Bài giảng Tin học đại cương (Phần 1: Tin học căn bản) - Bài 1: Thông tin và biểu diễn thông tin

1 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC B\CH KHOA H[ NỘI 
VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN V[ TRUYỀN THÔNG 
TIN HỌC ĐẠI CƯƠNG 
Phần 1. Tin học căn bản 
Bài 1: Thông tin và biểu diễn thông tin 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
2 Copyright by SOICT 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
 1.1.1. Thông tin v{ xử lý thông tin 
 1.1.2. M|y tính điện tử (MTĐT) v{ ph}n loại 
 1.1.3. Tin học v{ c|c ng{nh liên quan 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
3 Copyright by SOICT 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
 1.1.1. Thông tin v{ xử lý thông tin 
 1.1.2. M|y tính điện tử (MTĐT) v{ ph}n loại 
 1.1.3. Tin học v{ c|c ng{nh liên quan 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
4 Copyright by SOICT 
2 
a. Thông tin (Information) 
5 
Thông tin l{ kh|i niệm trừu tượng, 
giúp chúng ta hiểu v{ nhận thức thế giới 
Dự b|o thời tiết 
Thời sự 
Thông tin có thể truyền từ người n{y 
sang người khác 
Thông tin l{ kết quả xử lý, điều khiển v{ 
tổ chức dữ liệu theo c|ch m{ nó sẽ bổ 
sung thêm tri thức cho người nhận 
Copyright by SOICT 
b. Dữ liệu (Data) 
6 
Dữ liệu l{ vật mang thông tin 
Ký hiệu qui ước (chữ viết, ) 
Tín hiệu vật lý 
(]m thanh, nhiệt độ, |p suất, ) 
Số liệu (bảng biểu) 
Dữ liệu là biểu diễn của thông tin 
được thể hiện bằng c|c tín hiệu vật 
lý. 
Copyright by SOICT 
c. Xử lý dữ liệu (Data processing) 
• Thông tin nằm trong dữ liệu Càn phải xử lý dữ lie ̣u đẻ 
thu được thông tin càn thiét, hữu ích phục vụ cho con 
người 
• Quá trình xử lý dữ lie ̣u 
NHẬP 
(INPUT) 
XỬ LÝ 
(PROCESSING) 
XUẤT 
(OUTPUT) 
LƯU TRỮ (STORAGE) 
Copyright by SOICT 7 
• Khi dữ lie ̣u ít, có thể 
làm thủ công 
• Khi dữ lie ̣u nhiều lên, 
các công việc lặp đi lặp 
lại ??? 
 Sử dụng máy tính 
điện tử để hỗ trợ cho 
việc lưu trữ, chọn lọc 
và xử lý dữ lie ̣u. 
8 
c. Xử lý dữ liệu (2) 
Copyright by SOICT 8 
3 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
 1.1.1. Thông tin v{ xử lý thông tin 
 1.1.2. M|y tính điện tử (MTĐT) v{ ph}n loại 
 1.1.3. Tin học v{ c|c ng{nh liên quan 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
9 Copyright by SOICT 
1.1.2. Máy tính điện tử 
• Máy tính đie ̣n tử 
(Computer): L{ thiết bị 
điện tử có khả năng xử lý 
dữ liệu theo chương trình 
định sẵn. 
10 
• Trong m|y tính mọi thông 
tin đều được biểu diễn 
bằng số nhị ph}n. 
Copyright by SOICT 10 
Máy tính điện tử có mặt ở khắp nơi 
11 
Copyright by SOICT 
Phân loại MTĐT 
• Theo khả năng sử dụng chung: 
– Máy tính lớn (Mainframe) v{ Siêu máy tính 
(Super Computer) 
– M|y tính tầm trung (Mini Computer) 
– Máy vi tính ( Micro Computer) 
12 
Copyright by SOICT 
4 
i. Máy tính lớn/Siêu máy tính 
• Phức tạp, có tóc đo ̣ rát nhanh 
• Sử dụng trong c|c công ty lớn/vie ̣n nghiên cứu 
• Giải quyết c|c công việc lớn, phức tạp 
• Rất đắt (h{ng trăm ng{n ~ h{ng triệu USD). 
• Nhièu người dùng đòng thời (100 – 500) 
13 
Copyright by SOICT 
S
u
p
e
r
C
o
m
p
u
t
e
r Copyright by SOICT 
14 
ii. Máy tính tầm trung (Mini computer) 
• Cũng giống như c|c m|y Mainframe 
• Sự kh|c biệt chính: 
– Hỗ trợ ít người dùng hơn (10 – 100) 
– Nhỏ hơn v{ rẻ hơn (v{i chục nghìn USD) 
15 Copyright by SOICT 
iii. Máy vi tính (Micro computer) 
• Sử dụng bộ vi xử lý 
• Nhỏ, rẻ, hiệu năng cao, 
• Phù hợp cho nhiều đối tượng người dùng, sử dụng nhiều 
trong công nghiệp v{ giải trí: 
– Máy tính cá nhân – Personal Computer (PC) 
– M|y tính “nhúng” – Embedded Computer 
– Các thiét bị càm tay như đie ̣n thoại di do ̣ng, máy tính bỏ túi 
– ... 
16 Copyright by SOICT 
5 
Máy tính cá nhân (Personal Computer – PC) 
• M|y tính để b{n – Desktop Computer 
• Máy tính di đo ̣ng – Portable Computer 
– Máy tính xách tay (Laptop Computer) 
– M|y tính bỏ túi (PDA - Personal Digital Assistant) 
• Máy tính bảng – Tablet Computer 
Máy tính để bàn 
Laptop 
Máy tính bảng 
PDA 
Copyright by SOICT 17 
Máy tính nhúng (Embedded computer) 
• Là máy tính chuyên dụng 
(special-purpose computer) 
• Gắn trong c|c thiết bị gia dụng, 
m|y công nghiệp 
• Giúp con người dùng sử dụng 
thiết bị hiệu quả hơn 
18 
Copyright by SOICT 
Lịch sử phát triển của máy tính 
• Sự ph|t triển về công nghệ Sự ph|t triển 
về m|y tính 
19 
Vacuum tubes Transistor Intergrated Circuit 
Copyright by SOICT 
i. Thế hệ đầu (1950 – 1958) 
• 1930’s: Bóng đèn chân không được sử dụng làm các 
bảng mạch tín hiệu điều khiển (electric circuits or 
switches) 
• Điều khiển bằng tay, kích thước rất lớn 
20 
Bóng đèn ch}n không 
(vacumm tube) 
Copyright by SOICT 
6 
ENIAC 
• Máy tính đie ̣n tử đầu tiên (1946) với công nghệ bóng chân 
không: 
– Decimal (not binary) 
– 18,000 vacuum tubes, 30 tons, 15,000 square feet 
– 140 kW power consumption 
– 5,000 additions per second 21 
ENIAC - 
Electronic 
Numerical 
Integrator 
and Calculator 
Copyright by SOICT 
UNIVAC I (1947), UNIVAC II (1950s) 
• Là máy tính thương mại đầu tiên 
• Thực hiện 30000 phép toán / 1 giây 
22 
UNIVAC I -
UNIVersal 
Automatic 
Computer 
Copyright by SOICT 
ii. Thế hệ thứ hai (1958 – 1964) 
• 1947: Bóng bán dẫn (Transistors) được phát minh tại 
Bell Laboratories 
• Vật liệu Silicon (từ cát) 
• Bóng bán dẫn được sử dụng thay bóng đèn chân không 
• Nhỏ hơn, rẻ hơn 23 
Công nghệ b|n dẫn 
(diodes, transistors) 
Copyright by SOICT 
Máy tính sử dụng transistor 
24 
• Máy tính đầu tiên sử dụng 
hoàn toàn bóng bán dẫn: 
• 8000 transistors 
• Nhanh hơn 
• Nhỏ hơn 
• Rẻ hơn. 
 TRADIC - TRAnsistorized 
Airborne DIgital Computer 
 Máy tính thế hệ thứ 2 
Copyright by SOICT 
7 
Máy tính sử dụng transistor 
25 
IBM 7030 (Mỹ, 1961) MINSK (Liên Xô, 1961) 
Copyright by SOICT 
iii. Thế hệ thứ ba (1965 – 1974) 
26 
• 1959 – thiết kế ra vi mạch đầu tiên dựa trên công nghệ 
silicon (silicon chip or microchip) 
• Trên 1 vi mạch tích hợp hàng triệu transitor 
Công nghệ mạch tích hợp 
(IC – integrated circuit) 
Copyright by SOICT 
Vi mạch – Integrated Circuit 
27 
• Nhỏ hơn, 
• Rẻ hơn, 
• Hiệu quả hơn 
Copyright by SOICT 
IBM 360 System 
28 
• Máy mainframe 
của IBM (1964) 
•Thiết kế trên công 
nghệ mạch tích hợp 
(IC) 
•Tốc độ tính toán 
cao (cỡ MIPS) 
Copyright by SOICT 
8 
iv. Thế hệ thứ tư (1974 – nay) 
29 
• Microprocessor = Central Processing Unit (CPU) thiết kế 
trong 1 vi mạch đơn 
• 1971 : Intel 4004 
Vi xử lý (Microprocessor) 
Copyright by SOICT 
Vi xử lý (Microprocessor) 
30 
Copyright by SOICT 
1975 – Altair 8800 
31 
Máy tính cá nhân đầu 
tiên – Altair 8800 
Copyright by SOICT 
1981 – IBM PC 
32 
Thế hệ máy tính cá 
nhân mới với kiến trúc 
mở IBM 
Copyright by SOICT 
9 
1984 – Apple Macintosh 
33 
Copyright by SOICT 
1990 -  Personal Computers 
34 
• Tốc độ vi xử lý tăng nhanh: 
• CPU 1 lõi, 
• CPU đa lõi 
• Kiến trúc ít thay đổi 
Copyright by SOICT 
Thế hệ thứ tư (tiếp) 
L
a
p
t
o
p Máy 
tính 
đẻ 
bàn 
Pocket 
Copyright by SOICT 35 
Pentium 
Thế hệ thứ tư (tiếp) 
36 Copyright by SOICT 
10 
More Pentium 
Pro 
III 
IV 
37 Copyright by SOICT 
Itanium 
64-bit Intel 
Microprocessors 
38 
Thế hệ thứ tư (tiếp) 
38 Copyright by SOICT 
Thế hệ thứ tư (tiếp) 
N
e
t
w
o
r
k 
Copyright by SOICT 39 
v. Thế hệ 5 (1990 - nay) 
• Artificial Intelligence (AI) 
• Công nghệ vi điện tử với 
tốc độ tính to|n cao v{ xử 
lý song song. 
• Mô phỏng c|c hoạt động 
của n~o bộ v{ h{nh vi con 
người 
• Có trí khôn nh}n tạo với 
khả năng tự suy diễn ph|t 
triển c|c tình huống nhận 
được 
Copyright by SOICT 40 
11 
Xu hướng ngày nay 
• Nhanh hơn 
• Nhỏ hơn 
• Rẻ hơn 
• Dễ sử dụng 
hơn 
41 Copyright by SOICT 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
 1.1.1. Thông tin v{ xử lý thông tin 
 1.1.2. M|y tính điện tử (MTĐT) v{ ph}n loại 
 1.1.3. Tin học v{ c|c ng{nh liên quan 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
42 Copyright by SOICT 
1.1.3. Tin học và các ngành liên quan 
• Tin học (Computer Science/Informatics) 
• Công nghệ thông tin (Information Technology - IT) 
• Công nghệ thông tin v{ truyền thông (Information 
and Communication Technology – ICT). 
Copyright by SOICT 43 
• 1957, Karl Steinbuch người Đức đề xướng 
trong 1 b{i b|o có thuật ngữ "Informatik " 
• 1962, Philippe Dreyfus người Ph|p gọi l{ 
“informatique " 
• Phần lớn c|c nước T}y ]u, trừ Anh đều chấp 
nhận. Ở Anh người ta sử dụng thuật ngữ 
‘computer science’, hay ‘computing science’, 
• 1966, Nga cũng sử dụng tên informatika 
44 
a. Tin học (Informatics) 
Copyright by SOICT 
12 
a. Tin học (2) 
• Tin học được xem l{ ng{nh khoa học nghiên 
cứu c|c phương ph|p, công nghệ v{ kỹ thuật xử 
lý thông tin một c|ch tự động. 
• Công cụ chủ yếu sử dụng trong tin học l{ m|y 
tính điện tử v{ một số thiết bị truyền tin kh|c. 
• Nội dung nghiên cứu của tin học chủ yếu gồm 2 
phần: 
– Kỹ thuật phần cứng (Hardware engineering) 
– Kỹ thuật phần mềm (Software engineering) 
45 Copyright by SOICT 
• Information Technology (IT) 
• Xuất hiện ở Việt nam v{o những năm 90 của 
thế kỷ 20. 
• CNTT xử lý với các máy tính điện tử và các phần 
mềm máy tính nhằm chuyển đổi, lưu trữ, bảo vệ, 
truyền tin và trích rút thông tin một cách an toàn. 
 (Information Technology Association of America) 
46 
b. Công nghệ thông tin 
Copyright by SOICT 
• Mo ̣ t ngành sử dụng he ̣ thóng các thiét bị và máy 
tính, bao gòm phàn cứng và phàn mèm đẻ cung 
cáp mo ̣ t giải pháp xử lý thông tin cho các cá nhân, 
tỏ chức có yêu càu 
• Có ảnh hưởng và được ứng dụng trong nhièu 
ngành nghè khác nhau của xã ho ̣ i 
• C|c ứng dụng ng{y nay của IT: 
– Quản trị dữ liệu 
– Quản lý hệ thống thông tin 
– Thiết kế sản phẩm 
– Ứng dụng khoa học 
47 
b. Công nghệ thông tin (2) 
Copyright by SOICT 
• Information and Communication Technology 
– Truyền thông m|y tính l{ sự kết nối một số lượng m|y 
tính với nhau 
• L{ thuật ngữ mới, nhấn mạnh sự không thể t|ch 
rời hiện nay của CNTT với công nghệ truyền thông 
trong thời đại “tất cả đều nối mạng” 
• Internet - Mạng máy tính toàn cầu 
48 
c. Công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) 
Copyright by SOICT 
13 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
 1.2.1. Hệ đếm 
 1.2.2. Chuyển đổi cơ số 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
49 Copyright by SOICT 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
 1.2.1. Hệ đếm 
 1.2.2. Chuyển đổi cơ số 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
50 Copyright by SOICT 
51 
• L{ tập hợp c|c ký hiệu v{ qui tắc để biểu 
diễn v{ x|c định gi| trị c|c số. 
• Mỗi hệ đếm có một số ký tự/số (ký số) hữu 
hạn. Tổng số ký số của mỗi hệ đếm được gọi 
là cơ số (base hay radix), ký hiệu l{ b. 
• Ví dụ: Trong hệ đếm cơ số 10, dùng 10 ký tự 
l{: c|c chữ số từ 0 đến 9. 
1.2.1. Hệ đếm 
Copyright by SOICT 52 
• Về mặt to|n học, ta có thể biểu diễn 1 số 
theo hệ đếm cơ số bất kì. 
• Khi nghiên cứu về m|y tính, ta quan t}m đến 
c|c hệ đếm sau đ}y: 
– Hệ thập ph}n (Decimal System) → con người sử 
dụng 
– Hệ nhị ph}n (Binary System) → m|y tính sử 
dụng 
– Hệ đếm b|t ph}n (Octal System) 
– Hệ mười s|u (Hexadecimal System) →dùng để 
viết gọn số nhị ph}n 
1.2.1. Hệ đếm (2) 
Copyright by SOICT 
14 
53 
• Hệ đếm thập ph}n hay hệ đếm cơ số 10 bao 
gồm 10 ký số theo ký hiệu sau: 
 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 
• Dùng n chữ số thập ph}n có thể biểu diễn 
được 10n gi| trị kh|c nhau: 
• 00...000 = 0 
• .... 
• 99...999 = 10n-1 
a. Hệ đếm thập phân (Decimal System) 
Copyright by SOICT 54 
• Giả sử một số A được biểu diễn dưới dạng: 
 A = an an-1  a1 a0 . a-1 a-2  a-m 
 Gi| trị của A được hiểu như sau: 
1 1 0 1
1 1 0 110 10 ... 10 10 10 ... 10
10
n n m
n n m
n
i
i
i m
A a a a a a a
A a
 
a. Hệ đếm thập phân (2) 
55 
• Ví dụ: Số 5246 có gi| trị được tính như sau: 
 5246 = 5 x 103 + 2 x 102 + 4 x 101 + 6 x 100 
• Ví dụ: Số 254.68 có gi| trị được tính như 
sau: 
254.68 = 2 x 102 + 5 x 101 + 4 x 100 + 6 x 10-1 + 8 x 
10-2 
a. Hệ đếm thập phân (3) 
Copyright by SOICT 56 
• Có b ký tự để thể hiện gi| trị số. Ký số 
nhỏ nhất l{ 0 v{ lớn nhất l{ b-1. 
• Số A(b) trong hệ đếm cơ số (b) được 
biểu diễn bởi: 
 A(b)=anan-1an-2a1a0.a-1a-2a-m 
• Gi| trị của A (trong hệ 10) là: 
𝑨 = 𝒂𝒏𝒃
𝒏 + 𝒂𝒏−𝟏𝒃
𝒏−𝟏 +  + 𝒂𝟎𝒃
𝟎 + 
𝒂−𝟏𝒃
−𝟏 +  + 𝒂−𝒎𝒃
−𝒎 = 𝒂𝒊𝒃
𝒊𝒏
−𝒎 
b. Hệ đếm cơ số b (với b ≥ 2, nguyên) 
Copyright by SOICT 
15 
57 
• Sử dụng 2 chữ số: 0,1 (b=2) 
• Chữ số nhị ph}n gọi l{ bit (binary digit) 
 Ví dụ: Bit 0, bit 1 
• Bit l{ đơn vị thông tin nhỏ nhất 
c. Hệ đếm nhị phân (Binary System) 
Copyright by SOICT 58 
• Giả sử có số A được biểu diễn theo hệ 
nhị ph}n như sau: 
 A = an an-1  a1 a0 . a-1 a-2  a-m 
• Với ai l{ c|c chữ số nhị ph}n, khi đó 
gi| trị của A l{: 
1 1 0 1 2
1 1 0 1 22 2 ... 2 2 2 2 ... 2
2
n n m
n n m
n
i
i
i m
A a a a a a a a
A a
 
c. Hệ đếm nhị phân (3) 
59 
• Ví dụ 1: Số 11101.11(2) sẽ tương đương với 
gi| trị thập ph}n l{ : 
c. Hệ đếm nhị phân (4) 
Copyright by SOICT 60 
• Ví dụ 2: 
 Số nhị phân 1101001.1011 có giá trị: 
1101001.1011(2) = 2
6 + 25 + 23 + 20 + 2-1 + 
2-3 + 2-4 
 = 64 + 32 + 8 + 1 + 0.5 + 0.125 + 0.0625 = 
105.6875(10) 
c. Hệ đếm nhị phân (4) 
Copyright by SOICT 
16 
61 
• Sử dụng c|c chữ số: 0,1,2,3,4,5,6,7 
• Giả sử có số A được biểu diễn theo hệ nhị 
ph}n như sau: 
 A = an an-1  a1 a0 . a-1 a-2  a-m 
• Với ai l{ c|c chữ số trong hệ b|t ph}n, khi đó 
gi| trị của A l{: 
d. Hệ đếm bát phân (2) 
1 1 0 1 2
1 1 0 1 28 8 ... 8 8 8 8 ... 8
8
n n m
n n m
n
i
i
i m
A a a a a a a a
A a
 
62 
• Ví dụ: 
 235 . 64 (8) có gi| trị như sau: 
 235 . 64 (8) = 2x8
2 + 3x81 + 5x80 + 6x8-1 
 + 4x8-2 
 = 157. 8125 (10) 
d. Hệ đếm bát phân (3) 
Copyright by SOICT 
63 
• Sử dụng 16 ký số: 
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,
B,C,D,E,F 
• C|c chữ in: 
 A, B, C, D, E, F 
 biểu diễn c|c gi| trị 
số tương ứng (trong 
hệ 10) là 10, 11, 12, 
13, 14, 15 
e. Hệ đếm 16, Hexadecimal, b=16 
64 
• Giả sử có số A được biểu diễn theo hệ thập 
lục ph}n như sau: 
 A = an an-1  a1 a0 . a-1 a-2  a-m 
 Với ai l{ c|c chữ số trong hệ thập lục ph}n, 
khi đó gi| trị của A l{: 
1 1 0 1 2
1 1 0 1 216 16 ... 16 16 16 16 ... 16
16
n n m
n n m
n
i
i
i m
A a a a a a a a
A a
 
e. Hệ đếm 16 (2) 
17 
65 
• Ví dụ: 34F5C.12D(16) có gi| trị như sau: 
 34F5C.12D(16) 
 = 3x164 + 4x163 + 15x162 + 5x161 
 + 12x160 +? 
 = 216294(10) + ? 
e. Hệ đếm 16 (3) 
Copyright by SOICT 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
 1.2.1. Hệ đếm 
 1.2.2. Chuyển đổi cơ số 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
66 Copyright by SOICT 
67 
1.2.2. Chuyển đổi cơ số 
• Trường hợp tổng qu|t, một số N trong hệ 
thập ph}n (N(10)) gồm phần nguyên v{ phần 
thập ph}n. 
• Chuyển 1 số từ hệ thập ph}n sang 1 số ở hệ 
cơ số b bất kỳ gồm 2 bước: 
– Đổi phần nguyên (của số đó) từ hệ thập phân 
sang hệ b 
– Đổi phần thập phân (của số đó) từ hệ thập phân 
sang hệ cơ số b 
Copyright by SOICT 68 
a. Chuyển đổi phần nguyên 
 ... ài tập 
• Chuyển sang hệ nhị ph}n 
– 124.75 
– 65.125 
76 Copyright by SOICT 
20 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
 1.3.1. Nguyên lý chung 
 1.3.2. Biểu diễn số nguyên 
 1.3.3. Biểu diễn số thực 
 1.3.4. Biểu diễn ký tự 
77 Copyright by SOICT 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
 1.3.1. Nguyên lý chung 
 1.3.2. Biểu diễn số nguyên 
 1.3.3. Biểu diễn số thực 
 1.3.4. Biểu diễn ký tự 
78 Copyright by SOICT 
79 
1.3.1. Nguyên lý chung 
• Mọi dữ liệu khi đưa vào máy tính đều phải 
được mã hóa thành số nhị phân 
• Các loại dữ liệu: 
– Dữ liệu nhân tạo: Do con người quy ước 
– Dữ liệu tự nhiên: 
• Tồn tại khách quan với con người. 
• Phổ biến là các tín hiệu vật lý như âm thanh, hình 
ảnh, 
Copyright by SOICT 80 
a. Nguyên tắc mã hóa dữ liệu 
• Mã hóa dữ liệu nhân tạo: 
– Dữ liệu số: Mã hóa theo các chuẩn quy ước 
– Dữ liệu ký tự: Mã hóa theo bộ mã ký tự 
• Mã hóa dữ liệu tự nhiên: 
– Các dữ liệu cần phải số hóa trước khi đưa vào 
máy tính 
– Theo sơ đồ mã hóa và tái tạo tín hiệu vật lý 
Copyright by SOICT 
21 
81 
Sơ đồ mã hóa và tái tạo tín hiệu vật lý 
• Ví dụ: MODEM: MOdulator and DEModulator 
 (Điều chế và Giải điều chế) Copyright by SOICT 82 
b. Các dạng dữ liệu trong máy tính 
• Dạng cơ bản 
– Số nguyên: Mã nhị phân thông thường (không 
dấu) và mã bù hai (có dấu) 
– Số thực: Số dấu chấm động 
– Ký tự: Bộ mã ký tự 
• Dạng có cấu trúc 
– Là tập hợp các loại dữ liệu cơ bản được cấu 
thành theo một cách nào đó. 
– Ví dụ: Kiểu dữ liệu mảng, xâu ký tự, tập hợp, bản 
ghi, 
Copyright by SOICT 
c. Đơn vị thông tin 
83 
• Đơn vị nhỏ nhất để biểu diễn thông tin l{ 
BIT (Binary DigIT) 
• C|c đơn vị biểu diễn lớn hơn 
Tên gọi Ký hiệu Giá trị 
Byte 
KiloByte 
MegaByte 
GigaByte 
TeraByte 
Petabyte 
Exabyte 
B 
KB 
MB 
GB 
TB 
PB 
EB 
8 bit 
210 B = 1024 Byte 
220 B = 1024 KB 
230 B = 1024 MB 
240 B = 1024 GB 
250 B = 1024 TB 
260 B = 1024 PB 
Copyright by SOICT 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
 1.3.1. Nguyên lý chung 
 1.3.2. Biểu diễn số nguyên 
 1.3.3. Biểu diễn số thực 
 1.3.4. Biểu diễn ký tự 
84 Copyright by SOICT 
22 
85 
1.3.2. Biểu diễn số nguyên 
• Dùng 1 chuỗi bit để biểu diễn. 
• 2 trường hợp: 
–Số nguyên không dấu 
–Số nguyên có dấu 
Copyright by SOICT 86 
a. Số nguyên không dấu 
• Dạng tổng qu|t: giả sử dùng n bit để biểu diễn 
cho một số nguyên không dấu A: 
an-1an-2...a3a2a1a0 
• Gi| trị của A được tính như sau: 
• Dải biểu diễn của A: [0, 2n-1] 
1 2 1 0
1 2 1 0
1
0
2 2 ... 2 2
2
n n
n n
n
i
i
i
A a a a a
A a
 
Ví dụ 1 
• Biểu diễn c|c số nguyên không dấu sau đ}y 
bằng 8 bit: 
A = 45 B = 156 
 Giải: 
 A = 45 = 32 + 8 + 4 + 1 = 25 + 23 + 22 + 20 
 A = 0010 1101(2) 
 B = 156 = 128 + 16 + 8 + 4 = 27 + 24 + 23 + 22 
 B = 1001 1100 (2) 
87 Copyright by SOICT 
Ví dụ 2 
• Cho c|c số nguyên không dấu X, Y được biểu 
diễn bằng 8 bit như sau: 
 X = 0010 1011 
 Y = 1001 0110 
 Giải: 
 X = 0010 1011 = 25 + 23 + 21 + 20 
 = 32 + 8 + 2 + 1 = 43 
 Y = 1001 0110 = 27 + 24 + 22 + 21 
 = 128 + 16 + 4 + 2 = 150 
88 Copyright by SOICT 
23 
89 
Trường hợp cụ thể: với n = 8 bit 
• Dải biểu diễn l{ [0, 255] 
 0000 0000 = 0 
 0000 0001 = 1 
 0000 0010 = 2 
 0000 0011 = 3 
 ..... 
 1111 1111 = 255 
• Trục số học: 
0 1
2
3
255
254
 Trục số học m|y tính: 
0 1 2 255
Copyright by SOICT 
Với n = 16 bit, 32 bit, 64 bit 
• n = 16 bit: 
–Dải biểu diễn l{ [0, 65535] 
• n = 32 bit: 
–Dải biểu diễn l{ [0, 232-1] 
• n = 64 bit: 
–Dải biểu diễn l{ [0, 264-1] 
90 Copyright by SOICT 
91 
b. Biểu diễn số nguyên có dấu 
• Số nguyên có dấu gồm: số }m, số 
dương 
• Sử dụng bit đầu tiên l{m bit dấu: 
– 0 cho số dương 
– 1 cho số }m 
• Biểu diễn số }m bằng số bù 2 
Copyright by SOICT 
i. Số bù một và số bù hai (hệ nhị phân) 
• Giả sử có 1 số nguyên nhị ph}n được biểu 
diễn bởi n bit. Ta có: 
– Số bù một của A = (2n - 1) – A 
– Số bù hai của A = 2n – A 
– NX: Số bù hai = Số bù một + 1 
• Ví dụ 
– Xét n = 4 bit, A = 0110 
– Số bù một của A = (24 - 1) - 0110 = 1001 
– Số bù hai của A = 24 - 0110 = 1010 
92 Copyright by SOICT 
24 
93 
Nhận xét 
• Ví dụ (trước) 
– Xét n = 4 bit, A = 0110 
– Số bù một của A = (24 - 1) - 0110 = 1001 
– Số bù hai của A = 24 - 0110 = 1010 
 Có thể tìm số bù một của A bằng c|ch đảo 
ngược tất cả c|c bit 
 Số bù hai = Số bù một + 1 
 A + Số bù hai của A = 0 nếu bỏ qua bit nhớ 
ra khỏi bit cao nhất 
Copyright by SOICT 94 
ii. Biểu diễn số nguyên có dấu 
• Biểu diễn số }m bằng số bù 2 
• Ví dụ: Biểu diễn số nguyên có dấu sau đ}y (bằng 8 
bit): A = - 70(10) 
 Biểu diễn 70 = 0100 0110 
 Bù 1: 1011 1001 (nghịch đảo c|c bit) 
 + 1 
 Bù 2: 1011 1010 
Vậy: A = 1011 1010(2) 
Copyright by SOICT 
95 
• Dạng tổng qu|t của số nguyên có dấu A: 
A = an-1an-2...a2a1a0 
• Gi| trị của A được x|c định như sau: 
• Dải biểu diễn: [-2n-1, 2n-1-1] 
 10000000 
 . 
 01111111 
• Nhận xét: Với số dương, số }m? 
2
1
1
0
2 2
n
n i
n i
i
A a a
 
ii. Biểu diễn số nguyên có dấu (tiếp) 
96 
Ví dụ 
• X|c định gi| trị của c|c số nguyên có dấu 8 
bit sau đ}y: 
 A = 0101 0110 
 B = 1101 0010 
 Giải: 
 A = 26 + 24 + 22 + 21 = 64 + 16 + 4 + 2 = +86 
 B = -27 + 26 + 24 + 21 = 
 = -128 + 64 + 16 + 2 = -46 
Copyright by SOICT 
25 
Trường hợp cụ thể: với n = 8 bit 
• Dải biểu diễn l{ [-128, 127] 
0000 0000 = 0 
0000 0001 = +1 
0000 0010 = +2 
....... 
01111111 = +127 
10000000 = -128 
10000001 = -127 
....... 
1111 1110 = -2 
1111 1111 = -1 
• Trục số học m|y tính 
Copyright by SOICT 97 
c. Tính toán số học với số nguyên 
• Phép cộng/trừ số nguyên (không dấu/có 
dấu) 
• Ph}n nh}n, phép chia số nguyên 
98 Copyright by SOICT 
99 
• Phép cộng: 
 1+0=0+1=1; 
 0+0=0; 
 1+1=10; 
• Phép trừ: 
0-1=1; (vay 1) 
1-1=0; 
0-0=0; 
1-0=1 
Tính toán trong hệ nhị phân 
 110 
 + 111 
 --------- 
 1101 
 1101 
 - 111 
 --------- 
 110 
Copyright by SOICT 100 
c. Tính toán số học với số nguyên (2) 
• Cộng/ trừ số nguyên không dấu: 
– Tiến h{nh cộng/trừ lần lượt từng bít từ phải 
qua trái. 
– Khi cộng/trừ hai số nguyên không dấu n bit ta 
thu được một số nguyên không dấu n bit. 
• Nếu tổng của hai số đó lớn hơn 2n-1 thì khi đó sẽ tr{n 
số v{ kết quả sẽ l{ sai. 
• Trừ số không dấu thì ta chỉ trừ được số lớn cho số 
nhỏ. Trường hợp ngược lại sẽ sai 
Copyright by SOICT 
26 
101 
Ví dụ: Cộng trừ số nguyên không dấu 
• Dùng 8 bit để biểu diễn số nguyên không 
dấu 
• Trường hợp không xảy ra tr{n số (carry-
out): 
 X = 1001 0110 = 150 
 Y = 0001 0011 = 19 
 S = 1010 1001 = 169 
 Cout = 0 
• Trường hợp có xảy ra tr{n số (carry-out): 
 X = 1100 0101 = 197 
 Y = 0100 0110 = 70 
 S = 0000 1011 267 
 Cout = 1 carry-out 
– (KQ sai = 23 + 21 + 20 = 11) 
Copyright by SOICT 102 
c. Tính toán số học với số nguyên (3) 
• Cộng số nguyên có dấu 
• Cộng lần lượt c|c cặp bit từ phải qua tr|i, 
bỏ qua bit nhớ (nếu có). 
• Cộng hai số kh|c dấu: kết quả luôn đúng 
• Cộng hai số cùng dấu: 
• Nếu tổng nhận được cùng dấu với 2 số hạng 
thì kết quả l{ đúng 
• Nếu tổng nhận được kh|c dấu với 2 số hạng 
thì đ~ xảy ra hiện tượng tràn số học 
(overflow) v{ kết quả nhận được l{ sai 
Copyright by SOICT 
103 
Ví dụ: Cộng/trừ số nguyên có dấu 
• VD: không tr{n số 
Copyright by SOICT 104 
Ví dụ: Cộng/trừ số nguyên có dấu 
• Có xảy ra tr{n số: 
Copyright by SOICT 
27 
c. Tính toán số học với số nguyên (4) 
• Trừ số nguyên có dấu 
– Để trừ hai số nguyên có dấu X v{ Y, cần lấy bù 
hai của Y tức –Y, sau đó cộng X với –Y tức l{: X – 
Y = X + (-Y). 
– Cộng lần lượt c|c cặp bit từ phải qua tr|i, bỏ qua 
bit nhớ (nếu có). 
– Ví dụ: 
105 Copyright by SOICT 106 
c. Tính toán số học với số nguyên (4) 
• Nh}n/chia số nguyên không dấu 
– C|c bước thực hiện như trong hệ 10 
– VD: Phép nhân 
 1011 (11 cơ số 10) 
x 
 1101 (13 cơ số 10) 
 ------------- 
 1011 
 0000 
 1011 
 1011 
 -------------- 
 10001111 (143 cơ số 10) 
Nhận 
xét 
Copyright by SOICT 
c. Tính toán số học với số nguyên (5) 
• Phép chia số nguyên không dấu 
107 Copyright by SOICT 
c. Tính toán số học với số nguyên (6) 
• Nhân/chia số nguyên có dấu: 
– Bước 1: Chuyển đổi th{nh số dương tương ứng 
– Bước 2: Thực hiện nh}n/chia với số nguyên 
– Bước 3: Hiệu chỉnh dấu của kết quả. 
108 Copyright by SOICT 
28 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
 1.3.1. Nguyên lý chung 
 1.3.2. Biểu diễn số nguyên 
 1.3.3. Biểu diễn số thực 
 1.3.4. Biểu diễn ký tự 
109 Copyright by SOICT 110 
a. Nguyên tắc chung 
• Để biểu diễn số thực, trong m|y tính người 
ta thường dùng ký ph|p dấu chấm động 
(Floating Point Number) 
• Ví dụ: 12.3 = 12.3 * 100 
 = 1.23 * 101 
 = 123 * 10-1 
Copyright by SOICT 
111 
a. Nguyên tắc chung (2) 
• Một số thực X được biểu diễn theo kiểu số 
dấu chấm động như sau: 
 X = M * RE 
 Trong đó: 
– M l{ phần định trị (Mantissa) 
– R l{ cơ số (Radix) thường l{ 2 hoặc 10. 
– E l{ phần mũ (Exponent) 
• Với R cố định thì để lưu trữ X ta chỉ cần lưu 
trữ M v{ E (dưới dạng số nguyên) 
Copyright by SOICT 112 
Ví dụ - Biểu diễn số thực 
• Với cơ số R = 10, giả sử 2 số thực N1 và N2 
được lưu trữ theo phần định trị v{ số mũ 
như sau: 
– M1 = -15 và E1 = +12 
– M2 = +314 và E2 = -9 
– Có nghĩa l{ 
 N1 = M1 x 10 E1 = -15x1012 
 = -15 000 000 000 000 
 và 
 N2 = M2 x 10 E2 = 314 x 10-9 
 = 0.000 000 314 
Copyright by SOICT 
29 
113 
b. Phép toán với số thực 
• Khi thực hiện phép to|n với số dấu chấm 
động sẽ được tiến h{nh trên cơ sở c|c gi| trị 
của phần định trị v{ phần mũ. 
Copyright by SOICT 114 
c. Phép toán với số thực (2) 
• Giả sử có 2 số dấu phẩy động sau: 
– N1 = M1 x RE1 và N2 = M2 x RE2 
• Khi đó, việc thực hiện c|c phép to|n số học 
sẽ được tiến h{nh: 
– N1 ± N2 = (M1 x R E1-E2 ± M2) x RE2 , 
 (giả thiết E1 ≥ E2) 
– N1 x N2 = (M1x M2) x R E1+E2 
– N1 /N2 = (M1 / M2) x R E1-E2 
Copyright by SOICT 
115 
c. Chuẩn IEEE 754/85 
• L{ chuẩn m~ hóa số dấu chấm động 
• Cơ số R = 2 
• Có c|c dạng cơ bản: 
– Dạng có độ chính x|c đơn, 32-bit 
– Dạng có độ chính x|c kép, 64-bit 
– Dạng có độ chính x|c kép mở rộng, 80-bit 
116 
c. Chuẩn IEEE 754/85 (2) 
Khuôn dạng m~ hóa: 
S e m 
S e m 
S e m 
31 30 23 22 0 
63 62 52 51 0 
79 78 64 63 0 
Copyright by SOICT 
30 
117 
c. Chuẩn IEEE 754/85 (3) 
• S l{ bit dấu, S=0 đó l{ số dương, S=1 đó l{ số 
âm. 
• e l{ m~ lệch (excess) của phần mũ E, tức l{: 
E = e – b 
 Trong đó b l{ độ lệch (bias): 
– Dạng 32-bit : b = 127, hay E = e - 127 
– Dạng 64-bit : b = 1023, hay E = e - 1023 
– Dạng 80-bit : b = 16383, hay E = e - 16383 
Copyright by SOICT 118 
c. Chuẩn IEEE 754/85 (4) 
• m l{ c|c bit phần lẻ của phần định trị M, 
phần định trị được ngầm định như sau: M = 
1.m 
• Công thức x|c định gi| trị của số thực tương 
ứng l{: 
X = (-1)S x 1.m x 2e-b 
S e m 
119 
Ví dụ 1 
• Ví dụ 1: Có một số thực X có dạng biểu diễn nhị 
ph}n theo chuẩn IEEE 754 dạng 32 bit như sau: 
1100 0001 0101 0110 0000 0000 0000 0000 
 X|c định gi| trị thập ph}n của số thực đó. 
• Giải: 
– S = 1 X l{ số }m 
– e = 1000 0010 = 130 
– m = 10101100...00 
– Vậy X = (-1)1 x 1.10101100...00 x 2130-127 
 = -1.101011 x 23 = -1101.011 = -13.375 
Copyright by SOICT 120 
Ví dụ 2 
• X|c định gi| trị thập ph}n của số thực X có dạng 
biểu diễn theo chuẩn IEEE 754 dạng 32 bit như 
sau: 
0011 1111 1000 0000 0000 0000 0000 0000 
• Giải: 
– S = 0 X l{ số dương 
– e = 0111 1111= 127 
– m = 000000...00 
– Vậy X = (-1)0 x 1.0000...00 x 2127-127 
 = 1.0 x 20 = 1 
Copyright by SOICT 
31 
121 
Ví dụ 3 
• Biểu diễn số thực X = 9.6875 về dạng số dấu chấm 
động theo chuẩn IEEE 754 dạng 32 bit 
• Giải: 
 X = 9.6875(10) = 1001.1011(2) = 1.0011011 x 2
3 
 Ta có: 
– S = 0 vì đ}y l{ số dương 
– E = e – 127 nên e = 127 + 3 = 130(10) 
= 1000 0010(2) 
– m = 001101100...00 (23 bit) 
 X = 0100 0001 0001 1011 0000 0000 0000 0000 
Copyright by SOICT 122 
Các quy ước đặc biệt 
• Nếu tất cả c|c bit của e đều bằng 0, các bit 
của m đều bằng 0, thì X = 0 
• Nếu tất cả c|c bit của e đều bằng 1, các bit 
của m đều bằng 0, thì X = 
• Nếu tất cả c|c bit của e đều bằng 1, m có ít 
nhất một bit bằng 1, thì X không phải l{ số 
(not a number - NaN) 
Copyright by SOICT 
123 
Trục số biểu diễn 
• Dạng 32 bit: a = 2-127 ≈ 10-38 b = 2+127 ≈ 10+38 
• Dạng 64 bit: a = 2-1023 ≈ 10-308 b = 2+1023 ≈ 10+308 
• Dạng 80 bit: a = 2-16383 ≈ 10-4932 b = 2+16383 ≈ 10+4932 
-0 +0-a b-b a
underflow
overflow overflow
X = (-1)S x 1.m x 2e-127 
Nội dung 
1.1. Thông tin v{ Tin học 
1.2. Biểu diễn số trong hệ đếm 
1.3. Biểu diễn dữ liệu trong m|y tính 
 1.3.1. Nguyên lý chung 
 1.3.2. Biểu diễn số nguyên 
 1.3.3. Biểu diễn số thực 
 1.3.4. Biểu diễn ký tự 
124 Copyright by SOICT 
32 
125 
a. Nguyên tắc chung 
• C|c ký tự cũng cần được chuyển đổi th{nh 
chuỗi bit nhị ph}n gọi l{ mã ký tự. 
• Số bit dùng cho mỗi ký tự theo c|c m~ kh|c 
nhau là khác nhau. 
VD: Bộ m~ ASCII dùng 8 bit cho 1 ký tự. 
 Bộ mã Unicode dùng 16 bit. 
Copyright by SOICT 126 
a. Bộ mã ASCII 
• Do ANSI (American National Standard 
Institute) thiết kế 
• ASCII l{ bộ m~ được dùng để trao đổi thông 
tin chuẩn của Mỹ. Lúc đầu chỉ dùng 7 bit 
(128 ký tự) sau đó mở rộng cho 8 bit và có 
thể biểu diễn 256 ký tự kh|c nhau trong 
máy tính 
• Bộ m~ 8 bit m~ hóa được cho 28 = 256 kí 
tự, có m~ từ 00(16)  FF(16), bao gồm: 
– 128 kí tự chuẩn có m~ từ 00(16)  7F(16) 
– 128 kí tự mở rộng có m~ từ 80(16)  FF(16) 
Copyright by SOICT 
127 
i. Ký tự chuẩn – Bộ mã ASCII 
• 95 kí tự hiển thị được: Có m~ từ 20(16) ÷ 7E(16) 
– 26 chữ c|i hoa Latin 'A' ÷ 'Z' có m~ từ 41(16) ÷ 5A(16) 
– 26 chữ c|i thường Latin 'a' ÷ 'z' có m~ từ 61(16) ÷ 7A(16) 
– 10 chữ số thập ph}n '0' ÷ '9' có m~ từ 30(16) ÷ 39(16) 
– C|c dấu c}u: . , ? ! : ;  
– C|c dấu phép to|n: + - * /  
– Một số kí tự thông dụng: #, $, &, @, ... 
– Dấu c|ch (m~ l{ 20(16)) 
• 33 m~ điều khiển: m~ từ 0016 ÷ 1F16 và 7F16 dùng 
để m~ hóa cho c|c chức năng điều khiển 
Copyright by SOICT 128 
Copyright by SOICT 
33 
129 
Các ký tự điều khiển 
• Ký tự điểu khiển định dạng: BackSpace, HT, 
VT, LF, CR,  
• C|c ký tự điều khiển truyền thông 
• Ký tự điều khiển ph}n c|ch thông tin 
• C|c ký tự điều khiển kh|c 
Copyright by SOICT 130 
b. Ký tự mở rộng 
• 128 ký tự nửa sau (80-FF) 
• Được định nghĩa bởi: 
– Nh{ chế tạo m|y tính 
– Người ph|t triển phần mềm 
• Ví dụ: 
– Bộ m~ ký tự mở rộng của IBM: được dùng trên m|y tính 
IBM-PC. 
– Bộ m~ ký tự mở rộng của Apple: được dùng trên m|y 
tính Macintosh. 
– C|c nh{ ph|t triển phần mềm tiếng Việt cũng đ~ thay 
đổi phần n{y để m~ ho| cho c|c ký tự riêng của chữ 
Việt, ví dụ như bộ m~ TCVN 5712. 
Copyright by SOICT 
131 
c. Bộ mã Unicode 
• Do các nhiều công ty m|y tính h{ng đầu 
thiết kế 
• L{ bộ m~ 16-bit, Vậy số ký tự có thể biểu 
diễn (m~ ho|) l{ 216 
• Được thiết ké cho đa ngôn ngữ, trong đó có 
tiếng Việt 
Copyright by SOICT