Bài giảng Cấu trúc máy tính: Chương 3

Chương 3 Biểu diễn dữ liệu và số học máy tính thuộc bài giảng cấu trúc máy tính, cùng đi vào tìm hiểu chương học này thông qua các nội dung sau: các hệ đếm cơ bản, mã hóa và lưu trữ trong máy tính, biểu diễn số nguyên, số học nhị phân, biểu diễn số dấu chấm động, biểu diễn ký tự.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Cấu trúc máy tính: Chương 3 Chương 3 Bi u di n d li u và s h c máy tính3.1 Các h ñ m cơ b n3.2 Mã hoá và lưu tr trong máy tính3.3 Bi u di n s nguyên3.4 S h c nh phân3.5 Bi u di n s d u ch m ñ ng3.6 Bi u di n ký t C u trúc Máy tính 72 3.1 Các h ñ m cơ b n H th p phân (Decimal System): con ngư i sd ngH nh phân (Binary System): máy tính s d ng H th p l c phân (Hexadecimal System): dùng bi udi n rút ng n s h c nh phânCách chuy n ñ i gi a các h ñ m. C u trúc Máy tính 73 H th p phân (decimal)B ký t cơ s g m 10 s : 0…9D ng t ng quát: an-1an-2an-3…a1a0,a-1 a-2…a-m n 1 A a i*10i i Trong ñó (ai = 0…9). mVí d : 123,45Ph n nguyên : 123 : 10 = 12 dư 3 12 : 10 = 1 dư 2 123 1 : 10 = 0 dư 1 =123,45Ph n phân : 0,45*10 = 4,5 45 0,5 *10 = 5 C u trúc Máy tính 74 H nh phân (Binary) H th p l c phân (Hexadecimal)H nh phân(Binary)B ký t cơ s g m 2 s : 0,1D ng t ng quát: an-1an-2an-3…a1a0,a-1 a-2…a-m n 1 A ai * 2i (ai 0,1) i mVí d : 11011,0112 = 2 4+23+21+20+2-2+2-3 =27,375Th p l c phân (hexadecimal)B ký t cơ s : 0…9,A…FD ng t ng quát: an-1an-2an-3…a1a0,a-1 a-2…a-m n 1 A ai *16i (ai 0..9, A..F )Ví d : 89ABH = 1000 1001 1010 1011B. i m C u trúc Máy tính 75 3.2 Mã hoá và lưu tr trong máy tínhNguyên t c chung v mã hoá d li u M i d li u ñư c ñưa vào máy tính ñư c mã hoá thành s nhphân.Các lo i d li u: D li u nhân t o: do con ngư i quy ư c D li u t nhiên: t n t i khách quan v i con ngư i Mã hoá d li u nhân t o D li u s nguyên: mã hoá theo m t s chu n ñã qui ư c D li u s th c: mã hoá b ng s d u ch m ñ ng D li u phi s (ký t ): mã hoá theo các b mã ký t hi nhành như : ASCII, Unicode,… C u trúc Máy tính 76 Mô hình mã hoá và tái t o tín hi u v t lý B c m B chuy n bi n tín ñ i tương tT/h vlý hi u => s (Sensor) (ADC) Máy tính B chuy nT/h vlý B tái t o ñ i s => tín hi u tương t (ADCCác d li u v t lý thông d ng Âm thanh Hình nh C u trúc Máy tính 77 Th t lưu tr các byte d li u MTB nh chính t ch c lưu tr d li u theo ñơn v byteĐ dài t d li u có th chi m t 1 ñ n 4 byte. Vì v yc n ph i bi t th t chúng lưu tr trong b nh chínhñ i các d li u nhi u byte.Có hai cách lưu tr ñư c ñưa raLittle Endian (ñ u nh ): Byte có ý nghĩa th p hơnñư c lưu tr trong b nh v trí có ñ a ch nh hơn.Big Endian (ñ u to): Byte có ý nghĩa th p hơnñư c lưu tr trong b nh v trí có ñ a ch l n hơn. C u trúc Máy tính 78 Th t lưu tr các byte d li u MT Ví d : lưu tr m t t 32bit0001 1010 0010 1011 0011 1100 0100 1101B 1 A 2 B 3 C 4 DHBi u di n trong ngăn nh theo 2 cách 300 4D 300 1A 301 3C 301 2B 302 2B 302 3C 303 1A 303 4D Little Endian Big Endian C u trúc Máy tính 79 Th t lưu tr các byte d li u MTLưu tr c a các b vi x lý ñi n hìnhLo i máy Intel: 80x86, Petium -> little endianMotorola 680x0 và các b x lý RISC -> big endianPower PC & Itanium: tích h p c hai cách trên C u trúc Máy tính 80 3.3. Bi u di n s nguyênMáy tính bi u di n s nguyên chia thành 2 lo i Bi u di n s nguyên không d u (unsign integer) Bi u di n s nguyên có d u (sign integer)S nguyên không d u:Gi s dùng n bit ñ bi u di n s nguyên khôngd u->d i mà n bit bi u di n ñư c t 0 -> 2n-1. Giátr c a snguyên ñó ñư c tính: n 1 ai * 2 i i 0 D i mi n tr c a s nguyên không d u ñư c bi u b nghình tròn Giá tr nh nh t b ng 0, giá tr l n nh t b ng 2n-1 C u trúc Máy tính 81 Ví d : S nguyên không d uVí d : n=8 0…28-1 (255) n=16 0… 216-1 (65535). n=32 0…232-1 C u trúc Máy tính 82 S nguyên có d u S bù m t và s bù haiĐN: Cho m t s nh phân N ñư c bi u di n b i n bit. Tacó S bù m t c a N b ng (2n-1)-N S bù hai c a N b ng 2n-NVí d ...