Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 2 - Phan Trung Kiên

Để nắm bắt được những kiến thức về biến dữ liệu trong máy tính với những nội dung cụ thể như thông tin trong máy tính, các hệ đếm và các loại mã dùng trong máy tính, cách biểu diễn số nguyên, biểu diễn số thực bằng số dấu phẩy động, biểu hiễn ký tự mời các bạn tham khảo Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 2 sau đây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 2 - Phan Trung Kiên KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Chương 2. BIỂU DIỄN DỮ LIỆU TRONG MÁY TÍNH 1 Chương 2.BIỂU DIỄN DỮ LIỆU TRONG MÁY TÍNH  Thông tin trong máy tính  Các hệ đếm và các loại mã dùng trong máy tính  Biểu diễn số nguyên  Biểu diễn số thực bằng số dấu phẩy động  Biểu diễn ký tự Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 2 2.1. Thông tin trong máy tính  Phân loại thông tin  Độ dài từ  Thứ tự nhớ Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 3 Phân loại thông tin  Dữ liệu nhân tạo: do con người quy ước  Số nguyên  Số thực  Ký tự  Dữ liệu tự nhiên: tồn tại khách quan với con người  Âm thanh  Hình ảnh  Nhiệt độ… Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 4 Độ dài từ dữ liệu  Là số bit được sử dụng để mã hóa loại dữ liệu tương ứng  Trong thực tế thường là bội của 8 bit: 1, 8, 16, 32, 64 bit … Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 5 Thứ tự nhớ  Thứ tự lưu trữ các byte của từ dữ liệu  Bộ nhớ chính:  Theo byte  Độ dài từ dữ liệu  Một hoặc nhiều byte  Cần phải biết thứ tự lưu trữ các byte của từ dữ liệu trong bộ nhớ chính Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 6 Lưu trữ kiểu đầu nhỏ (little-endian)  Byte có ý nghĩa thấp hơn được lưu tữ trong bộ nhớ ở địa chỉ nhỏ hơn  Ví dụ: Từ dữ liệu 2 byte: 00001111 10101010  Trong bộ nhớ Byte1 Byte 0 00001111 10101010 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 7 Lưu trữ kiểu đầu to (big-endian)  Byte có ý nghĩa thấp hơn được lưu tữ trong bộ nhớ ở địa chỉ lớn hơn  Ví dụ: Từ dữ liệu 2 byte: 00001111 10101010  Trong bộ nhớ Byte1 Byte 0 10101010 00001111 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 8 Lưu trữ của các bộ xử lý điển hình  Intel 80x86 và các Pentium: Little-endian  Motorola 680x0 và các bộ xử lý RISC: Big-endian  Power PC và Itanium: cả hai (bi-endian) Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 9 2.2. Các hệ đếm và các loại mã dùng trong máy tính  Hệ thập phân  Hệ nhị phân  Hệ bát phân  Hệ thập lục phân Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 10 Hệ thập phân (Decimal System)  Dùng 10 chữ số 0  9 để biểu diễn các số  A = anan-1…a1a0.a-1a-2…a-m  Giá trị của A  = an*10n + an-1*10n-1 + … + a1*101 + a0*100 + a-1*10-1 + a-2*10-2 + … + a-m*10-m  Ví dụ: 123.456  Mở rộng cho cơ số r bất kỳ  = an*rn + an-1*rn-1 + … + a1*r1 + a0*r0 + a-1*r-1 + a-2*r-2 + … + a-m*r- m  Một chuỗi n chữ số của hệ đếm cơ số r sẽ biểu diễn được rn chữ số. Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 11 Hệ nhị phân  Sử dụng 2 chữ số 0 và 1 để biểu diễn các số  Chữ số nhị phân gọi là bit (binary digit) là đơn vị thông tin nhỏ nhất  n bit biểu diễn được n giá trị khác nhau.  00…000  ……  11…111 Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 12 Dạng tổng quát của số nhị phân  Có một số nhị phân A như sau:  A = anan-1...a1a0.a-1...a-m  Giá trị của A được tính như sau:  A = an2n + an-12n-1 +...+ a020 + a-12-1 +... + a-m2-m Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 13 Ví dụ: Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 14 Chuyển đổi từ dạng thập phân sang nhị phân  Phương pháp 1: chia dần cho 2 rồi lấy phần dư  Phương pháp 2: phân tích thành tổng của các số 2i  nhanh hơn Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 15 Phương pháp chia dần cho 2  Ví dụ: chuyển đổi 105(10)  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 Kết quả: 105(10) = 1101001(2) Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 16 Phương pháp phân tích thành tổng của các 2i  Ví dụ 1: chuyển đổi 105(10)  105 = 64 + 32 + 8 + 1 = 26 + 25 + 23 + 20 Kết quả: 105(10) = 1101001(2) Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 17 Chuyển số lẻ thập phân sang nhị phân  Ví dụ 1: chuyển đổi 0.6875(10)  0.6875 x 2 = 1.375 phần nguyên = 1  0.375 x 2 = 0.75 phần nguyên = 0  0.75 x 2 = 1.5 phần nguyên = 1  0.5 x 2 = 1.0 phần nguyên = 1 Kết quả: 0.6875(10)=0.1011(2) Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 18 Chuyển số lẻ thập phân sang nhị phân  Ví dụ 2: chuyển đổi 0.81(10)  0.81 x 2 = 1.62 phần nguyên = 1  0.62 x 2 = 1.24 phần nguyên = 1  0.24 x 2 = 0.48 phần nguyên = 0  0.48 x 2 = 0.96 phần nguyên = 0  0.96 x 2 = 1.92 phần nguyên = 1  0.92 x 2 = 1.84 phần nguyên = 1  0.84 x 2 = 1.68 phần nguyên = 1 Kết quả: 0.81(10) ~ 0.1100111(2) Phan Trung Kiên – ĐH Tây bắc 19 Chuyển số lẻ thập phân sang nhị phân  Ví dụ 3: chuyển đổi 0.2(10)  0.2 x 2 = 0.4 phần nguyên =0  0.4 x 2 = 0.8 phần nguyên =0  0.8 x 2 = 1.6 phần nguyên =1  0.6 x 2 = 1.2 phần nguyên =1  0.2 x 2 = 0.4 phần nguyên =0  0.4 x 2 = 0.8 phần nguyên =0  0.8 x 2 = 1.6 phần nguyên =1  0.6 x 2 = 1.2 phần nguyên =1 Kết quả: 0.2Phan (10) ~ 0.00110011(2) Trung Kiên – ĐH Tây bắc 20 ...