Bài giảng Tin học căn bản - Chương 2: Thông tin và biểu diễn thông tin

CHƯƠNG II THƠNG TIN VÀ BIỂU DIỄN THƠNG TIN972.1 BIỂU DIỄÃN KÍ TỰ TRONG MÁY 2.1.1 Mã hóa và giải mãViệc biến đổi, khôi phục dữ liệu theo quy ước nào đó sao cho vẫn giữ được nội dung dữ liệu gọi là mã hóa và giải mã.Máy chỉ xử lý được thông tin đã mã hoá98THÔNG TIN BAN ĐẦUTHÔNG TIN KẾT QUẢBIỂU DIỄN BAN ĐẦUBIỂU DIỄN KẾT QUẢMÃ HOÁGIẢI MÃXỬ LÝÙ992.1.2 Bảng mã truyền tin ASCIIBộ mã ASCCII (American Standard Code for Information Interchange) Bảng mã 8 bít Bảng mã 16 bít100Một phần bảng mã ASCIIKí tựMãKí tựMãKí tựMãKí tự030 40P50'131A41Q51a232B42R52b333C43S53c434D44T54d535E45U55e636F46V56f1012.2 BIỂU DIỄN SỐ TRONG MÁY	Một số biểu diễn trong máy tùy thuộc vào hai yếu tố: Chiều dài biểu diễn số :1, 2 hoặc 4 bytes Quy ước dạng biểu diễn số, bao gồm : 	-vị trí dấu chấm (.) thập phân	-hạng vị (vị trí) của bít trong dãy	-trọng số (dương, âm) của bít	-giá trị của bít trong dãy102Số nhị phân 8 bít	Cho số nhị phân :	X = C7 C6C5 C4 C3 C2 C1 C0	trong đó Ci = 0 hoặc 1.	Mỗi ký số Ci tuỳ từng dạng được định nghĩa một :	-hạng vị	-trọng số	và từ đó xác định được giá trị của nó.103XÉT BA LOẠI SỐ NHỊ PHÂN2.2.1 Số nhị phân nguyên dương không dấu-số nhị phân tự nhiên2.2.2 Số nhị phân nguyên có dấu kiểu mã bù 22.2.3 Số nhị phân nguyên có dấu kiểu mã bù 2 dạng chuẩn1042.2.1 Số nhị phân nguyên dương không dấu-số nhị phân tự nhiên	X = C7 C6C5 C4 C3 C2 C1 C0	trong đó Ci = 0 hoặc 1. Quy định :	Hạng vị : C7 là bit có hạng vị 7 	 C6 là bit có hạng vị 6 	 C0 là bit có hạng vị 0 	Trọng số : các bit Ci đều trọng số dương 	Giá trị 	 :	Ci x2v (v: hạng vị)105X = C7 C6C5 C4 C3 C2 C1 C0	Hạng vị 0, trọng số dương	Hạng vị 5, trọng số dương	Hạng vị 7, trọng số dương  X = C727 + C626 + C525 + C424 + C323 + C222 + C121 + C020106Ví dụ :	1000 1000 = 27 + 23	= 136 	(d) 	1000 0000 = 27	= 128	(d) 	0000 0001 = 20	= 1	(d)107Phạm vi biểu diễn của số Số nhị phân nguyên dương không dấu nhỏ nhất là:	0000 0000 = 0 (d)Số nhị phân nguyên dương không dấu lớn nhất là:	11111111 = 1x27 +1x26 +1x25 +1x24 +1x23 +1x22 +1x21 +1x20 = 255 (d)	0  N  255108Khái niệm Tràn, Nhớ, Mở thêm	Giả sử cộng hai số nhị phân tự nhiên: 	A = A7A6 A5 A4A3A2A1A0 	B = B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 	và C = A + B	C = C7 C6 C5 C4 C3 C2C1C0 	vì 0  A  255,	0  B  255 nên : 	0  C  510 , nghĩa là có thể 	 C > 255	CÓ TRÀN và khi đó phải MỞ THÊM bít C8 cho C và gọi là CÓ NHỚ109KHÔNG TRÀN KHÔNG NHỚ 1000 0111 = 135 (d) 0101 0011 = 83 (d)--------------	1101 1010 = 218 (d)  CÓ TRÀN-CÓ NHỚ	  1100 0111 = 199 (d) 0101 0011 = 83 (d) ------------------------ 10001 1010 = 282 (d) 	 Bit Mở thêm 1102.2.2 Số nhị phân nguyên có dấu kiểu mã bù 2	X = C7 C6C5 C4 C3 C2 C1 C0	trong đó Ci = 0 hoặc 1. Quy ước :	Hạng vị : C7 là bit có hạng vị 7 	 C6 là bit có hạng vị 6 	 C0 là bit có hạng vị 0 	Trọng số : các bit Ci đều trọng số dương trừ C7 có trọng số âm và giá trị bằng	 -C7 x27111Các bit còn lại đều trọng số dương và giá trị bằng	 Ci x2v (v: hạng vị)X = C7 C6C5 C4 C3 C2 C1 C0	Hạng vị 0, trọng số dương	Hạng vị 5, trọng số dương	Hạng vị 7, trọng số âm  X = -C727 + C626 + C525 + C424 + C323 + C222 + C121 + C020112Ví dụ	11111111 = -1 	(d) 	1000 0000 = -27	= -128	(d) 	 01111111 = 	= 127	(d)113Phạm vi biểu diễn của số Số nhị phân nguyên âm kiểu mã bù 2 nhỏ nhất :	1000 0000 = -128 (d)Số nhị phân nguyên âm kiểu mã bù 2 lớn nhất : 	11111111 = -1 (d)Số nhị phân nguyên dương kiểu mã bù 2 nhỏ nhất :	01111111 = 127 (d)Số nhị phân nguyên dương kiểu mã bù 2 lớn nhất : 	00000000 = 0 (d)1142.2.3 Số nhị phân nguyên có dấu kiểu mã bù 2 dạng chuẩn	X = C7 C6C5 C4 C3 C2 C1 C0	trong đó Ci = 0 hoặc 1. Quy ước :	Hạng vị : C7 là bit có hạng vị 0 	 C6 là bit có hạng vị -1 	 C0 là bit có hạng vị -7 	Trọng số : các bit Ci đều trọng số dương trừ C7 có trọng số âm và giá trị bằng	 -C7 x20115Các bit còn lại đều trọng số dương và giá trị bằng	 Ci x2v (v: hạng vị)X = C7 C6C5 C4 C3 C2 C1 C0	Hạng vị -7, trọng số dương	Hạng vị -2, trọng số dương	Hạng vị 0, trọng số âm  X = -C720 + C62-1 + C52-2 +  + C22-5 + C12-6 + C02-7116Ví dụ :	0110 0000 = -0.57	(d) 	1110 0000 = -0.25	(d) 	0100 0000 = 0.50	(d)117Phạm vi biểu diễn của số Số nhị phân nguyên âm kiểu mã bù 2 dạng chuẩn nhỏ nhất :	1000 0000 = -1 (d)Số nhị phân nguyên âm kiểu mã bù 2 dạng chuẩn lớn nhất : 	01111111 = 0.99219 (d)Kết luận :	-1  A  0.99219118Giả sử cộng hai số nhị phân nguyên dạng mã bù 2 : 	C = A + B	A = A7A6 A5 A4A3A2A1A0 	B = B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 	C = C7 C6 C5 C4 C3 C2C1C0 trong đó A7 B7 C7 là các bit dấu	 Phải kiểm tra Tràn, Nhớ và nếu có phải Mở thêm, Bỏ đi, Giữ lại, Gán lại trọng số 2.3 CÁC PHÉP TOÁN TRÊN SỐ NGUYÊN CÓ DẤU 119XÉT BA PHÉP TOÁN NHỊ PHÂN2.3.1 Tổng của một số âm với một số dương2.3.2 Tổng của hai số dương2.3.3 Tổng của hai số âm120Giả sử A là số nhị phân dương; B là số nhị phân âm và C = A + B	 vì 0  A  127, -128  B  -1 nên : -128  C  126 , nghĩa là KHÔNG TRÀN	************ 	A7 = 0; B7 = 1 nên C7 = A7+ B7 :	 C7 = 1 khi đó KHÔNG NHỚ	 C7 = 0 khi đó CÓ NHỚ lên bít C82.3.1 Tổng của một số dương với một số âm121KHÔNG NHỚ 0001 0000 = 16 (d) 1000 1000 = -119 (d)--------------	1001 1000 = - 103 (d)  	CÓ NHỚ	  0110 0000 = 96 (d) 1100 0000 = -64 (d) ------------------------ 10010 0000 = 32 (d) 	 Bit BỎ ĐIQUY TẮC : KHI CỘNG MỘT SỐ DƯƠNG VỚI MỘT SỐ ÂM 	-NẾU C8 = 0 THÌ KHÔNG PHẢI ĐIỀU CHỈNH	-NẾU C8 = 1 THÌ PHẢI ĐIỀU CHỈNH BẰNG CÁCH BỎ BÍT NÀY 122Giả sử A, B là số nhị phân dương và C = A + B	 vì 0  A  127, 0  B  127 nên :	 0  C  254	nghĩa là có thể C > 127, CÓ TRÀN 	************	Vì A7 = B7 = 0 nên C7 = A7+ B7 :	 C7 = 0 khi đó KHÔNG TRÀN	 C7 = 1 khi đó CÓ TRÀN 2.3.2 Tổng hai số dương123KHÔNG TRÀN 0000 1000 = 16 (d) 0110 1000 = 104 (d)--------------	0111 0000 = 112 (d)  	CÓ TRÀN	  0110 0000 = 96 (d) 0100 1000 = 72 (d) ------------------------ 01010 1000 = 168 (d) GIỮ LẠI, trọng số 	dương MỞ THÊM, trọng số âm	-NẾU C7 = 0 THÌ KHÔNG PHẢI ĐIỀU CHỈNH	-NẾU C7 = 1 THÌ PHẢI ĐIỀU CHỈNH BẰNG CÁCH MỞ THÊM C8 = 0 TRỌNG SỐ ÂM; GIỮ LẠI C7 VÀ GÁN CHO NÓ TRỌNG SỐ DƯƠNG QUY TẮC : KHI CỘNG HAI SỐ DƯƠNG 124 Giả sử A, B là số nhị phân âm và C = A + B	 vì -128  A  -1, -128  B  -1 nên :	 -256  C  -2	nghĩa là có thể C < -128, CÓ TRÀN 	*******	 Vì A7 = B7 = 1 nên C7 = A7+ B7 :	 C7 = 1 khi đó KHÔNG TRÀN, bỏ C8 	 C7= 0 khi đó CÓ TRÀN , phải điều chỉnh 2.3.3 Tổng hai số âm125KHÔNG TRÀN  1100 1000 = - 56 (d)  1110 1000 = - 24 (d)--------------	1 1011 0000 = - 80 (d) 	Trọng số âm	Bỏ điú 	CÓ TRÀN	  1000 1000 = -120 (d) 1000 1100 = -116 (d) ------------------------ 10001 0100 = -236 (d) Gán trọng 	số dương Giữ lại,trọng số âm	-NẾU C7 = 1 THÌ PHẢI ĐIỀU CHỈNH BẰNG CÁCH BỎ C8 	-NẾU C7 = 0 THÌ PHẢI ĐIỀU CHỈNH BẰNG CÁCH GÁN CHO C7 TRỌNG SỐ DƯƠNG; GIỮ LẠI C8 VỐI TRỌNG SỐ ÂM QUY TẮC : KHI CỘNG HAI SỐ ÂM 1262.4 SỐ THỰC CÓ DẤU CHẤM CỐ ĐỊNH	X = an-1an-2... a0. am-1am-2... a-m 	 phần nguyên (n bit)	 phần phân (m bit)  2.4.1 SỐ KHÔNG DẤUX =an-1 2n-1 + an-2 2n-2 + ... + a0 20 + a-1 2-1 + a-2 2-2 + ... + a-m 2-m127PHẠM VI BIỂU DIỄN CỦA SỐï	0  X  2n - 2m trong đó:	0  phần nguyên  2n - 1  	2-m  phần phân  1 - 2-m 128	X = an-1an-2... a0. am-1am-2... a-m 	phần nguyên (n bit)	phần phân (m bit) DẠNG MÃ BÙ 2 NHỊ PHÂN NGUYÊN KHÔNG DẤU  2.4.1 SỐ CÓ DẤUX =an-1 2n-1 + an-2 2n-2 + ... + a0 20 + a-1 2-1 + a-2 2-2 + ... + a-m 2-m129PHẠM VI BIỂU DIỄN CỦA SỐï	-2n-1  X  2n-1 - 2-m1302.5 SỐ THỰC CÓ DẤU CHẤM DI ĐỘNG	X = aa... a aa...a	 T 	 M 	 phần định trị	 phần bậc Phần định trị T là số nhị phân có dấu dạng mã bù 2 chuẩn, nghĩa là bit ngay sau bit dấu phải là 1Phần bậc M là số nhị phân có dấu dạng mã bù 2Khi đó giá trị của số nhị phân với dấu chấm di động sẽ là: 	G = T x 2M 131Ví dụ :	0110 0000 0010 = 0.75x22 = 3 (d) 	1110 0000 0011 = -0.25x23 = 2 (d) 	CÁCH BIẾN ĐỔI CHO BIT DẤU THÀNH 1 : 00100000 1111 = 01000000 1110132