XỬ LÝ
Microprocessors
Dư Thanh Bình
Bộ mơn KTMT - Khoa CNTT
Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội


Lưu ý của tác giả
 Không được tự ý sao chép hay quảng bá bài giảng
này nếu chưa được sự đồng ý của tác giả.
 Địa chỉ liên hệ của tác giả:
Dư Thanh Bình
Bộ mơn Kỹ thuật Máy tính
Khoa Cơng nghệ Thông tin
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Tel: 8696125 – Mobile: 0979859568
Email:


Copyright (c) 1/2007 by DTB

2


Nội dung của mơn học









Chương 1: Máy tính và hệ vi xử lý
Chương 2: Biểu diễn thông tin trong máy tính
Chương 3: Bộ vi xử lý Intel 8088
Chương 4: Lập trình hợp ngữ với 8088
Chương 5: Nối ghép 8088 với bộ nhớ
Chương 6: Nối ghép 8088 với hệ thống vào-ra

Copyright (c) 1/2007 by DTB

3


Kỹ thuật Vi xử lý

Chương 2
BIỂU DIỄN THÔNG TIN
TRONG MÁY TÍNH
Nguyễn Phú Bình
Bộ mơn Kỹ thuật Máy tính, Khoa Cơng nghệ Thông tin
Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
Copyright (c) 1/2007 by DTB

4


Nội dung chương 2

2.1. Các hệ đếm cơ bản

2.2. Biểu diễn số nguyên
2.3. Biểu diễn số thực
2.4. Biểu diễn kí tự

Copyright (c) 1/2007 by DTB

5


2.1. Các hệ đếm cơ bản

1. Hệ thập phân (Decimal System)
2. Hệ nhị phân (Binary System)
3. Hệ mười sáu (Hexadecimal System)

Copyright (c) 1/2007 by DTB

6


1. Hệ thập phân
 Sử dụng 10 chữ số: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 để biểu diễn số
 Dùng n chữ số thập phân có thể biểu diễn được 10n giá trị
khác nhau:
00...000 = 0
....
99...999 = 10n-1

 Giả sử một số A được biểu diễn dưới dạng:
A = an an-1 … a1 a0 . a-1 a-2 … a-m


 Giá trị của A được hiểu như sau:

A  an10n  an 110n 1  ...  a1101  a0100  a1101  ...  a m10 m
n

A

i
a
10
 i

i m

Copyright (c) 1/2007 by DTB

7


Ví dụ
 Số thập phân 472.38 có giá trị được hiểu như sau:
472.38 = 4 x 102 + 7 x 101 + 2 x 100 + 3 x 10-1 + 8 x 10-2

Copyright (c) 1/2007 by DTB

8


Mở rộng cho hệ cơ số r (r>1)

 Sử dụng r chữ số có giá trị riêng từ 0 đến r-1 để
biểu diễn số
 Giả sử có số A được biểu diễn bằng các chữ số
của hệ đếm theo cơ số r như sau:
A = an an-1 … a1 a0 . a-1 a-2 … a-m

 Giá trị của A là:
A  an r n  an 1r n 1  ...  a1r 1  a0 r 0  a1r 1  a 2 r 2  ...  a m r  m
n

A

i
a
r
 i

i  m

 Một chuỗi n chữ số của hệ đếm cơ số r sẽ biểu
diễn được rn giá trị khác nhau.
Copyright (c) 1/2007 by DTB

9


2. Hệ nhị phân






Sử dụng 2 chữ số: 0,1
Chữ số nhị phân gọi là bit (binary digit)
Bit là đơn vị thơng tin nhỏ nhất
Dùng n bit có thể biểu diễn được 2n giá trị khác nhau:
00...000 = 0
...
11...111 = 2n-1

 Giả sử có số A được biểu diễn theo hệ nhị phân như sau:
A = an an-1 … a1 a0 . a-1 a-2 … a-m
 Với ai là các chữ số nhị phân, khi đó giá trị của A là:
A  an 2 n  an 1 2 n 1  ...  a1 21  a0 20  a1 2 1  a 2 2 2  ...  a m 2  m
n

A

i
a
2
 i

i m

Copyright (c) 1/2007 by DTB

10



Ví dụ
 Số nhị phân 1101001.1011 có giá trị được xác định
như sau:
1101001.1011(2) = 26 + 25 + 23 + 20 + 2-1 + 2-3 + 2-4
= 64 + 32 + 8 + 1 + 0.5 + 0.125 + 0.0625 = 105.6875(10)

Copyright (c) 1/2007 by DTB

11


Đổi từ nhị phân sang thập phân
 Áp dụng công thức tính giá trị của một số nhị phân.

Copyright (c) 1/2007 by DTB

12


Đổi từ thập phân sang nhị phân
 Thực hiện chuyển đổi phần nguyên và phần lẻ riêng.
 Chuyển đổi phần nguyên:


Cách 1: chia dần số đó cho 2, xác định các phần dư, rồi viết các số
dư theo chiều ngược lại.
 Ví dụ: chuyển đổi 105(10) sang hệ nhị phân ta làm như sau:
105 : 2 = 52 dư
1
52 : 2 = 26 dư

0
26 : 2 = 13 dư
0
13 : 2 = 6 dư
1
6:2
= 3 dư
0
3:2
= 1 dư
1
1:2
= 0 dư
1
Như vậy, ta có: 105(10) = 1101001(2)

Copyright (c) 1/2007 by DTB

13


Đổi từ thập phân sang nhị phân (tiếp)
 Chuyển đổi phần ngun (tiếp):


Cách 2: phân tích số đó thành tổng các lũy thừa của 2, sau đó dựa
vào các số mũ để xác định dạng biểu diễn nhị phân.
 Ví dụ: 105 = 64 + 32 + 8 + 1 = 26 + 25 + 23 + 20
 105(10) = 1101001(2)


 Chuyển đổi phần lẻ:


Nhân phần lẻ với 2 rồi lấy phần nguyên ... Sau đó viết các phần
nguyên theo chiều thuận.
 Ví dụ: chuyển đổi số 0.6875(10) sang hệ nhị phân:
0.6875 x 2
=
1.3750 phần nguyên
0.375 x 2
=
0.750 phần nguyên
0.75
x2
=
1.50
phần nguyên
0.5
x2
=
1.0
phần nguyên
Kết quả là: 0.6875(10) = 0.1011(2)
Copyright (c) 1/2007 by DTB

=
=
=
=


1
0
1
1

14


Hệ mười sáu (Hexa)
 Sử dụng 16 chữ số, kí hiệu
như sau:
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

 Dùng để viết gọn cho số nhị
phân.

Copyright (c) 1/2007 by DTB

15


Một số ví dụ
 Nhị phân  Hexa:
 Hexa  Nhị phân:
 Thập phân  Hexa:

11 1011 1110 0110(2) = 3BE6(16)
3E8(16) = 11 1110 1000(2)
14988  ?


14988 : 16
=
936
dư
936 : 16
=
58
dư
58 : 16
=
3
dư
3 : 16
=
0
dư
Như vậy, ta có: 14988(10) = 3A8C(16)

 Hexa  Thập phân:

12 tức là C
8
10 tức là A
3

3A8C  ?

3A8C (16) = 3 x 163 + 10 x 162 + 8 x 161 +12 x 160
= 12288 + 2560 + 128 + 12 = 14988(10)


Copyright (c) 1/2007 by DTB

16


Cộng trừ số Hexa

Copyright (c) 1/2007 by DTB

17


Nội dung chương 2

2.1. Các hệ đếm cơ bản
2.2. Biểu diễn số nguyên
2.3. Biểu diễn số thực
2.4. Biểu diễn kí tự

Copyright (c) 1/2007 by DTB

18


2.2. Biểu diễn số nguyên

1. Số nguyên không dấu
2. Số nguyên có dấu
3. Biểu diễn số nguyên theo mã BCD


Copyright (c) 1/2007 by DTB

19


1. Số nguyên không dấu
 Dạng tổng quát: giả sử dùng n bit để biểu diễn cho một số
nguyên không dấu A:
an-1an-2...a3a2a1a0
 Giá trị của A được tính như sau:

A  an 1 2 n 1  an2 2n 2  ...  a1 21  a0 20
n 1

A   ai 2i
i 0

 Dải biểu diễn của A: từ 0 đến 2n-1

Copyright (c) 1/2007 by DTB

20


Các ví dụ
 Ví dụ 1. Biểu diễn các số nguyên không dấu sau
đây bằng 8 bit:
A = 45
B = 156
Giải:

A = 45 = 32 + 8 + 4 + 1 = 25 + 23 + 22 + 20
 A = 0010 1101
B = 156 = 128 + 16 + 8 + 4 = 27 + 24 + 23 + 22
 B = 1001 1100
Copyright (c) 1/2007 by DTB

21


Các ví dụ (tiếp)
 Ví dụ 2. Cho các số nguyên không dấu X, Y được
biểu diễn bằng 8 bit như sau:
X = 0010 1011
Y = 1001 0110
Giải:
X = 0010 1011 = 25 + 23 + 21 + 20
= 32 + 8 + 2 + 1 = 43
Y = 1001 0110 = 27 + 24 + 22 + 21
= 128 + 16 + 4 + 2 = 150
Copyright (c) 1/2007 by DTB

22


Hiện tượng nhớ ra ngoài (carry-out)
 Khi thực hiện cộng (hoặc trừ) 2 số ngun khơng
dấu, nếu kết quả có nhớ ra khỏi bit cao nhất (hoặc
có mượn từ ngồi vào bit cao nhất) thì đã xảy ra
hiện tượng nhớ ra ngồi (carry-out) và kết quả
nhận được là sai.

 Ví dụ:
X = 1100 0101 = 197
+ Y = 0100 0110 = 70
S = 0000 1011  267
Cout = 1  carry-out
(KQ sai = 23 + 21 + 20 = 11)

Copyright (c) 1/2007 by DTB

23


2. Số nguyên có dấu
 Dùng n bit biểu diễn số nguyên có dấu A:
an-1an-2...a2a1a0
 Với số dương:
 Bit an-1 = 0
 Các bit còn lại biểu diễn độ lớn của số dương đó



Dạng tổng quát của số dương: 0an-2...a2a1a0
Giá trị của số dương:
n2

A   ai 2i
i 0




Dải biểu diễn của số dương: [0, 2n-1-1]

Copyright (c) 1/2007 by DTB

24


Số nguyên có dấu (tiếp)
 Với số âm:
 Được biểu diễn bằng số bù hai của số dương tương ứng
 Tìm số bù hai của số nhị phân: đảo bit rồi cộng 1
  Bit an-1 = 1



Dạng tổng quát của số âm: 1an-2...a2a1a0
Giá trị của số âm:
n2

A  2 n 1   ai 2i
i 0



Dải biểu diễn của số âm: [-2n-1, -1]

 Dải biểu diễn của số nguyên có dấu n bit là [-2n-1, 2n-1-1]

Copyright (c) 1/2007 by DTB


25