Bài giảng Nhập môn Tin học 2 - Chương 4: Sự tính toán trong máy tính

Bài giảng Nhập môn Tin học 2 - Chương 4: Sự tính toán trong máy tính cung cấp cho người học những kiến thức như: Tại sao dùng số nhị phân; Các phép toán nhị phân. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Nhập môn Tin học 2 - Chương 4: Sự tính toán trong máy tính Chương 4 SỰ TÍNH TOÁN TRONG MÁY TÍNH COMPUTER ARTHMETIC 1 Nội dung 5.1. Tại sao dùng số nhị phân 5.2. Các phép toán nhị phân 2 Tại sao dùng số nhị phân  Các thiết bị điện và điện tử hoạt động theo chế độ mở (1) hoặc tắt (0).  Các mạch điện của máy tính được điều khiển bởi 2 kí số nhị phân (0 và 1) thay cho 10 kí số thập phân (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9).  Các việc có thể được thực hiện trong hệ thập phân thì cũng có thể được thực hiện trong hệ nhị phân. 3 Các phép toán nhị phân  Phép cộng  Phép trừ  Phép nhân  Phép chia 4 Phép cộng  Qui tắc 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1 + 1 = 0 cộng thêm 1 vào cột kế tiếp 5 Phép cộng Ví dụ: 6 Phép cộng Ví dụ: Cộng 2 số nhị phân 100111 and 11011 Giải: Binary Decimal Số nhớ 11111 Số nhớ 1 100111 39 +11011 +27 1000010 66 7 Phép trừ  Qui tắc: 0–0=0 1–0=1 1–1=0 0 – 1 = 1 mượn từ cột kế tiếp  Chú ý: hệ thập phân mượn 10; hệ nhị phân mượn 2; hệ bát phân mượn 8; hệ thập lục phân 16. 8 Phép trừ  Ví dụ 1:  Ví dụ 2: 101012 – 011102 10111002 - 01110002 Giải: Giải: 12 Mượn 0202 Mượn 2 10101 1011100 - 01110 -0111000 00111 0100100 9 Phép trừ bù  Định nghĩa phần bù: Cho 1 số gồm có n kí số, phần bù được xác định bằng hiệu số: ((base)n – 1) - số đó  Ví dụ: Tìm phần bù của 3710 Giải: Số 37 có 2 kí tự và giá trị của cơ số (base) là 10, (Base)n – 1 = 102 – 1 = 99 99 – 37 = 62 Vậy, phần bù của 3710 = 6210 10 Phép trừ bù Các bước thực hiện phép trừ bù:  Bước 1: Tìm phần bù của số trừ.  Bước 2: Cộng số bù với số bị trừ.  Bước 3: Sau khi thực hiện phép cộng ở bước 2 mà có chứa thêm số 1 thì cộng 1 vào được kết quả, ngược lại tìm phần bù của tổng ở bước hai, sau đó gắn thêm dấu trừ vào trước phần bù này. 11 Phép trừ bù Ví dụ: 9210 - 5610 bằng phương pháp trừ bù.  Giải: Bước 1: Tìm phần bù của 5610 = 102 – 1 – 56 = 99 – 56 = 4310 Bước 2: 92 +43 (Phần bù của 56) 135 Bước 3: 1 (cộng thêm 1) Kết quả = 36  92 – 56=36 12 Phép trừ bù Ví dụ: 1810 - 3510 bằng phương pháp trừ bù. Giải Bước 1: Tìm phần bù của 3510 = 102 – 1 – 35 = 99 – 35 = 6410 Bước 2: 18 + 64 (Phần bù của 35) 82 Bước 3: không có dư 1 nên: Kết quả = -(102- 1– 82) 13 = -17  18-35=-17 Phép trừ bù 14 Phép trừ bù Ví dụ: 10111002 (9210) - 01110002 (5610) 1011100 +1000111 (bù của 0111000) 10100011 1 (cộng thêm 1) 0100100 Kết quả = 01001002 = 3610 15 Phép trừ bù Ví dụ: 0100102 (1810) - 1000112 (3510) 010010 + 011100 ( bù của 100011) 101110  Không nhớ 1 ở kết quả nên chúng ta tính phần bù của 1011102 và gắn dấu - ở trước phần bù đó. Kết quả = - 0100012 (bù của số 1011102) = - 1710 16 Phép nhân Qui tắc: 0*0=0 0*1=0 0*0=0 1*1=1 17 Phép nhân  Ví dụ: 1010 * 1001. Giải_C1: 1010 *1001 1010 0000 0000 1010 1011010 18 Phép nhân Ví dụ: 1010 * 1001. Giải_C2: kí số 0 xuất hiện ở số nhân thì chỉ cần thực hiện đẩy qua trái. 1010 *1001 1010 1010SS  Left shift 1011010 19 Phương pháp cộng vào của phép nhân  Hầu hết các máy tính thực hiện toán tử nhân chỉ bằng cách thực hiện phép cộng.  Ví dụ sau : 4 * 8 = 8 + 8 + 8 + 8  Để mạch máy tính được thiết kế đơn giản thì chúng ta phải dùng phương pháp này cho phép nhân. 20