Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương: Số học máy tính - Nguyễn Ngọc Hóa
Kiến trúc máy tính
Số học máy tính
NGUYỄN Ngọc Hoá
Bộ môn Hệ thống thông tin, Khoa CNTT
Trường Đại học Công nghệ,
Đại học Quốc gia Hà Nội
28 October 2015
Nội dung
Tổng quan về CPU
Biểu diễn thông tin số
Khái niệm thông tin số
Biểu diễn ký tự
Biểu diễn số nguyên
Biểu diễn số thực
Logic số
Mạch kết hợp
Bộ số học và logic
Mạch tuần tự
Computer Architecture –DepartmentofInformationSystems@NGUYỄNNgọc Hoá
2
Kiến trúc tổng quan
Computer Architecture –DepartmentofInformationSystems@NGUYỄNNgọc Hoá
3
Chức năng máy tính
Thực thi chương trình, đã được xây dựng thông qua tập các
lệnh của CPU, lưu trong bộ nhớ
Các bước chính khi thực thi chương trình trong CPU
Tải lệnh từ bộ nhớ (fetch)
Thực thi lệnh (execute)
Lưu kết quả (store)
Computer Architecture –DepartmentofInformationSystems@NGUYỄNNgọc Hoá
4
Khái niệm thông tin
Thông tin số: tri thức về một trạng thái trong số một số hữu
hạn các trạng thái có thể có
Lượng tử thông tin:
1 bit là đại lượng thông tin gắn với tri thức của một trạng thái trong số
hai.
1 bit thông tin : được biểu diễn bởi số nhị phân 0,1
N bits 2n trạng thái khác nhau
Lượng thông tin chứa trong tri thức của một trạng thái trong số N là I
= log2N
Độ lớn thông tin mà máy tính có thể thao tác: 8, 16, 32, 64 bits
Computer Architecture –DepartmentofInformationSystems@NGUYỄNNgọc Hoá
5
Mã hoá
I = {i1, . . . ,im}
Tập các thông tin
Bộ ký tự
A = {a1, . . . ,an}
ai : ký tự của A
a1a3a4a8 : từ của A
|A| : cơ số mã hoá
Mã hoá I : gán mỗi phần tử của I với một từ của A
Computer Architecture –DepartmentofInformationSystems@NGUYỄNNgọc Hoá
6
Đặc điểm
Dư thừa: 1 phần tử được gán với nhiều từ (mã)
Dư thừa: Số điện thoại cố định
Không dư thừa: Số chứng minh thư
Độ dài:
Thay đổi: tín hiệu morse
Cố định: số điện thoại di động
Với bộ mã độ dài cố định n, cơ số mã hoá b:
Có thể biểu diễn được bn phần tử và
Có bn! cách mã hoá khác nhau
Computer Architecture –DepartmentofInformationSystems@NGUYỄNNgọc Hoá
7
Một vài bộ mã
Biểu diễn số:
Cần phân biệt số và cách thể hiện số.
Thể hiện một số là một cách mã hoá
Với cơ số b, ta có
n
a a ...a a a bi
n n1
1 0
i
0
Mã nhị phân: A = {0,1}
VD: 7 = (111)2
Mã hexa: A = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}
Mã DCB (Decimal Coded Binary): Mỗi chữ số được mã hoá nhị phân
bằng 4 bits:
0 : 0000
1 : 0001
2 : 0010
…
10 : 0001 0000
25 : 0010 0101
…
Computer Architecture –DepartmentofInformationSystems@NGUYỄNNgọc Hoá
8
Chuyển cơ số
Từ cơ số b về 10
anan−1…a1a0 với cơ số b (ký hiệu anan−1…a1a0b) :
an × bn + an−1 × bn−1 + . . . + a1 × b + a0
Phần phân:
a1 × b−1 + a2 × b−2 + . . . + an × b−n
Từ cơ số 10 về cơ số b
A là số nguyên:
A10 = an × bn + an−1 × bn−1 + . . . + a1 × b + a0
= ((. . . (an × b + an−1) × b + . . .) × b + a1) × b + a0
với a0 là phần dư của phép chia của A với cơ số b
A là phần phân
A10 = a1 × b−1 + a2 × b−2 + . . . + an × b−n
= (a1 + (a2 + (. . . + (an−1 + an × b−1)b−1 . . .)b−1)b−1)b−1
với a1 là phần nguyên của phép nhân A với b
Computer Architecture –DepartmentofInformationSystems@NGUYỄNNgọc Hoá
9
Nguyên lý chuyển
2510 /2 = 1210 dư 1
Phần nguyên:
1210/2 = 610 dư 0
610/2 = 310 dư 0
310/2 = 110 dư 1
110/2 = 010 dư 1
Vậy
Chia liên tiếp với cơ số
Sử dụng phần dư
2510 = 110012
Phần phân:
0,7812510×2 = 1,562510 phần nguyên 1
0,562510 × 2 = 1,12510 phần nguyên 1
0,12510 × 2 = 0,2510 phần nguyên 0
0,2510 × 2 = 0,510 phần nguyên 0
0,510 × 2 = 110 phần nguyên 1
Vậy
Nhân liên tiếp với cơ số
Sử dụng phần nguyên
0,7812510 = 0,110012
Computer Architecture –DepartmentofInformationSystems@NGUYỄNNgọc Hoá
10
10 trang
09/04/2022
4000
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương: Số học máy tính - Nguyễn Ngọc Hóa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_kien_truc_may_tinh_chuong_so_hoc_may_tinh_nguyen_n.pdf
