Bài giảng kỹ thuật lập trình biểu diễn dữ liệu trong máy tính

NHẬP MƠN LẬP TRÌNH
Lecturer: Phan Hồ Duy Phương
Mekong University

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

1


Nội dung

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Giới thiệu
Biểu diễn dữ liệu trong máy tính
Ngơn ngữ lập trình C#
Lập trình hàm
Mảng
Thuật tốn

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

2


2. Biểu diễn dữ liệu trong máy tính

o Các hệ đếm
o Lưu trữ dữ liệu
o Dữ liệu mở rộng

Nhập Môn Lập Trình – Mekong University

3


2. Biểu diễn dữ liệu trong máy tính

o Các hệ đếm
o Lưu trữ dữ liệu
o Dữ liệu mở rộng

Nhập Môn Lập Trình – Mekong University

4


Các hệ đếm

o Biểu diễn thơng tin trên máy tính

10101010001010101
00101010101010101
00010111001010101
01010101010101010
10101001010101010

10101010101010101

Tại sao phải lưu trữ như thế?
Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

5


Các hệ đếm

o Đơn vị cơ sở
Hệ thống máy tính được cấu thành bởi hàng ngàn
mạch điện dạng tắt/mở.
•Ở mức đơn giản nhất, máy tính sử dụng một mạch
điện tắt/mở để biểu diễn thông tin, 1 mạch điện sẽ
biểu diễn được 2 trạng thái.
•Ở mức kế tiếp, máy tính sử dụng đến 2 mạch điện
tắt/mở để biểu diễn thông tin, 2 mạch này sẽ biểu
diễn được 4 trạng thái

Nhập Môn Lập Trình – Mekong University

6


Các hệ đếm

o Ở mức tổng quát, máy tính sử dụng n mạch điện
tắt/mở để biểu diễn thông tin, n mạch này sẽ biểu
diễn được 2n trạng thái.

o Bit là đơn vị lưu trữ cơ sở trên máy tính, bit chỉ có
thể có 1 trong 2 giá trị: tắt/mở, đúng/sai, 0/1,
true/false.
o Máy tính sử dụng n bit để biểu diễn dữ liệu.

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

7


Các hệ đếm
oVD: Cần bao nhiêu mạch điện tắt/mở để biểu diễn
điểm học sinh (chú ý điểm là số nguyên {0, 1, 2, 3,
4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}) ?

.
.
?

Có 11 trạng thái điểm
Cần tối thiểu:
24 = 16 trạng thái

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

8


Các hệ đếm
oHệ đếm thông dụng ngày nay: Hệ đếm cơ số thập

phân, cơ số 10
oNguồn góc từ cơ cấu sinh học của con người, đếm
bằng 10 ngón tay.



oDùng 10 ký tự để biểu đạt 10 giá trị riêng biệt (0, 1,
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 và 9).
oTuy nhiên: Máy tính khơng sử dụng hệ thập phân
để làm cơ sở biểu diễn thơng tin
Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

9


Các hệ đếm
oHệ đếm nhị phân:
oĐược nhà toán học cổ người Ấn Độ Pingala phác
thảo từ thế kỷ thứ 3 trước Công Nguyên.
oHệ đếm dùng hai ký tự để biểu đạt một giá trị số.
Hai ký tự đó là 0 và 1.
oTương ứng với 2 trạng thái của dòng điện

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

10


Các hệ đếm
oHệ đếm thập lục phân:

oĐể rút ngắn độ dài hệ đếm nhị phân => hệ đếm
thập lục phân (16)

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

11


2. Biểu diễn dữ liệu trong máy tính

o Các hệ đếm
o Lưu trữ dữ liệu
o Dữ liệu mở rộng

Nhập Môn Lập Trình – Mekong University

12


Lưu trữ dữ liệu

o Dữ liệu số
o Dữ liệu ký tự
o Dữ liệu mở rộng

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

13

Lưu trữ dữ liệu

o Dữ liệu số
o Dữ liệu ký tự

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

14


Lưu trữ dữ liệu
oDữ liệu số
oLà dạng thông tin cơ sở nhất trên máy tính.
oSố trên máy tính được lưu trữ ở dạng mã nhị phân
(hệ 2). Nó là một dãy các bit lưu trữ lại các giá trị
của số.
oVD: số 4 bit có giá trị 13 được lưu trữ dạng mã nhị
phân 1101, số 6 bit có giá trị 13 được lưu trữ
001101.

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

15


Lưu trữ dữ liệu
oLưu trữ nhị phân sẽ tốn kém và phức tạp.
oNhưng nếu áp dụng biểu diễn và lưu trữ hệ 10 thì
máy tính rất khó khăn trong việc xử lí tính tốn.
oVD: 13 + 2 = ?

oCon người
=>
Dễ dàng
oMáy tính
=>
Khó khăn trong việc xử
lý và tính tốn

Lưu trữ dưới dạng cơ số Thập lục phân (16)
Nhập Môn Lập Trình – Mekong University

16


Lưu trữ dữ liệu

o Dữ liệu số
o Dữ liệu ký tự
o

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

17


Lưu trữ dữ liệu
Dữ liệu ký tự
oBảng mã ASCII (American Standard Code for
Information Interchange)
oLà chuẩn qui định chuyển đổi giữa ký tự và số.

oGồm 265 ký tự, có mã từ 0 đến 255
oSử dụng 1 ô nhớ (1 byte) để lưu trữ

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

18


7Ah
5Ah
61h
30h
62h
31h
41h
42h
39h  0100
0110
0011
00111001
01011010
01111010
0001
0000
0002

Lưu trữ dữ liệu
Mã ASCII

Ký tự

Mã ASCII

Ký tự

…

…

61h  0110 0001

a

30h  00110000

‘0’

62h  0110 0002

b

31h  00110001

‘1’

…

…

…

…

7Ah  01111010

z

39h  00111001

‘9’

…

…

…

…

41h  0100 0001

A

42h  0100 0002

B

…

…

5Ah  01011010

Z

…

…

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

19


Lưu trữ dữ liệu
Dữ liệu ký tự
oBảng mã Unicode:
oLà bảng mã mở rộng ASCII
oCó 65536 (216) ký tự
oMỗi ký tự là một số nguyên không dấu 16 bit (2
byte)

Nhập Môn Lập Trình – Mekong University

20


2. Biểu diễn dữ liệu trong máy tính

o Các hệ đếm

o Lưu trữ dữ liệu
o Dữ liệu mở rộng

Nhập Môn Lập Trình – Mekong University

21


Dữ liệu mở rộng
oHình ảnh
oHình ảnh là tập hợp (ma trận) các điểm ảnh
(pixel).
oMỗi điểm ảnh có một màu, màu là giá trị nguyên
không dấu.
oVD: Xét ảnh hệ màu RGB 24 bit, mỗi điểm ảnh
có 224 màu khác nhau, mỗi màu điểm ảnh cần ô
nhớ là 3 byte.
oẢnh 2000 x 2000 pixel => tổng số pixcel cần lưu
là 4 triệu. Số lượng byte cần đề lưu 4 triệu x 3
byte => dung giải thuật nén ảnh để tiết kiệm bộ
nhớ.
Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

22


Dữ liệu mở rộng
oHình ảnh

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

23


Dữ liệu mở rộng
oVideo
oVideo là một tập hợp (dãy) các ảnh liên tiếp
nhau.
oVD: Video lưu trữ theo định dạng 24 fps (frame
per second) – 24 hình/giây.
oẢnh 2000 x 2000 pixel => tổng số pixcel cần lưu
là 4 triệu. Số lượng byte cần đề lưu 4 triệu x 3
byte => dung giải thuật nén ảnh để tiết kiệm bộ
nhớ.

Nhập Môn Lập Trình – Mekong University

24


Dữ liệu mở rộng
oÂm thanh
oMáy tính lưu trữ âm thanh bằng cách lưu trữ
tầng số âm thanh trong từng giây.
oMỗi tầng số là số ngun khơng dấu.

Nhập Mơn Lập Trình – Mekong University

25