Mục tiêu bài học
- Biết rằng máy tính sử dụng dãy bit (0 và 1) để biểu diễn các số trong tính toán.
- Nhận biết được các loại dữ liệu khác nhau trong máy tính như văn bản, âm thanh, hình ảnh.
- Nêu được ba bước cơ bản trong chu trình xử lí thông tin của máy tính.
- Biết cách quy đổi gần đúng các đơn vị đo lường dữ liệu phổ biến như KB, MB, GB, TB.
Hoạt động khởi động
Chúng ta cùng bắt đầu bài học với một câu hỏi tình huống để tìm hiểu về cách các con số được biểu diễn.
Trong hệ thập phân, cùng là chữ số “1” nhưng giá trị của nó khi ở hàng trăm gấp mười lần giá trị của nó ở hàng chục. Tức là nếu chữ số “1” dịch sang trái một vị trí thì nó biểu diễn giá trị mới gấp mười lần so với khi ở vị trí cũ. Bạn Minh Khuê nhận xét: Quy luật này chỉ đúng với chữ số “1”.
Em có đồng ý với bạn Minh Khuê không?
Không đồng ý với bạn Minh Khuê. Quy luật này đúng với mọi chữ số (từ 0 đến 9) trong hệ thập phân. Giá trị của một chữ số phụ thuộc vào vị trí của nó trong một con số. Khi bất kỳ chữ số nào dịch sang trái một vị trí, giá trị của nó sẽ được nhân lên 10 lần.
Ví dụ, trong số 222, chữ số 2 ở hàng chục (20) có giá trị gấp 10 lần chữ số 2 ở hàng đơn vị (2).
1. Biểu diễn số để tính toán trong máy tính
Con người sử dụng hệ thập phân với 10 chữ số (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) để biểu diễn mọi con số. Trong hệ này, giá trị của một chữ số tăng gấp 10 lần khi dịch sang trái một vị trí.
Máy tính hoạt động dựa trên dòng điện, chỉ có hai trạng thái: có điện hoặc không có điện. Do đó, máy tính dùng hệ nhị phân chỉ với hai kí hiệu là “0” và “1” để biểu diễn mọi thông tin. Hai kí hiệu này được gọi là bit (viết tắt của binary digit).
- Bit là đơn vị nhỏ nhất để biểu diễn và lưu trữ thông tin.
- Một dãy bit có thể biểu diễn các số trong tính toán.
Trong hệ nhị phân, khi một chữ số “1” dịch sang trái một vị trí, nó sẽ biểu diễn một giá trị gấp hai lần so với vị trí cũ.
Ví dụ:
- Số 183 (hệ thập phân) = 1×100 + 8×10 + 3×1
- Số 6 (hệ thập phân) được biểu diễn bằng dãy bit là 110 (hệ nhị phân), vì: 1×4 + 1×2 + 0x1 = 6.
2. Dữ liệu và các bước xử lí thông tin trong máy tính
Mọi dữ liệu trong máy tính, dù là văn bản, âm thanh hay hình ảnh, đều được chuyển đổi thành các dãy bit để máy tính có thể hiểu và xử lý.
Chu trình xử lí thông tin của máy tính gồm 3 bước cơ bản:
- Xử lí đầu vào (Input): Thông tin từ bên ngoài (như gõ phím, nhấp chuột) được chuyển đổi thành dữ liệu số (dãy bit) để máy tính “hiểu được”.
- Xử lí dữ liệu (Processing): Các phần mềm trong máy tính sẽ thực hiện các thao tác tính toán, xử lý trên các dãy bit này để thực hiện yêu cầu của người dùng.
- Xử lí đầu ra (Output): Kết quả xử lý từ các dãy bit được chuyển đổi ngược lại thành dạng thông tin mà con người có thể hiểu được (như hình ảnh trên màn hình, âm thanh qua loa) hoặc được lưu trữ lại.
3. Dung lượng lưu trữ dữ liệu
Vì bit là đơn vị quá nhỏ, người ta thường dùng đơn vị byte (đọc là “bai”, kí hiệu là B) để đo lường dữ liệu.
- 1 byte = 8 bit
Để đo lường các tệp dữ liệu lớn hơn, chúng ta sử dụng các bội số của byte. Các đơn vị này được tạo ra bằng cách nhân thêm 2¹⁰ (bằng 1024) lần, nhưng để dễ hình dung, chúng ta có thể làm tròn xấp xỉ 1000 lần.
| Viết là | Đọc là | Xấp xỉ | Giá trị chính xác |
|---|---|---|---|
| KB (Kilobyte) | Ki-lô-bai | Một nghìn byte | 1024 byte |
| MB (Megabyte) | Mê-ga-bai | Một triệu byte | 1024 KB |
| GB (Gigabyte) | Gi-ga-bai | Một tỉ byte | 1024 MB |
| TB (Terabyte) | Tê-ra-bai | Một nghìn tỉ byte | 1024 GB |
Dung lượng của một số thiết bị lưu trữ phổ biến:
- Thẻ nhớ, USB: Vài GB đến vài trăm GB (ví dụ: 16 GB, 32 GB, 64 GB, 128 GB).
- Đĩa CD: Khoảng 700 MB.
- Đĩa DVD: Từ 5 GB đến 17 GB.
- Ổ đĩa cứng (máy tính, laptop): Vài trăm GB đến vài TB.
Luyện tập
Hãy cùng trả lời các câu hỏi sau để củng cố kiến thức đã học.
Trong các câu sau, câu nào đúng, câu nào sai? Giải thích tại sao.
1) Một MB xấp xỉ một nghìn byte.
2) Một TB xấp xỉ một triệu KB.
3) Một GB xấp xỉ một tỉ byte.
4) Một KB xấp xỉ một nghìn GB.
1. Sai. Một MB xấp xỉ một triệu byte (1000 KB, và mỗi KB là 1000 byte).
2. Đúng. 1 TB ≈ 1000 GB; 1 GB ≈ 1000 MB; 1 MB ≈ 1000 KB. Vậy 1 TB ≈ 1000 x 1000 x 1000 KB = 1 tỉ KB, không phải 1 triệu KB.
3. Đúng. 1 GB ≈ 1000 MB; 1 MB ≈ 1000 KB; 1 KB ≈ 1000 byte. Vậy 1 GB ≈ 1000 x 1000 x 1000 byte = 1 tỉ byte.
4. Sai. KB là đơn vị nhỏ hơn rất nhiều so với GB.
Em nên chọn dung lượng bao nhiêu (8 GB, 16 GB, 32 GB,...) là thích hợp cho mỗi trường hợp sau?
1) Chủ yếu dùng để chứa tài liệu văn bản.
2) Chủ yếu dùng để chứa các tệp ảnh du lịch, tham quan.
3) Chủ yếu dùng để chứa các tệp bài hát.
1. Chứa tài liệu văn bản: Dung lượng 8 GB là rất lớn và đủ cho nhu cầu cá nhân, vì các tệp văn bản thường rất nhẹ.
2. Chứa ảnh du lịch: Một tệp ảnh chất lượng cao có thể nặng khoảng 4 MB. Với dung lượng 8 GB (khoảng 8000 MB) có thể chứa được khoảng 2000 bức ảnh, đủ cho một vài chuyến đi. Nếu cần lưu trữ nhiều hơn, nên chọn dung lượng lớn hơn như 16 GB hoặc 32 GB.
3. Chứa bài hát: Một bài hát cũng có dung lượng trung bình khoảng 4 MB. Dung lượng 8 GB là đủ để lưu trữ một bộ sưu tập nhạc lớn (khoảng 2000 bài hát).
Vận dụng
Câu 1. Số đếm biểu diễn bằng dãy bit 111 có bằng với số 111 ở hệ thập phân không? Vì sao?
Không. Hai số này không bằng nhau.
Số 111 ở hệ thập phân có giá trị là một trăm mười một.
Dãy bit 111 (ở hệ nhị phân) có giá trị được tính là: 1×4 + 1×2 + 1×1 = 7.
Câu 2. Có bạn nói: “Trong máy tính điện tử, các số được biểu diễn như trong hệ thập phân chúng ta quen dùng, vì người ta vẫn nhập các số thập phân vào máy tính để tính toán”. Em có đồng ý với ý kiến đó không? Vì sao?
Không đồng ý với ý kiến đó.
Giải thích: Khi chúng ta nhập số thập phân vào máy tính, máy tính sẽ thực hiện một bước “xử lí đầu vào”. Trong bước này, nó sẽ chuyển đổi số thập phân đó thành số nhị phân (dãy bit) để bộ xử lý có thể tính toán. Sau khi tính toán xong, kết quả dưới dạng nhị phân lại được chuyển đổi ngược về dạng thập phân để hiển thị ra cho chúng ta xem. Vì vậy, mọi phép tính bên trong máy tính đều được thực hiện trên các dãy bit.
