Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 3 - Nguyễn Kim Khánh

Bài giảng Kiến trúc máy tính NKK-HUT Kiến trúc máy tính 18 March 2007 NKK-HUT Nội dung giáo trình Chương 3 SỐ HỌC MÁY TÍNH Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội ④ Chương 1. Giới thiệu chung ④ Chương 2. Hệ thống máy tính ④ Chương 3. Số học máy tính ④ Chương 4. Bộ xử lý trung tâm ④ Chương 5. Bộ nhớ máy tính ④ Chương 6. Hệ thống vào-ra ④ Chương 7. Kiến trúc máy tính tiên tiến 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 1 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 2 NKK-HUT Nội dung chương 3 NKK-HUT 3.1. Các hệ đếm cơ bản 3.1. Các hệ đếm cơ bản 3.2. Mã hóa và lưu trữ dữ liệu trong máy tính 3.3. Biểu diễn số nguyên 3.4. Thực hiện các phép toán số học với số nguyên 3.5. Số dấu phẩy động 3.6. Biểu diễn ký tự ④Hệ thập phân (Decimal System) ⮳con người sử dụng ④Hệ nhị phân (Binary System) ⮳máy tính sử dụng ④Hệ mười sáu (Hexadecimal System) ⮳dùng để viết gọn cho số nhị phân 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 3 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 4 Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 1 Bài giảng Kiến trúc máy tính NKK-HUT 1. Hệ thập phân 18 March 2007 NKK-HUT Dạng tổng quát của số thập phân ④ Cơ số 10 ④ 10 chữ số: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 ④ Dùng n chữ số thập phân có thể biểu diễn được 10n giá trị khác nhau: ④ 00...000 = 0 Giá trị của A được hiểu như sau: A = anan−1 ...a1a0 ,a−1 ...a−m A = an10n + an−110n−1 + ...+ a1101 + a0100 + a−110−1 + ...+ a−m10−m ④ 99...999 = 10n - 1 n A = ai10i i=−m 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 5 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 6 NKK-HUT Ví dụ số thập phân NKK-HUT 2. Hệ nhị phân 472.38 = 4x102 + 7x101 + 2x100 + 3x10-1 + 8x10-2 ④ Các chữ số của phần nguyên: ④ Cơ số 2 ④ 2 chữ số nhị phân: 0 và 1 ④ 472 : 10 = 47 dư 2 ④ chữ số nhị phân gọi là bit (binary digit) ④ 47 : 10 = 4 dư 7 ④ 4 : 10 = 0 dư 4 ④ Bit là đơn vị thông tin nhỏ nhất ④ Dùng n bit có thể biểu diễn được 2n giá trị khác nhau: ④ Các chữ số của phần lẻ: ④ 0.38 x 10 = 3.8 phần nguyên = 3 ④ 00...000 = 0 ④ 11...111 = 2n - 1 ④ 0.8 x 10 = 8.0 phần nguyên = 8 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 7 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 8 Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 2 Bài giảng Kiến trúc máy tính NKK-HUT Dạng tổng quát của số nhị phân 18 March 2007 NKK-HUT Ví dụ số nhị phân Có một số nhị phân A như sau: A = anan−1 ...a1a0 ,a−1 ...a−m Giá trị của A được tính như sau: 1101001.1011(2) = 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 = 26 + 25 + 23 + 20 + 2-1 + 2-3 + 2-4 = 64 + 32 + 8 + 1 + 0.5 + 0.125 + 0.0625 A = an 2n + an−12n−1 +...+ a121 + a0 20 + a−1 2−1 + ...+ a−m 2−m n = 105.6875(10) A = ai 2i i=−m 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 9 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 10 NKK-HUT Chuyển đổi số nguyên thập phân sang nhị phân NKK-HUT Phương pháp chia dần cho 2 ④ Ví dụ: chuyển đổi 105(10) ④Phương pháp 1: chia dần cho 2 rồi lấy phần dư ④Phương pháp 2: Phân tích thành tổng của các số 2i ⮳ nhanh hơn ④ 105 : 2 = 52 dư 1 ④ 52 : 2 = 26 dư 0 ④ 26 : 2 = 13 dư 0 ④ 13 : 2 = 6 dư 1 ④ 6 : 2 = 3 dư 0 ④ 3 : 2 = 1 dư 1 ④ 1 : 2 = 0 dư 1 ④ Kết quả: 105(10) = 1101001(2) 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 11 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 12 Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 3 Bài giảng Kiến trúc máy tính NKK-HUT Phương pháp phân tích thành tổng của các 2i 18 March 2007 NKK-HUT Chuyển đổi số lẻ thập phân sang nhị phân ④ Ví dụ 1: chuyển đổi 105(10) ④105 = 64 + 32 + 8 +1 = 26 + 25 + 23 + 20 ④Ví dụ 1: chuyển đổi 0.6875(10) 27 26 25 24 23 22 21 20 128 64 32 16 8 4 2 1 0 1 1 0 1 0 0 1 ④0.6875 x 2 = 1.375 ④0.375 x 2 = 0.75 ④0.75 x 2 = 1.5 phần nguyên = 1 phần nguyên = 0 phần nguyên = 1 ④Kết quả: 105(10) = 0110 1001(2) ④0.5 x 2 = 1.0 phần nguyên = 1 ④ Ví dụ 2: 17000(10) = 16384 + 512 + 64 + 32 + 8 = 214 + 29 + 26 + 25 + 23 17000(10) = 0100 0010 0110 1000(2) ④Kết quả : 0.6875(10)= 0.1011(2) 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 13 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 14 NKK-HUT Chuyển đổi số lẻ thập phân sang nhị phân (tiếp) NKK-HUT Chuyển đổi số lẻ thập phân sang nhị phân (tiếp) ④ Ví dụ 2: chuyển đổi 0.81(10) ④ 0.81 x 2 = 1.62 phần nguyên = 1 ④ 0.62 x 2 = 1.24 phần nguyên = 1 ④ 0.24 x 2 = 0.48 phần nguyên = 0 ④ 0.48 x 2 = 0.96 phần nguyên = 0 ④ 0.96 x 2 = 1.92 phần nguyên = 1 ④ 0.92 x 2 = 1.84 phần nguyên = 1 ④ 0.84 x 2 = 1.68 phần nguyên = 1 ④ 0.81(10) ≈ 0.1100111(2) ④ Ví dụ 3: chuyển đổi 0.2(10) ④ 0.2 x 2 = 0.4 phần nguyên = 0 ④ 0.4 x 2 = 0.8 phần nguyên = 0 ④ 0.8 x 2 = 1.6 phần nguyên = 1 ④ 0.6 x 2 = 1.2 phần nguyên = 1 ④ 0.2 x 2 = 0.4 phần nguyên = 0 ④ 0.4 x 2 = 0.8 phần nguyên = 0 ④ 0.8 x 2 = 1.6 phần nguyên = 1 ④ 0.6 x 2 = 1.2 phần nguyên = 1 ④ 0.2(10) ≈ 0.00110011 (2) 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 15 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 16 Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 4 Bài giảng Kiến trúc máy tính NKK-HUT 3. Hệ mười sáu (Hexa) 18 March 2007 NKK-HUT Quan hệ giữa số nhị phân và số Hexa ④ Cơ số 16 ④ 16 chữ số: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A,B,C,D,E,F ④ Dùng để viết gọn cho số nhị phân: cứ một nhóm 4-bit sẽ được thay bằng một chữ số Hexa 4-bit Chữ số Hexa 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 1010 A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F Ví dụ chuyển đổi số nhị phân ⮳số Hexa: ④ 1011 00112 = B316 ④ 0000 00002 = 0016 ④ 0010 1101 1001 10102 = 2D9A16 ④ 1111 1111 1111 11112 = FFFF16 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 17 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 18 NKK-HUT 3.2. Mã hóa và lưu trữ dữ liệu trong máy tính 1. Nguyên tắc chung về mã hóa dữ liệu ④Mọi dữ liệu đưa vào máy tính đều phải được mã hóa thành số nhị phân ④Các loại dữ liệu ④Dữ liệu nhân tạo: do con người qui ước ④Dữ liệu tự nhiên: tồn tại khách quan với con người NKK-HUT Mã hoá dữ liệu nhân tạo ④Mã hóa theo các chuẩn qui ước ④Dữ liệu số: ④Số nguyên: mã hóa theo một số chuẩn ④Số thực: mã hóa bằng số dấu phẩy động ... - tailieumienphi.vn