《第一章计算机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章计算机（95页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、计算机信息技术计算机信息技术2022-5-262关于分级教学关于分级教学u学生计算机基础的差异给教学带来难题学生计算机基础的差异给教学带来难题u分级之后分级之后nA班增加了几个应用软件的学习：PhotoShop、Flash、Access和MATLABnB班的教学内容跟没有分级前的教学内容相同，教材之外增加Windows、Word、Excel基本操作的介绍u期末考试试卷相同期末考试试卷相同u分级教学只是为了有针对性的进行教学分级教学只是为了有针对性的进行教学,教学质量教学质量不会打折不会打折 u下学期下学期VB不分级不分级2022-5-263关于教学内容安排关于教学内容安排u教学内容和进度教学内
2、容和进度n113周：计算机信息技术教程n1416周：Visual Basic程序设计教程n17周复习u适当阅读课外参考书适当阅读课外参考书u考试内容包含计算机应用基础和考试内容包含计算机应用基础和VB程序设计程序设计2022-5-264关于教学内容安排关于教学内容安排u第第1章章 信息技术概论信息技术概论u第第2章章 计算机硬件系统计算机硬件系统u第第3章章 计算机软件系统计算机软件系统u第第4章章 计算机网络计算机网络uPHOTOSHOP软件介绍软件介绍uFLASH软件介绍软件介绍u第第6章章 数据库原理数据库原理uAccess数据库介绍数据库介绍u第第5章章 数字媒体及应用数字媒体及应用u
3、MATLAB软件介绍软件介绍u第第7章章 医院信息系统医院信息系统u第第8章章 医药数据挖掘与分析医药数据挖掘与分析第第1章章 Visual Basic 简介简介第第2章章 常用控件及界面设计常用控件及界面设计计算机应用基础：计算机应用基础：程序设计：程序设计：2022-5-265关于上机安排关于上机安排u第三周（单周）第三周（单周）/第四周（双周）开始上机第四周（双周）开始上机u上机时间、地点上机时间、地点u带好实验指导书（计算机信息技术实践教程）带好实验指导书（计算机信息技术实践教程） 课前预习课前预习u自备存储设备（自备存储设备（U盘盘/移动硬盘移动硬盘/mp3/带存储卡带存储卡 的手机
4、）的手机）u上机实验成绩上机实验成绩及及出勤率出勤率作为平时成绩的主要参考作为平时成绩的主要参考第一章第一章 信息技术概论信息技术概论2022-5-267信息技术改变我们的生活信息技术改变我们的生活u你在网上购物吗？淘宝、当当、卓越、京东你在网上购物吗？淘宝、当当、卓越、京东u你有微博、微信吧？你有微博、微信吧？u你有你有E-mail吗？有几个？吗？有几个？u你用你用iphone还是还是Android？u你在什么网站看视频？你在什么网站看视频？u 2022-5-2682022-5-2692022-5-26102022-5-26112022-5-26122022-5-26132022-5-261
5、42022-5-26152022-5-26162022-5-26172022-5-2618教学内容教学内容信息与信息技术信息与信息技术1计算机的发展和应用计算机的发展和应用2数字技术基础数字技术基础3通信技术基础通信技术基础4微电子技术基础微电子技术基础5信息标准化信息标准化62022-5-26191.1 信息与信息技术信息与信息技术1.1.1 数据与信息数据与信息1.1.2 信息技术与信息产业信息技术与信息产业1.1.3 医药信息化及其发展医药信息化及其发展2022-5-2620信息信息(information)是什么？是什么？u信息有多种多样的含义，至今并没有统一的定义信息有多种多样的含义
6、，至今并没有统一的定义u日常生活中比较笼统和模糊的理解是：日常生活中比较笼统和模糊的理解是：n语言、文字、图画、照片等所表达的内容、事实或消息n读书、听课、交谈等所学习和了解的知识、方法和情况n为了做判断、订计划或解决问题等所需要的数据和资料nu比较正式也比较抽象一些的描述是：比较正式也比较抽象一些的描述是： 信息是事物运动状态和特征的反映信息是事物运动状态和特征的反映u信息信息与与物质物质、能量能量是客观世界的三大构成要素。是客观世界的三大构成要素。 美国哈佛大学的研究小组提出了著名的美国哈佛大学的研究小组提出了著名的资源三角形资源三角形：没有：没有物质，什么也不存在；没有能量，什么也不会发
7、生；没有信物质，什么也不存在；没有能量，什么也不会发生；没有信息，任何事物都没有意义。息，任何事物都没有意义。2022-5-2621数据与信息数据与信息u国际标准化组织（国际标准化组织（International Standards Organization，ISO）对）对“信息信息”下的定义是：下的定义是：“信息信息”是对人有用的数据，这些数据将可能影响到人们的行为与是对人有用的数据，这些数据将可能影响到人们的行为与决策决策。ISO对对“数据数据”下的定义是：下的定义是：“数据是对事实、概数据是对事实、概念或指令的一种特殊的表达形式，这种特殊的表达形式可念或指令的一种特殊的表达形式，这种特殊
8、的表达形式可以用人工的方式或者用自动化的装置进行通信、翻译转换以用人工的方式或者用自动化的装置进行通信、翻译转换或者进行加工处理。或者进行加工处理。” u数据是信息的源泉，信息是知识的基础。数据是信息的源泉，信息是知识的基础。这些概念都是相这些概念都是相对的。对的。 例如，护士测量到的患者例如，护士测量到的患者39的体温，对急诊室来讲是允的体温，对急诊室来讲是允许挂急诊号的信息，但对处理急诊的临床医生来讲，体温许挂急诊号的信息，但对处理急诊的临床医生来讲，体温39仅是医生处理患者信息中的一个数据；再如，一张化仅是医生处理患者信息中的一个数据；再如，一张化验报告，对化验室来讲是经过处理数据后获得
9、的信息，对验报告，对化验室来讲是经过处理数据后获得的信息，对临床医生来讲是分析疾病的数据。临床医生来讲是分析疾病的数据。根据根据ISO定义，定义，“信息信息”与与“数据数据”的关系是的关系是 。（A）信息是指对人们有用的数据）信息是指对人们有用的数据 （B）数据是指对人们有用的信息）数据是指对人们有用的信息（C）信息包含数据）信息包含数据 （D）信息仅指加工后的数值数据）信息仅指加工后的数值数据2022-5-2622信息有哪些性质信息有哪些性质u 普遍性普遍性：凡有事物的地方，就必然存在信息，信息广泛存在：凡有事物的地方，就必然存在信息，信息广泛存在 u 动态性动态性：事物是在不断运动变化之中
10、的，信息也必然随时间而改变：事物是在不断运动变化之中的，信息也必然随时间而改变 u 时效性时效性：由于信息的动态性，信息的使用价值会随着时间而衰减：由于信息的动态性，信息的使用价值会随着时间而衰减u 多样性多样性：语言、文字、声音、图片等都是信息的表现形式：语言、文字、声音、图片等都是信息的表现形式( (也称为信也称为信息的载体或媒体息的载体或媒体) ) u 可传递性可传递性：信息可通过媒介在人：信息可通过媒介在人- -人，人人，人- -物，物物，物- -物之间传递，信息物之间传递，信息传递才能发挥信息的作用传递才能发挥信息的作用 u 可共享性可共享性：信息与物质，能量显著不同的是，同一信息在
11、同一时间可：信息与物质，能量显著不同的是，同一信息在同一时间可被多个主体共有，信息能无限地进行复制和传递，不因使用而有损耗被多个主体共有，信息能无限地进行复制和传递，不因使用而有损耗u 快速增长性快速增长性：随着社会的发展，信息在快速增长！：随着社会的发展，信息在快速增长！( (信息爆炸信息爆炸) )2022-5-2623什么是信息处理什么是信息处理u信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：n信息的收集(如信息的感知、测量、获取、输入等)n信息的传递(如邮寄、电报、电话、广播、网络等 )n信息的加工(如信息的分类、计算、分析、转换等)n信息的存储(如
12、书写、摄影、录音、录像等)n信息的施用(如控制、显示、指挥、管理等) 2022-5-2624人工进行信息处理的过程人工进行信息处理的过程u 人工信息处理的不足：人工信息处理的不足：n 算不快n 记不住n 传不远n 看（听）不清信息技术（信息技术（IT）事物客体信息获取(感觉器官)信息加工与存储(大脑)信息传递(神经系统)信息施用(效应器官)信息传递(神经系统)手/脚/身眼/耳/鼻/舌/身2022-5-2625什么是信息技术什么是信息技术u信息技术（信息技术（Information Technology，或，或 Information & Communication Technology
13、，简称简称IT或或ICT ）指的是用来）指的是用来扩展扩展人们信息器官功能、协助人们信息器官功能、协助人们更有效地进行信息处理的一门技术。内容包括：人们更有效地进行信息处理的一门技术。内容包括： 扩展感觉器官功能的扩展感觉器官功能的感测感测( (获取获取) ) 技术技术扩展神经系统功扩展神经系统功能的能的通信技术通信技术扩展大脑功能的扩展大脑功能的计算与计算与存储技术存储技术扩展效应器官功能扩展效应器官功能的的控制与显示技术控制与显示技术扩展神经系统功扩展神经系统功能的能的通信技术通信技术外部世界事物外部世界事物2022-5-2626信息技术的发展历史信息技术的发展历史语言的形成和使用语言的形
14、成和使用 文字的创造和使用文字的创造和使用 造纸技术的出现造纸技术的出现 印刷技术的发明印刷技术的发明 电报和电话通信电报和电话通信 广播、电视广播、电视 雷达、雷达、卫星卫星 计算机计算机 因特网因特网 第第1 1次信息技术革命次信息技术革命（3500050000年之前）年之前）第第3 3次信息技术革命次信息技术革命（1000年之前）年之前）第第5 5次信息技术革命次信息技术革命（2020世纪世纪40406060年代）年代）第第4 4次信息技术革命次信息技术革命（1919世纪世纪30302020世纪世纪4040年代）年代）第第2 2次信息技术革命次信息技术革命（大约（大约3500年之前）年之
15、前）2022-5-2627什么是信息产业什么是信息产业u信息产业信息产业是指信息设备生产制造，以及利用这些设备进行是指信息设备生产制造，以及利用这些设备进行信息采集、储存、传递、处理、制作与服务的所有行业与信息采集、储存、传递、处理、制作与服务的所有行业与部门的总和部门的总和.信信息息产产业业信息技术产业信息技术产业信息内容产业信息内容产业信息服务产业信息服务产业芯片芯片, ,计算机计算机, ,手机手机, ,通通信设备信设备, ,数字电视数字电视, ,软件软件, ,电子器件等电子器件等内容数字化内容数字化, ,数字文化数字文化, ,教育科技教育科技, ,知识产业知识产业, ,数字娱乐数字娱乐,
16、 ,电子游戏等电子游戏等信息基础设施信息基础设施电子政务电子政务, ,商务商务, ,金融金融, ,物流物流, ,教育教育, ,医疗医疗, ,社区社区, ,认证认证, ,娱乐娱乐, ,游戏等游戏等电信网络电信网络, ,广播电视网广播电视网络络, ,互联网络等互联网络等2022-5-26281.2 计算机的发展及应用计算机的发展及应用1.2.1 计算机的特点及其发展简史计算机的特点及其发展简史1.2.2 中国计算机发展历程中国计算机发展历程1.2.3 计算机与生命科学计算机与生命科学1.2.4 新医改下卫生信息化发展趋势与计新医改下卫生信息化发展趋势与计算算 机新技术机新技术2022-5-2629
17、过去的计算工具过去的计算工具u随着生产的发展和社会的进步，计算工随着生产的发展和社会的进步，计算工具的发展过程从简单到复杂、从低级到具的发展过程从简单到复杂、从低级到高级高级u计算工具相继出现，如：计算工具相继出现，如：n算盘n计算尺n手摇计算器n电动计算器我国我国研制研制第第1 1颗颗原子原子弹时使用弹时使用的飞鱼牌的飞鱼牌手摇计算手摇计算机机（新华（新华网图片）网图片） 2022-5-2630u1946年，宾夕法尼亚大学诞生了第一年，宾夕法尼亚大学诞生了第一台数字电子计算机台数字电子计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculato
18、r）n 重量：30余吨n 占地：170平方米n 构件：一万七千多个电子管；六千多个开关n 耗电：140千瓦n 造价：40余万美元n 速度：每秒运行5000次加法2022-5-2631计算机的发展分代计算机的发展分代计算机的发展分代是根据计算机的发展分代是根据电子元器件的发展电子元器件的发展而划分的：而划分的： 【电子管电子管(1946-1957)】【晶体管晶体管1957-1964】【集成电路集成电路 1965-1970】【大规模集成电路大规模集成电路 1971】2022-5-2632第第1代数字电子计算机代数字电子计算机 时间：约时间：约1946-1957 使用的元器件：电子管使用的元器件：电
19、子管 速度：几十几万次速度：几十几万次/秒秒 内存：磁鼓（体积巨大），千字内存：磁鼓（体积巨大），千字 外设：磁带外设：磁带 机器语言或汇编语言编程机器语言或汇编语言编程美国于美国于2020世纪世纪5050年代生产年代生产的的IBM704IBM704型电子管计算机型电子管计算机磁鼓存储器磁鼓存储器2022-5-2633第第2代数字电子计算机代数字电子计算机时间：约时间：约1957-1964使用的元器件：晶体管使用的元器件：晶体管 速度：几十万次速度：几十万次/秒，秒， 内存：磁芯（体积减小），十万字内存：磁芯（体积减小），十万字 外设：磁盘外设：磁盘 高级语言编程高级语言编程电子管电子管晶体管
20、晶体管2022-5-2634安装在美国宇航局的安装在美国宇航局的IBM 7090IBM 7090计算机计算机u 290万美元。内存容量：万美元。内存容量：128KB；存取周期：；存取周期：2微妙微妙2022-5-2635第第3代数字电子计算机代数字电子计算机时间：约时间：约1965-1973使用的元器件：中小规模集成电路（使用的元器件：中小规模集成电路（ SSI/MSI , Small Scale Integration/Midium Scale Integration） 速度：几十万次几百万次速度：几十万次几百万次/秒秒 内存：半导体存储器内存：半导体存储器 软件：高级语言软件：高级语言,
21、OS, DBMS2022-5-2636u1965年年IBM推出的推出的System 360大型主机，被美大型主机，被美国航天局用于首次载人登月任务国航天局用于首次载人登月任务 第第3代数字电子计算机代数字电子计算机2022-5-2637 存储容量为存储容量为5MB的硬盘的硬盘 （27Kg重）重）第第3代数字电子计算机代数字电子计算机2022-5-2638第第4代数字电子计算机代数字电子计算机时间：从时间：从1974年起年起使用的元器件：大规模（使用的元器件：大规模（LSI）和超大规模集成电路）和超大规模集成电路（VLSI）-速度：几百万次亿次/秒-内存：半导体存储器-软件工程，分布式处理等20
22、22-5-2639第第14代计算机的对比代计算机的对比 代代 别别年年 代代使用的元器件使用的元器件使用的软件类型使用的软件类型主要应用领域主要应用领域第第1代代20世纪世纪40年代中年代中期期50年代末期年代末期CPU：电子管：电子管内存：内存：磁鼓磁鼓使用机器语言和汇使用机器语言和汇编语言编写程序编语言编写程序科学和工程计算科学和工程计算第第2代代20世纪世纪50年代中、年代中、后期后期60年代中年代中期期CPU：晶体管：晶体管内存：内存：磁芯磁芯使用使用FORTRAN等高等高级程序设计语言级程序设计语言开始广泛应用于开始广泛应用于数据处理领域数据处理领域第第3代代20世纪世纪60年代中年
23、代中期期70年代初期年代初期CPU：SSI，MSI内存：内存：SSI，MSI的的半导体存储器半导体存储器操作系统、数据库操作系统、数据库管理系统等开始使管理系统等开始使用用在科学计算、数在科学计算、数据处理、工业控据处理、工业控制等领域得到广制等领域得到广泛应用泛应用第第4代代20世纪世纪70年代中年代中期以来期以来CPU：LSI、VLSI内存：内存：LSI、VLSI的半导体存储器的半导体存储器软件开发工具和平软件开发工具和平台、分布式计算、台、分布式计算、网络软件等开始广网络软件等开始广泛使用泛使用深入到各行各业，深入到各行各业，家庭和个人开始家庭和个人开始使用计算机使用计算机2022-5-
24、2640计算机的应用计算机的应用u科学计算科学计算u数据处理数据处理u自动控制自动控制u计算机辅助设计、辅助制造计算机辅助设计、辅助制造nCAD（Computer Aided Design 计算机辅助设计）nCAI（Computer Aided Instruction 计算机辅助教学）nCAM（Computer Aided Made 计算机辅助制造）nCAE（Computer Aided Engineering 计算机辅助工程） nCADD（Computer Aided Drug Design 计算机辅助新药设计）u人工智能人工智能u计算机仿真计算机仿真u 2022-5-26411.3 数字技
25、术基础数字技术基础1.3.1 比特与二进制数及运算比特与二进制数及运算1.3.2 信息在计算机中的表示信息在计算机中的表示 2022-5-2642什么是比特？什么是比特？u比特（比特（bit，binary digit的缩写）中文翻译为的缩写）中文翻译为“二二进位数字进位数字”、“二进位二进位” 或简称为或简称为 “位位”u比特只有比特只有 2 种取值：种取值：0和和1u如同如同DNA是人体组织的最小单位、原子是物质的是人体组织的最小单位、原子是物质的最小组成单位一样，最小组成单位一样，比特是组成数字信息的最小比特是组成数字信息的最小单位单位u数值、文字、符号、图像、声音、命令数值、文字、符号、
26、图像、声音、命令都可都可以使用比特来表示以使用比特来表示2022-5-2643比特在计算机中如何表示？比特在计算机中如何表示？u在计算机中表示与存储二进位的方法：在计算机中表示与存储二进位的方法：n电路的高电平状态或低电平状态(CPU)n电容的充电状态或放电状态(RAM)n两种不同的磁化状态(磁盘)n光盘面上的凹凸状态(光盘)n2022-5-2644存储容量的计量单位存储容量的计量单位u 8个比特个比特1个字节（个字节（byte，用大写，用大写B表示）表示）u 计算机计算机内存储器容量内存储器容量的计量单位：的计量单位：nKB: 1 KB=210字节=1024 B （千字节）nMB: 1 MB
27、=220字节=1024 KB（兆字节）nGB: 1 GB=230字节=1024 MB（吉字节、千兆字节）nTB: 1 TB=240字节=1024 GB（太字节、兆兆字节）u外存储器容量外存储器容量经常使用经常使用10的幂次的幂次(十进制十进制)来计算：来计算：n1MB103 KB 1 000 KBn1GB106 KB 1 000 000 KBn1TB 109 KB = 1 000 000 000 KB2022-5-2645为什么？为什么？现象：厂商标注现象：厂商标注160GB的硬盘实际容量只有的硬盘实际容量只有149.05GB存储容量的计量单位存储容量的计量单位160*1000*1000*10
28、00 1024*1024*10242022-5-2646不同进位制使用场合：不同进位制使用场合：u内存、内存、cache、半导体存储器芯片的容量均使用、半导体存储器芯片的容量均使用二进制二进制：n512MB的内存条（ 1M220 1024KB ）n256KB 的cache（1K 210 1024B ）u文件和文件夹的大小使用文件和文件夹的大小使用二进制二进制u外存储器（硬盘、外存储器（硬盘、DVD光盘、光盘、U盘、存储卡等）容量：盘、存储卡等）容量：n厂商标注的容量使用十进制n操作系统显示的容量使用二进制存储容量的计量单位存储容量的计量单位2022-5-2647u频率、数据传输速率等使用频率、
29、数据传输速率等使用十进制十进制计量：计量：nCPU主频 2.6GHz（1G109）n数据传输速率 100Mbps（1M106） 数据传输速率表示每秒钟可传输的数据传输速率表示每秒钟可传输的二进制位数目二进制位数目，常用单，常用单位是：位是：n比特/秒(b/s)，也称“bps”。如 2400 bps(2400b/s)n千比特/秒(kb/s)，1kb/s=103比特秒=1 000 b/sn兆比特/秒(Mb/s)，1Mb/s=106比特秒=1 000 kb/sn吉比特/秒(Gb/s)，1Gb/s=109比特秒=1 000 Mb/sn太比特/秒(Tb/s)，1Tb/s=1012比特秒=1 000 Gb
30、/s存储容量的计量单位存储容量的计量单位2022-5-2648比特（二进制数）的比特（二进制数）的算术运算算术运算u1 1位位二进制数的加、减法运算规则：二进制数的加、减法运算规则：被加数被加数 加数加数 和和 进位进位 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1（a）加法规则）加法规则被减数被减数 减数减数 差差 借位借位 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0（b）减法规则）减法规则u2 2个多位个多位二进制数的加、减法运算举例：二进制数的加、减法运算举例：0101 1001+ 0100 01001001 0101由低位到高位逐由低位到高位逐位进
31、行位进行,低位向低位向高位进高位进(借借)位！位！2022-5-2649比特的三种基本比特的三种基本逻辑运算逻辑运算u比特有比特有3种基本逻辑运算：种基本逻辑运算：n逻辑加（也称“或”运算，用符号“OR”、 “”或“”表示）n逻辑乘（也称“与”运算，用符号“AND”、 “”或“ ”表示，也可省略）n取反（也称“非”运算，用符号“NOT”或 上横杠“”表示）2022-5-2650逻辑运算的规则逻辑运算的规则逻辑加： F = A B A: 0 0 1 1 B: 0 1 0 1 F: 0 1 1 1逻辑乘： F = A B A: 0 0 1 1 B: 0 1 0 1 F: 0 0 0 1取反： F
32、= NOT A A: NOT 0 NOT 1 F: 1 0两个多位的二进制信息两个多位的二进制信息进行逻辑运算时，按位进行逻辑运算时，按位独立进行，即每一位都独立进行，即每一位都不受其它位的影响：不受其它位的影响：例例1A: 0110 B: 1010 F: 1110例例2A: 0110 B: 1010 F: 00102022-5-2651数值间的转换数值间的转换u数制的概念数制的概念n十进制D (Decimal): 数字为0-9，各位的权值是10的整数次幂，基数为10，逢10进1n二进制B (Binary)： 数字为0和1，各位的权值是2的整数次幂，基数为2，逢2进1n计算机中的数据全部用二进
33、制表示，但为了表示方便，在计算机科学中，通常还会采用n八进制O(Octal)：基数为8,数字为0-7 n十六进制H(Hexadecimal)：基数为16, 数字为0-9，A-F2022-5-2652不同进位制数的比较不同进位制数的比较十进制十进制二进制二进制八进制八进制十六进制十六进制00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F数值间的转换数值间的转换2022-5-2653( (一一) )
34、十进制十进制 二进制二进制 1.十进制整数转换为二进制整数十进制整数转换为二进制整数除除2 2取余取余 ( (余数反向排列）余数反向排列）： 数值间的转换数值间的转换(29)10 =(11101)2被除数被除数 商（除数为商（除数为2） 余数余数 29 14 1 14 7 0 7 3 1 3 1 1 1 0 12022-5-2654( (一一) )十进制十进制 二进制二进制数值间的转换数值间的转换注意：十进制小数（如注意：十进制小数（如0.55）在转换时会出现）在转换时会出现二进二进制无穷小数，这时只能取近似值（制无穷小数，这时只能取近似值（二进制小数点后二进制小数点后的位数达到精度为止的位数
35、达到精度为止） 2.十进制小数转换为二进制小数十进制小数转换为二进制小数乘乘2取整取整 (整数顺序排列）整数顺序排列）： (0.6875)10 =(0.1011)2被乘数被乘数 结果结果 整数部分整数部分 0.55 *2 1.10 1 0.10 *2 0.20 0 0.20 *2 0.40 0 0.40 *2 0.80 0 0.80 *2 1.60 1 0.60 *2 1.20 12022-5-26553. 实数转换实数转换: :将十进制实数的整数和小数部分拆开将十进制实数的整数和小数部分拆开 分别转换分别转换, ,最后再将转换结果合并最后再将转换结果合并, ,步骤如下步骤如下: :I.整数部
36、分: 除2取余II.小数部分: 乘2取整III.合并结果 如如: (29.6875): (29.6875)1010=(11101. 1011)=(11101. 1011)2 2 数值间的转换数值间的转换( (一一) )十进制十进制 二进制二进制2022-5-2656u 十进制十进制 八进制八进制: 整数部分整数部分除除8取余法取余法 小数部分乘8取整法u 十进制十进制 十六进制十六进制: 整数部分整数部分除除16取余法取余法 小数部分小数部分乘乘16取整法取整法 （二）十进制（二）十进制 八进制八进制/十六进制十六进制数值间的转换数值间的转换2022-5-2657例例2-4：将：将(367.6
37、4)10转换成转换成16进制进制被除数被除数 商（除数为商（除数为16） 余数余数 367 22 15 22 1 6 1 0 1 （367）10 =（16F）16 被乘数被乘数 结果（乘数为结果（乘数为16） 整数部分整数部分 0.64 7.24 7 0.24 3.84 3 0.84 13.44 13 0.44 7. 04 7 （0.64）10 =（0.73D7）16 合并结果合并结果: （367.64）10 =（16F.73D7）16 整数部分整数部分 小数部分小数部分数值间的转换数值间的转换2022-5-2658（三）（三）N进制进制 十进制十进制采用采用按权求和按权求和的方法的方法103
38、，102，101，100，10-1，10-2，进制进制权权二进制二进制23，22，21，20，2-1，2-2，八进制八进制83，82，81，80，8-1，8-2，十进制十进制十六进制十六进制163，162，161，160，16-1，16-2，数值间的转换数值间的转换2022-5-2659 二进制数二进制数B: 由由n位整数，位整数，m位小数组成位小数组成(B)2= Bn-1B1B0 . B-1B-2B-m(D)10 = Bn-1 2n-1 +B1 21 +B0 20 +B-1 2-1 +B-2 2-2 +. B-m 2-m N进制数进制数P: 由由n位整数，位整数，m位小数组成位小数组成(P)
39、N= Pn-1P1P0 . P-1P-2P-m(D)10 = Pn-1 Nn-1 + Pn-2 Nn-2 +P1 N1 +P0 N0 +P-1 N-1 +P-2 N-2 +.P-m N-m（三）（三）N进制进制 十进制十进制数值间的转换数值间的转换2022-5-2660（三）（三）N进制进制 十进制十进制数值间的转换数值间的转换例：将（例：将（1011.11)1011.11)2 2转换成十进制数转换成十进制数（1011.11)1011.11)2 2=(1=(1 2 23 3 +0+0 2 22 2 +1+1 2 21 1 +1+1 2 20 0 +1+1 2 2-1-1 +1+1 2 2-2-
40、2) )1010 =(8+0+2+1+0.5+0.25)=(8+0+2+1+0.5+0.25)1010 =(11.75)=(11.75)1010例：将（例：将（317)317)8 8转换成十进制数转换成十进制数（317)317)8 8= (3= (3 8 82 2 +1+1 8 81 1 + +7 7 8 80 0) )1010 = = ( (192192+ +8 8+ +7 7) )1010 = = ( (207207) )1010 权权2022-5-2661（四）二进制（四）二进制/八进制八进制/十六进制之间的互换十六进制之间的互换u 二进制与八进制互换二进制与八进制互换n八进制转成二进制
41、数值间的转换数值间的转换八进制八进制 0 1 2 3 4 5 6 7二进制二进制 000 001 010 011 100 101 110 111“一分三一分三”例：例：将将(207.54)8 转换成二进制转换成二进制(207.54)8 = (010 000 111 .101 100)2 = (10000111.1011)2 2 0 7 . 5 41110101001010002022-5-2662u 二进制与八进制互换二进制与八进制互换n二进制转成八进制三合一法n整数部分：自右向左，三个一组，不够补零，每组对应一个八进制数码。n小数部分：自左向右，三个一组，不够补零，每组对应一个八进制数码。例
42、：将（1010111011.0010111)2转换成八进制“三合一三合一”（四）二进制（四）二进制/八进制八进制/十六进制之间的互换十六进制之间的互换数值间的转换数值间的转换1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 . 0 0 1 0 1 1 10 0 0 01273134(1010111011.0010111)2=(1273.134)82022-5-2663u 二进制与十六进制互换二进制与十六进制互换n十六进制转成二进制（四）二进制（四）二进制/八进制八进制/十六进制之间的互换十六进制之间的互换数值间的转换数值间的转换十六进制十六进制 0 1 2 3 4 5 6 7二进制二进制 0000 00
43、01 0010 0011 0100 0101 0110 0111 十六进制十六进制 8 9 A B C D E F二进制二进制 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111“一分四一分四”2022-5-2664（四）二进制（四）二进制/八进制八进制/十六进制之间的互换十六进制之间的互换数值间的转换数值间的转换n例：将（1E4.2A）16 转换成二进制(1E4.2A)16 = (0001 1110 0100 . 0010 1010)2 = (111100100.0010101)2 1 E 4 . 2 A0001 1110 0100 0010 10102022-5
44、-2665（四）二进制（四）二进制/八进制八进制/十六进制之间的互换十六进制之间的互换数值间的转换数值间的转换u 二进制与十六进制互换二进制与十六进制互换n二进制转成十六进制四合一法n整数部分：自右向左，四个一组，不够补零，每组对应一个十六进制数码。n小数部分：自左向右，四个一组，不够补零，每组对应一个十六进制数码。 例：将例：将（10101.10111)2 转换成十六进制转换成十六进制 0001 0101 . 1011 1000(10101.10111)2=(15.B8)16 . 1B582022-5-2666u八进制与十六进制之间的互换八进制与十六进制之间的互换n方法：以二进制作为中间过渡
45、来实现n例：将（237)8 转换成十六进制数 （237)8 = （10011111)2 = （9F)16（四）二进制（四）二进制/八进制八进制/十六进制之间的互换十六进制之间的互换数值间的转换数值间的转换010 011 1111001 11112022-5-26671.3.2 信息在计算机中的表示信息在计算机中的表示（1）数值的表示）数值的表示（2）文字符号信息在计算机中的表示）文字符号信息在计算机中的表示（3）图像等其他信息在计算机中的表示）图像等其他信息在计算机中的表示带符号整数的表示带符号整数的表示浮点数浮点数(实数实数)的表示的表示无符号整数的表示无符号整数的表示第五章介绍第五章介绍2
46、022-5-2668u计算机中的任何数据都以计算机中的任何数据都以二进制数二进制数的形式存储。这些数据的形式存储。这些数据一般采用一般采用定点数定点数和和浮点数浮点数两种形式表示。两种形式表示。n定点数：小数点位置固定在有效数字的前面(纯小数)或后面(纯整数)。定点数又分为有符号数和无符号数两类n有符号数的最高位表示符号位，其余为数值位，有符号数有三种编码（表示形式）：原码、反码和补码n无符号数的各位都表示数值大小。n浮点数：小数点位置不固定的数。2022-5-2669无符号整数的表示无符号整数的表示u 取值范围由位数决定：取值范围由位数决定：n机器位：8位 可表示0255 (28-1)范围内
47、的所有正整数n机器位：16位可表示065535(216-1)范围内的所有正整数n机器位：n位 可表示02n-1范围内的所有正整数。 十进制数十进制数 8 8位无符号整数位无符号整数 0 00000000 0 00000000 1 00000001 1 00000001 2 00000010 2 00000010 3 00000011 3 00000011 4 00000100 4 00000100 5 00000101 5 00000101252 11111100252 11111100253 11111101253 11111101254 11111110254 11111110255 11
48、111111255 11111111例：例：2022-5-2670带符号整数的表示带符号整数的表示u表示方法：用一位表示符号，其余用来表示数值部分表示方法：用一位表示符号，其余用来表示数值部分u 符号用最高位表示：符号用最高位表示： “ “0”0”表示正号表示正号(+),“1”(+),“1”表示负号表示负号(-)(-)u 数值部分有两种表示方法：数值部分有两种表示方法：n原码表示n补码表示符号位符号位数值部分数值部分最低位最低位最高位最高位2022-5-2671u 原码原码：对于有符号数，其最高位：对于有符号数，其最高位为为“0 0”表示该表示该数为正数，为数为正数，为“1 1”表示该数为负数
49、，表示该数为负数，其余各二进其余各二进制位表示该数的绝对值制位表示该数的绝对值正数 (43)10 = ( 0 0 1 0 1 0 1 1 )2负数 (-43)10 = ( 1 0 1 0 1 0 1 1 )20的表示 ： +0原= 00000000 -0原= 10000000带符号整数的表示带符号整数的表示2022-5-2672u 反码反码：正数的反码与原码相同：正数的反码与原码相同 负数的反码为原码负数的反码为原码除符号位外除符号位外各位取反各位取反 原码：原码： 正数 (43)10 = ( 0 0 1 0 1 0 1 1 )2负数 (-43)10 = ( 1 0 1 0 1 0 1 1 )
50、2反码：反码：正数 (43)10 = ( 0 0 1 0 1 0 1 1 )2负数 (-43)10 = (1 1 0 1 0 1 0 0 )20 0 的表示的表示 ： +0反反 = 00000000 -0反反 = 11111111 反码的反码就是原码：反码的反码就是原码： X反反 反反= X 原原带符号整数的表示带符号整数的表示2022-5-2673u补码补码：正数的补码与原码相同（正数没有补码）：正数的补码与原码相同（正数没有补码） 负数的补码为其反码加负数的补码为其反码加1 1 反码：反码： (-43)10 = (1 1 0 1 0 1 0 0 )2 补码：补码：(-43)10= ( 1
51、1 0 1 0 1 0 1 )2 0 0 的补码表示是唯一的的补码表示是唯一的： +0补补=- 0补补=(00000000) 2u 由于减法运算可以通过以下方式来实现：由于减法运算可以通过以下方式来实现： XX原原-Y-Y原原=X=X原原+-Y+-Y补补将计算机内部的负数用补码表示，减法运算就可以用将计算机内部的负数用补码表示，减法运算就可以用加法器来实现，加法器来实现，CPUCPU内部就不用设置减法器，从而简化内部就不用设置减法器，从而简化了了CPUCPU的设计。的设计。带符号整数的表示带符号整数的表示结论结论:带符号整数在计算机内不采用带符号整数在计算机内不采用“原码原码”而采用而采用“补
52、码补码”的形式表示的形式表示2022-5-2674模的概念模的概念11111111+ 11 00000000“模模”的概念：计量系统的计数范围的概念：计量系统的计数范围 例如：当前时针指向例如：当前时针指向10点，而准确时间是点，而准确时间是6点，调整时间有两种拨法：点，调整时间有两种拨法：1. 倒拨倒拨4小时，即小时，即10 - 4=62. 顺拨顺拨8小时，即小时，即10 + 8=12 + 6=6时钟的计量范围是时钟的计量范围是011，模就是，模就是12。在以在以12为模的系统中，加为模的系统中，加8和减和减4是一样的，凡是减是一样的，凡是减4的都能用加的都能用加8代替。代替。如：如：11、
53、1 ；10、2；9、3；7、5；6、6 均均互为补数互为补数。 表示表示n位的计算机的计量范围是位的计算机的计量范围是02(n)-1，模，模=2(n） 计算机中，计算机中，n=8，最大只能表示，最大只能表示11111111，再加，再加1，为，为100000000，超出范围，超出范围，只能去掉只能去掉1，又回到，又回到00000000，即，即8位二进制系统，模为位二进制系统，模为28减数减数相应补数相应补数减法减法 加法加法10 - 4=10+(- 4)补码补码=10+82022-5-2675 带符号整数的表示带符号整数的表示5-25+(-2)+35补码补码-2补码补码0000010111111
54、11000000011（+3原码原码, +3补码补码）2-52+(-5)-32补码补码-5补码补码000000101111101111111101 （-3补码补码）符号位参与运算，符号位参与运算，补码将加法和减法统一补码将加法和减法统一2022-5-2676练习题练习题若某带符号整数的若某带符号整数的8位补码为位补码为10000001，则该整数为，则该整数为 。A.129 B.-1 C.-127 D.127答案：答案：C已知补码求原码：已知补码求原码：1. 如果符号位为如果符号位为“0”，则为正数，原码、补码都相同，则为正数，原码、补码都相同2. 如果符号位为如果符号位为“1”，则为负数，除符
55、号位外，取反，加，则为负数，除符号位外，取反，加110000001 11111110 111111111取反取反加加“1”1272022-5-2677u无符号整数范围无符号整数范围8位原码： 028- 1（0255）16位原码： 0216- 1（065535）n 位原码： 02n- 1u原码可表示的整数范围原码可表示的整数范围8位原码： - 27+127- 1（- 127127）16位原码： - 215+1215- 1（- 3276732767）n 位原码： - 2n-1+12n-1- 1u补码可表示的整数范围补码可表示的整数范围 8位补码：- 2727- 1 （- 128127 ) n位补码
56、：- 2n-12n-1- 1二进制整数的表示范围二进制整数的表示范围1000 0000原码表示原码表示 0补码表示补码表示 128注意注意：由于计算机中存储各种类型数据的字节：由于计算机中存储各种类型数据的字节数是有限的，所以能表示的数也是有一定范围数是有限的，所以能表示的数也是有一定范围的，当运算的结果超过了这个范围，就会产生的，当运算的结果超过了这个范围，就会产生溢出溢出。 原码 补码 值0111 1111 0111 1111 1270111 1110 0111 1110 1260111 1101 0111 1101 125.0000 0000 0000 0000 01000 0001 1
57、111 1111 -11000 0010 1111 1110 -21000 0011 1111 1101 -3.1111 1110 1000 0010 -1261111 1111 1000 0001 -127无法表达无法表达 1000 0000 -128原码和补码不断加原码和补码不断加1原码原码不断加不断加1补码补码不断减不断减12022-5-2678 实数的特点与表示方法实数的特点与表示方法u 特点：特点：n既有整数部分又有小数部分，小数点位置不固定n整数和纯小数是实数的特例n任何一个实数总可以表达成一个乘幂和一个纯小数之积n例如： 56.725 = 0.56725102 0.0034756
58、 = -0.34756102u 实数的表示方法（记阶法）：用实数的表示方法（记阶法）：用3个部分表示个部分表示n乘幂中的指数：表示实数中小数点的位置n纯小数部分（尾数）：表示实数中的有效数字部分n数的正负（符号）2022-5-2679 二进制实数的浮点表示二进制实数的浮点表示u 与十进制实数一样，二进制实数也可以用记阶法表示与十进制实数一样，二进制实数也可以用记阶法表示u 例如：例如： +1001.011B = + 0.1001011B2 100 0.0010101B = 0.10101B210 u可见，任一个二进制实数可见，任一个二进制实数 N 均可表示为：均可表示为：N=尾数尾数基数基数阶
59、码阶码阶码也阶码也有符号有符号2022-5-2680尾数位数越多尾数位数越多, ,精度越高精度越高; ;阶码位数越多阶码位数越多, ,值域越大值域越大 （假设机器字长为（假设机器字长为1616位，符号位为位，符号位为1 1位，阶码位，阶码4 4位，尾数位，尾数1212位位) ) 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 x x x x x x x x x x x x x x x x阶码符号阶码符号小数点小数点数据符号数据符号阶码阶码尾数尾数例：例：101.1101=0.1011101211其表示形式为：其表示形式为： 二进制实数的浮点表示二进制实数的浮点表示2022-5-
60、26811.4 通信技术基础通信技术基础 1.4.1 通信通信技术简介技术简介 通信系统模型通信系统模型 通信通信技术的技术的分类分类 通信通信技术的技术的发展发展1.4.2 通信技术在医学领域的应用通信技术在医学领域的应用2022-5-2682什么是通信什么是通信(communication)？u广而言之，通信就是信息的广而言之，通信就是信息的(远距离远距离)传递与交换传递与交换u现代通信现代通信使用电波或光波传递信息的技术，也称为电使用电波或光波传递信息的技术，也称为电信（信（telecommunication），如电报、电话、传真、电子邮），如电报、电话、传真、电子邮件、件、QQ、微信等
61、，电视也可看作是一对多的单向通信、微信等，电视也可看作是一对多的单向通信u通信的发展历史：通信的发展历史：n1836年，英国建成第一条电报线路(Morse电报)n1876年，美国人A.G.Bell研制成可供实用的电话n20世纪初，马可尼实现了跨越大西洋的无线电报通信n1918年，出现收音机和无线电广播n1938年，第一个电视台开始播出n1940s 出现彩色电视n1960s 出现计算机网络2022-5-2683通信系统的模型通信系统的模型u通信的三要素：通信的三要素：信信 道道信源信源(宿宿)信宿信宿(源源)信信号号信信号号u举例举例:信道的任务是迅速、可靠而信道的任务是迅速、可靠而准确地将信号
62、从信源传输到准确地将信号从信源传输到信宿信宿被传输的信息都必须以被传输的信息都必须以某种电某种电(或光或光)信号的形信号的形式才能进行传输式才能进行传输发送信息发送信息的设备的设备接收信息接收信息的设备的设备有线电话有线电话移动电话移动电话计算机通信计算机通信信源信源/信宿信宿电话座机电话座机手机手机计算机计算机信号形式信号形式话音经电话机话音经电话机转换成为变化转换成为变化的电流信号的电流信号话音经电话机转换成话音经电话机转换成为压缩编码后的数字为压缩编码后的数字信号信号编码并打包后的数字编码并打包后的数字信号信号信道构成信道构成电话线和中继电话线和中继器等传输设备器等传输设备无线电波、基站
63、等无线电波、基站等双绞线、集线器、路双绞线、集线器、路由器、光纤等由器、光纤等2022-5-2684通信技术的分类通信技术的分类（1）按传输媒质分类）按传输媒质分类 有线通信有线通信 ，无线通信，无线通信 。（2）按信道中传输的信号分类）按信道中传输的信号分类 模拟通信，数字通信模拟通信，数字通信 。（3）按工作频段分类）按工作频段分类 长波通信，中波通信长波通信，中波通信 ，短波通信，微波通信，短波通信，微波通信 。（4）按调制方式分类）按调制方式分类 基带传输基带传输 ，频带传输，频带传输 。（5）按通信双方的分工及数据传输方向分类）按通信双方的分工及数据传输方向分类 单工通信、半双工通信
64、及全双工通信三种。单工通信、半双工通信及全双工通信三种。 2022-5-2685通信技术的发展通信技术的发展u现代通信技术的不断发展，目前聚焦在：现代通信技术的不断发展，目前聚焦在： 物联网：物物相连的互联网物联网：物物相连的互联网 ； 云计算：一种基于因特网的超级计算模式，在远程的云计算：一种基于因特网的超级计算模式，在远程的 数据中心里，成千上万台电脑和服务器连数据中心里，成千上万台电脑和服务器连 接成一片电脑云接成一片电脑云 ； 最关键的是带宽最关键的是带宽2022-5-26861.5 微电子技术基础微电子技术基础1.5.1 微电子技术微电子技术 1.5.2 集成电路集成电路 1.5.3
65、 集成电路卡机电子标签集成电路卡机电子标签1.5.4 集成电路发展趋势集成电路发展趋势2022-5-2687电子电路中元器件的发展演变电子电路中元器件的发展演变晶体管晶体管(1948)中中/小规模小规模集成电路集成电路 (1950s) 微电子技术是以微电子技术是以集成电路集成电路为核心的电子技术，它是为核心的电子技术，它是在电子元器件小型化、微型化的过程中发展起来的。在电子元器件小型化、微型化的过程中发展起来的。大规模大规模/超大规模超大规模集成电路集成电路(1970s)电子管电子管(1904)2022-5-2688集成电路集成电路u集成电路集成电路 (Integrated Circuit，简
66、称，简称IC)：以半导体以半导体（主要是硅，也可是其他化合（主要是硅，也可是其他化合物）物）单晶片作为基片单晶片作为基片,采用平面工艺，采用平面工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件及其将晶体管、电阻、电容等元器件及其连线所构成的电路制作在基片上所构连线所构成的电路制作在基片上所构成的一个成的一个微型化的电路或系统微型化的电路或系统u集成电路的优点：集成电路的优点：n体积小、重量轻n功耗小、成本低n速度快、可靠性高超大规模集成电路超大规模集成电路小规模集成电路小规模集成电路2022-5-2689IC是所有电子产品的核心是所有电子产品的核心2022-5-2690集成电路的分类集成电路的分类u按用途分：按用途分：n通用集成电路n专用集成电路（ASIC）u按电路的功能分：按电路的功能分：n数字集成电路n模拟集成电路u按晶体管结构、电路和工艺分：按晶体管结构、电路和工艺分：n双极型（Bipolar）电路n金属氧化物半导体(MOS)电路u按集成度按集成度(芯片中包含的元器件芯片中包含的元器件数目数目)分：分：集成电路规模集成电路规模元器件数目元器件数目小规模集成电小规模集成电路（路（SSI）100中中规模集
