Biểu diễn thông tin và máy tính

Số nhị phân 11010 bằng tổng trọng số của các chữ số 1: 16 + 8 + 2 = 26. 22 và 24 là do đếm nhầm trọng số các chữ số; 28 là giá trị khi cộng nhầm cả chữ số 0 (hàng 4) như 16 + 8 + 4; đều sai.

Chia 200 cho 16 được thương 12 (= C) dư 8, nên trong hệ thập lục phân là C8. BC ứng với số thập phân 188, D8 là 216, E8 là 232; đều không phải 200. Cần nhớ một chữ số thập lục phân được biểu diễn bằng 0-9 và A (10) đến F (15).

Giữa nhị phân và thập lục phân, 4 bit ứng với 1 chữ số. Chia 10111100 thành từng nhóm 4 bit: 1011 = B, 1100 = C, nên kết quả là BC. CB là do tráo đổi phần cao và phần thấp, B4 là do đọc nhầm 4 bit thấp thành 0100, DC là giá trị khi đọc nhầm phần cao thành 1101.

Đảo tất cả các bit của 5 = 00000101 được 11111010, cộng thêm 1 được 11111011 — đó là biểu diễn bù hai của -5. 11111010 chỉ mới đảo bit, là bù một; 10000101 là biểu diễn sai chỉ bật bit dấu; 00000101 là +5.

Các tiền tố lớn dần theo thứ tự K (kilo) → M (mega) → G (giga) → T (tera) → P (peta) → E (exa). Theo hệ thập phân, mỗi bậc gấp 1.000 lần; theo hệ nhị phân, mỗi bậc gấp 1.024 lần. Các lựa chọn khác đảo lộn thứ tự giữa M và G, giữa G và T nên sai.

Mỗi bit trong 8 bit có 2 khả năng là 0 hoặc 1, nên toàn thể biểu diễn được 2 mũ 8 = 256 mẫu. 255 là giá trị lớn nhất của số nguyên không dấu (lớn nhất trong khoảng 0-255), không phải tổng số. 128 là 2 mũ 7, 512 là 2 mũ 9, tương ứng với việc đếm nhầm số bit.

Trọng số các chữ số của phần lẻ nhị phân là 0,5; 0,25; 0,125… Vì 0,625 = 0,5 + 0,125 nên đặt 1 ở hàng 0,5 và hàng 0,125, được 0.101. 0.110 ứng với 0,75; 0.011 là 0,375; 0.100 là 0,5; đều không phải 0,625.

1 byte bằng 8 bit, nên 1.024 byte × 8 = 8.192 bit. 1.024 là giữ nguyên số byte, 2.048 là chỉ nhân 2, 4.096 là chỉ nhân 4; dễ sai nếu quên phép quy đổi cơ bản 1 byte = 8 bit.

Biểu diễn dấu phẩy động biểu diễn số thực bằng cặp phần định trị và phần mũ, cho phép xử lý phạm vi giá trị rất rộng với độ dài bit hạn chế. Nó không dành riêng cho số nguyên, cũng không phải cơ chế chuyển đổi chuỗi. Ngoài ra, các giá trị không biểu diễn hết được bằng nhị phân sẽ phát sinh sai số làm tròn, nên mô tả biểu diễn được không sai số cũng sai.

UTF-8 là một trong các phương thức mã hóa Unicode đa ngôn ngữ, biểu diễn 1 ký tự bằng độ dài biến đổi 1-4 byte. Các ký tự trong phạm vi ASCII được biểu diễn nguyên bằng 1 byte nên tính tương thích cao. Nó không dành riêng cho tiếng Nhật, không phải độ dài cố định; bộ mã 7 bit là mô tả về ASCII.

ASCII là bộ mã ký tự cơ bản biểu diễn chữ - số, ký hiệu và ký tự điều khiển bằng 7 bit. Nó không biểu diễn được chữ Hán; xử lý chữ Hán là các bộ mã đa byte như JIS Kanji, Shift-JIS. Phương thức mã hóa Unicode là UTF-8 v.v., định dạng nén hình ảnh là JPEG v.v.; đều không phải mô tả về ASCII.

Shift-JIS là bộ mã đa byte tiêu biểu xử lý tiếng Nhật, có thể trộn lẫn chữ - số 1 byte với chữ Hán, kana 2 byte. Bộ mã 7 bit là ASCII; mã hóa âm thanh là mô tả về PCM v.v. Mô tả độ dài cố định 4 byte cũng sai: Shift-JIS là độ dài biến đổi 1 hoặc 2 byte.

JSON là định dạng văn bản gọn nhẹ biểu diễn cấu trúc dữ liệu bằng các cặp tên - giá trị và mảng, được dùng rộng rãi trong trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống. Dạng bảng phân cách bằng dấu phẩy là CSV, mô tả cấu trúc bằng thẻ là XML hay HTML, định dạng tài liệu giữ hình ảnh in ấn là mô tả về PDF.

JPEG là định dạng ảnh nén mất dữ liệu, đạt tỷ lệ nén cao bằng cách lược bỏ những thông tin mắt người khó nhận thấy. PNG và GIF là nén không mất dữ liệu, khôi phục hoàn toàn về dữ liệu gốc; BMP về cơ bản là định dạng không nén. Cũng cần nắm rằng với nén mất dữ liệu, chất lượng ảnh có thể xuống cấp sau mỗi lần nén.

H.264 là chuẩn nén - mã hóa video, được dùng rộng rãi như một chuẩn thuộc họ MPEG; phiên bản kế nhiệm là HEVC (H.265). JPEG và PNG là định dạng ảnh tĩnh, WAV là định dạng dữ liệu âm thanh; không phải chuẩn nén mã hóa video.

Phép hội (AND) chỉ cho 1 khi cả hai đầu vào đều là 1, nên với A = 1, B = 0 kết quả là 0. OR cho 1 khi có ít nhất một đầu vào là 1; XOR cho 1 khi hai đầu vào khác nhau, nên cả hai đều cho 1. NAND là phủ định của AND, nên phủ định của AND = 0 là 1. Nên kiểm tra lại bằng bảng chân trị.

Định lý lấy mẫu (định lý sampling) nói rằng nếu lấy mẫu với tần số từ 2 lần tần số cao nhất chứa trong tín hiệu trở lên thì có thể tái tạo tín hiệu gốc. Với tần số bằng một nửa hay bằng đúng thì không tái tạo được dạng sóng. Số bit lượng tử hóa quyết định độ mịn của giá trị (số mức), là yếu tố khác với tần số lấy mẫu.

Trong chuyển đổi A/D, trước hết lấy mẫu — lấy giá trị tín hiệu theo khoảng thời gian đều — rồi lượng tử hóa — làm tròn giá trị lấy được về số mức hữu hạn — và cuối cùng mã hóa thành mã nhị phân. Thứ tự đúng là lấy mẫu → lượng tử hóa → mã hóa; các lựa chọn khác đảo lộn thứ tự.

Màu 24 bit tương đương 3 byte cho mỗi pixel, nên 800 × 600 × 3 = 1.440.000 byte, khoảng 1,44MB. Khoảng 0,48MB là giá trị tính với 1 byte/pixel, khoảng 2,88MB là gấp 2, khoảng 5,76MB là gấp 4 — các lỗi dễ phát sinh khi nhầm quy đổi giữa bit và byte.

Trong 5 khối chức năng lớn của máy tính, CPU là tổ hợp của khối điều khiển — giải mã lệnh và ra chỉ thị cho các khối — và khối tính toán — thực hiện phép tính. Thiết bị nhập - xuất đảm nhiệm đưa dữ liệu vào ra, bộ nhớ chính - bộ nhớ phụ đảm nhiệm lưu trữ dữ liệu, không phải thành phần cấu thành CPU.

RAID1 gọi là mirroring, ghi cùng dữ liệu lên 2 đĩa nên khi 1 đĩa hỏng vẫn không mất dữ liệu. RAID0 là striping, chỉ nhằm tăng tốc và không có dự phòng. RAID5 là phương thức ghi phân tán parity, RAID6 là phương thức giữ parity kép.

RJ-45 là đầu nối LAN dùng cho cáp UTP của mạng LAN có dây (Ethernet). USB dùng các loại đầu nối USB chuyên dụng, HDMI dùng cổng HDMI cho hình ảnh - âm thanh, RS-232C dùng đầu nối nối tiếp như D-sub 9 chân; đều không phải RJ-45.

Xử lý theo lô là hình thái gom dữ liệu tích lũy trong một khoảng thời gian rồi xử lý gộp, ví dụ vào ban đêm, phù hợp các xử lý tổng hợp theo tháng. Xử lý thời gian thực là hình thái đáp ứng ngay yêu cầu, xử lý phân tán là chia sẻ xử lý giữa nhiều máy tính, xử lý trực tuyến là xử lý trong trạng thái kết nối mạng.

Phần mềm được phân loại thành OS quản lý phần cứng, middleware cung cấp chức năng chung ở giữa OS và ứng dụng, và phần mềm ứng dụng dùng trực tiếp cho công việc. Phần mềm bảng tính là ứng dụng, OS là phần mềm cơ bản, DBMS là middleware; các lựa chọn khác đều nhầm phân loại.

Cung cấp màn hình nhập hồ sơ khám chữa bệnh là chức năng của phần mềm ứng dụng như bệnh án điện tử. Chức năng của OS gồm quản lý bộ nhớ, quản lý tác vụ - tiến trình, quản lý hệ thống tập tin phân cấp, cùng với điều khiển thiết bị ngoại vi, hỗ trợ mạng, quản lý người dùng v.v.; OS không đảm nhiệm bản thân việc xử lý nghiệp vụ.

DBMS là middleware nằm giữa OS và ứng dụng, cung cấp chức năng quản lý dữ liệu. Monitor xử lý giao dịch và các công cụ quản lý vận hành cũng thuộc middleware. Trình duyệt Web và phần mềm bảng tính là phần mềm ứng dụng, Linux là OS; phân loại khác nhau.

Phần mềm bảng tính là phần mềm ứng dụng dùng trực tiếp cho công việc của người sử dụng. Device driver là phần mềm điều khiển thiết bị ngoại vi, monitor xử lý giao dịch (TP monitor) là middleware, hệ điều hành là phần mềm cơ bản; đều không được phân loại là ứng dụng.

Ngăn xếp (stack) là cấu trúc dữ liệu vào sau ra trước (LIFO), việc thêm và lấy dữ liệu chỉ thực hiện ở một đầu. Hàng đợi (queue) là vào trước ra trước (FIFO), dùng cho hàng chờ xử lý. Danh sách tuyến tính là cấu trúc nối các phần tử bằng con trỏ, cây tìm kiếm nhị phân là cấu trúc cây sắp xếp phần tử theo quan hệ lớn nhỏ.

Sắp xếp nổi bọt là thuật toán sắp xếp cơ bản, lặp lại thao tác so sánh lớn nhỏ giữa các phần tử kề nhau và hoán đổi khi cần. Sắp xếp nhanh là phương pháp sắp xếp tốc độ cao bằng cách lặp lại việc phân chia thành nhóm lớn hơn và nhỏ hơn giá trị chốt, cách làm khác. Cây tìm kiếm nhị phân và danh sách tuyến tính là cấu trúc dữ liệu, không phải thuật toán sắp xếp.

JavaScript là ngôn ngữ tiêu biểu chạy trên trình duyệt Web để tạo chuyển động cho trang Web. Tên giống nhưng nó là ngôn ngữ khác với Java; Java chủ yếu dùng phát triển phía máy chủ và hệ thống nghiệp vụ. C là ngôn ngữ dùng phát triển OS và phần mềm nhúng, SQL là ngôn ngữ để thao tác cơ sở dữ liệu.