Chương I Hệ thống số và mã số
- 1 -
1
1
2
1t
Biãn âäü
(a) tên hiãûu tæång tæû
t
5V
0V
(b) tên hiãûu säúû
011010010
CHÆÅNG I
Chæång naìy trçnh baìy sæû khaïc nhau giæîa maûch tæång tæû vaì maûch säú, caïc æu âiãøm
cuía maûch säú. Maûch säú coìn goüi maûch lägic, hoaût âäüng åí hai traûng traïi caïch biãût ráút roî rãût,
do âoï säú tæû nhiãn thêch håüp våïi hãû thäúng säú nhë phán chè duìng hai con säú 0 vaì 1 thay vç
mæåìi con säú 0 âãún 9 nhæ åí hãû tháûp phán quen thuäüc. Âãø laìm roî thãm vãö hãû nhë phán,
pheïp tênh säú hoüc cå baín vaì säú coï dáúu, kãø caí säú buì 1 vaì buì 2 cuîng âæåüc trçnh baìy. Tiãúp
theo laì hãû tháûp luûc phán duìng caïc con säú 0 âãún 9 vaì mäüt säú chæî caïi âãø diãøn taí säú læåüng
hay traûng thaïi tæì 0 âãún 15 tháûp phán. Næía sau cuía chæång laì caïc maî säú maì chênh laì maî
BCD vaì maî ASCII thäng duûng.
1.1 MAÛCH TÆÅNG TÆÛ VAÌ MAÛCH SÄÚ
Tên hiãûu laì bieïn thiãún cuía biãn âäü, maì thæåìng laì âiãûn thãú hay doìng âiãûn, theo
thåìi gian. Âæåìng biãøu diãøn cuía tên hiãûu laì daûng soïng.
Maûch tæång tæû xæí lyï tên hiãûu tæång tæû. Tên hiãûu tæång æïng våïi tiãúng noïi, tên hiãûu
tám âiãûn, tên hiãûu tæång æïng våïi sæû biãún thiãn cuía nhiãût âäü laì vaìi vê duû vãö tên hiãûu tæång
tæû ( hçnh 1.1a ). Tên hiãûu tæång tæû coï âàûc tênh:
- Thæåìng do caïc hiãûn tæåüng tæû nhiãn phaït sinh ra vaì âæåüc mäüt caím biãún chuyãøn
thaình tns hiãûu âiãûn, vê duû tiãúng noïi, hçnh aính.
- Liãn tuûc vãö biãn âäü nghéa laì coï báút cæï ttrë säú naìo trong khoaíng biãún thiãn cuía
noï, vê duû 1V; 1,1V;1,12V; 1,125V...
- Thæåìng laì liãn tuûc vãö thåìi gian.
Chương I Hệ thống số và mã số
- 2 -
t
t
01101001 0
010010110 (a) truyãön âi
(b) nháûn âæåüc
ngæåîng
Hinh 1.1 Tin hieu tuong tu va so
Màûc khaïc maûch säú xæí lyï tên hiãûu säú thæåìng laì tên hiãûu nhë phán(gäöm logic 0 vaì 1
) coï daûng soïng xung ( hçnh 1.1b ).våïi hai mæïc biãn âäü: mæïc cao ( logic 1) vê duû bàòng
5V, vaì mæïc tháúp ( logic 0 ) vê duû bàòng 0V. Thåìi gian biãún thiãn giæîa hai mæïc, goüi thåìi
gian chuyãøn tiãúp, laì âäüt biãún ( vä cuìng ngàõn ) nãn tên hiãûu säú coï thãø xem nhæ giaïn âoaûn
vãö biãn âäü. Tháût ra mæïc cao vaì mæïc tháúp coï thãø coï cs trë säú khaïc våïi hçnh 1.1b.
Tên hiãûu tæång tæû nhæ åí hçnh 1.1a coï thãø âæåüc chuyãøn âäøi thaình tên hiãûu säú nhæ
åí hçnh 1.1b båíi maûch chuyãøn âäøi tæång tæû sang säú ( Analog to Digital Conventer -
ADC). Dé nhiãn tên hiãûu säú cuîng âæåüc phaït sinh båíi chênh caïc maûch säú ( kãø caí maïy
tênh) .
Æu âiãøm cuía maûch säú.
Hinh 1.2 Anh huong cua su meo dang va nhieu
Maûch säú coï nhiãöu æu âiãøm so våïi maûch tæång tæû khiãún maûch säú ngaìy caìng phäø
biãún. Åí gáön nhu moüi laînh væûc tæì âo læåìng, âiãöu khiãøn âãún tênh toaïn, thäng tin ( âiãûn
thoaûi säú thay thãú âiãûn thoaûi tæång tæû, truyãön hçnh säú seî thay thãú truyãön hçnh tæång tæû
vv... ). Tuy maûch âiãûn tæång tæû vaì caïc thiãút bë tæång tæû cuîng coï nhæîng âàûc tênh riãng
khiãún khäng bao giåì bë thay thãú hoaìng toaìn båíi maûch säú vaì vaïc thiãút bë säú.
Sau âáy laì mäüt säú æu âiãøm cuía maûch säú:
¾ Khaí nàng chäúng nhiãöu vaì sæû meïo daûng cao: Nhiãùu laì nhæîng tên hiãûu läün xäün
do chênh maûch âiãûn tæí taûo ra hay tæì bãn ngoaìi thám nháûp vaìo chäöng lãn tên hiãûu âêch
thæûc biãøu thë thäng tin maì ta cáön xæí lyï hay truyãön âi. Ngaoìi ra tên hiãûu truyãön trong
maûch âiãûn tæí vaì mäi træåìng thäng tin ( dáy âiãûn caïp, såüi quang, khäng gian vv... ) coìn
bë meïo daûng. Kãút quaí laì tên hiãûu nháûn âæåüc åí maïy thu bë meïo daûng vaì bë nhiãùu ( hçnh
1.2 ). Åí maïy thu tên hiãûu âæåüc so saïnh våïi mäüt ngæåîng ( thåìi âiãøm so saïnh laì taûi giæîa
Chương I Hệ thống số và mã số
- 3 -
thåìi gian cuía xung biãøu thë 1 haûoc 0 ) âãø xaïc âënh laûi hai mæïc: nãúu tên hiãûu nhoí hån
ngæåîng laì mæïc tháúp, nãúu cao hån ngæåîng laì mæïc cao. Sau âoï daûng xung vuäng âæåüc taïi
taûo giäúng nhæ åí âáöu truyãön. Nhæ váûy, nhiãùu vaì sæû meïo daûng, ngoaûi træì khi tráöm troüng,
khäng aính hæåíng lãn kãút quaí.
¾ Tæû phaït hiãûn sai vaì sæía sai: khi nhiãøu hay sæû meïo daûng tráöm troüng thç kãút quaí
nháûn âæåüc bë sai. Âiãöu hay laì bàòng caïch maî hoaï dæî liãûu nhj phán mäüt caïch thêch håüp
ngæåìi ta lam hãû thäúng maûch säú coï khaí nàng tæû biãút chäù sai vaì tæû sæía laûi cho âuïng.
¾ Læu træî vaì truy cáûp dãù daìng vaì nhanh choïng: Do tên hiãûu säú chè coï hai mæïc
nãn viãûc læu træî åí caïc mäi træåìng khaïc nhau ( bäü nhå baïn dáùn ,bàng tæì, ... ), vaì truy cáûp
ráút tháûn tiãn.
¾ Tênh toaïn, lyï luáûn nhanh choïng: Tênh toaïn yï noïi caïc pheïp tênh cå baín cäüng
træì nhán chia vaì sæû kãút håüp caïc pheïp toaïn naìy âãø giaíi baìi toaïn phæïc taûp hån. Lyï luáûn (
logic ) yï noïi caïc pheïp so saïnh, dëch chuyãøn, phán loaûi, xãúp haûng vv...Maïy tênh laì kãút
håüp caïc khaí nàng tênh toaïn, lyï luáûn vaì læu træî.
¾ Âäü chênh xaïc vaì âäü phán giaíi cao: Trong viãûc âo âaûc thåìi gian, táön säú, âiãûn
thãú vv... kyî thuáût säú cho âäü chênh xaïc vaì âäü phán giaí cao hån kyî thuáût tæång tæû.
¾ Thuáûn tiãûn cho cäng viãûc têch håüp: Maûch säú duì laì mäüt maïy tênh , mäüt maûng
âiãûn thoaûi säú, vv... chuí yãúu laì do mäüt säú maûch cå baín nhæng âæåüc láûp âi láûp laûi haìng
ngaìn, haìng ttrieûu lán taûo nãn. Chênh sæû làûp âi làûp laûi naìy ráút tháûn låüi cho viãûc chãú taûo
caïc maûch têch håüp ( Intergrated Circuit  IC ). Thæûc tãú âaî coï haìng ngaìn caïc IC säú khaïc
nhau laìm caïc chæïc nàng tæì giaín âån âãún vä cuìng tinh vi phæïc taûp.
¾ Dãù thiãút kãú, kàõp raïp, sæía chæîa: Do coï ráút nhiãöu maûch IC cho caïc chæïc nàng
khaïc nhau, maì caïc IC naìy gáön nhæ khäng cáön caïc linh kiãûn thuû âäüng häù tråü ( khaïc våïi
caïc IC tæång tæû bao giåì cuîng cáön nhiãöu laì tuû âiãûn, âiãûn tråí vv... chung quanh ) vaì do
âiãûn thãú åí caïc nåi trong maûch säú chè hoàûc åí mæïc cao hoàûc mæïc tháúp khiãún sæû thieït kãú,
làõp raïp vaì sæía chæîa maûch säú dãù daìng hån maûch tæång tæû.
Nhæåüc âiãøm cuía maûch säú
Chè noïi æu âiãøm maì khäng noïi nhæåüc âiãøm laì khäng cäng bàòng. Maûch säú coï hai
nhæåüc âiãøm låïn. Træåïc tiãn thãú giåïi váût lyï ta âang säúng chuí yãúu laì thãú giåïi tæång tæû:
nhiãût âäü tàng lãn giaím xuäúng liãn tuûc chæï khäng nhaíy voüt, chiãúc xe tæì dæìng âãún làn
baïnh räöi måïi nhanh dáön chåï khäng däüt biãún, daûng soïng biãøu thë tiãúng noïi biãún thiãn liãn
tuûc tæì biãn âäü naìy sang biãn âäü khaïc vv... Do âoï âãø coï mäüt læåüng váût lyï tæû nhiãn loüt
âæåüc vaìo maûch säú hay tæì maûch säú taïc âäüng tråí laûi thãú giåïi tæû nhiãn phaíi coï sæû chuyãøn
âäøi. Kãú âãún, trong vaìi træåìng håüp maûch säú coï thãø täún keïm hån. Vê duû hãû thäúng truyãön
hçnh säú, bãn caûnh nhiãöu æu âiãøm, træåïc màõt seî täún keïm hån nhiãöu so våïi hãûn thäúng
truyãön hçnh tæåntg tæû nhæ hiãûn nay. Tuy nhiãn trong háöu hãút træåìng håüp maûch säú måïi caï
khaí nàng vãö täúc âäü, âäü chênh xaïc, mæïc âäü phæïc taûp cáön thiãút, vê duû maïy tênh säú, bàóng
âeìn quang baïo.vv... Sæû tiãún triãøn nhanh choïng cuía cäng nghãû maûch têch håüp khiãún cho
maûch säú caìng ngaìy caíng reí.
Chương I Hệ thống số và mã số
- 4 -
1.2 HÃÛ THÄÚNG SÄÚ NHË PHÁN.
Coï nhiãöu hãû thäúng säú. Thæåìng duìng haìng ngaìy laì hãû thäúng säú tháûp phán hay goüi
tàõt heû thäúng 10, duìng mæåìi con säú ( digit ) 0,1,2,3,..., 9. Khi säú læåüng låïn hån 9 ngæåìi ta
duìng hay hay nhiãöu con säú våïi quy æåïc vãö giaï trë haûng khaïc nhau. Vê duû âãø diãùn taí säú
læåüng baíy ngaìn hai tràm nàm mæåi ba ngæåìi ta viãút 7253 theo quy æåïc nhæ sau;
725310 = 7000 + 200 + 50 + 3
= 7 x 103 + 2 x 102 + 5 x 101 + 3 x 100
Mäüt vê duû khaïc laì âãø diãùn taí säú læåüng bäún tràm baíy mæåi làm leí hai mæåi taïm ta
viãút 475,28 theo quy æåïc nhæ sau:
475,28 = 400 + 70 + 5 + 0,2 + 0,08
= 4 x 102 + 7 x 101 + 5 x 100 + 2 x 10-1 + 8 x 10-2.
Trong ngän ngæî maûch logic vaì maïy tênh säú læåüng nhæ 5; 202; 7252 laì säú nguyãn
coìn säú coï pháön leí ( pháön säú ) nhæ 5,3; 202,2; 475,28 laì säú thæûc.
1.2.1.Caïch goüi säú nhë phán
Maûch âiãûn tæí ráút khoï biãøu thë, xæí lyï vaì læu træî træûc tiãúp caïc säú tháûp phán khaïc
nhau, nhæng coï thãø hoaût âäüng ráút baío âaím åí hai traûng thaïi caïch biãût nhau vê duû mäüt
cäng tàõc âiãûn coï thãø âoïng ( âãø doìng âiãûn âi qua laìm boïng âeìn saïng ) hay håí ( âãø khäng
coï doìng âiãûn âi qua, laìm boïng âeìn tàõt ), mäüt transistor coï thãø ngæng dáùn hay dáùn maûnh,
vv... Do âoï ngæåìi ta âaî phaït triãøn hãû thäúng säú nhë phán, hay goüi tæït hãû 2, chè duìng hai
con säú 0 vaì1. âãø diãùn taí caïc säú læåüng khaïc nhau ngæåìi ta duìng säú coï nhiãöu con säú 0 vaì 1
våïi quy æåïc vãö giaï trë tæång tæû nhæ åí hãû tháûp phán nhæng báy giåì säú nhán laì 2n thay vç
10n ( n laì säú nguyãn dæång hay ám ). Vê duû:
111111112 = 1 x 27 +1 x 26 +1 x 25 +1 x 24 +1 x 23 +1 x 22 +1 x 21 +1 x 20
= 128 + 64 32 + 16 + 8 + 4 +2 + 1 = 25510
Mäüt con säú trong säú nhë phán âæåüc goüi laì mäüt bit ( viãút tàõt cho Binary ) . Bit âáöu
( haìng âáöu táûn cuìng bãn traïi ) coï giaï trë cao nháút ( åí vê duû trãn laì 1 x 27 ) vaì âæåüc goüi
MSB ( Most Significant Bit - bit coï nghéa nháút ) bit cuäúi ( haìng táûn cuìng bãn phaíi ) coï
giaï trë tháúp nháút ( åí vê duû trãn laì 1 x 20 ) vaì âæåüc goüi LSB ( Least Significant Bit - bit coï
nghéa nháút ) . Våïi säú tháûp phán thç phaíi noïi MSD ( Most Significant Digit ) vaì LSD (
Least Significant Digit).
Khi mäüt bit laì 0 duì åí haìng naìo cuîng âãöu coï trë giaï laì khäng ( vç 0 x 2n = 0 ). Vê
duû:
100101012 = 1 x 27 + 0 + 0 + 1 + 22 + 0 + 1 x 20
= 128 + 16 + 4 + 1
= 14910
Säú nhë phán coï 8 bit nhæ åí hai vê duû trãn âæåüc goüi mäüt byte, säú nhë phán coï 4 bêt
âæåüc goüi laì mäüt nipple. Mäüt säú nhë phán noïi chung âæåüc goüi laì mäüt word ( tæì ) nhæng
thæåìng âæåüc duìng âãø chè säú coï 16 bit. Coìn säú 32 bit goüi doubleword, 64 bêt goüi
quaword. Hoàûc goüi 32 bêt laì word, 16 bêt laì halfword, 32 bêt laì doubleword.
Chương I Hệ thống số và mã số
- 5 -
Tæåíng cuîng cáön biãút caïch goüi thæï tæû caïc bit trong säú nhë phán nhiãöu bêt. Bit LSB
( táûn cuìng bãn phaíi ) coï thãø âæåüc goüi bit 1 ( bit thæï nháút ) nãn bit coï nghéa cao kãú laì bit 2
( bit thæï hai ) , vv...Nhæng ngæåìi ta goüi bit LSB laì bit 0 ( bit thæï khäng ) nãn bit coï
nghéa cao kãú laì bit 1, vv... Vê duû våïi säú nhë phán 8 bit ( mäüt byte ) thç sæû goüi thæï tæû caïc
bit theo mäüt trong hai caïch sau:
MSB LSB
So nhi phan:
Thu tu bit : 8 7 6 5 4 3 2 1
Hoac : 7 6 5 4 3 2 1 1
Trong laînh væûc maûch säú vaì maïy tênh ráút thuáûn tiãûn nãúu ta nhåï âæåüc sæû chuyãøn
âäøi qua laûi giæîa säú tháûp phán vaì nhë phán âäúi våïi caïc säú tháûp phán 0 âãún 15 nhæ trçnh
baìy åí baíng 1.1.
Kãú âãún ta cuîng cáön biãút mäüt säú luyî thæìa nguyãn cuía 210 = 1024 âæåüc goüi tàõt laì
1K ( âoüc K hay kilo ), váûy trong ngän ngæî nhë phán 1K laì 1024 chåï khäng phaíi 1000 (
mäüt ngaìn ). Tiãúp theo:
211 = 21 . 210 = 2K
212 = 22 . 210 = 4K
220 = 210 . 210 = 1K .1K = 1M ( Mega)
224 = 24 . 220 = 4.1M = 4M
230 = 210 . 220 = 1K .1M = 1G (Gita)
232 = 22 . 230 = 4.G = 4G
Trong âoï 1M ( âoüc Mega hay Meg ) laì 220 = 1048576 chåï khäng phaíi 1000000 (
mäüt triãûu ) vaì 1G ( âoüc Gita ) laì 230 = 107374 chåï khäng phaíi 1000000000 ( mäüt tè ).
Ngoaìi ra 264 = 232 . 232 = 16G2 = 18.446.744073.709.551.616.
1 0110101