Bài 1. Thông tin và xử lý thông tin

Bài 1.
THÔNG TIN VÀ XỬ LÝ
THÔNG TIN
Ngô Thanh Huyền
Department of Software Engineering

Giới thiệu môn học

Tổng số tín chỉ: 02. Trong đó:
–
12 buổi lý thuyết
–
5 buổi thực hành

Đánh giá:
–
01 bài tiểu luận: 02 SV/1 nhóm/1 đề tài => tối thiểu 20 trang viết
tay
–
01 bài thi giữa học phần (HP)
–
01 điểm thực hành: trung bình cộng các bài thực hành
–
01 điểm thi kết thúc HP
9/27/13
2
Tin học đại cương
Nội dung bài
9/27/13
3
Tin học đại cương


Các khái niệm về thông tin

Biểu diễn thông tin và các hệ đếm

Tổng quan về hệ thống máy tính
Khái niệm thông tin

Thông tin (information): mang lại cho con
người sự hiểu biết, nhận thức tốt hơn về
những đối tượng trong đời sống xã hội,
trong thiên nhiên, ... giúp cho họ thực hiện
hợp lý công việc cần làm để đạt tới mục
đích một cách tốt nhất.

Thông tin có thể được phát sinh, được lưu
trữ, được truyền, được tìm kiếm, được sao
chép, được xử lý, nhân bản. Thông tin cũng
có thể biến dạng, sai lệch hoặc bị phá hủy.
9/27/13
4
Tin học đại cương
Đơn vị đo thông tin
9/27/13
5
Tin học đại cương

Đơn vị đo thông tin: bit (Binary digiT)
●
Một bit tương ứng một chỉ thị hoặc một thông báo nào đó về sự kiện

có 1 trong 2 trạng thái: tắt/mở, hoặc đúng/sai.
●
Một chỉ thị chỉ gồm 1 số học nhị phân được xem là đơn vị đo thông tin
nhỏ nhất.
●
Các đơn vị đo thông tin khác:
Tên gọi Ký hiệu Giá trị
Byte
KiloByte
MegaByte
GigaByte
TetraByte
B
KB
MB
GB
TB
8 bit
210B=1024 Byte
220B
230B
240B
Khái niệm dữ liệu

Dữ liệu (data) là khái niệm rộng hơn của thông tin,
nó là nguồn gốc của thông tin, từ dữ liệu người ta
xử lý để có thông tin.

Dữ liệu: chưa mang lại hiểu biết về đối tượng


Thông tin: dữ liệu sau khi được xử lý, cho ta hiểu biết
về đối tượng

Ví dụ
–
Ảnh mây vệ tinh: Dữ liệu
–
Bản tin dự báo thời tiết: Thông tin
9/27/13
6
Tin học đại cương
Xử lý thông tin
9/27/13
7
Tin học đại cương

Quá trình xử lý một thông tin
Nhập dữ liệu
(INPUT)
Xử lý
(Processing)
Xuất dữ liệu/thông tin
(Output)
Lưu trữ
Dữ liệu Xử lý Thông tin
Nhập Xuất
* Thông tin:
Xử lý thông tin bằng MTĐT

MTĐT là công cụ hỗ trợ cho con người trong việc lưu trữ, chọn lọc và

xử lý thông tin.

Xử lý thông tin bằng máy tính điện tử:
–
Giúp con người tiết kiệm nhiều thời gian, công sức.
–
Tăng độ chính xác cao trong việc tự động hóa.
–
Quá trình xử lý thông tin bằng MTĐT diễn ra nhờ thực hiện một
dãy các phép toán cơ sở (cộng, trừ, nhân, chia số học và
logic, ...) trên các dữ liệu được lưu trữ trong một khối chức năng
gọi là bộ nhớ.
–
Để thiết lập thứ tự thực hiện các phép toán cơ sở và điều khiển
toàn bộ quá trình xử lý, MTĐT có một khối chức năng gọi là bộ
điều khiển
–
Một khối chức năng khác là bộ số học và logic được dùng để thực
hiện các phép toán cơ sở.
9/27/13
8
Tin học đại cương
Xử lý thông tin bằng MTĐT

Mỗi MTĐT có thể thực hiện một số phép toán cơ sở nhất
định nào đó. Để mô tả một phép toán cơ sở, người ta dùng
một lệnh tương ứng. Tập các lệnh gọi là hệ lệnh của máy.
Mỗi loại (họ) máy có hệ lệnh riêng của nó.

Dãy các lệnh dược xây dựng nhằm xác định trật tự và thực

hiện một yêu cầu cụ thể nào đó gọi là chương trình
(Program). Công việc tạo ra chương trình gọi là lập trình
(Programing).
9/27/13
9
Tin học đại cương
MTĐT
Kết quả
Chương trình
Dữ liệu vào
Biểu diễn thông tin trong các hệ đếm

Hệ đếm là tập hợp các ký hiệu và qui tắc sử
dụng tập ký hiệu đó để biểu diễn và xác định
các giá trị các số. Mỗi hệ đếm có một số ký
số (digits) hữu hạn. Tổng số ký số của mỗi
hệ đếm được gọi là cơ số (base hay radix),
kí hiệu là b.

Trong ngành toán - tin học hiện nay phổ
biến 4 hệ đếm là hệ thập phân, hệ nhị phân,
hệ bát phân và hệ thập lục phân.
9/27/13
10
Tin học đại cương
11
1. Biểu diễn số trong hệ đếm

Hệ đếm cơ số b (b>=2, b: nguyên dương):
–

Có b ký số thể hiện giá trị số. Ký số nhỏ nhất là 0, lớn nhất là b-1.
–
Giá trị số tại vị trí thứ n trong một số bằng cơ số b lũy thừa n: bn.
–
Số N(b) được cho bởi: N(b) = anan-1an-2…a1a0a-1a-2…a-m
–
Khi đó N(b) được biểu diễn như sau:
N(b) = an.bn + an-1.bn-1 + an-2.bn-2+…+ a1.b1 + a0.b0 + a-1.a-1 + a-2.a-2+…
+a-m.a-m

=
∑
−=
n
mi
i
i
ba
phần nguyên: n+1 ký số
phần b phân: m ký số lẻ
trong đó
Biểu diễn thông tin trong các hệ đếm
12

Hệ đếm thập phân (b=10)
–
Gồm 10 ký số thể hiện giá trị số, ký số nhỏ nhất là 0 và lớn nhất là
9 (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9).
–
Giá trị số tại vị trí thứ n trong một số bằng cơ số 10 lũy thừa n: 10n.

–
Cách viết: 2345(10) hoặc 2345
–
Ví dụ: biểu diễn các Số 2345(10); 3567,54(10) trong hệ thập phân
2345(10) = 2.103 + 3.102 + 4.101 + 5.100
= 2000 + 300 + 40 + 5
367,54(10) = 3.102 + 6.101 + 7.100 + 5.10-1 + 4.10-2

= 300 + 60 + 7 +
100
4
10
5
+
Biểu diễn thông tin trong các hệ đếm
13

Hệ đếm nhị phân (Binary system, b=2)
–
Chỉ gồm 2 ký số thể hiện giá trị số là 0 và 1.
–
Mỗi chữ số trong số nhị phân gọi là BIT.
–
Để diễn tả số lớn ta kết hợp nhiều bit 1 và 0 với nhau
–
Giá trị số tại vị trí thứ n trong một số bằng cơ số bằng 2n.
–
Cách viết: 11001(2), 11001B
–
Ví dụ: biểu diễn các Số sau 11001(2); 11101.11(2) trong hệ nhị

phân
111001(2) = 1.25 + 1.24 + 1.23 + 0.22 + 0.21 + 1.20
= 32 + 16 + 8 + 1 = 57(10)
11101.11(2)= 1.24 + 1.23 + 1.22 + 0.21 + 1.20 + 1.2-1 + 1.2-2
= 16 + 8 + 4 + 1 + = 29 + 0.75 = 29.75(10)
4
1
2
1
+
Biểu diễn thông tin trong các hệ đếm
14

Hệ đếm thập lục phân (b=16)
–
Gồm 15 ký số thể hiện giá trị số:
●
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.
●
A,B,C,D,E,F để biểu diễn tương ứng các số 10,11,12,13,14,15.
–
Giá trị số tại vị trí thứ n trong một số bằng cơ số bằng 16n.
–
Cách viết: 34F5C(16), 34F5C(H), 34F5CH.
–
Ví dụ: biểu diễn các Số sau 34F5C; 2A5,3C trong hệ 16
34F0C(16) = 3.164 + 4.163 + 15.162 + 0.161 + 12.160
= 216294(10)
2A5,3C(16) = 2.162 + 10.161 + 5.160 + 3.16-1 + 12.16-2
= 677.9375(10)

Biểu diễn thông tin trong các hệ đếm
15
2. Đổi số nguyên từ hệ thập phân N(10)
sang hệ b bất kỳ N(b)

Qui tắc: lấy số nguyên thập phân N(10) lần lượt chia cho b
cho đến khi thương số bằng không. Kết quả số chuyển đối
N(b) là các số dư trong phép chia được viết ra theo thứ tự
ngược lại.
–
Ví dụ đổi số 20(10) sang hệ thập lục phân và hệ nhị
phân
20(10) = 10100(2)
20(10) = 14(16)
16
3. Đổi phần thập phân từ hệ thập phân
N(10) sang hệ b bất kỳ N(b)

Qui tắc: lấy phần thập phân N(10) lần lượt nhân với b cho
đến khi phần thập phân của tích số bằng không. Kết quả số
chuyển đối N(b) là các số phần nguyên trong phép nhân
được viết ra theo thứ tự phép tính.

Ví dụ đổi số 0.6875(10) = ?(2) = ?(16)
0.6875 x 2 = 1 .375
0.375 x 2 = 0 .75
0.75 x 2 = 1 .5 0.6875 x 16 = 11 .0
0.5 x 2 = 1 .0
–
Kết quả: 0.6875(10) = 0.1011(2) = 0.11(16)

17
Chuyển từ hệ đếm cơ số 2 sang hệ đếm
cơ số 16 và ngược lại :
Để chuyển từ hệ 2 sang hệ 16 ta chỉ cần nhóm 4 số
từ phải sang trái ứng với giá trị bộ 4 số nhị phân ta
có số hệ 16 tương ứng().
Ví dụ : 1110 1010 1001(2)= EA9(16)
Ngược lại, để chuyển từ hệ 16 sang hệ 2 ta viết
từng bộ 4 chữ số nhị phân tương ứng với từng chữ
số hệ 16.
Ví dụ : D0F1(16)=1101 0000 1111 0001(2)
18
Chuyển từ hệ đếm cơ số 2 sang hệ đếm
cơ số 8 và ngược lại :
Để chuyển từ hệ 2 sang hệ 8 ta chỉ cần nhóm 3 số
từ phải sang trái ứng với giá trị bộ 3 số nhị phân ta
có số hệ 8 tương ứng().
Ví dụ : 110 101 100(2) = 654(8)
Ngược lại, để chuyển từ hệ 8 sang hệ 2 ta viết
từng bộ 3 chữ số nhị phân tương ứng với từng chữ
số hệ 8. Ví dụ : 705(8) =111 000 101(2)
4.4.4. Các phép toán trên hệ 2

Phép cộng

Số âm (số bù hai)

Phép trừ

Phép nhân

Cộng hai số nhị phân

Cộng có nhớ các cặp số
cùng vị trí từ phải sang trái

Bảng cộng

Ví dụ
–
1010 + 1111 = 11001
Số bù hai (số âm)

Số bù một
–
Đảo tất cả các bit của một số nhị phân ta được
số bù một của nó.

Lấy số bù một cộng 1 ta được số bù hai của
số nhị phân ban đầu.

Ví dụ:
–
B = 1001
–
Bù một của B: 0110
–
Bù hai của B: 0111
Trừ hai số nhị phân B1 – B2

B2 + bù hai của B2 = 0 (lấy số chữ số = số

chữ số của B2).

Có thể coi bù hai của B2 là số đối của B2.

B1 – B2 = B1 + bù hai của B2.
1010 - 0101

Bù một của 0101: 1010

Bù hai của 0101 = 1010 + 1 = 1011

1010 – 0101 = 1010 + 1011 = 0101
(chỉ lấy 4 bit kết quả !!!)
Nhân hai số nhị phân

Nhân từ trái phải qua trái
theo cách thông thường

Bảng nhân

Ví dụ
–
1011 x 101 = 110111
Chia hai số nhị phân

Sau khi đã biết cách nhân, cộng, trừ các số
nhị phân, hãy thử tưởng tượng ra cách chia
số nhị phân giống như số hệ 10.

Ví dụ:11101/101=101, dư 100.

0/1 = 0
1/1 = 1