Question

[Ngọc Trang]

giải thích được việc có thể biểu diễn thông tin chỉ với hai kí hiệu là 0 và 1

Answer 1

[Bùi Tường Vân]

Việc có thể biểu diễn thông tin chỉ với hai ký hiệu 0 và 1 là một khái niệm cơ bản trong lĩnh vực tin học và kỹ thuật số. Để giải thích điều này, ta cần hiểu rõ về hệ thống nhị phân và cách nó hoạt động trong việc mã hóa thông tin.

1. Hệ thống nhị phân:

Hệ thống nhị phân là hệ thống số dùng 2 ký hiệu: 0 và 1. Đây là hệ thống số cơ bản mà tất cả các thiết bị điện tử, máy tính, và các hệ thống số học đều sử dụng, vì máy tính hoạt động dựa trên các tín hiệu điện (tín hiệu có thể là có điện hoặc không có điện, hay dòng điện cao và dòng điện thấp).

2. Tại sao chỉ có hai ký hiệu?

• Các thiết bị điện tử và máy tính được xây dựng từ các phần tử vật lý, chẳng hạn như cổng logic, mạch điện, và transistor. Trong mạch điện này, tín hiệu có thể được biểu diễn bằng hai trạng thái:
  Vì vậy, việc chỉ sử dụng hai trạng thái (0 và 1) để biểu diễn thông tin là phù hợp với cách thức hoạt động của các mạch điện tử.
• • 0: Không có dòng điện (hay dòng điện thấp).
  • 1: Có dòng điện (hay dòng điện cao).

3. Mã hóa thông tin bằng nhị phân:

Mặc dù chỉ có hai ký hiệu, nhưng bằng cách kết hợp chúng lại, ta có thể biểu diễn tất cả các loại thông tin từ số liệu, văn bản, hình ảnh cho đến âm thanh. Ví dụ:

• Một số nguyên có thể được biểu diễn dưới dạng nhị phân (ví dụ: số 5 trong hệ thập phân là 101 trong hệ nhị phân).
• Một ký tự trong văn bản có thể được mã hóa thành một chuỗi các số nhị phân theo bảng mã ASCII hoặc Unicode.

Với mỗi chuỗi dài hơn, ta có thể biểu diễn các giá trị phức tạp hơn. Ví dụ, với một chuỗi dài 8 ký tự 0 và 1, ta có thể biểu diễn 256 giá trị khác nhau (2^8 = 256), đủ để mã hóa một ký tự trong bảng ASCII.

4. Mô phỏng và truyền tải thông tin:

• Lý thuyết: Tất cả thông tin có thể được mã hóa dưới dạng chuỗi nhị phân, vì nhị phân là hệ thống cơ bản nhất mà máy tính có thể xử lý.
• Thực hành: Khi bạn gửi một tin nhắn qua máy tính hoặc điện thoại, thông tin đó sẽ được chuyển thành các chuỗi nhị phân và được truyền qua mạng dưới dạng tín hiệu điện, ánh sáng (trong cáp quang), hoặc sóng vô tuyến (wifi, bluetooth), v.v.

5. Ví dụ đơn giản:

• Mã ASCII: Một ký tự, ví dụ chữ "A", có thể được mã hóa thành chuỗi nhị phân 01000001 trong hệ thống ASCII. Mặc dù chỉ có hai ký hiệu (0 và 1), nhưng với 8 bit (1 byte), ta có thể biểu diễn được tất cả các ký tự trong bảng chữ cái, số, và nhiều ký tự đặc biệt khác.

6. Kết luận:

Việc chỉ sử dụng hai ký hiệu 0 và 1 để biểu diễn thông tin là vì các hệ thống điện tử chỉ có thể xử lý hai trạng thái cơ bản (có và không có điện, hay hai mức tín hiệu). Tuy nhiên, bằng cách kết hợp các ký hiệu này lại với nhau, chúng ta có thể biểu diễn bất kỳ loại thông tin nào từ số liệu đến văn bản, âm thanh, hình ảnh, và nhiều loại thông tin phức tạp khác.