Giáo trình Tin học đại cương - chương 1

Chia sẻ: ngohungpro

Khái niệm thông tin (information) được sử dụng thường ngày. Con người có nhu cầu đọc báo, nghe đài, xem phim, đi tham quan, du lịch, tham khảo ý kiến người khác,... để nhận được thêm thông tin mới. Thông tin mang lại cho con người sự hiểu biết, nhận thức tốt hơn về những đối tượng trong đời sống xã hội, trong thiên nhiên,... giúp cho họ thực hiện hợp lý công việc cần làm để đạt tới mục đích một cách tốt nhất....

Bạn đang xem 20 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: Giáo trình Tin học đại cương - chương 1

 

  1. Tin học đại cương Trang 1
  2. MỤC LỤC Tin học đại cương.......................................................................................................................... 1 MỤC LỤC....................................................................................................................................... 2 CHƯƠNG I: NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ TIN HỌC I. Thông tin 1. Khái niệm về thông tin Khái niệm thông tin (information) được sử dụng thường ngày. Con người có nhu cầu đọc báo, nghe đài, xem phim, đi tham quan, du lịch, tham khảo ý kiến người khác,... để nhận được thêm thông tin mới. Thông tin mang lại cho con người sự hiểu biết, nhận thức tốt hơn về những đối tượng trong đời sống xã hội, trong thiên nhiên,... giúp cho họ thực hiện hợp lý công v iệc cần làm để đạt tới mục đích một cách tốt nhất. Dữ liệu (data) là sự biểu diễn của thông tin và được thể hiện bằng các tín hiệu vật lý. Thông tin chứa đựng ý nghĩa còn dữ liệu là các sự kiện không có cấu trúc và không có ý nghĩa nếu chúng không được tổ chức và xử lý. Hệ thống thông tin (information system) là một hệ thống ghi nhận dữ liệu, xử lý chúng để tạo nên thông tin có ý nghĩa hoặc dữ liệu mới. Dữ liệu Xử lý Thông tin Nhập Xuất Hình 1.1: Hệ thống thông tin 2. Đơn vị đo thông tin Để đo độ dài của một vật, hay một quãng đường người ta dùng đơn vị đo là mét (m), Kylomét (Km)..., để đo thể tích một vật người ta dùng đơn v ị đo là mét khối (m3), để đo khối lượng của một vật người ta dùng đến gam (g), Kylogam (Kg), tấn, tạ… Trang 2
  3. Đơn vị dùng để đo thông tin gọi là bit (BInary digiT). Một bit t ương ứng với một chỉ thị hoặc một thông báo nào đó về sự kiện có 1 trong 2 tr ạng thái có số đo khả năng xuất hiện đồng thời là Tắt (Off) / Mở (On) hay Đúng (True) / Sai (False). Trong tin học, người ta thường sử dụng các đơn vị đo thông tin lớn h ơn như sau: Tên gọi Ký hiệu Giá trị Byte B 8 bit KiloByte KB 210 B = 1024 Byte MegaByte MB 220 B GigaByte GB 230 B TetraByte TB 240 B 3. Sơ đồ tổng quát của một quá trình xử lý thông tin Mọi quá trình xử lý thông tin bằng máy tính hay b ằng con ng ười đ ều đ ược thực hiện theo một qui trình sau: Dữ liệu (data) được nhập ở đầu vào (Input). Máy tính hay con người s ẽ thực hiện quá trình xử lý nào đó để nhận được thông tin ở đ ầu ra (Output). Quá trình nhập dữ liệu, xử lý và xuất thông tin đều có thể được lưu trữ. NHẬP DỮ LIỆU XỬ LÝ XUẤT DỮ LIỆU/ (INPUT) (PROCESSING) THÔNG TIN (OUTPUT) LƯU TRỮ (STORAGE) Hình 1.2: Mô hình tổng quát quá trình xử lý thông tin 4. Xử lý thông tin bằng máy tính điện tử Thông tin là kết quả bao gồm nhiều quá trình xử lý các d ữ li ệu và thông tin có thể trở thành dữ liệu mới để theo một quá trình xử lý dữ li ệu khác t ạo ra thông tin mới hơn theo ý đồ của con người. Con người có nhiều cách để có dữ liệu và thông tin. Người ta có thể l ưu trữ thông tin qua tranh vẽ, giấy, sách báo, hình ảnh trong phim, băng t ừ,... Trong thời đại hiện nay, khi lượng thông tin đến với chúng ta càng lúc càng nhiều thì Trang 3
  4. con người có thể dùng một công cụ hỗ trợ cho việc lưu trữ, chọn lọc và xử lý lại thông tin gọi là máy tính điện tử (Computer). Máy tính điện tử giúp con người tiết kiệm rất nhiều thời gian, công sức và tăng độ chính xác cao trong việc tự động hóa một phần hay toàn phần của quá trình xử lý d ữ li ệu hay thông tin. II. Tin học 1. Định nghĩa Tin học (Informatics) được định nghĩa là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công nghệ và kỹ thuật xử lý thông tin tự động. Công c ụ ch ủ y ếu của tin học là máy tính điện tử và các thiết bị truyền tin khác. Việc nghiên c ứu chính của tin học nhắm vào hai kỹ thuật phát triển song song. 2. Các lĩnh vực nghiên cứu của tin học − Kỹ thuật phần cứng (hardware engineering): nghiên cứu chế tạo các thiết bị, linh kiện điện tử, công nghệ vật liệu mới... hỗ trợ cho máy tính và mạng máy tính, đẩy mạnh khả năng xử lý toán học và truyền thông thông tin. − Kỹ thuật phần mềm (software engineering): nghiên cứu phát triển các hệ điều hành, ngôn ngữ lập trình cho các bài toán khoa học kỹ thuật, mô phỏng, điều khiển tự động, tổ chức dữ liệu và quản lý hệ thống thông tin. 3. Ứng dụng của tin học Tin học hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành ngh ề khác nhau của xã hội từ khoa học kỹ thuật, y học, kinh t ế, công ngh ệ sản xu ất đến khoa học xã hội, nghệ thuật,... Ví dụ: − Tự động hóa công tác văn phòng − Thống kê − Công nghệ thiết kế − Giáo dục − Quản trị kinh doanh − An ninh quốc phòng, … Trang 4
  5. Đặc biệt ngày nay, với việc ứng dụng Internet, nhân loại đang được h ưởng lợi từ những dịch vụ mới như: − Thư điện tử − Thư viện điện tử − E_Learning − Thương mại điện tử − Chính phủ điện tử, … 4. Máy tính điện tử và lịch sử phát triển Do nhu cầu cần tăng độ chính xác và giảm thời gian tính toán, con người đã quan tâm chế tạo các công cụ tính toán từ xưa: bàn tính tay c ủa người Trung Quốc, máy cộng cơ học của nhà toán học Pháp Blaise Pascal (1623 - 1662), máy tính cơ học có thể cộng, trừ, nhân, chia của nhà toán học Đức Gottfried Wilhelmvon Leibniz (1646 - 1716), máy sai phân để tính các đa thức toán học ... Tuy nhiên, máy tính điện tử thực sự bắt đầu hình thành vào th ập niên 1950 và đến nay đã trải qua 5 thế hệ và được phân loại theo sự ti ến b ộ v ề công ngh ệ điện tử và vi điện tử cũng như các cải tiến về nguyên lý, tính năng và loại hình. Thế hệ 1 (1950 - 1958): máy tính sử dụng các bóng đèn điện tử chân không, mạch riêng rẽ, vào số liệu bằng phiếu đục lỗ, điều khiển bằng tay. Máy có kích thước rất lớn, tiêu thụ năng lượng nhiều, tốc độ tính chậm khoảng 300 - 3.000 phép tính/s. Loại máy tính điển hình thế hệ 1 như EDVAC (Mỹ) hay BESM (Liên Xô cũ),... Thế hệ 2 (1958 - 1964): máy tính dùng bộ xử lý bằng đèn bán dẫn, mạch in. Máy tính đã có chương trình dịch như Cobol, Fortran và h ệ đi ều hành đ ơn giản. Kích thước máy còn lớn, tốc độ tính khoảng 10.000 -100.000 phép tính/s. Điển hình như loại IBM-1070 (Mỹ) hay MINSK (Liên Xô cũ),... Thế hệ 3 (1965 - 1974): máy tính được gắn các bộ vi xử lý bằng vi mạch điện tử cỡ nhỏ có thể có được tốc độ tính khoảng 100.000 - 1 tri ệu phép tính/s. Máy đã có các hệ điều hành đa chương trình, nhiều người đồng thời hoặc theo kiểu phân chia thời gian. Kết quả từ máy tính có thể in ra trực ti ếp ở máy in. Điển hình như loại IBM-360 (Mỹ) hay EC (Liên Xô cũ),... Trang 5
  6. Thế hệ 4 (1974 - nay): máy tính bắt đầu có các vi mạch đa xử lý có t ốc độ tính hàng chục triệu đến hàng tỷ phép tính/s. Giai đoạn này hình thành 2 lo ại máy tính chính: máy tính cá nhân để bàn (Personal Computer - PC) ho ặc xách tay (Laptop hoặc Notebook computer) và các loại máy tính chuyên nghi ệp th ực hi ện đa chương trình, đa xử lý,... hình thành các hệ thống mạng máy tính (Computer Networks), và các ứng dụng phong phú đa phương tiện. Thế hệ 5 (1990 - nay): bắt đầu các nghiên cứu tạo ra các máy tính mô phỏng các hoạt động của não bộ và hành vi con người, có trí khôn nhân t ạo v ới khả năng tự suy diễn phát triển các tình huống nhận được và hệ quản lý kiến thức cơ bản để giải quyết các bài toán đa dạng. 5. Thuật toán a. Khái niệm về thuật toán Thuật toán là một khái niệm cơ sở của Toán học và Tin h ọc. Thu ật toán có thể hiểu là một tập hữu hạn các hướng dẫn rõ ràng để người giải toán có thể theo đó mà giải quyết được vấn đề. Như vậy, thuật toán là m ột ph ương pháp thể hiện lời giải của bài toán. b. Các đặc trưng khác của thuật toán - Tính xác định: Tính xác định đòi hỏi, ở mỗi bước của thu ật toán, các thao tác phải hết sức rõ ràng, không thể gây ra sự nhập nhằng, lẫn lộn. Tính xác định của thuật toán rất quan trọng vì nhờ thế mà ta có thể giao cho các thiết bị tự động thực hiện thuật toán, làm một số công việc thay thế con người - Tính hữu hạn: Thuật toán bao giờ cũng phải dừng sau hữu hạn các bước thực hiện. - Tính đúng đắn: Với dữ liệu vào trước thuật toán th ực hiện sau một s ố hữu hạn bước cho trước sẽ dừng và cho kết quả đúng của bài toán. K ết quả mong muốn thường được xác định qua định nghĩa. - Ðầu vào và đầu ra (input/output) : Mọi thuật toán, dù có đơn gi ản đ ến mấy cũng phải nhận dữ liệu đầu vào, xử lý và cho ra kết quả cuối cùng. - Tính hiệu quả (effectiveness) : tính hiệu quả của thuật toán được đánh giá dựa trên một số tiêu chuẩn như khối lượng tính toán, không gian và th ời Trang 6
  7. gian khi thuật toán được thi hành. Tính hiệu quả của thu ật toán là m ột y ếu tố quyết định để đánh giá, chọn lựa cách giải quyết vấn đề - bài toán trên thực tế. - Tính tổng quát (generalliness) : thuật toán có tính tổng quát là thuật toán phải áp dụng được cho mọi trường hợp của bài toán ch ứ không ph ải ch ỉ áp dụng được cho một số trường hợp riêng lẻ nào đó. Chẳng hạn giải phương trình bậc hai sau đây bằng Delta đảm bảo được tính chất này vì nó luôn giải được với mọi giá trị số thực a,b,c bất kỳ. Tuy nhiên, không ph ải thu ật toán nào cũng đảm bảo được tính tổng quát. Trong thực tế, có lúc người ta chỉ xây dựng thuật toán cho một dạng đặc trưng của bài toán mà thôi. Ví dụ: Thuật toán để giải phương trình bậc nhất P(x): ax + b = c, (a, b, c là các số thực), trong tập hợp các số thực có thể là một bộ các bước sau đây: 1. Nếu a = 0 o b = c thì P(x) có nghiệm bất kì o b ≠ c thì P(c) vô nghiệm 2. Nếu a ≠ 0 o P(x) có duy nhất một nghiệm x = (c - b)/a c. Sơ đồ khối Biểu diễn thuật toán bằng sơ đồ khối có tính trực quan dễ hiểu hơn. Sơ đồ khối có những quy ước sau: Ví dụ: Thuật toán p=n! được trình bày dưới dạng sơ đồ khối như sau Trang 7
  8. III. Tổng quan về máy tính điện tử 1. Khái niệm máy tính điện tử - Máy tính là cỗ máy được cấu thành từ hàng triệu thiết bị điện tử có khả năng lưu trữ hay chuyển dữ liệu với tốc độ rất lớn có chức năng khác nhau. - Máy tính không bị giới hạn ở loại công việc mà nó có thể được thực hiện; khả năng của máy chỉ bị giới hạn bởi trí tưởng tượng của người sử dụng. 2. Các khả năng và hạn chế của máy tính - Như mọi loại máy móc, máy tính cần được chỉ đạo và điều khiển để thực hiện công việc thành công. Ngay cả máy tính vi phức t ạp nh ất, cho dù có nhi ều khả năng đến đâu đi chăng nữa, cũng phải được nạp chỉ thị thì mới biết việc cần làm. Trang 8
  9. - Trước hết ta phải nhận thức rằng máy tính có kh ả năng th ực hi ện các hoạt động trùng lặp. Máy tính thực hiện những hoạt động tương tự hàng ngàn lần không biết chán, mỏi mệt và thậm chí không hề bất cẩn. - Thứ hai, máy tính có thể xử lý thông tin với mức độ cực nhanh. Ví d ụ: Máy tính hiện đại có thể giải các cấp toán số học nhanh hơn hàng triệu lần so với một nhà toán học thiên tài. - Thứ ba, máy tính có thể được lập chương trình để tính toán trả lời với bất kỳ mức chính xác nào do lập trình viên quy định. Vì máy tính là thi ết b ị nhân t ạo nên đôi khi chúng vẫn bị trục trặc hay hỏng hóc và c ần đ ược s ửa ch ữa. Tuy nhiên, trong hầu hết trường hợp, máy tính sai là do lỗi con ng ười ch ứ hoàn toàn không phải do máy. - Thứ tư, máy tính đa năng có thể được lập chương trình để giải nhiều dạng bài toán khác nhau do tính linh hoạt của chúng. - Cuối cùng, máy tính không giống như con người, nó không có trực giác. Một người có thể bất chợt tìm ra lời giải cho một vấn đề mà không cần tính toán quá nhiều chi tiết, trong khi máy tính chỉ có th ể tiến hành theo các ch ỉ th ị đã được lập trình. 3. Các loại máy tính a. Máy tính lớn - Dung lượng: Các máy tính rất mạnh thường được kết nối với rất nhiều máy tính độc lập qua một mạng. - Tốc độ: Nhanh hơn máy tính cá nhân rất nhiều được sử dụng để xử lý số lượng dữ liệu lớn. - Giá thành: Rất đắt. - Đối tượng sử dụng: Chỉ được sử dụng bởi các công ty lớn như ngân hàng, bảo hiểm … b. Máy tính cá nhân - Dung lượng: Phụ thuộc vào Ổ đĩa cứng kết hợp với bộ nhớ RAM - Tốc độ: Thường được đo bằng GHz. Phụ thuộc vào CPU và RAM. Trang 9
  10. - Giá thành: Ngày càng rẻ. - Đối tượng sử dụng: Sử dụng trong gia đình, giáo dục, y tế … c. Laptop, máy tính cầm tay kỹ thuật số - Dung lượng: Phụ thuộc vào Ổ đĩa cứng lớn kết hợp với một bộ nhớ RAM – thường không mạnh bằng PC do giá thành đắt. - Tốc độ: Thường được đo bằng GHz - thường không mạnh bằng PC do giá thành đắt. Phụ thuộc vào CPU và RAM. - Giá thành: Các thiết bị cần gọn nhẹ để tiện mang đi lại, vì vậy khi so sánh với máy tính cá nhân mạnh như nhau thì máy xách tay đắt hơn. - Đối tượng sử dụng: Dùng cho những nhà kinh doanh và trong giáo d ục. Nhìn chung là những người thường xuyên không làm việc tại một nơi cố định. 4. Các thiết bị của một máy tính điện tử THIẾT BỊ NHẬP: BỘ XỬ LÝ(CPU) THIẾT BỊ XUẤT: bàn phím, con chuột, + Bộ điều khiển (CU) màn hình, máy in, máy quét ảnh,... + Bộ tính toán số học và máy vẽ, ... logic (ALU) ROM - bộ nhớ chỉ đọc RAM - bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên dữ liệu dữ liệu THIẾT BỊ LƯU TRỮ TRONG USB Flash Disk ổ đĩa mềm + đĩa mềm ổ đĩa cứng ổ đĩa quang (CDROM) + đĩa quang .......... THIẾT BỊ LƯU TRỮ NGOÀI - Máy tính cần có thiết bị nhập, xuất và lưu trữ bên ngoài giống nh ư con người cần có các giác quan và các phương tiện ghi chép sự kiện như giấy, bảng,... Trang 10
  11. Các thiết bị nhập xuất cơ bản của máy tính - Thiết bị nhập thông dụng gồm có bàn phím, chuột máy tính. Các thiết bị nhập chuyên dụng có máy quét ảnh (scanner), máy ảnh số,... Máy quét ảnh kết hợp với các phần mềm nhận dạng chữ viết cho phép đưa nội dung các trang báo, mẫu giấy viết tay được đưa vào máy tính nhanh h ơn, v ới độ chính xác khá cao và căn bản là giảm bớt công sức nhập lại bằng tay. Máy ảnh số cho phép ghi hình ảnh theo khuôn dạng chuẩn có th ể đưa vào máy tính đ ể x ử lý ngay nh ư gửi qua mạng Internet, chỉnh sửa màu sắc, tạo hình mỹ thuật. - Thiết bị xuất chủ yếu bao gồm: + Màn hình: Máy tính cần có màn hình (monitor) để hiển th ị các kết quả đã xử lý. Độ lớn của màn hình được đo bằng Inch (14”, 15”, 17”,…Ngoài các màn hình thông thường mà ta vẫn thấy thì màn hình tinh thể lỏng (LCD) hiện nay đang được sử dụng rộng rãi d ần bởi các màn hình này đòi hỏi ít diện tích, ít sinh nhiệt trong phòng làm vi ệc, giá thành lại được hạ thấp dần. Trang 11
  12. + Máy in thông thường cho phép in các văn bản, các k ết qu ả đã xử lý ra giấy để lưu trữ. Máy in khác biệt bởi các tính năng in, ch ất lượng đưa ra, và tốc độ - tức là chúng có thể in ra được bao nhiêu trang trong một phút. Máy in phổ biến nhất cho sử dụng ở nhà là máy in phun mực. Máy in laze, mặc dầu đắt hơn, lại nhanh hơn và ch ất l ượng in cao hơn, và phần lớn các loại đều cho phép chỉ in đen trắng. - Bộ xử lý trung tâm (CPU): CPU là bộ não của máy tính, nó th ực hi ện h ầu hết các công việc tính toán trong máy tính. CPU là m ột bộ ph ận quan tr ọng nh ất trong máy tính, quy định tốc độ của máy tính. Tốc đ ộ CPU càng cao thì máy tính xử lý dữ liệu càng nhanh. - Thiết bị lưu trữ trong (bộ nhớ trong) bao gồm: + ROM: Bộ nhớ chỉ đọc, là một loại chíp nhớ đặc biệt được thiết lập từ khi sản xuất máy, nó lưu trữ các ph ần m ềm có th ể đọc nhưng không thể viết lên được. Thông tin không bị mất khi tắt máy. + RAM: Hay Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên. Là thiết bị lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình máy tính làm việc, dữ li ệu sẽ b ị m ất vĩnh viễn khi không còn nguồn điện cung cấp. RAM có thể thay thế hoặc Trang 12
  13. lắp thêm vào một cách dễ dàng. RAM và CPU là 2 bộ phận quyết định tốc độ xử lý của máy tính. RAM càng lớn tốc độ xử lý của máy tính chạy càng nhanh. Các máy tính hiện nay phổ biến là sử dụng RAM 128 Mb, lớn hơn nữa là 512Mb, 1024Mb…. - Thiết bị lưu trữ ngoài của máy tính đa dạng theo nhu cầu của người s ử dụng: + Với yếu tố chất lượng, dung lượng chứa (128Mb, 512Mb cho đến 4Gb) và khả năng chấp nhận của máy tính (không cần ổ đĩa đ ọc), hiện nay người ta thường sử dụng USB Flash Disk (hay còn gọi là Ramdisk) để sao chép dữ liệu từ máy tính này đến máy tính khác. Ổ đĩa và đĩa mềm (Floppy Disk) với dung lượng 1,44Mb đã dần bị loại bỏ hoàn toàn. + Đĩa cứng với nhiều kích cỡ dung lượng khác nhau như 20Gb, 40Gb, 80Gb....cho phép người dùng cài đặt, thực hiện những chương trình và lưu trữ dữ liệu trên đó. + Ổ đĩa và đĩa quang với dung lượng tối thiểu là 650Mb cũng là phương tiện hữu hiệu cho việc lưu trữ dữ liệu. Hạn ch ế của nó là ch ỉ có các máy tính có ổ đĩa ghi mới ghi được thông tin lên đĩa. + Có nhiều loại đĩa quang: Loại chỉ có thể đọc CD-R (Compact Disk Recordable), loại có thể ghi lại CD-RW (Compact Disk Rewritable) Trang 13
  14. - Để hệ điều hành nhận diện các thiết bị ngoại vi không nằm trong danh mục các thiết bị hỗ trợ sẵn của hệ điều hành, các nhà sản xuất luôn cung cấp phần mềm điều khiển đĩa (driver software) đi kèm với phần cứng để người dùng thực hiện cài đặt. 5 Khái niệm về phần cứng, phần mềm a. Phần cứng Phần cứng có thể hiểu là những thiết bị máy tính có th ể th ấy và s ờ mó được. Như ổ cứng, bộ xử lý trung tâm (CPU), chuột, bàn phím,.... b. Phần mềm Phần mềm là các chương trình điều khiển và phối hợp hoạt động của phần cứng máy tính để thực hiện tiến trình xử lý dữ liệu. Có hai lo ại ph ần m ềm: Phần mềm hệ thống (Hệ điều hành) và phần mềm ứng dụng. - Hệ điều hành: là môi trường trung gian giữa phần cứng máy tính và các phần mềm ứng dụng giúp con người thực hiện được một công việc nào đó trong thực tế. Các hệ điều hành của máy tính phải được cài đặt trên m ọi máy tính trước khi cài đặt các chương trình ứng dụng. - Phần mềm ứng dụng: Các chương trình ứng dụng được thiết kế nhằm trợ giúp con người thực hiện một loại công việc nhất định . Một số phần mềm ứng dụng tiêu biểu: MS Word, chương trình xử lý văn bản dùng để soạn thảo các công văn, báo cáo, hợp đồng ...., MS Excel, chương trình bảng tính có khả năng tính toán, sắp xếp, phân tích dữ liệu và lập sơ đ ồ báo cáo, MS Access, phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu chúng giúp tổ chức và theo dõi bất kỳ thông tin liên quan mà bạn muốn tổ chức sắp xếp và có khả năng cập nh ật bất kỳ khi nào bạn muốn. IV. Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử Trang 14
  15. 1. Biểu diễn số trong các hệ đếm Hệ đếm là tập hợp các ký hiệu và qui tắc sử dụng tập ký hi ệu đó đ ể bi ểu diễn và xác định các giá trị các số. Mỗi hệ đếm có một số ký số (digits) h ữu hạn. Tổng số ký số của mỗi hệ đếm được gọi là cơ số (base hay radix) ký hi ệu là b Trong ngành toán - tin học hiện nay phổ biến 4 hệ đếm là h ệ th ập phân, h ệ nhị phân, hệ bát phân và hệ thập lục phân. a. Hệ đếm thập phân (Decimal system, b=10) Hệ đếm thập phân hay hệ đếm cơ số 10 là một trong các phát minh c ủa người Ả rập cổ, bao gồm 10 ký số theo ký hiệu sau: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Qui tắc tính giá trị của hệ đếm này là mỗi đơn vị ở một hàng b ất kỳ có giá trị bằng 10 đơn vị của hàng kế cận bên phải. Ở đây b=10. B ất kỳ s ố nguyên dương trong hệ thập phân có thể biểu diễn như là một tổng các số hạng, mỗi số hạng là tích của một số với 10 lũy thừa, trong đó s ố mũ lũy th ừa đ ược tăng thêm 1 đơn vị kể từ số mũ lũy thừa phía bên phải nó. Số mũ lũy th ừa c ủa hàng đơn vị trong hệ thập phân là 0. Ví dụ: Số 5246 có thể được biểu diễn như sau: 3 2 1 0 5246 = 5 x 10 + 2 x 10 + 4 x 10 + 6 x 10 = 5 x 1000 + 2 x 100 + 4 x 10 + 6 x 1 b.Hệ đếm nhị phân (Binary system, b=2) Với b=2, chúng ta có hệ đếm nhị phân. Đây là hệ đếm đ ơn gi ản nh ất v ới 2 chữ số là 0 và 1. Mỗi chữ số nhị phân gọi là BIT (vi ết t ắt t ừ ch ữ BInary digiT). Vì hệ nhị phân chỉ có 2 trị số là 0 và 1, nên khi muốn diễn tả một s ố lớn hơn, hoặc các ký tự phức tạp hơn thì cần kết hợp nhiều bit với nhau. Ta có thể chuyển đổi hệ nhị phân theo hệ thập phân quen thuộc. Ví dụ: Số 11101.11(2) sẽ tương đương với giá trị thập phân là : vị trí dấu chấm cách Số nhị phân : 1 1 1 0 1 . 1 1 Số vị trí : 4 3 2 1 0 -1 -2 Trị vị trí : 4 3 2 1 0 -1 -2 2 2 2 2 2 2 2 16 8 4 2 1 0.5 0.25 Trang 15
  16. Hệ 10 là : như vậy: 11101.11 (2) = 1x16 + 1x8 + 1x4 + 0x2 + 1x1 + 1x0.5 + 1x0.25 = 29.75 (10) c. Hệ đếm bát phân (Octal system, b=8) Nếu dùng 1 tập hợp 3 bit thì có thể biểu diễn 8 trị khác nhau : 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111. Các trị này tương đương với 8 trị trong h ệ th ập phân là 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Tập hợp các chữ số này gọi là h ệ bát phân, là h ệ đếm với b = 8 = 23. Trong hệ bát phân, trị vị trí là lũy thừa của 8. Ví dụ: 235 . 64(8) = 2x82 + 3x81 + 5x80 + 6x8-1 + 4x8-2 = 157. 8125(10) d. Hệ đếm thập lục phân (Hexa-decimal system, b=16) Hệ đếm thập lục phân là hệ cơ số b=16 = 24, tương đ ương v ới t ập h ợp 4 chữ số nhị phân (4 bit). Khi thể hiện ở dạng hexa-decimal, ta có 16 ký tự gồm 10 chữ số từ 0 đến 9, và 6 chữ in A, B, C, D, E, F đ ể bi ểu di ễn các giá tr ị s ố t ương ứng là 10, 11, 12, 13, 14, 15. Với hệ thập lục phân, trị vị trí là lũy thừa của 16. Ví dụ: 34F5C(16) = 3x16 4 + 4x163 + 15x162 + 5x161 + 12x160 = 216294(10) Ghi chú: một số ngôn ngữ lập trình qui định viết số hexa phải có chữ H ở cuối chữ số. Ví dụ: Số 15 viết là FH. Bảng qui đổi tương đương 16 chữ số đầu tiên của 4 hệ đếm Hệ 10 Hệ 2 Hệ 8 Hệ 16 0 0000 00 0 1 0001 01 1 2 0010 02 2 3 0011 03 3 4 0100 04 4 5 0101 05 5 6 0110 06 6 7 0111 07 7 8 1000 10 8 9 1001 11 9 10 1010 12 A 11 1011 13 C 12 1100 14 D 13 1101 15 E 14 1110 16 F Trang 16
  17. e. Đổi một số nguyên từ hệ thập phân sang hệ b Tổng quát: Lấy số nguyên thập phân N(10) lần lượt chia cho b cho đến khi thương số bằng 0. Kết quả số chuyển đổi N(b) là các dư số trong phép chia viết ra theo thứ tự ngược lại. Ví dụ: Số 12(10) = ?(2). Dùng phép chia cho 2 liên tiếp, ta có một loạt các số dư như sau: Kết quả: 12(10) = 1100(2) f. Đổi phần thập phân từ hệ thập phân sang hệ cơ số b Tổng quát: Lấy phần thập phân N(10) lần lượt nhân với b cho đến khi phần thập phân của tích số bằng 0. Kết quả số chuyển đổi N(b) là các số phần nguyên trong phép nhân viết ra theo thứ tự tính toán. Ví dụ 3.11: 0. 6875 (10) = ?(2)phần nguyên của tích 0. 6875 x2 = 1 . 375 phần thập phân của 0. 3750 x2 = 0 . 75 tích 0. 75 x2 =1.5 0. 5 x2 =1.0 Kết quả: 0.6875(10) = 0.1011(2) 2. Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử a. Biểu diễn số nguyên Số nguyên gồm số nguyên không dấu và số nguyên có dấu. • Số nguyên không dấu là số không có bit dấu như 1 byte = 8 bit, có thể biểu diễn 28= 256 số nguyên dương, cho giá trị từ 0 (0000 0000) đến 255 (1111 1111). • Số nguyên có dấu thể hiện trong máy tính ở dạng nhị phân là số dùng 1 bit làm bít dấu, người ta qui ước dùng bit ở hàng đầu tiên bên trái làm bit dấu (S): 0 là số dương và 1 cho số âm. Đơn vị chiều dài để chứa thay đổi từ 2 đến 4 bytes. b. Biểu diễn ký tự Để có thể biễu diễn các ký tự như chữ cái in và t hường, các chữ số, các ký hiệu... trên máy tính và các phương tiện trao đổi thông tin khác, Trang 17
  18. người ta phải lập ra các bộ mã (code system) qui ước khác nhau dựa vào việc chọn tập hợp bao nhiêu bit để diễn tả 1 ký tự tương ứng, ví dụ các hệ mã phổ biến : • Hệ thập phân mã nhị phân BCD (Binary Coded Decima) dùng 6 bit. • Hệ thập phân mã nhị phân mở rộng EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) dùng 8 bit tương đương 1 byte để biễu diễn 1 ký tự. • Hệ chuyển đổi thông tin theo mã chuẩn của Mỹ ASCII (American Standard Code for Information Interchange) là hệ mã thông dụng nhất hiện nay trong kỹ thuật tin học. Hệ mã ASCII dùng nhóm 7 bit hoặc 8 bit để biểu diễn tối đa 128 hoặc 256 ký tự khác nhau và mã hóa theo ký tự liên tục theo cơ số 16. Hệ mã ASCII 7 bit, mã hoá 128 ký tự liện tục như sau: 0 : NUL (ký tự rỗng) 1 - 31 : 31 ký tự điều khiển 32 - 47 : các dấu trống SP (space) ! “ # $ % & ‘ ( ) * + , - . / 48 - 57 : ký số từ 0 đến 9 58 - 64 : các dấu : ; < = > ? @ 65 - 90 : các chữ in hoa từ A đến Z 91 - 96 : các dấu [ \ ] _ ` 97 - 122 : các chữ thường từ a đến z 123 - 127 : các dấu { | } ~ DEL (xóa) Hệ mã ASCII 8 bit (ASCII mở rộng) có thêm 128 ký tự khác ngoài các ký tự nêu trên gồm các chữ cái có dấu, các hình vẽ, các đường kẻ khung đơn và khung đôi và một số ký hiệu đặc biệt. BẢNG MÃ ASCII với 128 ký tự đầu tiên Hex 0 1 2 3 4 5 6 7 0 NUL DLE SP 0 @ P ` p 0 16 32 48 64 80 96 112 1 SOH DC1 ! 1 A Q a q 1 17 33 49 65 81 97 113 2 STX DC2 “ 2 B R b r 2 18 34 50 66 82 98 114 3 ♥ DC3 # 3 C S c s 3 19 35 51 67 83 99 115 4 ♦ DC4 $ 4 D T d t 4 20 36 52 68 84 100 116 5 ♣ NAK % 5 E U e u 5 21 37 53 69 85 101 117 Trang 18
  19. 6 ♠ SYN & 6 F V f v 6 22 38 54 70 86 102 118 7 BEL ETB ‘ 7 G W g w 7 23 39 55 71 87 103 119 8 BS CAN ( 8 H X h x 8 24 40 56 72 88 104 120 9 HT EM ) 9 I Y I y 9 25 41 57 73 89 105 121 A LF SUB * : J Z j z 10 26 42 58 74 90 106 122 B VT ESC + ; K [ k { 11 27 43 59 75 91 107 123 C FF FS , < L \ l | 12 28 44 60 76 108 92 124 D CR GS - = M m ] } 13 29 45 61 77 93 109 125 E SO RS . > N ^ n ~ 14 30 46 62 78 94 110 126 F SI US / ? O _ o DEL 15 31 47 63 79 95 111 127 Các phép toán trên bit a. Các phép toán số học: cộng, trừ, nhân, chia Trang 19
  20. b. Các phép toán logic Ví dụ: Cộng hai số nhị phân 110+101= 1011 Bài tập chương I 1. Đổi các hệ số 10 sau đây thành các hệ số 2, hệ 8, hệ 16: 242,159, 124 2. Đổi các số hệ 2 sau đây thành số hệ 10: 10001, 111101, 10000111 Đọc thêm tài liệu tham khảo. Trang 20
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản