Máy tính sử dụng dãy bit để làm gì?

Những ai mới bắt đầu tìm hiểu về lĩnh vực công nghệ thông tin chắc hẳn sẽ thắc mắc máy tính sử dụng dãy bit để làm gì. Vậy thì bài viết này của CongNghePlus sẽ giải thích cho các bạn, cùng theo dõi nhé.

Là người sử dụng máy tính và tìm hiểu chuyên sâu về máy tính, có thể bạn đã từng nghe tới bit. Tuy nhiên bit là gì, đơn vị tính toán này hoạt động như thế nào trên máy tính? Qua bài viết này, CongNghePlus sẽ giải thích cho bạn máy tính sử dụng dãy bit để làm gì.

Máy tính sử dụng dãy bit để làm gì?

Dãy bit là gì?

Dãy bit biểu diễn nội dung kỹ thuật số lên trên màn hình máy tính trong một tập hợp đơn vị cơ bản của các bit.

may-tinh-su-dung-day-bit-de-lam-gi

Tất cả dữ liệu được lưu trữ trong chuỗi nhị phân (số 1 và số 0) và được biểu diễn lên mà hình tùy thuộc vào cách nó sẽ được sử dụng. Các chuỗi nhị phân được sử dụng để biểu diễn các hướng dẫn tới máy tính và nhiều loại dữ liệu khác nhau tùy thuộc vào ngữ cảnh.

Máy tính lưu trữ thông tin dưới dạng nhị phân bằng cách sử dụng bit và byte. Một bit là 0 hoặc 1. Một byte là tám bit được nhóm lại với nhau, ví dụ như 10001001.

Nhị phân và thập phân là gì? Cách chuyển đổi nhị phân thành thập phân

Hệ nhị phân là một hệ số dùng hai ký tự để biểu đạt một giá trị số, bằng tổng số các lũy thừa của 2. Hai ký tự đó thường là hai số 0 và 1.

Trong khi đó, hệ thập phân là hệ đếm dùng số 10 làm cơ số. Đây là hệ đếm được sử dụng rộng rãi nhất trong các nền văn minh thời hiện đại.

Chuyển đổi từ nhị phân sang thập phân được thực hiện để chuyển đổi một số đã cho trong hệ thống số nhị phân thành giá trị tương đương của nó trong hệ thống số thập phân.

Hệ thống số là một định dạng để biểu diễn các số theo một cách nhất định. Hệ thống số nhị phân được sử dụng trong máy tính và hệ thống điện tử để biểu diễn dữ liệu và nó chỉ bao gồm hai chữ số là 0 và 1.

Hệ thống số thập phân là hệ thống số được sử dụng phổ biến nhất trên toàn thế giới, dễ hiểu đối với mọi người. Nó bao gồm các chữ số từ 0 đến 9.

Việc chuyển đổi từ nhị phân sang thập phân có thể được thực hiện theo cách đơn giản nhất bằng cách cộng các tích của mỗi chữ số nhị phân với trọng số của nó (có dạng chữ số nhị phân × 2 được nâng lên thành lũy thừa của vị trí chữ số) bắt đầu từ chữ số tận cùng bên phải có trọng số là 2 mũ 0.

may-tinh-su-dung-day-bit-de-lam-giChuyển đổi từ nhị phân sang thập phân được thực hiện để giúp đọc các số nhị phân lớn một cách dễ dàng. Có hai phương pháp để chuyển đổi một số trong hệ thống số nhị phân sang số thập phân.

  • Phương pháp ký hiệu vị trí
  • Phương pháp nhân đôi

Chuyển đổi nhị phân sang thập phân sử dụng phương pháp ký hiệu vị trí

Phương pháp ký hiệu vị trí là một phương pháp trong đó giá trị của một chữ số trong một số được xác định bằng trọng số dựa trên vị trí của nó.

Điều này đạt được bằng cách nhân mỗi chữ số với cơ số 2 được nâng lên thành lũy thừa tương ứng tùy thuộc vào vị trí của chữ số đó trong số. Tổng của tất cả các giá trị này thu được cho mỗi chữ số sẽ cho giá trị tương đương của số nhị phân đã cho trong hệ thập phân.

Tuân thủ các bước sau để hiểu chuyển đổi từ nhị phân sang thập phân. Hãy xem xét số nhị phân (101101)2. Trong bất kỳ số nhị phân nào, chữ số ngoài cùng bên phải được gọi là LSB và chữ số ngoài cùng bên trái được gọi là MSB. Đối với một số nhị phân có n chữ số, bit có nghĩa nhỏ nhất có trọng số là 2 mũ 0 và bit có nghĩa lớn nhất có trọng số là 2n-1.

  • Bước 1: Liệt kê các lũy thừa của 2 cho tất cả các chữ số bắt đầu từ vị trí ngoài cùng bên phải. Lũy thừa đầu tiên sẽ là 2 mũ 0 và khi chúng ta tiếp tục nó sẽ là 2 mũ 0,2 mũ 1,2 mũ 2,2 mũ 3,2 mũ 4, 2 mũ 5… Trong ví dụ đã cho, có 6 chữ số, do đó, bắt đầu từ chữ số ngoài cùng bên phải, trọng số của mỗi vị trí từ bên phải là 2 mũ 0,2 mũ 1,2 mũ 2,2 mũ 3,2 mũ 4, 2 mũ 5.

may-tinh-su-dung-day-bit-de-lam-gi

  • Bước 2: Nhân mỗi chữ số trong số nhị phân bắt đầu từ bên phải với trọng số tương ứng của nó dựa trên vị trí của mỗi số. Cuối cùng, tính tổng tất cả các số có được trong số nhị phân.
  • Bước 3: Biểu thị số nhị phân dưới dạng số thập phân: (101101)2 = (45)10

Chuyển đổi nhị phân sang thập phân sử dụng phương pháp nhân đôi

Quá trình nhân đôi hoặc nhân với 2 được thực hiện để chuyển từ nhị phân sang thập phân. Các bước dưới đây sẽ hướng dẫn bạn chuyển đổi từ nhị phân sang thập phân bằng cách sử dụng phương pháp nhân đôi.

  • Bước 1: Viết số nhị phân và bắt đầu từ chữ số tận cùng bên trái. Nhân đôi số trước đó và thêm chữ số hiện tại. Vì chúng ta đang bắt đầu từ chữ số ngoài cùng bên trái và không có chữ số nào trước chữ số ngoài cùng bên trái, chúng ta coi số kép của chữ số trước là 0. Ví dụ trong (101101)2, chữ số tận cùng bên trái là 1. Nhân đôi của số trước là 0. Do đó, ta nhận được ((0 × 2) + 1) là 1.
  • Bước 2: Tiếp tục quá trình tương tự cho các chữ số tiếp theo. Chữ số thứ hai từ bên trái là 0. Bây giờ, nhân đôi chữ số trước đó và thêm nó với chữ số hiện tại. Do đó, chúng ta nhận được: [(1 × 2) + 0], là 2.
  • Bước 3: Tiếp tục bước tương tự theo thứ tự cho tất cả các chữ số. Tổng đạt được trong bước cuối cùng là giá trị thập phân thực tế. Do đó, kết quả của việc chuyển đổi số nhị phân (101101)2 sang một số thập phân bằng cách sử dụng phương pháp nhân đôi là 4510.

Máy tính sử dụng dãy bit để làm gì?

Như định nghĩa ở trên, dãy bit là một ngôn ngữ trong lập trình để cho máy biểu diễn dữ liệu. Đối với những ký tự, dãy số thông thường, máy tính sẽ không thể hiểu được.

Để máy tính hiểu được các thông tin và biểu diễn ra, cần phải có một quy trình chuyển hóa các thông tin đó thành dãy số nhị phân bao gồm các con số 0 và 1. Mỗi ký tự các bạn nhìn thấy trên màn hình và sẽ tương ứng với mỗi số nhị phân 0 hoặc 1.

Cho nên, máy tính sử dụng dãy bit để biểu diễn các thông tin. Các thông tin ở đây gồm những gì bạn tương tác trên máy tính như ký tự, văn bản, giá trị các con số, phép tính, âm thanh, hình ảnh,…

Xem thêm:

FAQs

Dưới đây là các FAQs liên quan tới dãy bit được sử dụng trên máy tính.

Vì sao máy tính chỉ sử dụng bậc 2?

Hầu hết các ứng dụng sử dụng Quadratic Programming(lập trình bậc 2) sử dụng trong tài chính, nông nghiệp, kinh tế, hoạt động sản xuất, tiếp thị và chính sách công. Các ứng dụng trong mỗi lĩnh vực này được mô tả ngắn gọn. Lập trình bậc hai (QP) liên quan đến vấn đề tối ưu hóa một hàm bậc hai tuân theo các ràng buộc tuyến tính.

Vì sao máy tính bậc 3 hiệu quả hơn nhưng không được sử dụng?

Tất cả các công nghệ thiết bị máy tính hiện nay thực sự bị giới hạn bởi tốc độ chuyển động của electron. Hạn chế này là khá cơ bản, vì tốc độ truyền thông tin nhanh nhất có thể đương nhiên là tốc độ ánh sáng, và tốc độ của một điện tử đã là một phần đáng kể của điều này.

Số lượng hoạt động của thiết bị máy tính cần thiết để thực hiện một phép tính được xác định bởi một thứ khác, cụ thể là một thuật toán.

Một thuật toán rất hiệu quả có thể thực hiện tính toán nhanh hơn nhiều so với một thuật toán kém hiệu quả, ngay cả khi không có thay đổi trong phần cứng máy tính.

Vì vậy, cải tiến trong các thuật toán cung cấp quá trình để tiếp tục làm cho máy tính nhanh hơn, khai thác tốt hơn các hoạt động song song, tính toán trước các phần của bài toán và các thủ thuật tương tự khác đều là những cách có thể để tăng hiệu quả tính toán. Vì vậy, việc sử dụng máy tính bậc 3 là không cần thiết.

Làm sao để chia hệ thập phân thành nhị phân nhanh?

Để chia hệ thập phân sang nhị phân, chúng ta đổi sang nhị phân bằng cách chia số chia với 2, khi có được kết quả bạn tiếp tục chia với 2, lặp đi lặp lại phép chia này cho đến khi bạn có kết quả là 0 (thứ tự từ trên xuống, hướng mũi tên xanh).

Ở phép chia này, ta lấy dư là 0 và 1. Nếu đã chia đến kết quả bằng 0, tổng hợp các con số dư và viết lại từ dưới lên trên (chiều mũi tên đỏ) ta được dãy số gồm 0 và 1, đây chính là kết quả cần tìm.

Trong phép chia trên, bạn tìm giá trị nhị phân của số 11 bằng cách lấy số 11 chia cho 2 và tiếp tục chia kết quả với 2 đến khi kết quả bằng 0. Sau đó, lấy số dư và viết ngược từ dưới lên, được kết quả nhị phân của số 11 là 1011.

Vì sao không sử dụng hệ số thập phân thay vì nhị phân?

Nhìn qua thì hệ nhị phân tiêu tốn nhiều không gian hơn để biểu diễn một con số so với hệ thập phân. Ví dụ, số 111 trong hệ thập phân gồm 3 số, trong hệ nhị phân có 8 chữ số là 1101111.

Tuy nhiên, khi hiển thị con số này lên màn hình máy tính, tất cả đều được lưu dưới một hệ nhị phân. Chúng ta chỉ thấy 1 số thập phân nhỏ hơn so với 1 số nhị phân về mặt không gian.

Càng gia tăng hệ cơ số thì càng cần ít chữ số để biểu thị cho một số nào đó, và ngược lại. Nhưng điều này đi ngược lại với quy tắc hoạt động của máy tính: một mạch điện tập hợp những bit chỉ biểu thị một trong hai trạng thái là bật hoặc tắt, tương ứng với 0 và 1.

Với công nghệ máy tính hiện tại chưa có khả năng tìm ra trạng thái nào nằm giữa bật và tắt để có thể dùng một hệ đếm cao hơn. Vì vậy, máy tính sử dụng hệ số nhị phân thay vì thập phân.

Hệ số có cả chữ và số được gọi là gì?

Hệ số thập lục phân là một loại hệ thống số, có giá trị cơ bản bằng 16. Số thập lục phân chỉ được biểu thị bằng 16 ký hiệu. Các ký hiệu hoặc giá trị này là 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E và F. Mỗi chữ số đại diện cho một giá trị thập phân.

may-tinh-su-dung-day-bit-de-lam-giHệ thống số thập lục phân có thể được chuyển đổi sang các hệ thống số khác như số nhị phân (cơ số 2), số bát phân (cơ số 8) và hệ thống số thập phân (cơ số 10). Khái niệm hệ số được giải thích rộng rãi trong chương trình học lớp 9.

Vậy là qua bài viết trên của CongNghePlus đã giải thích cho bạn máy tính sử dụng dãy bit để làm gì, và cách tính số sang hệ nhị phân. Nếu cảm thấy bài viết này có ích, hãy Like & Share để CongNghePlus tiếp tục ra mắt những bài viết chất lượng hơn nhé.

Đánh giá bài viết: