Tài liệu Cấu trúc máy tính P5 pptx

Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S31



CHƯƠNG 2

Tổ chức thông tin



Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S32




Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
0 → 1 → 2 → . . . → 9 →
I. Các hệ thống số
Thập phân
0 1 2 3 4
5 6 7 8 9
Ký số
Quy tắc đếm
10 → 11 → 12 → . . . → 19 →
20 → 21 → 22 → . . . → 29 →
→ . . .
90 → 91 → 92 → . . . → 99 →
100 → 101 → 102 → . . . → 109 →

→ . . .
990 → 991 → 992 → . . . → 999 →
1000 → 1001 → 1002 → . . . → 1009
→
→ . . .
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S33



0 → 1 →
10 → 11 →
100 → 101 →
110 → 111 →
1000 → 1001 →
Nhị phân
0 1
Ký số
Quy tắc đếm
→ . . .
1110 → 1111 →
10000
→ 10001 →
→ . . .

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S34

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
0 → 1 → 2 → . . . → 7 →
10 → 11 → 12 → . . . → 17 →
20 → 21 → 22 → . . . → 27 →
→ . . .
70 → 71 → 72 → . . . → 77 →
100 → 101 → 102 → . . . → 107 →
→ . . .
Bát phân
0 1 2 3
4 5 6 7
Ký số
Quy tắc đếm
770 → 771 → 772 → . . . → 777 →
1000 → 1001 → 1002 → . . . → 1007 →
→ . . .

Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S35




Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
0 → 1 → 2 → . . . → 9 → A → B → . . . → F →
10 → 11 → 12 → . . . → 19 → 1A → . . . → 1F →
20 → 21 → 22 → . . . → 2F →
→ . . .

90 → 91 → 92 → . . . → 9F →
A0 → A1 → A2 → . . . → AF →
Thập lục phân
0 1 2 3 4 5 6 7
8 9 A B C D E F
K
ý
số
Quy tắc đếm
→ . . .
F0 → F1 → F2 → . . . → FF →
100 → 101 → 102 → . . . → 10F →
→ . . .

Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S36



Công thức tổng quát
Q = v
n

×
B
n
+ v
n-1

×
B

n-1
+ . . . + v
0

×
B
0
+ v
-1

×
B
-1
+ . . . + v
-m

×
B
-m
v
n
v
n-1
v
0
.v
-1
v
-m
Chấm thập phân

Biểu diễn số
∑
−=
×
n
m
i
i
Bv
i
Q =
B là cơ số
Trong đó :

v
i
là giá trị tương ứng của ký số (0 ≤ v
i
≤ B-1)

Q là
g
iá t
r
ị tính tron
g
hệ 10.

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh

Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S37



Ví dụ
1011
2
1
×
2
3
+ 0
×
2
2
+ 1
×
2
1
+ 1×2
0
= 8+0+2+1 = 11
10
Số
Nguyên

A4B5
16
A×16
3

+ 4
×
16
2
+ B
×
16
1
+ 5
×
16
0
10×4096 + 4
×
256 + 11
×
16

+ 5×1 = 40960+1024+176+5
173
8
1×8
2
+ 7×8
1
+ 3
×
8
0
= 64+56+3 = 123

10
= 42165

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S38


1011.01
2
1×2
3
+ 0
×
2
2
+ 1
×
2
1
+ 1
×
2
0
+ 0
×
2
-1
+ 1
×

2
-2
Ví dụ
1
×
8 + 0
×
4 + 1
×
2 + 1×1

+ 0
×
0.5 + 1
×
0.25 =11.25
10
10.4
8
1×8
1
+ 0×8
0
+ 4
×
8
-1

Số lẻ
1

×
8 + 0×1

+ 4
×
0.125 = 8.5
10


Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S39


Số hệ 10 Số hệ 16 Số hệ 2
0 0 0000
1 1 0001
2 2 0010
3 3 0011
4 4 0100
5 5 0101
6 6 0110
7 7 0111
8 8 1000
9 9 1001
10 A 1010
11 B 1011
12 C 1100
13 D 1101
14 E 1110

15 F 1111
Học thuộc lòng
(0+4+2+0)
(8+0+2+1)
Mã 8421
(8+4+2+0)


Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S40



Đổi số giữa các hệ
10
8
16
Dec2Bin
Bin2Dec
Dec2Oct
Oct2Dec
Bin2Hex
Hex2Bin
Oct2Bin
Bin2Oct
Hex2Dec
Dec2Hex
2

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S41



Định nghĩa
Xxx2Dec
. . .
Số dư Số dư Số dư
Phương pháp
Kết quả
Số hệ Xxx
Chia lấy số d
ư
Kết quả
Chia cơ số
Chia cơ số
Kết quả
Chia cơ số
Số dư
Dec2Xxx
Chia cơ số
Số hệ 10

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
=0
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S42

Số hệ 10
Ví dụ Dec2Bin
2
35
17
11
= 0
Số h
ệ
2
2
8
2
4
2
2
2
1
2
1 0 0 0
32 0 0 0
Số h
ệ
10 : 35 =
2 1

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh

Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S43



Số hệ 10
Số h
ệ
16
16
2004
125
13
D
= 0
16
7
16
7
7
4
4
Ví dụ Dec2Hex
13
×
167 × 256
Số h
ệ
10 : 2004 =
4

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S44



Bin2Oct
Ghép nhóm + bảng thuộc lòng
Bin2Hex
11
Số h
ệ
2
0001 0 1
3 bit
3 bit
2 4
Số h
ệ
8
3
(011)
3 bit
(010) (100)
Mã 8421
Số h
ệ
2
1 0 1 0 0 0 1 1
4 bit

4 bit
(0011)
(1010)
Mã 8421
A
Số h
ệ
16
3

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S45



Biểu diễn thông tin trong hệ nhị phân
BIT (BInary digiT) : 0 1
BYTE = tổ hợp 8 bit : 01001101 11111111
WORD = tổ hợp nhiều bit : 10110 1011100101
1 KiloByte (KB) = 1024 byte = 2
10
byte
1 MegaByte (MB) = 1024 KB = 2
20
byte
1 GigaByte (GB) = 1024 MB = 2
30
byte
1 số dài n bit thì biểu diễn được 2

n
giá trị

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S46



Mã hóa thông tin đầu vào
Thôn
g
tin
Mã hóa
X
ử l
ý
T
ổ
h
ợp
bit
Âm thanh
Hình ảnh
Dòng điện
Nhiệt độ
Chữ
Số
Ánh sáng
Áp suất

Độ ẩm
Điện áp

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S47



Ví dụ : mã hóa chữ cái
Ch
ọ
n t
ổ
h
ợp
n bit sao cho
ABCDE 5
Z 26
2
n
vừa lớn hơn 26
FGHIJ 10
KLMNO 15
n = 5 và 2
5
= 32
PQRST 20
UVWXY 25
A

= 00000
B = 00001
C = 00010
Các tổ hợp
11010,11011
11100,11101
11110,11111
khôn
g
dùn
g

D = 00011
. . .
Z = 11001
Y = 11000

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S48



Biểu diễn số
Số n bit có
g
iá tr
ị
: 0
÷

(
2
n
–1
)
Số khôn
g
dấu
Số 8 bit có giá trị : 0 ÷ 255
Số 16 bit có giá trị : 0 ÷ 65 535
Số 32 bit có giá trị : 0 ÷ 4 294 967 295
Qui ước: chọn bit có trọng số
cao nhất
(
MSB
)
làm bit dấu
Số có dấu
Số 8 bit có dấu có giá trị : -128 ÷ +127
Số 16 bit có dấu có giá trị : -32768 ÷ +32767
bit dấu = 0 là số dương - bit dấu = 1 là số âm
sử dụng số bù 2 : -1 = 1111 1111, -2 = 1111 1110, . . .
-127 = 1000 0001
,
-128 = 1000 0000

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S49

08
1 b
y
te chứa 1 số BCD
Số BCD
Số BCD được dùng để tính toán trên số thập
p
hân tron
g
h
ệ
nh
ị

p
hân.
Số 12
BCD
được viết trong hệ 2 là 0001 0010
nhưn
g
có
g
iá tr
ị
là 12 tha
y
vì 18

(
12
16
= 18
10
)
.
01
không
dồn
1 b
y
te chứa 2 số BCD
dồn
13
94
65
08
Phân
loại
BCD
Số BCD là số viết theo hệ 16 nhưng giá trị tính
theo h
ệ
10.
02
04

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh

Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S50



Chỉnh d
ạ
n
g
BCD
chỉnh dạn
g
kết quả khôn
g
đún
g
kết
q
uả đún
g
khôn
g
chỉnh
18
02
+
1A
06
18
09

+
21
06
18
01
+
19
+
+
20
27

Chỉnh dạng v
ì
A không
phải là số BCD
Chỉnh dạng v
ì
có
nhớ ở hàng đơn vị

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S51


Số chấm độn
g

Số chấm động (floating point) dùng để tính

toán trên số th
ự
c.
m (mantissa) quyết định độ chính xác
B (base)
e (exponent) quyết định độ lớn/nhỏ
Một giá trị có thể biểu diễn dưới nhiều dạng
± m × B
± e
0.9135512
×
10
3
9135.512
×
10
-1
91.35512 × 10
1
9.135512 × 10
2
913.5512
91355.12
×
10
-2


Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh

.Khó xử lý
.Cần chuẩn hóa
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S52



Số chấm độn
g
theo chu
ẩ
n IEEE 754
Chu
ẩ
n IEEE 754 qui định
Mũ thừa 127
Cơ số 2
1 ≤ (1.M) < 2
Si
g
nificand
(-1)
S
2
E
-
127
(1.M)
Có 2 dạn
g
Chính xác đơn

Chính
xác
kép
dài 32 bit
1
8
23
E
M
S
(-1)
S
2
E
-
1023
(1.M)
Mũ thừa 1023
Cơ số 2
1 ≤ (1.M) < 2
dài 64 bit
1
11
52
S

E

M

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S53



Ví dụ
Số N = -1.5
S = 1
E = 127
M = 1.1
(-1)
1
2
12
7-
12
7
(1.1)
N = 10111111110000000000000000000000
Giới hạn

(
-1
)
0
2
-126
(
1.0

)

÷
2
+127
(
2-2
-23
)
1.18
×
10
-38
÷
3.40
×
10
+38
nghĩa là

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S54



Biểu diễn chữ
Chữ cái
Chữ số
Ký tự đặc biệt

Thông
tin
A
mã hóa
đường
truyền
xấu
nhiễu
1
0
0
1
0
1
1
00000
g
iải mã
000
1
0
đún
g
A
có biện pháp
phát hiện
sai
(do bit bị đổi)
C
00000

parit
y


Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
Tổ chức cấu trúc máy tính C2 Tổ chức thông tin / S55



Bit kiểm tra là
kết quả của
p
hé
p
ki
ể
m tra
bit
ki
ể
m tra
=
n
ế
u s
ố
bit 1 là s
ố
ch

ẳ
n
1
0
n
ế
u s
ố
bit 1 là s
ố
lẻ
1
00000
chẳn
lẻ
tru
y
ền
nhận
1
000
1
0
1
0
so sánh
lẻ
Thực hiện bằng cách gởi kèm
theo thông tin 1 bit kiểm tra
00000

chẳn
Phát hiện sai khi có 1 số lẻ bit thông tin
bị đổi giá trị trong quá trình truyền
Parity – kiểm tra chẳn/lẻ
SAI

Khoa Công nghệ thông tin Đại học Bách khoa tp.HCM
Biên soạn : Nguyễn Xuân Minh
ki
ể
m tra
l
ạ
i