Khái niệm cơ bản về máy tính - Hệ thống số
Kỹ thuật biểu diễn và làm việc với các con số được gọi là number system. Decimal number systemlà hệ thống số phổ biến nhất. Các hệ thống số phổ biến khác bao gồm binary number system, octal number system, hexadecimal number system, Vân vân.
Hệ thống số thập phân
Hệ thống số thập phân là một base 10hệ thống số có 10 chữ số từ 0 đến 9. Điều này có nghĩa là bất kỳ đại lượng số nào cũng có thể được biểu diễn bằng 10 chữ số này. Hệ thống số thập phân cũng là mộtpositional value system. Điều này có nghĩa là giá trị của các chữ số sẽ phụ thuộc vào vị trí của nó. Hãy để chúng tôi lấy một ví dụ để hiểu điều này.
Giả sử chúng ta có ba số - 734, 971 và 207. Giá trị của 7 trong cả ba số là khác nhau−
- Trong 734, giá trị của 7 là 7 trăm hoặc 700 hoặc 7 × 100 hoặc 7 × 10 2
- Năm 971, giá trị của 7 là 7 chục hoặc 70 hoặc 7 × 10 hoặc 7 × 10 1
- Trong 207, giá trị 0f 7 là 7 đơn vị hoặc 7 hoặc 7 × 1 hoặc 7 × 10 0
Trọng lượng của mỗi vị trí có thể được biểu diễn như sau:
Trong hệ thống kỹ thuật số, hướng dẫn được đưa ra thông qua các tín hiệu điện; sự biến đổi được thực hiện bằng cách thay đổi điện áp của tín hiệu. Có 10 điện áp khác nhau để thực hiện hệ thống số thập phân trong thiết bị kỹ thuật số là khó. Vì vậy, nhiều hệ thống số dễ thực hiện hơn bằng kỹ thuật số đã được phát triển. Hãy xem xét chúng một cách chi tiết.
Hệ thống số nhị phân
Cách dễ nhất để thay đổi hướng dẫn thông qua tín hiệu điện là hệ thống hai trạng thái - bật và tắt. Bật được biểu thị là 1 và tắt là 0, mặc dù 0 thực sự không phải là không có tín hiệu mà là tín hiệu ở điện áp thấp hơn. Hệ thống số chỉ có hai chữ số này - 0 và 1 - được gọi làbinary number system.
Mỗi chữ số nhị phân còn được gọi là bit. Hệ thống số nhị phân cũng là hệ thống giá trị vị trí, trong đó mỗi chữ số có giá trị được biểu thị bằng lũy thừa của 2, như được hiển thị ở đây.
Trong bất kỳ số nhị phân nào, chữ số ngoài cùng bên phải được gọi là least significant bit (LSB) và chữ số ngoài cùng bên trái được gọi là most significant bit (MSB).
Và tương đương thập phân của số này là tổng tích của mỗi chữ số với giá trị vị trí của nó.
11010 2 = 1 × 2 4 + 1 × 2 3 + 0 × 2 2 + 1 × 2 1 + 0 × 2 0
= 16 + 8 + 0 + 2 + 0
= 26 10
Bộ nhớ máy tính được đo bằng cách nó có thể lưu trữ bao nhiêu bit. Đây là biểu đồ chuyển đổi dung lượng bộ nhớ.
- 1 byte (B) = 8 bit
- 1 Kilobyte (KB) = 1024 byte
- 1 Megabyte (MB) = 1024 KB
- 1 Gigabyte (GB) = 1024 MB
- 1 Terabyte (TB) = 1024 GB
- 1 Exabyte (EB) = 1024 PB
- 1 Zettabyte = 1024 EB
- 1 Yottabyte (YB) = 1024 ZB
Hệ thống số bát phân
Octal number system có tám chữ số - 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 và 7. Hệ thống số bát phân cũng là một hệ thống giá trị vị trí trong đó mỗi chữ số có giá trị của nó được biểu thị bằng lũy thừa của 8, như được hiển thị ở đây -
Tương đương thập phân của bất kỳ số bát phân nào là tổng tích của mỗi chữ số với giá trị vị trí của nó.
726 8 = 7 × 8 2 + 2 × 8 1 + 6 × 8 0
= 448 + 16 + 6
= 470 10
Hệ thống số thập lục phân
Octal number system có 16 ký hiệu - 0 đến 9 và A đến F trong đó A bằng 10, B bằng 11 và cứ tiếp tục như vậy cho đến F. Hệ số thập lục phân cũng là hệ giá trị vị trí trong đó mỗi chữ số có giá trị của nó được biểu thị bằng lũy thừa 16 , như được hiển thị ở đây -
Tương đương thập phân của bất kỳ số thập lục phân nào là tổng tích của mỗi chữ số với giá trị vị trí của nó.
27FB 16 = 2 × 16 3 + 7 × 16 2 + 15 × 16 1 + 10 × 16 0
= 8192 + 1792 + 240 +10
= 10234 10
Mối quan hệ hệ thống số
Bảng sau mô tả mối quan hệ giữa các hệ thống số thập phân, nhị phân, bát phân và hệ thập lục phân.
HEXADECIMAL | QUYẾT ĐỊNH | OCTAL | BINARY |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0000 |
1 | 1 | 1 | 0001 |
2 | 2 | 2 | 0010 |
3 | 3 | 3 | 0011 |
4 | 4 | 4 | 0100 |
5 | 5 | 5 | 0101 |
6 | 6 | 6 | 0110 |
7 | 7 | 7 | 0111 |
số 8 | số 8 | 10 | 1000 |
9 | 9 | 11 | 1001 |
A | 10 | 12 | 1010 |
B | 11 | 13 | 1011 |
C | 12 | 14 | 1100 |
D | 13 | 15 | 1101 |
E | 14 | 16 | 1110 |
F | 15 | 17 | 1111 |
ASCII
Bên cạnh dữ liệu số, máy tính phải có khả năng xử lý bảng chữ cái, dấu câu, toán tử toán học, ký hiệu đặc biệt, v.v. để tạo thành bộ ký tự hoàn chỉnh của ngôn ngữ tiếng Anh. Tập hợp đầy đủ các ký tự hoặc ký hiệu được gọi là mã chữ và số. Mã chữ và số hoàn chỉnh thường bao gồm:
- 26 chữ hoa
- 26 chữ thường
- 10 chữ số
- 7 dấu câu
- 20 đến 40 ký tự đặc biệt
Bây giờ máy tính chỉ hiểu các giá trị số, bất kể hệ thống số được sử dụng. Vì vậy tất cả các ký tự phải có một số tương đương gọi là mã chữ và số. Mã chữ và số được sử dụng rộng rãi nhất là Mã tiêu chuẩn Mỹ để trao đổi thông tin (ASCII). ASCII là một mã 7 bit có 128 (27) mã có thể.
ISCII
ISCII là viết tắt của Indian Script Code for Information Interchange. IISCII được phát triển để hỗ trợ các ngôn ngữ Ấn Độ trên máy tính. Ngôn ngữ được IISCI hỗ trợ bao gồm Devanagari, Tamil, Bangla, Gujarati, Gurmukhi, Tamil, Telugu, v.v. IISCI hầu hết được sử dụng bởi các cơ quan chính phủ và trước khi nó có thể bắt đầu, một tiêu chuẩn mã hóa chung mới được gọi làUnicode đã được giới thiệu.
Unicode
Unicode là một hệ thống mã hóa quốc tế được thiết kế để sử dụng với các hệ thống ngôn ngữ khác nhau. Mỗi ký tự hoặc ký hiệu được gán một giá trị số duy nhất, phần lớn nằm trong khuôn khổ của ASCII. Trước đó, mỗi tập lệnh có hệ thống mã hóa riêng, có thể xung đột với nhau.
Ngược lại, đây là điều mà Unicode chính thức hướng tới - Unicode cung cấp một số duy nhất cho mọi ký tự, bất kể nền tảng nào, bất kể chương trình nào, bất kể ngôn ngữ nào .