Tóm tắt lý thuyết 1. Khái niệm thông tin và dữ liệu Thông tin là những hiểu biết có thể có được về 1 thực thể nào đó Dữ liệu là thông tin đưa vào máy tính để xử lý 2. Đơn vị đo lượng thông tin Đơn vị cơ bản đo thông tin là bit (Binary Digital) Bit là đơn vị nhỏ nhất được lưu trữ trong máy tính để biểu diễn hai trạng thái 0 và 1 (0: không có điện; 1: có điện) ta còn thường gọi là mã nhị phân Hình 1. Biểu diến thông tin bằng dãy tám bit Ngoài đơn vị bit, ta cũng thường dùng đơn vị đo lượng thông tin là Byte (đọc là bai) 1 byte = 8 bit Một số đơn vị bội của Byte Bảng 1. Một số đơn vị bội của Byte 3. Các dạng thông tin Thông tin có 2 loại: số và phi số Số: Số nguyên, số thực,… Phi số: Văn bản, hình ảnh, âm thành,… Dạng văn bản: Tờ báo, cuốn sách, tấm bia,… Dạng hình ảnh: Bức tranh vẽ, ảnh chụp, bản đồ, biển báo,… Dạng âm thanh: Tiếng nói con người, tiếng sóng biển, tiếng đàn, tiếng chim hót,… 4. Mã hóa thông tin trong máy tính Để máy tính xử lí được, thông tin cần phải được biến đổi thành dãy bit (biểu diễn bằng các số 0, 1). Cách biến đổi như thế được gọi là mã hoá thông tin Ví dụ: Hình 2. Mã hóa thông tin trong máy tính Để mã hoá thông tin dạng văn bản ta dùng bộ mã ASCII để mã hoá các ký tự. Mã ASCII các ký tự đánh số từ: 0 đến 255 Bộ mã Unicode: có thể mã hóa 65536 =216 ký tự, có thể mã hóa tất cả các bảng chữ cái trên thế giới 5. Biểu diễn thông tin trong máy tính a. Thông tin loại số Hệ đếm: Hệ thập phân: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Hệ nhị phân: 0, 1 Hệ cơ số mười sáu (hexa): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F Biểu diễn số trong các hệ đếm: Hệ thập phân: Mọi số N có thể biểu diễn dưới dạng \(N = a_{n} 10^{n} + a_{n-1} 10^{n-1} + …+ a_{1} 10^{1} + a_{0} 10^{0} + a_{-1} 10^{-1} +…+ a_{-m} 10^{-m}\) \(0 \leq a_{i} \leq 9\) Hệ nhị phân: Tương tự như trong hệ thập phân, mọi số N cũng có biểu diễn dạng \(N = a_{n} 2^{n} + a_{n-1} 2^{n-1} + …+ a_{1} 2^{1} + a_{0} 2^{0} + a_{-1} 2^{-1} +…+ a_{-m} 2^{-m} \) \(a_{i} = 0, 1 \) Hệ hexa: Biểu diễn số trong hệ hexa cũng tương tự \(N = a_{n} 16^{n} + a_{n-1} 16^{n-1} + …+ a_{1} 16^{1} + a_{0}16^{0} + a_{-1} 16 ^{-1} +…+ a_{-m} 16^{-m}\) \(0 \leq a_{i} \leq15\) Với quy ước: A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15 Chuyển đổi giữa các hệ đếm: Đổi số trong hệ cơ số 10 sang hệ cơ số 2 và hệ cơ số 16 Hình 3. Ví dụ minh họa đổi số trong hệ cơ số 10 sang hệ cơ số 2 và hệ cơ số 16 Biểu diễn số trong máy tính: Biểu diễn số nguyên: \( 7_{(10)} = 111_{(2)}\) Hình 4. Ví dụ minh họa biểu diễn số nguyên Trong đó: Phần nhỏ nhất của bộ nhớ lưu trữ số 0 hoặc 1: 1 bit Một byte có 8 bit, bit cao nhất thể hiện dấu (bit dấu) Có thể dùng 1 byte, 2 byte, 4 byte… để biểu diễn số nguyên Biểu diễn số thực: Biểu diễn số thực dưới dạng dấu phẩy động: Ví dụ: 13456,25 = 0.1345625 x 105 Dạng tổng quát: ±M x 10±K Trong đó: M: Là phần định trị (\(0,1\leq M < 1\)) K: Là phần bậc (\(K \leq 0\)) Biểu diễn số thực trong một số máy tính: Ví dụ: 0,007 = 0.7 x 10-2 Hình 5. Ví dụ minh họa biểu diễn số thực b. Thông tin loại phi số Biểu diễn văn bản: Mã hoá thông tin dạng văn bản thông qua việc mã hóa từng kí tự và thường sử dụng: Bộ mã ASCII: Dùng 8 bit để mã hoá kí tự, mã hoá được 256 = 28 kí tự Bộ mã Unicode: Dùng 16 bit để mã hóa kí tự, mã hoá được 65536 = 216 kí tự Trong bảng mã ASCII mỗi kí tự được biểu diễn bằng 1 byte Các dạng khác: Hình ảnh, âm thanh cũng phải mã hoá thành các dãy bit *Nguyên lí mã hóa nhị phân: Thông tin có nhiều dạng khác nhau như số, văn bản, hình ảnh, âm thanh,… Khi đưa vào máy tính, chúng đều biến đổi thành dạng chung - dãy bit. Dãy bit đó là mã nhị phân của thông tin mà nó biểu diễn. Bài tập minh họa Câu 1 Hãy nêu khái niệm về thông tin và dữ liệu, cho ví dụ minh họa? Gợi ý trả lời: Thông tin là những hiểu biết có thể có được về 1 thực thể nào đó. Ví dụ: Bạn A 18 tuổi, cao 1,80m… đó là thông tin về bạn A. Dữ liệu là thông tin đưa vào máy tính để xử lý. Ví dụ: Thông tin về bạn A được lưu trong máy tính là dữ liệu… Câu 2 Một quyển sách A gồm 200 trang (có hình ảnh) nếu lưu trữ trên đĩa chiếm khoảng 5MB. Hỏi một đĩa cứng 40GB thì có thể chứa bao nhiêu cuốn sách có dung lượng thông tin xấp xỉ như cuốn sách A? Gợi ý trả lời: 200 trang lưu trong 5 MB X trang lưu trong 40GB Vậy: X=(200*40 *1024)/5 =1.638.400 => 40 GB có thể lưu trữ được 1.638.400/200 =8.192 cuốn sách Câu 3 Hãy liệt kê các loại thông tin? Gợi ý trả lời: Thông tin được phân làm 2 loại: Thông tin loại số: Số nguyên, số thực… Thông tin loại phi số: Dạng văn bản: Sách, báo, tạp chí… Dạng hình ảnh: Tranh, bản đồ… Dạng âm thanh: Tiếng nói con người, tiếng đàn… Câu 4 Hệ đếm cơ số 2, cơ số 16 và cơ số 10 sử dụng các ký hiệu nào? Cho ví dụ. Gợi ý trả lời: Hệ thập phân (hệ cơ số 10): Sử dụng tập ký hiệu gồm 10 chữ số từ 0 - 9. Ví dụ: 536,4=5*102+3*101+6*100+4*10-1 Hệ nhị phân (hệ cơ số 2): Chỉ dùng 02 ký hiệu là 0 và 1. Ví dụ: 010001=0*25+1*24+0*23+0*22+ 0*21+1*20 (= 17 ở hệ cơ số 10) Hệ Hecxa (hệ cơ số 16): Sử dụng các ký hiệu từ 0-9 và các ký tự từ A-F. Ví dụ: 1BE=1*162+11*161+14*160 (=446 ở hệ cơ số 10) Câu 5 Hãy nêu nguyên lý mã hóa nhị phân? Gợi ý trả lời: Thông tin có nhiều dạng khác nhau như số, văn bản, âm thanh… khi đưa vào máy tính, chúng biến đổi thành dạng chung - dãy bit. Dãy bit đó là mã nhị phân của thông tin mà nó biểu diễn.
