計(jì)算思維-符號(hào)化-計(jì)算化-自動(dòng)化

0和1與易經(jīng)

---語義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算/~kmwen/KunmeiWenSchoolofComputerScienceandTechnologyHuazhongUniversityofScienceandTechnology《易經(jīng)》是什么?0和1與易經(jīng)---語義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(1)易經(jīng)是什么?八卦？預(yù)測(cè)與占卜？算命？自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律人事現(xiàn)象及其變化規(guī)律其他現(xiàn)象及其變化規(guī)律天地風(fēng)雷日月山澤？將現(xiàn)象抽象為符號(hào)，進(jìn)行符號(hào)組合，利用符號(hào)組合表達(dá)自然現(xiàn)象0和1與易經(jīng)---語義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(2)易經(jīng)怎樣表達(dá)自然現(xiàn)象?符號(hào)化的六十四卦圖更多的組合，更多的語義，更多的變化0和1與易經(jīng)---語義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(2)易經(jīng)怎樣表達(dá)自然現(xiàn)象?0和1與易經(jīng)---語義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(3)易經(jīng)怎樣區(qū)分各種組合要素?待區(qū)分的命名陰(六)陽(九)三個(gè)陰陽構(gòu)成的一個(gè)組合卦一個(gè)組合中的某一位置爻三畫陰陽可能出現(xiàn)的八種組合乾、坤、坎、離、艮、兌、震、巽一卦中的三個(gè)位置一爻、二爻、三爻一個(gè)位置可能出現(xiàn)陰和陽陽(九)爻，陰(六)爻一個(gè)位置可能出現(xiàn)陰和陽，結(jié)合卦中不同位置組合九一爻、六一爻、九二爻、六二爻、九三爻、六三爻符號(hào)化的關(guān)鍵是區(qū)分與命名---術(shù)語體系冬至一陽生夏至一陰生0和1與易經(jīng)---語義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(4)易經(jīng)怎樣研究自然現(xiàn)象的變化?符號(hào)化的目的是基于符號(hào)的演算--符號(hào)組合的變化方式“卦”之間的變化規(guī)律是什么？“卦”及之間變化反映的語義又是什么？生命演化規(guī)律氣候演化規(guī)律陰、陽卦、爻卦變、爻變將符號(hào)再賦予語義---“本”與“用”：抽象與具體化現(xiàn)象本體用體天(自然空間)

乾(抽象空間)父(家庭空間)，首

(身體空間)，馬

(動(dòng)物空間)0和1與易經(jīng)---語義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(5)易經(jīng)中為什么稱乾坤而不稱天地?符號(hào)化0/1及其組合0/1組合的變化/基于0/1的計(jì)算再語義化自然/社會(huì)現(xiàn)象自然/社會(huì)現(xiàn)象變化規(guī)律計(jì)算化由“易經(jīng)”看“符號(hào)化及符號(hào)計(jì)算”?0和1與易經(jīng)---語義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(6)小結(jié)?符號(hào)組合命名“本體”“用體”語義符號(hào)化符號(hào)計(jì)算化計(jì)算0(和)1化0(和)1自動(dòng)化分層構(gòu)造化構(gòu)造集成化；0和1與易經(jīng)---語義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(6)易經(jīng)在“符號(hào)化-計(jì)算化-自動(dòng)化”思維中的位置?0和1與邏輯

---思維符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算邏輯是指事物因果之間所遵循的規(guī)律，是現(xiàn)實(shí)中普適的思維方式邏輯的基本表現(xiàn)形式是命題與推理，推理即依據(jù)由簡(jiǎn)單命題的判斷推導(dǎo)得出復(fù)雜命題的判斷結(jié)論的過程。命題由語句表述，即內(nèi)容為“真”或?yàn)椤凹佟钡囊粋€(gè)判斷語句！例如在一次中學(xué)生測(cè)驗(yàn)中，有三位老師做了預(yù)測(cè)：A.學(xué)習(xí)委員及格；B.有人不及格；C.全班都不及格。在考試后證明只有一個(gè)老師的預(yù)測(cè)是對(duì)的，請(qǐng)問誰對(duì)誰錯(cuò)？求解過程： 命題A：“有人及格”； 命題B：“有人不及格”； 命題C：“全班都不及格”；由題目假設(shè)和命題之間關(guān)系得出“已知”：A、B、C只有一個(gè)為真 如果A真，則C假；如果C真，則A假； 如果B真，而A,C可能有一個(gè)為真，與題矛盾，所以B為假。 如果B假，則“全班都及格”為真，而由此推斷C為假。由上“已知”，推理：A為真。0和1與邏輯---思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(1)什么是邏輯?“與”運(yùn)算：兩把鑰匙都有才能開門“或”運(yùn)算：只要有任何一把鑰匙便能開門思維的符號(hào)化及其計(jì)算----基本邏輯運(yùn)算一個(gè)命題由X,Y,Z等表示，其值可能為“真”或?yàn)椤凹佟?。則兩個(gè)命題X,Y之間是可以進(jìn)行運(yùn)算的：“與”運(yùn)算(AND):當(dāng)X和Y都為真時(shí),XANDY也為真;其他情況,XANDY均為假?！盎颉边\(yùn)算(OR):當(dāng)X和Y都為假時(shí),XORY也為假;其他情況,XORY均為真?！胺恰边\(yùn)算(NOT):當(dāng)X為真時(shí),NOTX為假;當(dāng)X為假時(shí),NOTX為真?！爱惢颉边\(yùn)算(XOR):當(dāng)X和Y都為真或都為假時(shí),XXORY為假;否則,XXORY為真。0和1與邏輯---思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(2)有哪些基本的邏輯運(yùn)算操作?用0和1來表示邏輯運(yùn)算“與”運(yùn)算AND：有0為0，全1為1“或”運(yùn)算OR：有1為1，全0為0“非”運(yùn)算NOT：非0則1，非1則0

“異或”運(yùn)算XOR：相同為0，不同為1注:1表示真，0表示

假

0AND 0 0 0AND 1 0

1AND 0 0 1AND 1 1

1OR 1 1

1OR 0 1 0OR 1 1

0OR 0 0NOT 0 1NOT 1 0

1XOR 1 0

1XOR 0 1

0XOR 1 1

0XOR 0 00和1與邏輯---思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(3)怎樣符號(hào)化邏輯并進(jìn)行計(jì)算?可深入學(xué)習(xí)1)Aristotle(亞里士多德)(公元前384－322)。古希臘哲學(xué)家：形式邏輯。典型概念：命題，推理，三段論2)Leibnitz(萊布尼茨)(1646－1716)。德國(guó)數(shù)學(xué)家：數(shù)理邏輯。典型概念：謂詞，謂詞演算

3)Boole(布爾)(1815－1864)。英國(guó)數(shù)學(xué)家，布爾代數(shù)典型概念：布爾量,布爾值,布爾運(yùn)算,布爾操作

4)其他：時(shí)序邏輯(TemporalLogics)、模態(tài)邏輯(ModalLogics)、歸納邏輯(InductiveLogics)、模糊邏輯(FuzzyLogics)、粗糙邏輯(RoughLogics)、非單調(diào)邏輯等0和1與邏輯---思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(4)邏輯研究有哪些?符號(hào)化0和1基于0/1的計(jì)算再語義化命題計(jì)算化推理由“邏輯”看“符號(hào)化及符號(hào)計(jì)算”?0和1與邏輯---思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(5)小結(jié)?與或非異或語義符號(hào)化符號(hào)計(jì)算化計(jì)算0(和)1化0(和)1自動(dòng)化分層構(gòu)造化構(gòu)造集成化；0和1與邏輯---思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(6)邏輯在“符號(hào)化-計(jì)算化-自動(dòng)化”思維中的位置?0和1與數(shù)值性信息進(jìn)位制：用數(shù)碼和帶有權(quán)值的數(shù)位來表示有大小關(guān)系的數(shù)值性信息的表示方法。二進(jìn)制0和1與數(shù)值---二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(1)怎樣用0和1表達(dá)數(shù)值性信息?數(shù)值性信息=1×27+1×26+1×25+1×24+0×23+1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=(245.25)十例如：(11110101.01)二76543210.-1-22726252423222120.2-12-2數(shù)位的權(quán)值數(shù)位二進(jìn)制數(shù)基于二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算

計(jì)算規(guī)則簡(jiǎn)單,與邏輯運(yùn)算能夠統(tǒng)一起來；元器件容易實(shí)現(xiàn)。0和1與數(shù)值---二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(2)為什么要用二進(jìn)制?Si=(AiXORBi)XORCiCi+1=((AiXORBi)ANDCi)OR(AiANDBi)Si=AiXORBiCi+1=AiANDBi不考慮進(jìn)位考慮進(jìn)位r進(jìn)制：0和1與數(shù)值---二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(3)二進(jìn)制有什么不足，怎樣解決?數(shù)值性信息

(dn-1dn-2……d2d1d0.d-1d-2……d-m)rn-1n-2…210.-1-2…-mrn-1rn-2.……r2r1r0.r-1r-2……r-m=dn-1rn-1

+

dn-2rn-2+…+d2r2+

d1r1

+

d0r0

+

d-1r-1

+d-2r-2

+

…

+

d-mr-m

?--=1nmiiird=數(shù)位的權(quán)值數(shù)位r進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A(10),B(11),C(12),D(13),

E(14),F(15)

八進(jìn)制：0,1,2,3,4,5,6,7十進(jìn)制：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9(365.2)10,（11011.01)2,（3460.32)八,(596.12)十六(753.37)八=

753.37O=7×82+5×81+3×80+3×8-1+7×8-2=(491.484375)十(753.37)十六=

753.37H=0x753.37=7×162+5×161+3×160+3×16-1+7×16-2=(1875.2148)十(753.37)十二=7×122+5×121+3×120+3×12-1+7×12-2=(1071.2986)十同一個(gè)數(shù)串，由于進(jìn)位制不同其所表達(dá)的數(shù)值大小也是不同的245的十進(jìn)制表示記為：

245245的二進(jìn)制表示記為：

11110101245的八進(jìn)制表示記為：

365245的十六進(jìn)制表示記為：

F5同一個(gè)數(shù)值，用不同進(jìn)位制表達(dá)，結(jié)果也是不同的數(shù)值性信息示例0和1與數(shù)值---二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(3)二進(jìn)制有什么不足，怎樣解決?數(shù)值的正負(fù)符號(hào)處理：機(jī)器數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼0和1與數(shù)值---二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(4)數(shù)值的符號(hào)如何表示呢?數(shù)值的正負(fù)符號(hào)也可和數(shù)值一樣參與運(yùn)算

：補(bǔ)碼運(yùn)算示意01010+)1110111100(10)+(-3)=(7)00111+)0001101010(+7)+(+3)=(+10)0和1與數(shù)值---二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(5)使用補(bǔ)碼可使減法變加法,你相信嗎?加減乘除都可轉(zhuǎn)換成加法來實(shí)現(xiàn),加法又可由與、或、非、異或等邏輯運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)---只要實(shí)現(xiàn)了基本邏輯運(yùn)算，便可實(shí)現(xiàn)任何的計(jì)算11011+)1100100101(-5)+(-7)=(-12)

bitBinaryDigit/1位二進(jìn)制位/0和1

Byte字節(jié),8位二進(jìn)制位

1KB=210字節(jié)

(市場(chǎng)約1,000字節(jié))1MB=210KB(市場(chǎng)約1,000,000字節(jié))1GB=210MB(市場(chǎng)約1,000,000,000字節(jié))1TB=210GB=220MB1PB=210TB=230MB1EB=210PB=240MB注意：2的冪次方為計(jì)算單位信息的基本度量單位0和1與數(shù)值---二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(6)信息的度量單位是什么?由數(shù)值性信息看符號(hào)化及其計(jì)算符號(hào)化再語義化數(shù)值性信息再符號(hào)化計(jì)算化基于十進(jìn)制的計(jì)算二進(jìn)制(0和1)基于二進(jìn)制的計(jì)算計(jì)算化十進(jìn)制(0,1,...,9)數(shù)值性信息還原0和1與數(shù)值---二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(7)小結(jié)用0和1表達(dá)基于0和1計(jì)算二進(jìn)制語義符號(hào)化符號(hào)計(jì)算化計(jì)算0(和)1化0(和)1自動(dòng)化分層構(gòu)造化構(gòu)造集成化；0和1與數(shù)值---二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(8)數(shù)值表達(dá)與計(jì)算在“符號(hào)化-計(jì)算化-自動(dòng)化”思維中的位置?0和1與非數(shù)值性信息非數(shù)值性信息可以用編碼表示編碼：編碼是以若干位數(shù)碼或符號(hào)的不同組合來表示非數(shù)值性信息的方法，它是人為地將若干位數(shù)碼或符號(hào)的每一種組合指定一種唯一的含義。例如：0----男，1----女再如：000----星期一001----星期二010----星期三

011----星期四100----星期五101----星期六

110----星期日再如：000----一院001----二院010----三院

011----四院100----五院101----六院

110----七院111----其他0和1與字母符號(hào)---編碼(1)

為什么要用編碼?編碼的三個(gè)主要特征

唯一性：每一種組合都有確定的唯一性的含義

公共性：所有相關(guān)者都認(rèn)同、遵守、使用這種編碼

易于記憶/便于識(shí)認(rèn)性：有一定規(guī)律ASCII碼----英文字母符號(hào)的編碼ASCII碼是英文字母與符號(hào)的0,1型編碼方法，是用7位0和１的不同組合來表示10個(gè)數(shù)字、26個(gè)英文大寫字母、26個(gè)英文小寫字母及其一些特殊符號(hào)的編碼方法，是信息交換的標(biāo)準(zhǔn)編碼。ASCII碼:AmericanStandardCodeforInformationInterchange

B7B6B5B4B3B2B1B0

0xxxxxxx0和1與字母符號(hào)---編碼(2)英文字母符號(hào)如何編碼?ASCII碼為什么要用8位來編碼?

00110001

01001110“1”“N”完整的ASCII碼表0和1與字母符號(hào)---編碼(2)英文字母符號(hào)如何編碼?ASCII碼為什么要用8位來編碼?每8位為一個(gè)字符，最高位為041H~5AH:“A”~“Z”61H~7AH:“a”~“z”0AH:換行符號(hào)LF0DH:回車符號(hào)CR30H~39H:“0”~“9”01000001A41H01000010B42H01000110F46HASCII編碼的規(guī)律信息存儲(chǔ)解析規(guī)則Wearestudents0101011101100101001000000110000101110010011001010010000001110011011101000111010101100100011001010110111001110100011100110/1串按8位分隔一個(gè)字符，查找ASCII碼表映射成相應(yīng)符號(hào)0和1與字母符號(hào)---編碼(3)使用ASCII碼有什么好處?十個(gè)數(shù)字符號(hào)的編碼----BCD碼BCD碼：BinaryCodedDecimal(二-十進(jìn)制編碼)是用４位０和１的不同組合，按照與進(jìn)位制保持一致的關(guān)系，來表示10個(gè)十進(jìn)制數(shù)字的方法。10個(gè)數(shù)字，只需4位0/1數(shù)碼即可十進(jìn)制 01234 BCD碼 0000 0001 0010 0011 0100 十進(jìn)制 56789 BCD碼 0101 0110 0111 1000 1001 0和1與字母符號(hào)---編碼(4)還有哪些編碼?為什么需要這些編碼?

245的十進(jìn)制記為245245的二進(jìn)制記為

11110101245的八進(jìn)制記為365245的十六進(jìn)制記為F5245的BCD碼記為0010

0100

0101245的ASCII碼記為00110010

00110100

00110101同一信息不同表示方法的對(duì)比0和1與字母符號(hào)---編碼(5)信息在計(jì)算機(jī)中為什么需要區(qū)分不同的類型?“大”漢字內(nèi)碼：漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用漢字內(nèi)碼存儲(chǔ)，漢字內(nèi)碼是一兩字節(jié)且最高位均為1的0,1型編碼計(jì)算機(jī)內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外b7

b6b5b4b3b2b1b0

b7

b6b5b4b3b2b1b0

用0和1編碼漢字,每個(gè)漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部由2個(gè)字節(jié)表示0011010001110111國(guó)標(biāo)碼1011010011110111(機(jī))內(nèi)碼漢字的編碼0和1與字母符號(hào)---編碼(6)漢字如何進(jìn)行處理?為什么會(huì)有那么多種漢字編碼?“型”輸入碼有若干：拼音碼、字型碼、區(qū)位碼……拼音碼：xing雙拼碼：x；其中,‘x’表聲母x,而‘；’表韻母ing五筆字型碼：gajf其中,g表字根“-”,a表開下的草字頭,j表右側(cè)立刀,f表下面土字計(jì)算機(jī)內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外漢字輸入碼是用鍵盤上的字母符號(hào)編碼每一漢字的編碼,它使人們通過鍵入字母符號(hào)代替鍵入漢字。漢字的編碼0和1與字母符號(hào)---編碼(6)漢字如何進(jìn)行處理?為什么會(huì)有那么多種漢字編碼?“大”用0和1編碼無亮點(diǎn)和有亮點(diǎn)形成字形信息,便于顯示……漢字字形碼是一種字模點(diǎn)陣碼。也有不同的處理漢字點(diǎn)陣信息的編碼，如向量編碼等oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11ooooo1oo1111111111111111oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo111oooooooooooo11oo1oooooooooo11oooo1oooooooo11ooooo11ooooooo1ooooooo11ooooo1ooooooooo111o

11ooooooooooo1oo計(jì)算機(jī)內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外大漢字字形碼是用0和1編碼無亮點(diǎn)和有亮點(diǎn)像素,形成漢字字形的一種編碼。依據(jù)字形碼通過顯示器或打印機(jī)輸出漢字。漢字的編碼0和1與字母符號(hào)---編碼(6)漢字如何進(jìn)行處理?為什么會(huì)有那么多種漢字編碼?“大”da1011010011110111oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11ooooo1oo1111111111111111oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo111oooooooooooo11oo1oooooooooo11oooo1oooooooo11ooooo11ooooooo1ooooooo11ooooo1ooooooooo111o11ooooooooooo1oo計(jì)算機(jī)內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外漢字處理過程:通過漢字外碼輸入,以漢字內(nèi)碼存儲(chǔ),以漢字字形碼輸出漢字的編碼0和1與字母符號(hào)---編碼(6)漢字如何進(jìn)行處理?為什么會(huì)有那么多種漢字編碼?進(jìn)一步學(xué)習(xí):標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼：8位0,1型編碼，最高位始終為0擴(kuò)展ASCII碼：8位0,1型編碼，最高位為0時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼；最高位為1時(shí)為擴(kuò)展ASCII碼。UNICODE:Unicode是國(guó)際組織制定的可以容納世界上所有文字和符號(hào)的字符編碼方案。Unicode用數(shù)字0-0x10FFFF來映射所有的字符(最多可以容納1114112個(gè)字符，或者說有1114112個(gè)碼位，碼位就是可以分配給字符的數(shù)字)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，再將前述唯一確定的碼位按照不同的編碼方案映射為相應(yīng)的編碼，有UTF-8、UTF-16、UTF-32等幾種編碼方案。0和1與字母符號(hào)---編碼(7)還有哪些編碼?分層次符號(hào)化、分層次編碼與計(jì)算符號(hào)化再語義化非數(shù)值性信息再符號(hào)化計(jì)算化基于字母-符號(hào)的計(jì)算用0/1組合進(jìn)行編碼基于0/1的計(jì)算計(jì)算化用字母-符號(hào)的組合編碼非數(shù)值性信息還原0和1與字母符號(hào)---編碼(8)小結(jié)?用0和1表達(dá)基于0和1計(jì)算ASCII碼漢字內(nèi)碼編碼語義符號(hào)化符號(hào)計(jì)算化計(jì)算0(和)1化0(和)1自動(dòng)化分層構(gòu)造化構(gòu)造集成化；0和1與字母符號(hào)---編碼(9)非數(shù)值性信息表達(dá)與計(jì)算在“符號(hào)化-計(jì)算化-自動(dòng)化”思維中的位置?0和1與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)0和1的基本元器件:電信號(hào)和繼電器開關(guān)用繼電器開關(guān)實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算

數(shù)字信號(hào)：高電平為1,低電平為001“與”運(yùn)算電路“或”運(yùn)算電路“非”運(yùn)算電路0和1與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)(1)如何用電信號(hào)及電子元件表達(dá)0和1?實(shí)現(xiàn)0和1的基本元器件:二極管二極管的基本特性FKVFLRI(b)KLRVR(b)0和1與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)(2)

處理0和1的基本元件?實(shí)現(xiàn)0和1的基本元器件:三極管

三極管的基本特性：開關(guān)和放大以較小的b極電流信號(hào)可控制較大的e極流過的電流--放大。大水庫(kù)大壩閘門控制水第一個(gè)三極管試驗(yàn)裝置用b點(diǎn)的0和1來控制c點(diǎn)產(chǎn)生1和0典型的三極管電路bc0和1與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)(2)處理0和1的基本元件?用二極管、三極管可實(shí)現(xiàn)基本的集成電路:與門、或門和非門這些電路被封裝成集成電路(芯片)，即所謂的門電路。“與”門電路“或”門電路“非”門電路0和1與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)(3)如何用基本電子元件實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算?基本門電路的符號(hào)表示及其特性與門電路：是實(shí)現(xiàn)邏輯與運(yùn)算的集成電路，即：只有當(dāng)兩個(gè)輸入端為高電平(1)時(shí)，則輸出端為高電平(1)；否則，輸出端為低電平(0)。或門電路：是實(shí)現(xiàn)邏輯或運(yùn)算的集成電路，即：只有