Giáo trình phần cứng máy tính : Những thành phần cơ bản của máy tính

[Hoàng Xuân Bách]

§ 1. Những thành phần cơ bản của máy tính
Biểu diễn thông tin trong máy tính
I. Hệ đếm nhị phân và phương pháp biểu diễn thông tin trong máy tính.
1. Hệ nhị phân (Binary)
1.1. Khái niệm:
Hệ nhị phân hay hệ đếm cơ số 2 chỉ có hai con số 0 và 1. Đó là hệ đếm dựa
theo vị trí. Giá trị của một số bất kỳ nào đó tuỳ thuộc vào vị trí của nó. Các
vị trí có trọng số bằng bậc luỹ thừa của cơ số 2. Chấm cơ số được gọi là
chấm nhị phân trong hệ đếm cơ số 2. Mỗi một con số nhị phân được gọi là
một bit (Binary digit). Bit ngoài cùng bên trái là bit có trọng số lớn nhất
(MSB, Most Significant Bit) và bit ngoài cùng bên phải là bit có trọng số
nhỏ nhất (LSB, Least Significant Bit) như dưới đây:
23 22 21 20 2-1 2-2
MSB 1 0 1 0 . 1 1 LSB
Chấm nhị phân
Số nhị phân (1010.11)2 có thể biểu diễn thành:
(1010.11)2 = 1*23 + 0*22 + 1*21 + 0*20 + 1*2-1 + 1*2-2 = (10.75)10.
Chú ý: dùng dấu ngoặc đơn và chỉ số dưới để ký hiệu cơ số của hệ đếm.
Đối với phần lẻ của các số thập phân, số lẻ được nhân với cơ số và số nhớ
được ghi lại làm một số nhị phân. Trong quá trình biến đổi, số nhớ đầu chính
là bit MSB và số nhớ cuối là bit LSB.
Ví dụ 2: Biến đổi số thập phân (0.625)10 thành nhị phân:
0.625*2 = 1.250. Số nhớ là 1, là bit MSB.
0.250*2 = 0.500. Số nhớ là 0
0.500*2 = 1.000. Số nhớ là 1, là bit LSB.
Vậy : (0.625)10 = (0.101)2.
2. Hệ thập lục phân (Hexadecima).
2.1. Khái niệm:
Các hệ máy tính hiện đại thường dùng một hệ đếm khác là hệ thập lục
phân.
Hệ thập lục phân là hệ đếm dựa vào vị trí với cơ số là 16. Hệ này dùng các
con số từ 0 đến 9 và các ký tự từ A đến F như trong bảng sau:

 

[Hoàng Xuân Bách]

3. Bảng mã ASCII.(American Standard Code for Information Interchange).
Người ta đã xây dựng bộ mã để biểu diễn cho các ký tự cũng như các con
số Và các ký hiệu đặc biệt khác. Các mã đó gọi là bộ mã ký tự và số. Bảng
mã ASCII là mã 7 bit được dùng phổ biến trong các hệ máy tính hiện nay.
Với mã 7 bit nên có 27 = 128 tổ hợp mã. Mỗi ký tự (chữ hoa và chữ thường)
cũng như các con số thập phân từ 0..9 và các ký hiệu đặc biệt khác đều được
biểu diễn bằng một mã số như bảng 2-2.
Việc biến đổi thành ASCII và các mã ký tự số khác, tốt nhất là sử dụng mã
tương đương trong bảng.
Ví dụ: Đổi các ký tự BILL thành mã ASCII:
Ký tự B I L L
ASCII 1000010 1001001 1001100 1001100
HEXA 42 49 4C 4C

Control characters:
NUL = Null; DLE = Data link escape; SOH = Start Of Heading;
DC1 = Device control 1; DC2 = Device control 2; DC3 = Device
control 3.
DC4 = Device control 4; STX = Start of text; ETX = End of text;
EOT = End of transmission; ENQ = Enquiry; NAK = Negative
acknowlege.
ACK = Acknowlege; SYN = Synidle; BEL = Bell.
ETB = End od transmission block; BS = Backspace; CAN = Cancel.
HT = Horizontal tab; EM = End of medium; LF = Line feed; SUB =
Substitute.
VT = Vertical tab; ESC = Escape; FF = From feed; FS = File separator.
SO = Shift out; RS = Record separator; SI = Shift in; US = Unit separator.