Thông tin - Biểu diễn thông tin

Mục tiêu  Hiểu được các khái niệm cơ bản như khái niệm về thông tin, dữ liệu, cách biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử..  Hiểu được các thao tác với dữ liệu trong máy tính điện

Tuần 1:

CHƯƠNG 1: THÔNG TIN – BIỂU DIỄN THÔNG TIN

I Mục tiêu

 Hiểu được các khái niệm cơ bản như khái niệm về thông tin, dữ liệu, cách biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử

 Hiểu được các thao tác với dữ liệu trong máy tính điện tử

 Biết thực hiện các phép toán số học, logic trên số nhị phân

II Chuẩn bị

 Giáo viên: bài soạn, máy tính, máy chiếu, tài liệu tham khảo

 Học viên: Vở, bút

III Nội dung

1 Thông tin – dữ liệu

 Khái niệm thông tin: (information):

Thông tin là nguồn gốc của nhận thức, hiểu biết Thông tin có thể phát sinh, mã hóa, biến dạng và truyền đi nơi khác

Thông tin được thể hiện dưới nhiều dạng thức khác nhau như: Các tài liệu hình ảnh, chữ viết, sóng ánh sáng, sóng âmvà sóng điện từ v.v…

Trong đời sống hằng ngày nguồn phát sinh thông tin thường là: Sách báo, đài phát thanh, truyền hình, đi tham quan du lịch và cũng như tham khảo ý kiến người khác v.v…

Thông tin làm cho con người tăng sự hiểu biết, nhận thức tốt hơn về xã hội cũng như thiên nhiên Ngoài ra giúp con người thực hiện hợp lý công việc cần làm để đạt mục đích một cách tốt nhất

 Khái niệm dữ liệu: (data)

Là sự biểu diễn của thông tin, được thể hiện thông thường là các tín hiệu vật lý

Chú ý: Thông tin chứa ý nghĩa còn dữ liệu không có ý nghĩa rõ ràng, nếu không được sắp

xếp tổ chức và xử lý

Thông tin có thể phát sinh được, lưu trữ xử lý và tổ chức lại

 Xử lí thông tin:

a.Máy tính điện tử (MTĐT): Là công cụ xử lý thông tin tự động (không có sự tham gia

trực tiếp của con người trong quá trình xử lý) Tuy nhiên MTĐT không thể tự nó quyết định các quá trình sử lý để làm được điều đó con người phải cung cấp ngay từ ban đầu cho MTĐT chương trình xử lý

b Sơ đồ xử lý thông tin bằng máy tính điện tử:

Chương trình

Dữ liệu

 Khái niệm phần cứng, phần mềm:

o Phần cứng: Gồm những đối tượng vật lý hữu hình như vi mạch, bản mạch in, dây

cáp nối mạch điện, bộ nhớ, màn hình, máy in, thiết bị đầu cuối, nguồn nuôi, Phần cứng thực hiện các chức năng xử lý thông tin cơ bản ở mức thấp nhất tức là các tín hiệu nhị phân {0,1}.

o Phần mềm: Là các chương trình (program) điều khiển các hoạt động phần cứng của

máy vi tính và chỉ đạo việc xử lý dữ liệu Phần mềm của máy tính được chia làm hai loại: Phần mềm hệ thống(System software) và phần mềm ứng dụng( Applications software) Phần mềm hệ thống khi được đưa vào bộ nhớ chính, nó chỉ đạo máy tính thực hiện các công việc Phần mềm ứng dụng là các chương trình được thiết kế đẻ giải quyết một bài toán hay một vấn đề cụ thể để đáp ứng một nhu cầu riêng trong một số lĩnh vực.

 Chu trình xử lí thông tin:

quả

2 Biểu diễn thông tin trong máy tính điện tử

2.1 Hệ đếm:

1.Định nghĩa: Hệ đếm được hiểu như tập các ký hiệu và tập các qui tắc xác định

dùng để biểu diễn và tính giá trị các số

2 Một số hệ đếm thường gặp:

a.Hệ đếm la mã:

* Ký hiệu: I, V, X, L, C, D, M

* Quy tắc:

- Những ký hiệu đứng liền nhau(1n 3) có giá trị bằng n* giá trị ký hiệu

- Ký hiệu V,D,L không lặp lại

- Hai ký hiệu trong đó ký hiệu có giá trị lớn đứng trước có giá trị bằng tổng giá trị hai ký hiệu và ngược lại

b Hệ đếm thập phân:

* Tập ký số: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

* Quy tắc: Tuân theo quy tắc vị trí (giá trị mỗi ký số phụ thuộc vào vi trí của nó trong biểu diễn)

+ Tổng quát:

0 1 1

1

0 1 1 10

10

10 10

} , , , ,

{

a a a

a

a a a

a

N

n n

n

n

n

n



















c Hệ đếm nhị phân:

* Tập ký số: 0, 1

* Tập quy tắc: Tương tự như thập phân

+ Tổng quát:

N2  {a n,a n1, ,a1,a0}

a 2 a 1 2n 1, ,a1 21 a0

n

n

d Hệ đếm thập lục phận:

* Tập ký số: 0,1,2,3,…,8,9,A,B,C,D,E,F

Trong đó: A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15;

* Tập quy tắc: tương tự như thập phân

e Hệ cơ số tổng quát: Với b 2

* Tập ký số: 0,1,2,3,…,b-1

* Quy tắc: Giá trị của mỗi ký số phụ thuộc vào vị trí mà nó biểu diễn

} , , , ,

{a a 1 a1 a0

1 1

1

a b

n

n

n      

3 Biến đổi biểu diễn cơ số:

a Biến đổi biểu diễn cơ số ở cơ số b dạng thập: Tương tự như trên ta có tổng quát:

N b {a n,a n1, ,a1,a0}

0

1 1

1 1

n

n n

VD:1023 =1.32 +0.31 + 2 = 1110

b Biến đổi biểu diễn số ở dạng thập phận mang cơ số b:

Tổng quát:

Thông tin ban đầu.

Xử lý.

Thông tin kết quả.

Quy tắc xử lý

} , , , ,

{a a 1 a1 a0

N b  n n

(1)

0

1 1

1 1

n

n n

chia 2 vế (1) cho b ta được

1

2 1 1 '

n

n

    (1)

và phần dư là a0 a i

Lặp lại quá trình cho đến khi thương =0.Ta tìm được dãy a i

Tổng quát:(lặp bảng)

lần chia thứ i p hép chia t hương ai

c/ Biến đổi biểu diễn với 2 hệ cơ số khác nhau:

* Cách 1:biến đổi từ hệ cơ số b sang hệ cơ số 10 rồi biến đổi từ hệ số 10 sang cơ số b’

* Cách 2:biến đổi trực tiếp nhưng thuật tốn khĩ.Tuy nhiên trong vài trường hợp lại rất đơn giản

+ Chuyển đổi cơ số 2 sang 8 và ngược lại:nhĩm thành từng nhĩm (mỗi nhĩm 3 chữ số nhị phân từ phải sang trái.Thay mỗi nhĩm bằng 1 chữ số cơ số 8 và ngược lại.)

Tương tự cho hệ cơ số 2 sang cơ số 16 và ngược lại

2.2 Các phép tốn trong hệ nhị phân:

Cũng như số học thập phân,số học nhị phân cũng gần 4 phép tốn: cộng, trừ, nhân, chia

a) Phép cộng:

0 + 0 = 0

1 + 0 = 1

0 + 1 = 1

1 + 1 = 10 b) Trừ hai số nhị phân:

0 - 0 = 0

1 - 0 = 1

0 - 1 = 1

10 - 1 = 1

c) Nhân hai số nhị phân:

1 * 0 = 0

1 * 1 = 1

0 * 1 = 0

0 * 0 = 0

* Quy tắc nhân 1 số nhị phân với 2 ta chỉ việc thêm n chữ số 0 vào bên phải số đĩ n

d) Phép chia hai số nhị phân:Thực hiện theo cùng phương pháp như chỉ 2 số thập phân

VD:

1111112: 1012 = 11002 và dư 112

Vây 6310: 510 =1210 dư 310

* Quy tắc chia nhanh một số nhị phân cho 2 Ta chỉ việc xố n chữ số ở bên phải sốn

đĩ

2.3 Các phép tốn trong logic mệnh đề:

1/ Phép nhân logic: với true = 1 và false = 0

a b ab

0 0 0

0 1 0

2/ Phép cộng logic:

a b a  b

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

3/ Phép phũ định: a a 0 1

1 0

2.4 Bộ mã ASCCI: Mỗi ký tự trong máy tính được biểu diễn qua mã số nhị phân có độ dài cố định Trong các số bảng mã hiện nay bảng mã ASCCI được dùng phổ biến Ký tự Mã A 65

B 66

a 97

b 98