Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 2: Biểu diễn thông tin trong máy tính - Phạm Hoàng Sơn

Nội dung text: Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 2: Biểu diễn thông tin trong máy tính - Phạm Hoàng Sơn

1. Phạm Hoàng Sơn
2. • Hệ đếm bát phân (Octal, b=8) – Sử dụng các số từ 0 đến 7 để biểu diễn giá trị – Kí hiệu: NO hoặc N8 – Ví dụ • Số bát phân 2878 được biểu diễn như sau: 2x82 +8x81+7x80 n n 1 n 2 1 0 1 2 m N(b) an .b a n 1.b an 2 .b a1.b a0 .b a 1.b a 2 .b a m .b Phạm Hoàng Sơn
3. • Hệ thập lục phân(HEX, b=16) – Sử dụng các chữ số và chữ cái: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A,B,C,D,E,F – Kí hiệu: NH hoặc N16 – Ví dụ: • Số thập lục phân 32F được biểu diễn như sau: 3x162+2x161+15x160 n n 1 n 2 1 0 1 2 m N(b) an .b a n 1.b an 2 .b a1.b a0 .b a 1.b a 2 .b a m .b Phạm Hoàng Sơn
4. • Chuyển đổi giữa các cơ số • Thập phân Nhị phân Phạm Hoàng Sơn
5. • Thập phân Nhị phân Phạm Hoàng Sơn
6. • Chuyển số lẻ thập phân sang nhị phân Phạm Hoàng Sơn
7. • Chuyển số lẻ thập phân sang nhị phân Phạm Hoàng Sơn
8. • Chuyển số lẻ thập phân sang nhị phân Phạm Hoàng Sơn
9. • Hệ nhị phân và thập lục phân Phạm Hoàng Sơn
10. Hệ nhị phân và bát phân 3 bit Chữ số Octal Ví dụ: 000 0 chuyển đổi nhị phân sang Oct 001 1 010 2 101111 57 011 3 11001101 315 100 4 101 5 110 6 111 7 Phạm Hoàng Sơn
11. BIỂU DIỄN SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC TRONG HỆ NHỊ PHÂN • Dấu và trị tuyệt đối: • Trong số nhị phân n bit, MSB được dùng làm bit dấu (với quy ước 0 là số dương và 1 là số âm), n-1 bit còn lại biểu diễn giá trị tuyệt đối. • Ví dụ: 0000 1111 và 1000 1111 là biểu diễn nhị phân là 8 bit của 15 và –15. • Số 0 có thể biểu diễn bằng 0000 0000 (+0) hoặc 1000 0000 (-0). Phạm Hoàng Sơn
12. BIỂU DIỄN SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC TRONG HỆ NHỊ PHÂN • Mã bù 1: • Số đối của A có được bằng cách đảo giá trị tất cả các bit của A. • Ví dụ: 0000 1111 và 1111 0000 là hai số nhị phân 8 bit đối nhau (15 và –15). • Có hai cách biểu diễn số 0 là 0000 0000 (+0) và 1111 1111 (-0). • Dãy giá trị nguyên có thể biểu diễn được theo quy tắc bù 1 của một số nhị phân n bit là từ -2n-1 đến 2n-1-1 của một số 8 bit là từ-27-1 đến 27-1. Phạm Hoàng Sơn
13. BIỂU DIỄN SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC TRONG HỆ NHỊ PHÂN • Mã bù 2: • Mã bù 2 của một số được xác định bằng cách lấy mã bù 1 của nó cộng với 1. • Ví dụ: 0000 1111 và 1111 0001 là các số 15 và –15 biểu diễn theo mã bù 2. Phạm Hoàng Sơn
14. BIỂU DIỄN SỐ NGUYÊN VÀ SỐ THỰC TRONG HỆ NHỊ PHÂN Mã nhị phân Số thập phân Dấu và trị tuyệt Bù 1 Bù 2 đối +7 0111 0111 0111 +6 0110 0110 0110 +5 0101 0101 0101 +4 0100 0100 0100 +3 0011 0011 0011 +2 0010 0010 0010 +1 0001 0001 0001 +0 0000 0000 0000 -0 1000 1111 (0000) -1 1001 1110 1111 -2 1010 1101 1110 -3 1011 1100 1101 -4 1100 1011 1100 -5 1101 1010 1011 -6 1110 1001 1010 -7 1111 1000 1001 Phạm Hoàng Sơn -8 1000
15. • Biểu diễn số thực • -Một số thực R có thể biểu diễn bằng một từ mã nhị phân trong máy tính như sau: S N L • Trong đó : – S là phần thể hiện dấu gồm chỉ L bit; – N là phần nguyên gồm n bit (bn-1bn-2 b0); – L là phần kẻ gồm L bit (b-Lb-2 b-1). Phạm Hoàng Sơn
16. CÁC PHÉP TÍNH SỐ HỌC TRONG HỆ NHỊ PHÂN VÀ THẬP LỤC PHÂN • Cộng và trừ nhị phân • Phép cộng số học các số nhị phân được thực hiện theo quy tắc sau: • 0 + 0 = 0 • 0 + 1 = 1 + 0 = 1 • 1 + 1 = 10 – 0 được gọi là tổng (sum) – 1 được gọi là nhớ (carry) Phạm Hoàng Sơn
17. • Vi dụ: • 1001 0110 • +0101 1011 • 1111 0001 • 1100 1001 • + 0110 1101 • 1 0011 0110 Phạm Hoàng Sơn
18. • Ví dụ Phạm Hoàng Sơn
19. • Phép trừ các số nhị phân được theo qui tắc sau: • 1 - 0 =1 • 0 - 0 =1-1 = 0 • 0-1=11, • trong kết quả (11) này ,số 1 bên phải dược gọi là hiệu ,số1 bên trái là nhớ của phép trừ (gọi là carry hoặc borrow). Phạm Hoàng Sơn
20. • 1001 0110 • -0101 1011 • 0011 1011 • 0111 1001 • - 1100 1101 • 1 1010 1100 Phạm Hoàng Sơn
21. • Cộng và trừ số hex: • Cộng : – Khi cộng hai con số thập phân thì nếu tổng lớn hơn 9 ta viết con số đơn vị và nhớ con số hàng chục lên hàng cao kế. – Tương tự khi cộng hai con số thập lục phân, nếu tổng lớn hơn F (tức 1510) ta viết con số đơn vị và nhớ con số hàng thập lục lên hàng cao kế. Phạm Hoàng Sơn
22. • Ví dụ: 8 8 8 + + + 8 A F 10 12 17 • Trường hợp 8 + 8 = 1610 ta viết 16-16 = 0 và nhớ 1 • Trường hợp 8 + A = 1810 ta viết 18-16 = 2 và nhớ 1 • Trường hợp 8 + F = 2310 ta viết 23-16 =7 và nhớ 1 Phạm Hoàng Sơn
23. 18 88 AA 3CA FFFF + + + + + 8 88 EE 5F7 FFF 20 110 198 9C1 10FFE Phạm Hoàng Sơn
24. • Trừ • Khi trừ hai số hex, nếu số trừ lớn hơn số bị trừ, ta mượn 1610 để thêm vào số bị trừ và trả 116 cho số trừ của hàng cao kế. 8 F FE - - - 2 A C2 6 5 4B Phạm Hoàng Sơn
25. BCB Phạm Hoàng Sơn
26. • Ví dụ số BCD Phạm Hoàng Sơn
27. • Các kiểu lưu trữ số BCD Phạm Hoàng Sơn
28. • Phép cộng số BCD Phạm Hoàng Sơn
29. Phạm Hoàng Sơn
30. Phạm Hoàng Sơn
31. Phạm Hoàng Sơn
32. Phạm Hoàng Sơn
33. Phạm Hoàng Sơn
34. Phạm Hoàng Sơn
35. • Biểu diễn các ký tự • Mã ASCII (American standard code for information interchange): – là loại mã 7 bit – biểu biểu diễn được 128 ký hiệu – thường được viết dưới dạng 1 byte (đủ 8 bit ), với bit cao nhất là b7 = 0 Phạm Hoàng Sơn
36. Phạm Hoàng Sơn Bảng mã ASCII
37. • Unicode – sử dụng 2 byte (16 bit) để mã hoá một ký tự – có 216 =65536 tổ hợp mã khác nhau để biểu diễn các ký tự cần thiết Phạm Hoàng Sơn
38. Các phép toán logic • AND: Phép toán này sẽ cho kết quả là 0 nếu 1 trong các ngõ vào bằng 0. • OR: Phép toán này sẽ cho ra kết quả là 1 nếu 1 trong các ngõ vào là 1. • NOT: Phép toàn này sẽ cho ra kết quả ngược với ngõ vào. • XOR: Thuật toán này có công dụng để xác định hai bit giống nhau. Nếu hai bit giống nhau sẽ cho kết quả là 0 còn khác nhau sẽ cho kết quả là 1. Phạm Hoàng Sơn
39. Các phép toán logic Phạm Hoàng Sơn