Bài giảng Biểu diễn thông tin trong máy tính

Chương 2: Biểu diễn thông tin trong máy tính TS. Phạm Văn Thành (phamvanthanh@hus.edu.vn) 1 Nội dung 1. Hệ đếm. 2. Biểu diễn thông tin trong máy vi tính. 2 1. Hệ đếm • Là tập hợp các ký hiệu và qui tắc, sử dụng tập ký hiệu đó để biểu diễn và xác định giá trị của một số. Ví dụ: Số La Mã: Khái niệm về hệ đếm: Symbol Value I 1 (một) (unus) V 5 (năm) (quinque) X 10 (mười) (decem) L 50 (năm mươi) (quinquaginta) C 100 (một trăm) (centum) D 500 (năm trăm) (quingenti) M 1000 (một ngàn) (mille) 3 1. Hệ đếm • 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 là b. Ví dụ: Trong hệ đếm cơ số 10, dùng 10 ký tự là: các chữ số từ 0 đến 9, b=10. Trong hệ đếm cơ số 2, dùng 2 ký tự là 0 và 1, b=2. Khái niệm về hệ đếm: 4 1. Hệ đếm 5  Một số hệ đếm thông dụng: a) Hệ thập phân (Decimal System): Hệ cơ số 10, dùng các ký tự 0~9. b) Hệ nhị phân (Binary System): Hệ cơ số 2, dùng các ký tự 0,1. c) Hệ mười sáu (Hexadecimal System): Hệ cơ số 16, dùng các ký tự 0~F.  Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b bất kỳ (b=2, 16) 1. Hệ đếm 6 a) Hệ thập phân (Decimal System): • Hệ cơ số 10. • Gồm 10 ký số để biểu diễn một số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. • Đặc trưng của hệ thập phân là D (Decimal) đặt ở phí sau các số, VD: 12345D • Dùng n chữ số thập phân có thể biểu diễn được được 10n giá trị khác nhau 00….0000=0 99….9999=10n-1. 1. Hệ đếm 7 a) Hệ thập phân (Decimal System): • Nếu một số A được biểu diễn dạng A=an an-1…a1a0.a-1 a-2 …a-m → Giá trị của A được biểu diễn dưới dạng A=an10 n + an-110 n-1+…+a110 1 +a010 0+ a-110 -1 +a-210 -2…+a-m10 -m Hay A= 𝑎𝑖10 𝑖𝑛 𝑖=−𝑚 1. Hệ đếm 8 b) Hệ nhị phân (Binary System): • Hệ cơ số 2. • Gồm 2 ký số để biểu diễn một số: 0, 1. • Đặc trưng của hệ B (Binary) đặt ở phí sau các số, VD: 1001101101B • Dùng n bit có thể biểu diễn được 2n giá trị khác nhau 00...000(2)= 0 (trong hệ thập phân) ... 11...111(2)= 2 n-1 (trong hệ thập phân) 1. Hệ đếm 9 b) Hệ nhị phân (Binary System): Hệ cơ số 2, dùng các ký tự 0,1. • Giả sử có số A được biểu diễn theo hệ nhị phân: A = anan-1… a1a0.a-1a-2… a-m • Với ai là các chữ số nhị phân, khi đó giá trị của A là: A= an2 n + an-12 n-1+…+a12 1 +a02 0+ a-12 -1 +a-22 - 2…+a-m2 -m Ví dụ: Số nhị phân1101001.1011 có giá trị: 1101001.1011(2)= 1x2 6+ 1x25+ 0x24 + 1x23+ 0x22 + 0x21 +1x20+ 1x2-1+ 0x2-2 +1x2-3+ 1x2-4 = 64 + 32 + 8 + 1 + 0.5 + 0.125 + 0.0625 = 105.6875(10) 1. Hệ đếm 10 c) Hệ mười sáu – Hệ thập lục phân (Hexadecimal System): • Hệ cơ số 16. • Gồm 16 ký số để biểu diễn một số: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Với các chữ số A, B, C, D, E, F tương ứng với 10, 11, 12, 13, 14, 15 trong hệ thập phân. • Đặc trưng của hệ thập lục phân là H (Hexadecimal) đặt ở phí sau các số, VD: 12345H • Dùng n chữ số thập lục phân có thể biểu diễn được được 16n giá trị khác nhau 00….0000(16)=0 (Trong hệ thập phân) FF…FFFF(16)=16 n-1 (Trong hệ thập phân) 1. Hệ đếm 11 c) Hệ mười sáu – Hệ thập lục phân (Hexadecimal System). • Giả sử có số A được biểu diễn theo hệ nhị phân: A = anan-1… a1a0.a-1a-2… a-m • Với ai là các chữ số nhị phân, khi đó giá trị của A là: A= an16 n + an-116 n-1+…+a116 1 +a016 0+ a-116 -1 + a-216 - 2…+a-m16 -m Ví dụ: thập lục phân 75A2D.23 có giá trị: 75A2D.23(16)= 7x16 4+ 5x163+ 10x162 + 2x161+ 13x160 + 2x16-1+ 3x16-2 = 458752 + 20480 + 2560 + 32 + 13 + 0.125 + 0.01171875 =481837.13671875(10) 1. Hệ đếm 12 1. Hệ đếm 13 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b bất kỳ (b=2, 16) • Trường hợp tổng quát: một số N trong hệ thập phân bao gồm phần nguyên và phần thập phân. • Chuyển 1 số từ hệ thập phân sang 1 số ở hệ cơ số b bất kỳ gồm 2 bước: Bước 1: Đổi phần nguyên của số đó từ hệ thập phân sang hệ cơ số b. Bước 2: Đổi phần thập phân của số đó sang hệ cơ số b. 1. Hệ đếm 14 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b bất kỳ (b=2, 16) • Đổi phần nguyên của số đó từ hệ thập phân sang hệ cơ số b. Bước 1: Lấy phần nguyên của số N(10) chia cho b, ta được thương T1, số dư d1. Bước 2: Nếu T1 khác 0, lấy T1 chia cho b ta được thương T2, số dư là d2. (Làm như vậy cho tới bước thứ n, khi ta được Tn=0) Bước n: Nếu Tn-1 khác 0, lấy Tn-1 chia cho b được là Tn=0, số dư là dn. Kết quả: N(10)=dndn-1…d1 (b) 1. Hệ đếm 15 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b bất kỳ (b=2, 16) Ví dụ: Chuyển phần nguyên của số 12.6875(10) sang số trong hệ nhị phân: 1. Hệ đếm 16 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b bất kỳ (b=2, 16) • Đổi phần thập phân từ hệ thập phân sang hệ cơ sốb. Bước 1: Lấy phần lẻ của số N(10) nhân với b, ta được số dạng x1.y1, với x ký hiệu cho phần nguyên và y là phần thập phân. Bước 2: Nếu y1 khác 0, lấy 0. y1 nhân với b, ta được số có dạng x2.y2. (Làm như vậy cho tới bước thứ n, khi ta được yn=0) Bước n: Nếu yn-1 khác 0, lấy yn-1 nhân với b ta được số có dạng xn.yn. Kết quả: phần thập phân được biểu diễn dưới dạng 0.x1x2…xn 1. Hệ đếm 17 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b bất kỳ (b=2, 16) Ví dụ: Chuyển thập phân của số 12.6875(10) sang số trong hệ nhị phân: 1. Hệ đếm 18 Chuyển đổi một số từ hệ thập phân sang hệ cơ số b bất kỳ (b=2, 16) 12.6875(10) = 1100.1011(2) 2. Biểu diễn thông tin trong máy vi tính • Mọi dữ liệu khi đưa vào máy tính đều phải được mã hóa thành số nhị phân. • Các loại dữ liệu thông dụng:  Dữ liệu nhân tạo: Do con người quy ước  Dữ liệu tự nhiên: tồn tại khách quan với con người, phổ biến là tín hiệu vật lý như âm thanh, hình ảnh,… 19 2. Biểu diễn thông tin • Mã hoá dữ liệu nhân tạo:  Dữ liệu số: mã hoá theo các chuẩn quy định.  Dữ liệu ký tự: mã hoá theo bộ mã ký tự. • Mã hoá dữ liệu tự nhiên:  Các dữ liệu cần phải mã hoá trước khi đưa vào máy tính.  Sơ đồ: 20 Nguyên tắc mã hóa 2. Biểu diễn thông tin a) Biểu diễn số nguyên theo mã nhị phân. b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. c) Biểu diễn thông tin theo dạng mã nhị phân (Biểu diễn ký tự, biểu diễn hình ảnh chuyển động, biểu diễn âm thanh) 21 2. Biểu diễn thông tin a) Biểu diễn số nguyên theo mã nhị phân. 22 • Sử dụng 4 bit của hệ nhị phân cho một chữ số của hệ thập lục phân để biểu diễn một số thập phân - Số thập phân mã hoá nhị phân BCD (Binary Coded Decimal). Ví dụ1: Biểu diễn chữ số 451D dưới dạng BCD. 451 (D) = 0100 0101 0001 (B) | BCD 4 = 0100|BCD 5 = 0101|BCD 1 = 0001|BCD • Các thanh ghi trong vi xử lý và các ô nhớ của máy vi tính sử dụng đơn vị nhớ nhỏ nhất là 1 byte=8 bit để biểu diễn cho mã BCD (4bit) → Lãng phí vì 4 bit cao bị bỏ trống. • Khắc phục: Sử dụng cả 4 bit cao để biểu diễn → được gọi là BCD gói Ví dụ: Biểu diễn số 52D 2. Biểu diễn thông tin a) Biểu diễn số nguyên theo mã nhị phân. 23 Ví dụ: Biểu diễn số 52D Biểu diễn theo BCD: 52D=0000 0101 0000 0010 B Biểu diễn theo BCD gói: 52D=0101 0010B. 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 24 • Số thực là số có cả phần nguyên và phần thập phân được ngăn cách bởi dấu phẩy, dấu phẩy có thể dịch tiến lên trước hoặc dịch lùi về sau để thuận tiện cho từng phép tính và được gọi là dấu phẩy động (hay dấu chấm động). • Trong máy vi tính, tuỳ theo từng thời kỳ phát triển của vi xử lý mà số thực khi biểu diễn theo mã nhị phân cũng khác nhau tuỳ theo dấu phẩy. • Có hai cách biểu diễn số thực tương ứng là dấu phẩy cố định và dấu phẩy động. 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 25  Biểu diễn theo dấu phẩy cố định: Một số thực X biểu diễn theo dấu phẩy cố định như sau: X=an-1...a0,b1...bm = ( a0.s 0 + a1.s 1+ ... + an-1.s n-1 ) + ( b1.s - 1+ ... + bm .s -m ) X là số thực cần biểu diễn gồm n giá trị đứng trước và m giá trị đứng sau dấu phẩy. s là hệ cơ số, s= 2, 10, 16 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 26  Biểu diễn theo dấu phẩy động (floating point).  Một số thực X biểu diễn theo dấu phẩy động như sau X = M * RE Với: - M là phần định trị (Mantissa) - R là cơ số (Radix) - E là phần mũ (Exponent) Ví dụ: Ta biểu diễn số 4,25D theo dấu phẩy động. 4,25D = 425x10-2 D= 0,425x101D. 4,25D = 100,01B = 10001x2-2 B= 0,10001x23 B. 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 27  Biểu diễn theo dấu phẩy động.  Với R cố định thì để lưu trữ X ta chỉ cần lưu trữ M và E (dưới dạng số nguyên) Ví dụ: với cơ số R = 10, giả sử 2 số thực N1 và N2 được lưu trữ theo phần định trị và số mũ như sau: –M1 = -15 và E1 = +12 –M2 = +314 và E2 = -9 → N1 = M1 x 10E1 = -15x1012= -15 000 000 000 000 → N2 = M2 x 10E2 = 314 x 10-9= 0.000 000 314  Khi thực hiện phép toán với số dấu chấm động sẽ được tiến hành trên cơ sở các giá trị của phần định trị và phần mũ. 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 28  Biểu diễn theo dấu phẩy động. Ví dụ: Có 2 số dấu phẩy động sau: N1 = M1 x RE1 và N2 = M2 x RE2 Các phép toán số học của N1 và N2: - N1 ±N2 = (M1 x RE1-E2 ± M2) x RE2, giả thiết E1 ≥ E2 - N1 x N2 = (M1x M2) x RE1+E2 - N1 /N2 = (M1/M2) x R E1-E2 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 29  Biểu diễn theo dấu phẩy động.  Chuẩn mã hoá IEEE 754/85  Là chuẩn mã hoá số dấu chấm động.  Cơ số R=2.  Có các dạng cơ bản:  Độ chính xác đơn 32 bit  Độ chính xác kép 64 bit  Độ chính xác mở rộng 80 bit.  Định nghĩa định dạng và cách thực hiện các phép tính trên các số phảy động trong đó có cả số 0 với dấu âm, các số không chuẩn hoá, các giá trị đặc biệt như vô hạn và giá trị không phải số (NaNs). 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 30  Biểu diễn theo dấu phẩy động.  Chuẩn mã hoá IEEE 754/85: Khuôn dạng mã 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 31  Biểu diễn theo dấu phẩy động.  Chuẩn mã hoá IEEE 754/85:  S là bit dấu, S=0 đó là số dương, S=1 đó là số âm.  e là mã lệch (exponent) của phần mũ E, tức là: E = e –b.  Với b là độ lệch, trong đó - 32 bit: b=127 hay E=e-127. - 64 bit: b=1023 hay E=e-1023. - 80 bit: b=16383 hay E=e-16383.  m là các bit phần lẻ của phần định trị M, phần định trị được ngầm định như sau: M = 1.m  Giá trị của số thực là: X=(-1)S x (1.m) x 2(e-b) 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 32  Biểu diễn theo dấu phẩy động.  Chuẩn mã hoá IEEE 754/85: Ví dụ 1: Có một số thực X có dạng biểu diễn nhị phân theo chuẩn IEEE 754 dạng 32 bit như sau: 1100 0001 0101 0110 0000 0000 0000 0000 Xác định giá trị thập phân của số thực đó. - S=1 → X là số âm - e=1000 0010=130 - m=101 0110 0000 0000 0000 0000 - X=(-1)S x (1.m) x 2(e-b)=-1.101011..0000 x 2(130-127) = -1.101011x 23= -1101.011 B=-13.375 D. 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 33  Biểu diễn theo dấu phẩy động.  Chuẩn mã hoá IEEE 754/85: Ví dụ 2: Xác định giá trị thập phân 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 S = 0 →X là số dương e = 0111 1111= 127 m = 000000...00 Vậy X = (-1)0x 1.0000...00 x 2(127-127) = 1.0 x 20= 1B=1D 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 34  Biểu diễn theo dấu phẩy động.  Chuẩn mã hoá IEEE 754/85: Ví dụ 3: Biểu diễn số thực X = 9.6875 về dạng số dấu chấm động theo chuẩn IEEE 754 dạng 32 bit. X = 9.6875(10)= 1001.1011(2)= 1.0011011 x 23 X là số dương nên S=0. m=0011011…00 (23 bit) E = e-127 = 3 →e = 130D = 1000 0010 B Vậy: X= 0100 0001 0001 1011 0000 0000 0000 0000 S e m 2. Biểu diễn thông tin b) Biểu diễn số thực theo mã nhị phân. 35  Biểu diễn theo dấu phẩy động.  Chuẩn mã hoá IEEE 754/85: Quy ước đặc biệt: • Nếu tất cả các bit của e đều bằng 0, các bit của m đều bằng 0, thì X = ±0. • Nếu tất cả các bit của e đều bằng 1, các bit của m đều bằng 0, thì X =±∞. • Nếu tất cả các bit của e đều bằng 1, m có ít nhất một bit bằng 1, thì X không phải là số (not a number -NaN). 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông tin theo dạng mã nhị phân  Biểu diễn ký tự  Biểu diễn hình ảnh  Biểu diễn âm thanh 36 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông tin  Biểu diễn ký tự 37  Các ký tự cũng cần được chuyển đổi thành chuỗi bit nhị phân gọi là mã ký tự  Số bit dùng cho mỗi ký tự theo các mã khác nhau là khác nhau VD : Bộ mã ASCII dùng 8 bit cho 1 ký tự Bộ mã Unicode dùng 16 bit 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông tin  Biểu diễn ký tự 38 • Bộ mã ASCII (American Standard Code for Infomation Interchange – mã chuẩn của Mỹ dùng để trao đổi thông tin)  Do ANSI (American National Standard Institute) thiết kế.  ASCII là bộ mã 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 khác nhau trong máy tính.  Bộ mã 8 bit, mã hóa được cho 28 = 256 kí tự, có mã từ 00(16)~FF(16), bao gồm: 128 kí tự chuẩn có mã từ 00(16)~7F(16) 128 kí tự mở rộng có mã từ 80(16)~FF(16) 2. Biểu diễn thông tin 39 • Bộ mã ASCII 2. Biểu diễn thông tin 40 • Bộ mã ASCII  95 kí tự hiển thị được:có mã từ 20(16)~7E(16) - 26 chữ cái hoa Latin 'A' ÷'Z' có mã từ 41(16)~5A(16) - 26 chữ cái thƣờng Latin 'a' ~'z' có mã từ 61(16)~7A(16) - 10 chữ số thập phân '0' ~'9' có mã từ 30(16)~39(16)  95 ký tự hiển thị được: –Các dấu câu: . , ? ! : ; … –Các dấu phép toán: + -* / … –Một số kí tự thông dụng: #, $, &, @, ... –Dấu cách (mã là 20(16))  33 mã điều khiển: mã từ 00(16)~1F(16) và 7F(16) dùng để mã hóa cho các chức năng điều khiển 2. Biểu diễn thông tin 41 • Bộ mã ASCII BS Backspace - Lùi lại một vị trí: Ký tự điều khiển con trỏ lùi lại một vị trí. HT Horizontal Tab - Tab ngang: Ký tự điều khiển con trỏ dịch tiếp một khoảng đã định trước. LF Line Feed - Xuống một dòng: Ký tự điều khiển con trỏ chuyển xuống dòng dưới. VT Vertical Tab - Tab đứng: Ký tự điều khiển con trỏ chuyển qua một số dòng đã định trước. FF Form Feed - Đẩy sang đầu trang: Ký tự điều khiển con trỏ di chuyển xuống đầu trang tiếp theo. CR Carriage Return - Về đầu dòng: Ký tự điều khiển con trỏ di chuyển về đầu dòng hiện hành. 2. Biểu diễn thông tin 42 • Bộ mã ASCII SOH Start of Heading - Bắt đầu tiêu đề: Ký tự đánh dấu bắt đầu phần thông tin tiêu đề. STX Start of Text - Bắt đầu văn bản: Ký tự đánh dấu bắt đầu khối dữ liệu văn bản và cũng chính là để kết thúc phần thông tin tiêu đề. ETX End of Text - Kết thúc văn bản: Ký tự đánh dấu kết thúc khối dữ liệu văn bản đã được bắt đầu bằng STX. EOT End of Transmission - Kết thúc truyền: Chỉ ra cho bên thu biết kết thúc truyền. ENQ Enquiry - Hỏi: Tín hiệu yêu cầu đáp ứng từ một máy ở xa. ACK Acknowledge - Báo nhận: Ký tự được phát ra từ phía thu báo cho phía phát biết rằng dữ liệu đã được nhận thành công. NAK Negative Aknowledge - Báo phủ nhận: Ký tự được phát ra từ phía thu báo cho phía phát biết rằng việc nhận dữ liệu không thành công. 2. Biểu diễn thông tin 43 • Bộ mã ASCII SYN Synchronous / Idle - Đồng bộ hóa: Được sử dụng bởi hệ thống truyền đồng bộ để đồng bộ hoá quá trình truyền dữ liệu. ETB End of Transmission Block - Kết thúc khối truyền: Chỉ ra kết thúc khối dữ liệu được truyền. FS File Separator - Ký hiệu phân cách tập tin: Đánh dấu ranh giới giữa các tập tin. GS Group Separator - Ký hiệu phân cách nhóm: Đánh dấu ranh giới giữa các nhóm tin (tập hợp các bản ghi). RS Record Separator - Ký hiệu phân cách bản ghi: Đánh dấu ranh giới giữa các bản ghi. US Unit Separator - Ký hiệu phân cách đơn vị: Đánh dấu ranh giới giữa các phần của bản ghi. NUL Null - Ký tự rỗng: Được sử dụng để điền khoảng trống khi không có dữ liệu. BEL Bell - Chuông: Được sử dụng phát ra tiếng bíp khi cần gọi sự chú ý của con người. 2. Biểu diễn thông tin 44 • Bộ mã ASCII SO Shift Out - Dịch ra: Chỉ ra rằng các mã tiếp theo sẽ nằm ngoài tập ký tự chuẩn cho đến khi gặp ký tự SI. SI Shift In - Dịch vào: Chỉ ra rằng các mã tiếp theo sẽ nằm trong tập ký tự chuẩn. DLE Data Link Escape - Thoát liên kết dữ liệu: Ký tự sẽ thay đổi ý nghĩa của một hoặc nhiều ký tự liên tiếp sau đó. DC1 ÷ DC4 Device Control - Điều khiển thiết bị : Các ký tự dùng để điều khiển các thiết bị phụ trợ. CAN Cancel - Hủy bỏ: Chỉ ra rằng một số ký tự nằm trước nó cần phải bỏ qua. EM End of Medium - Kết thúc phương tiện: Chỉ ra ký tự ngay trước nó là ký tự cuối cùng có tác dụng với phương tiện vật lý. SUB Substitute - Thay thế: Được thay thế cho ký tự nào được xác định là bị lỗi. ESC Escape - Thoát: Ký tự được dùng để cung cấp các mã mở rộng bằng cách kết hợp với ký tự sau đó. DEL Delete - Xóa: Dùng để xóa các ký tự không mong muốn. 2. Biểu diễn thông tin 45 • Bộ mã ASCII  Các ký tự mở rộng được định nghĩa bởi nhà chế tạo máy tính hoặc người phát triển phần mềm. Ví dụ: –Bộ mã ký tự mở rộng của IBM –Bộ mã ký tự mở rộng của Apple. Đặc biệt: nếu ta lấy mã ký tự chữ cái (65 đến 90) trừ đi 64 ta sẽ tìm ra mã điều khiển. Phép trừ sẽ được phần cứng bàn phím thực hiện khi ta cùng bấm phím Ctrl với một phím chữ cái. Ví dụ: Ctrl + W = mã 27 : Escape (thoát) Ctrl + C = mã 3: Break Ctrl + I = mã 9: Tab. Ctrl +H = mã 8: Back Space 2. Biểu diễn thông tin 46 • Bộ mã ASCII  Các ký tự mở rộng được định nghĩa bởi nhà chế tạo máy tính hoặc người phát triển phần mềm. Ví dụ: –Bộ mã ký tự mở rộng của IBM –Bộ mã ký tự mở rộng của Apple. Đặc biệt: nếu ta lấy mã ký tự chữ cái (65 đến 90) trừ đi 64 ta sẽ tìm ra mã điều khiển. Phép trừ sẽ được phần cứng bàn phím thực hiện khi ta cùng bấm phím Ctrl với một phím chữ cái. Ví dụ: Ctrl + W = mã 27 : Escape (thoát) Ctrl + C = mã 3: Break Ctrl + I = mã 9: Tab. Ctrl +H = mã 8: Back Space 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông tin  Biểu diễn ký tự 47 • Bộ mã Unicode  Là bộ mã 16-bit, số ký tự có thể biểu diễn (mã hoá) là 216  Chuẩn quốc tế được thiết kế để dùng làm bộ mã duy nhất cho tất cả các ngôn ngữ khác nhau trên thế giới, kể cả các ngôn ngữ sử dụng ký tự tượng hình phức tạp như tiếng Trung Quốc, tiếng Thái,.v.v. 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông tin  Biểu diễn hình ảnh 48  Biểu diễn hình ảnh tĩnh  Biểu diễn hình ảnh chuyển động 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông tin  Biểu diễn hình ảnh 49  Biểu diễn hình ảnh tĩnh (các biểu tượng, logo, ảnh)  Hình ảnh được biểu diễn theo 2 nguyên tắc: đồ hoạ điểm và đồ hoạ véc tơ o Đồ hoạ điểm: biểu diễn hình ảnh bằng một ma trận điểm ảnh (pixel matrix): • Nếu là ảnh đen trắng (2 màu) thì mỗi bit tương ứng với 1 màu (bit 1 màu đen, bit 0 màu trắng). • Nếu là ảnh màu chất lượng cao ta cần nhiều thông tin để biểu diễn màu sắc của điểm ảnh: - 256 màu: cần 8 bit (màu giả - Seudo color) - 64 Kbyte màu: cần 16 bit (màu chất lượng cao - Hight color). - Với 24 bit: biểu diễn mọi màu sắc mà mắt người có thể phân biệt được (màu thực - True color) 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông tin  Biểu diễn hình ảnh 50  Biểu diễn hình ảnh tĩnh (các biểu tượng, logo, ảnh) o Đồ hoạ véc tơ: + Chia một hình ảnh thành nhiều đối tượng cơ bản như điểm, đường thẳng, đường đa giác, mặt, khối. Máy vi tính sẽ dựa theo các công thức toán (toán véc tơ) để xây dựng lại hình ảnh từ những đối tượng cơ bản trên + Đồ hoạ hướng đối tượng, mỗi đối tượng và đặc tính của nó có thể được mã hoá bằng một lệnh lên đồ hoạ véc tơ rất ngắn gọn, đồng thời có khẳ năng hiển thị đối tượng ba chiều. (Pentium III trở đi có khả năng đồ hoạ ba chiều) 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông tin  Biểu diễn hình ảnh 51  Biểu diễn hình ảnh chuyển động  Những chương trình hình ảnh giải trí cũng có thể mã hoá theo điểm ảnh hoặc đối tượng.  Tuy nhiên hình ảnh chuyển động còn thêm một tham số biểu diễn nữa: đó là thời gian.  Biểu diễn ảnh chuyển động bằng điểm ảnh tương tự như nguyên tắc dùng phim nhựa: 30 ảnh/s là con người cảm giác đó là một hình ảnh chuyển động trơn tru (lưu ảnh trên võng mạc).→ Để hiển thị 1s ảnh chuyển động, máy tính cần phải có dung lượng bộ nhớ đủ để chứa 30 ảnh tĩnh.  Vi xử lý của máy tính phải nhanh để có thể xử lý được 1 khối lượng thông tin của 30 ảnh tĩnh trong 1s. 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông tin  Biểu diễn hình ảnh 52  Biểu diễn hình ảnh chuyển động  Do khối lượng thông tin và chất lượng của ảnh động rất cao, vì vậy với kĩ thuật thông thường thì máy tính không thể đáp ứng được nhu cầu kỹ thuật vi deo số có màu thực và độ phân giải cao. →Nén video số hoá: Nén từng ảnh tĩnh và nén từng phần ảnh và không thay đổi theo thời gian, Ví dụ : Truyền vi deo của một cuộc họp, ban đầu người ta truyền tất cả không gian của cả khung cảnh văn phòng, sau đó chỉ truyền những thay đổi xẩy ra trong văn phòng đó. 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông  Biểu diễn âm thanh  Mã hoá âm thanh theo hệ đếm nhị phân bằng cách ngắt âm thanh ra nhiều giá trị sau một khoảng thời gian nhất định.  Mỗi giá trị này được gán một mã nhị phân và lưu trữ chúng tuần tự theo một tệp.  Ví dụ : - Mã hoá âm thanh bằng 8 bit sẽ cho ta 256 giá trị khác nhau. - Nếu mã hoá bằng 16 bit sẽ cho ta 65536 giá trị khác nhau. 53 2. Biểu diễn thông tin c) Biểu diễn thông  Biểu diễn âm thanh 54