CÁC HỆ THỐNG SỐ .c om Chương 1: I. CÁC HỆ THỐNG SỐ ĐẾM an III.SỐ NHỊ PHÂN CÓ DẤU co ng II. SỐ NHỊ PHÂN th IV. CỘNG TRỪ SỐ NHỊ PHÂN CÓ DẤU cu u du o ng V. CỘNG TRỪ SỐ BCD Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 1 https://fb.com/tailieudientucntt Chương 1 CÁC HỆ THỐNG SỐ ĐẾM .c om I BIỂU DIỄN SỐ: co ng Một số trong hệ thống số được tạo ra từ một hay nhiều ký số (digit), có thể bao gồm 2 phần: phần nguyên và phần lẻ, được phân cách nhau bằng dấu chấm cơ số (radix). du o ng th an Trọng số (Weight) của mỗi ký số phụ thuộc vào vị trí của ký số đó. Trọng số = Cơ số Vị trí Vị trí của ký số được đánh thứ tự từ 0 cho ký số hàng đơn vị, thứ tự này được tăng lên 1 cho ký số bên trái và giảm đi 1 cho ký số bên phải. cu u Giá trị của số được tính bằng tổng của các tích ký số với trọng số. Giá trị = Ký số. Trọng số Ký số ở tận cùng bên trái được gọi là ký số có trọng số lớn nhất (Most Significant Digit – MSD), ký số ở tận cùng bên phải được gọi là ký số có trọng số nhỏ nhất (Least Significant Digit – LSD). Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 2 https://fb.com/tailieudientucntt HỆ THỐNG SỐ THẬP PHÂN (DECIMAL - DEC) Ví dụ 1 0 -1 -2 1 2, 7 5 D hoặc 10 .c om Hệ thập phân có cơ số là 10, sử dụng 10 ký số là 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9. co ng - ký số 2 có vị trí là 0 và có trọng số là 100 = 1. an - ký số 1 có vị trí là 1 và có trọng số là 101 = 10. th - ký số 7 có vị trí là -1 và có trọng số là 10-1 = 0,1. cu u Giá trị của số 12,75 là: du o ng - ký số 5 có vị trí là -2 và có trọng số là 10-2 = 0,01. 1 x 101 + 2 x 100 + 7 x 10-1 + 5 x 10-2 = 1 x 10 + 2 x 1 + 7 x 0,1 + 5 x 0,01 = 12,75 Để phân biệt số thập phân với số của các hệ thống số khác, ta thêm ký hiệu D (decimal) hoặc 10 ở dạng chỉ số dưới vào đằng sau. Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 3 https://fb.com/tailieudientucntt HỆ THỐNG SỐ NHỊ PHÂN (BINARY-BIN) .c om Hệ nhị phân có cơ số là 2, sử dụng 2 ký số là 0 và 1. ng Nguyên tắc tạo ra số nhị phân,cách tính trọng số và giá trị của số nhị phân tương tự với cách đã thực hiện đối với số thập phân. an co Số nhị phân được ký hiệu bởi ký tự B (binary) hoặc số 2 ở dạng chỉ số dưới. ng th Mỗi ký số trong hệ nhị phân được gọi là 1 bit (binary digit). cu u du o Bit nằm tận cùng bên trái được gọi là bit có trọng số lớn nhất (Most Significant Bit –MSB). Bit nằm tận cùng bên phải được gọi là bit có trọng số nhỏ nhất (Least Significant Bit –LSB). Số nhị phân được dùng để biểu diễn các tín hiệu trong mạch số. Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 4 https://fb.com/tailieudientucntt CÁC HỆ THỐNG SỐ KHÁC .c om - Hệ thống số bát phân (Octal – ký hiệu: O hay 8) - Cơ số là 8. ng - Biểu diễn bởi 8 ký số: 0,1,2,3,4,5,6,7. an co - Mỗi ký số bát phân được biểu diễn bởi 3 bit nhị phân. ng th - Hệ thống số thập lục phân (HexaDecimal – ký hiệu: H hay 16) du o - Cơ số là 16. - Biểu diễn bởi 16 ký số: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F. cu u - Mỗi ký số bát phân được biểu diễn bởi 4 bit nhị phân. Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 5 https://fb.com/tailieudientucntt CHUYỂN ĐỔI CƠ SỐ Hệ thập phân - Hệ bát phân ng (a) Tính giá trị - Hệ nhị phân .c om Các hệ thống số khác (r) an co - Hệ thập lục phân (b) Hệ thập phân th Hệ thống số r du o ng + Phần nguyên: chia liên tiếp cho r đến khi có kết quả của phép chia là 0 rồi lấy các số dư theo thứ tự từ dưới lên. cu u + Phần lẻ: nhân liên tiếp với r, sau mỗi lần nhân lấy đi số phần nguyên, tiếp tục cho đến khi kết quả là 0 hoặc đến khi đạt độ chính xác cần thiết. Kết quả là lấy các số nguyên đi theo thứ tự từ trên xuống. Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 6 https://fb.com/tailieudientucntt Chuyển đổi giữa các hệ thống cơ số khác .c om - Một số bát phân biểu diễn bởi 3 bit nhị phân Hex Bin 0 1 2 3 4 5 6 7 000 001 010 011 100 101 110 111 0 1 2 3 4 5 6 7 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 co Bin u du o ng th an Oct ng - Một số thập lục phân biểu diễn bởi 4 bit nhị phân cu (c) Hex Bin Oct 8 9 A B C D E F 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 10 11 12 13 14 15 16 17 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 7 https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng .c om Ví dụ Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 8 https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u cu Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 9 https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u cu Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 10 https://fb.com/tailieudientucntt II. SỐ NHỊ PHÂN - Số nhị phân n bit có tầm giá trị từ 0 2n – 1. .c om 1. Một số tính chất của số nhị phân ng - Số nhị phân chẳn (chia hết cho 2) có LSB = 0. co - Số nhị phân lẻ (không chia hết cho 2) có LSB = 1. th an - Bit còn được dùng làm đơn vị đo lường thông tin. cu u du o ng - Các bội số của bit là: 1 byte = 8 bit 1 KB = 210 byte = 1024 byte 1MB = 210 KB 1GB = 210MB 1TB = 210GB Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 11 https://fb.com/tailieudientucntt 2 Các phép toán số học trong hệ nhị phân (số không dấu) Thực hiện trên các toán hạng có cùng số bit. .c om Phép cộng – Binary Addition Output 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 th an 0 du o u S cu 1 C co B ng A ng Input Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 12 https://fb.com/tailieudientucntt Phép trừ - Subtraction Output B 0 0 0 1 1 0 1 BORROW (Số mượn) DIFF (Thương số) 0 0 1 1 0 1 0 0 1 ng cu u th an co ng A du o .c om Input Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 13 https://fb.com/tailieudientucntt TRÀN SỐ - OVER FLOW an 0001 0010 1110 1111 cu u du o ng th 0000 co ng .c om • Một số nhị phân n bit không dấu sẽ biểu diễn số thập phân không dấu có tầm giá trị từ 0 ÷ 2n – 1. • Trong hệ thống số, độ rộng bit là cố định. • Khi kết quả của các phép tính vượt quá khả năng biểu diễn của hệ thống, ta nói hệ thống bị tràn số (over flow). Ví dụ: thực hiện phép toán (7 + 8) và (12+13) trong hệ nhị phân không dấu 4 bit Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 14 https://fb.com/tailieudientucntt Phép nhân - Multiplication Output 0 1 ng 0 0 1 1 cu u 0 0 du o 1 1 ng 0 co 0 P an B th A .c om Input Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 15 https://fb.com/tailieudientucntt Ví dụ 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 th 1 0 1 1 128 64 32 + 0 1 1 0 du o + co 1 an 1 ng x 4 2 1 8 x 1 4 1 3 4 2 1 4 1 8 2 u 16 .c om 1 ng 1 cu Tính 1110B x 1101B? = 128 32 + 16 + 4 + 2 = 182 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 16 https://fb.com/tailieudientucntt Phép chia - Division 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 co 0 th an 1 0 1 1 du o u 1 ng 0 cu - 1 ng Ví dụ : Tính 101111B / 1001B (47/9 D) .c om Được thực hiện trên cơ sở của phép nhân và phép trừ. 1 0 1 1 Thương số 0 Số dư Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 17 https://fb.com/tailieudientucntt 3. Mã nhị phân Mã nhị phân cho số thập phân (BCD) th ng .c om BCD qúa 3 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 co an 0000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 1111 ng du o 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 u 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 BCD BCD (8 4 2 1) (2 4 2 1) cu Số thập phân Mã 1 trong 10 0000000001 0000000010 0000000100 0000001000 0000010000 0000100000 0001000000 0010000000 0100000000 1000000000 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 18 https://fb.com/tailieudientucntt Mã Gray .c om Mã Gray là loại mã không có trọng số, được tạo ra từ mã nhị phân theo nguyên tắc sau: - MSB của số mã Gray và mã nhị phân là giống nhau. co ng - Cộng MSB của số nhị phân vào bit bên phải và ghi tổng (bỏ qua số nhớ). th an - Tiếp tục như vậy cho đến LSB. du o 0 + 1 + 0 + 1 + 1 (LSB) + 1 cu Nhị phân (MSB) 1 + u Ví dụ ng - Số mã Gray luôn cùng bit với số nhị phân. Mã Gray 1 1 1 1 1 0 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 0 19 https://fb.com/tailieudientucntt Chuyển từ mã Gray sang mã nhị phân 1 + (MSB) 0 + 0 + 1 co Mã nhị phân 1 0 0 0 0 1 1 0 1 th an 1 ng Mã Gray 1 1 + .c om 1 + cu u du o ng Nhận xét: Có thể tạo ra mã Gray từ mã nhị phân theo cách sau: tính từ bên trái, bit đi sau bit 0 (của số nhị phân) được giữ nguyên, bit đi sau bit 1 thì bị đảo. (MSB) (LSB) Nhị phân 0 1 1 1 0 0 1 Mã Gray 0 1 0 0 1 0 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 1 20 https://fb.com/tailieudientucntt Mã led 7 đoạn Vcc Giá trị g e b c an co d ng th Anode chung e u g b c cu f du o a 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 .c om f 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ng a a b c d e f g 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 Bảng mã led 7 đoạn loại cathode chung d GND Cathode chung CuuDuongThanCong.com Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh 21 https://fb.com/tailieudientucntt Mã ký tự ASCII: (Cột) b6 b5 b4 101 110 111 0 1 2 3 4 5 6 7 @ A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z [ \ ] ^ _ ` a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z { | } ~ 22 DEL .c om 100 an co ng NUL DLE SP 0 SOH DC1 ! 1 STX DC2 ” 2 ETX DC3 # 3 EOT DC4 $ 4 ENQ NAK % 5 ACK SYN & 6 BEL ETB ’ 7 BS CAN ( 8 HT EM ) 9 LF SUB * : VT ESC + ; FF FS , < CR GS = SO RS . > Bài giảng môn Kỹ Thuật Số SI US GV:/ Lê Thị Kim?Anh th 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 011 ng 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 010 du o Hex 001 u b3b2b1b0 000 cu (Hàng) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt III. BIỂU DIỄN SỐ CÓ DẤU – SIGNED NUMBER Một số khái niệm .c om 1. Bù cơ số trừ 1 ng Cho trước 1 số N gồm n ký số trong hệ cơ số r, bù cơ số trừ 1 của N được định nghĩa là rn – 1 – N. co Số N và bù cơ số trừ 1 của N phải có cùng ký số. an Ví dụ: du o - N = 123, n = 3, r = 10. ng th Xét số 123D cu u - Bù 9 (bù cơ số trừ 1) của 123D là: rn -1 -N -1 - 123 103 -Tương tự, bù 1 của 1100B là: 24 – 1 – 1100B =999 – 123= 876D = 1111B – 1100B = 0011B Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh 15 CuuDuongThanCong.com 23 https://fb.com/tailieudientucntt Nhận xét -Để tính bù 9 của một số thập phân ta lấy 9 trừ đi cho từng ký số. .c om Ví dụ: bù 9 của 2468D là 7531D co ng -Để tính bù 1 của một số nhị phân, ta chỉ việc đổi bit 1 thành bit 0 và ngược lại. cu u du o ng th an Ví dụ: bù 1 của 10110B là 01001B. 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2. Bù cơ số với N ≠ 0 0 với N = 0 ng rn – N .c om Cho trước một số N, gồm n ký số trong hệ cơ số r, bù cơ số của N được định nghĩa là: an co Ví dụ: th -Bù 10 của 321D là 103 – 321D = 1000D – 321D = 679D. ng -Bù 2 của 10101B là 25 – 10101B = 100000B – 10101B =01011B. cu Nhận xét u du o -Bù 16 của 2CH là 162 – 2CH = 100H – 2CH = D4H. Bù cơ số của một số được suy ra từ bù cơ số trừ 1 bằng cách cộng thêm 1. 25 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 3. Số có dấu Có 2 cách để diễn tả số có dấu: Ví dụ: co ng Ký hiệu chỉ dấu .c om -Hệ thống độ lớn có dấu (Signed Magnitude System): một số trong hệ thống độ lớn có dấu bao gồm 2 phần là ký hiệu chỉ dấu và độ lớn. du o ng th an Trong hệ thập phân: + 5 ; - 10 ; +12.25 ; - 30.75 Độ lớn cu u Trong hệ nhị phân: 01001(+9) ; 1110 (-6) ; 01011.01(+11.25) Bit dấu: 0 (+) ; 1 (- ) Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 26 https://fb.com/tailieudientucntt Hệ thống số bù (Complement System) Biểu diễn theo số bù 1 (bù cơ số trừ 1 trong hệ nhị phân) .c om +0 –1 ng 1111 0000 +1 0001 +2 –2 1110 1101 0010 –3 1100 0011 +3 - Tầm biểu diễn: du o - Số 0 có 2 cách biểu diễn. ng th an - Các bit còn lại: nếu là số dương thì biểu diễn bằng độ lớn tương ứng, nếu là số âm thì biểu diễn bởi số bù 1 của số dương tương ứng. –0 co -Bit lớn nhất(MSB) là bit dấu: 0 biểu diễn cho số dương và 1 biểu diễn cho số âm. cu u - (2n-1 – 1) ÷ (2n-1 - 1) –4 1011 0100 +4 1010 0101 –5 +5 1001 0110 +6 –6 1000 0111 +7 –7 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 27 https://fb.com/tailieudientucntt Biểu diễn theo số bù 2 (bù cơ số trong hệ nhị phân) -Bit lớn nhất(MSB) là bit dấu: 0 biểu diễn cho số dương và 1 biểu diễn cho số âm. ng du o - Tầm biểu diễn: th - Số 0 có 1 cách biểu diễn. .c om co ng 1111 0000 +1 0001 +2 –3 1110 1101 0010 –4 1100 0011 +3 –5 1011 0100 +4 0101 –6 1010 +5 1001 0110 +6 –7 1000 0111 +7 –8 cu u - (2n-1) ÷ (2n-1 - 1) +0 –2 an - Các bit còn lại: nếu là số dương thì biểu diễn bằng độ lớn tương ứng, nếu là số âm thì biểu diễn bởi số bù 2 của số dương tương ứng. –1 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 28 https://fb.com/tailieudientucntt Một số lưu ý: Để tìm được giá trị của số âm: ta lấy bù 2 của nó sẽ nhận được số dương có cùng biên độ. Ví dụ: xác định giá trị của số 11010010 ? Bù 2 (11010010) = 00101110 = +46 giá trị của (11010010) = - 46 - Mở rộng chiều dài bit số có dấu bằng cách thêm vào trước dãy số các bit 0 đối với số dương và các bit 1 đối với số âm. Ví dụ: số -3 trong hệ thống 3bit là 101 chuyển sang hệ thống 5 bit là 11101. - Lấy bù 2 hai lần của một số thì bằng chính số đó. - Giá trị -1 được biểu diễn là 1…11(n bit) trong hệ thống số n bit. - Giá trị -2n được biểu diễn là 100..00(n bit 0) cu u du o ng th an co ng .c om - Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 29 https://fb.com/tailieudientucntt IV. CỘNG TRỪ SỐ NHỊ PHÂN CÓ DẤU Nguyên tắc: .c om - Thực hiện giống như số không dấu. co ng - Thực hiện trên các toán hạng có cùng chiều dài bit và kết quả cũng có cùng số bit. th an - Kết quả đúng nếu nằm trong phạm vi biểu diễn số có dấu. (Nếu kết quả sai thì cần mở rộng chiều dài bit). du o ng Hoặc: Chuyển thành phép cộng với số bù 2. cu u A – B = A + bù 2 (B) Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 30 https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng .c om Một số ví dụ: Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 31 https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng .c om Phép trừ chuyển thành phép cộng với số bù 2 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 32 https://fb.com/tailieudientucntt IV. Coäng tröø soá BCD .c om Neáu decade Di > 9 hoặc Ci = 1 thì hieäu ñính Di: Di = Di + 0110 (6D) ng D=A–B = A + Buø_9 (B) Cn = 1: keát quaû D laø soá döông D=D+1 Cn = 0: keát quaû D laø soá aâm Laáy buø_9 (D) du o ng th an Trừ S= A+B co Cộng Neáu decade Si > 9 hoaëc coù bit nhôù Ci = 1 thì hieäu ñính Si: Si = Si + 0110 (6D) cu Ví dụ: (a) 24+45 (d) 24 & 19 u Cn là bit nhớ tạo ra từ decade cao nhất, Ci là số nhớ tạo ra từ decade thứ i (b) 183+284 (e) 200 & 127 (c) 1025 +8255 (f) 6666 & 4141 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 33 https://fb.com/tailieudientucntt a. 42 + 54 = 96 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 ng b. 381 + 248 = 629 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 du o u 1 cu 1 1 th + 0 Kết quả: 629 0 an 0 0 0 ng 96 co Kết quả: .c om + Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 34 https://fb.com/tailieudientucntt c. 1209 + 5258 = 6467 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 + 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 .c om 0 1 6467 1 du o 0 0 0 0 1 1 0 u Kết quả: 0 cu 1 ng th an co 0 + 0 ng 1 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 35 https://fb.com/tailieudientucntt + 1 0 0 0 0 1 0 1 + 0 0 0 0 0 1 0 0 co an + 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 Kết quả: u 0 1 0 1 cu 1 0 1 0 0 D= D +1 du o ng th 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 + 0 0 0 1 ng 0 1 1 0 d’. 19 - 65 = -46 19 +34 .c om d. 65 - 19 = 46 65 +80 46 0 0 1 0 1 0 0 1 1 Lấy bù 46 Kết quả: - 46 Bài giảng môn Kỹ Thuật Số GV: Lê Thị Kim Anh CuuDuongThanCong.com 36 https://fb.com/tailieudientucntt