第一章計算機

計算機信息技術(shù)2023/2/31關(guān)于分級教學(xué)學(xué)生計算機基礎(chǔ)的差異給教學(xué)帶來難題分級之后A班增加了幾個應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)：PhotoShop、Flash、Access和MATLABB班的教學(xué)內(nèi)容跟沒有分級前的教學(xué)內(nèi)容相同，教材之外增加Windows、Word、Excel基本操作的介紹期末考試試卷相同分級教學(xué)只是為了有針對性的進行教學(xué),教學(xué)質(zhì)量不會打折下學(xué)期VB不分級2023/2/32關(guān)于教學(xué)內(nèi)容安排教學(xué)內(nèi)容和進度1~13周：《計算機信息技術(shù)教程》14~16周：《VisualBasic程序設(shè)計教程》17周復(fù)習(xí)適當閱讀課外參考書考試內(nèi)容包含計算機應(yīng)用基礎(chǔ)和VB程序設(shè)計2023/2/33關(guān)于教學(xué)內(nèi)容安排第1章信息技術(shù)概論第2章計算機硬件系統(tǒng)第3章計算機軟件系統(tǒng)第4章計算機網(wǎng)絡(luò)PHOTOSHOP軟件介紹FLASH軟件介紹第6章數(shù)據(jù)庫原理Access數(shù)據(jù)庫介紹第5章數(shù)字媒體及應(yīng)用MATLAB軟件介紹第7章醫(yī)院信息系統(tǒng)第8章醫(yī)藥數(shù)據(jù)挖掘與分析第1章VisualBasic簡介第2章常用控件及界面設(shè)計計算機應(yīng)用基礎(chǔ)：程序設(shè)計：2023/2/34關(guān)于上機安排第三周（單周）/第四周（雙周）開始上機上機時間、地點帶好實驗指導(dǎo)書（《計算機信息技術(shù)實踐教程》）課前預(yù)習(xí)自備存儲設(shè)備（U盤/移動硬盤/mp3/帶存儲卡的手機）上機實驗成績及出勤率作為平時成績的主要參考2023/2/35第一章信息技術(shù)概論2023/2/36信息技術(shù)改變我們的生活你在網(wǎng)上購物嗎？淘寶、當當、卓越、京東…你有微博、微信吧？你有E-mail嗎？有幾個？你用iphone還是Android？你在什么網(wǎng)站看視頻？……2023/2/372023/2/382023/2/392023/2/3102023/2/3112023/2/3122023/2/3132023/2/3142023/2/3152023/2/3162023/2/317教學(xué)內(nèi)容信息與信息技術(shù)1計算機的發(fā)展和應(yīng)用2數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)3通信技術(shù)基礎(chǔ)4微電子技術(shù)基礎(chǔ)5信息標準化62023/2/3181.1信息與信息技術(shù)1.1.1數(shù)據(jù)與信息1.1.2信息技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)1.1.3醫(yī)藥信息化及其發(fā)展2023/2/319信息(information)是什么？信息有多種多樣的含義，至今并沒有統(tǒng)一的定義日常生活中比較籠統(tǒng)和模糊的理解是：語言、文字、圖畫、照片等所表達的內(nèi)容、事實或消息讀書、聽課、交談等所學(xué)習(xí)和了解的知識、方法和情況為了做判斷、訂計劃或解決問題等所需要的數(shù)據(jù)和資料···比較正式也比較抽象一些的描述是：信息是事物運動狀態(tài)和特征的反映信息與物質(zhì)、能量是客觀世界的三大構(gòu)成要素。

美國哈佛大學(xué)的研究小組提出了著名的資源三角形：沒有物質(zhì)，什么也不存在；沒有能量，什么也不會發(fā)生；沒有信息，任何事物都沒有意義。2023/2/320數(shù)據(jù)與信息國際標準化組織（InternationalStandardsOrganization，ISO）對“信息”下的定義是：“信息”是對人有用的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將可能影響到人們的行為與決策。ISO對“數(shù)據(jù)”下的定義是：“數(shù)據(jù)是對事實、概念或指令的一種特殊的表達形式，這種特殊的表達形式可以用人工的方式或者用自動化的裝置進行通信、翻譯轉(zhuǎn)換或者進行加工處理?！睌?shù)據(jù)是信息的源泉，信息是知識的基礎(chǔ)。這些概念都是相對的。

例如，護士測量到的患者39℃的體溫，對急診室來講是允許掛急診號的信息，但對處理急診的臨床醫(yī)生來講，體溫39℃僅是醫(yī)生處理患者信息中的一個數(shù)據(jù)；再如，一張化驗報告，對化驗室來講是經(jīng)過處理數(shù)據(jù)后獲得的信息，對臨床醫(yī)生來講是分析疾病的數(shù)據(jù)。根據(jù)ISO定義，“信息”與“數(shù)據(jù)”的關(guān)系是

。（A）信息是指對人們有用的數(shù)據(jù)（B）數(shù)據(jù)是指對人們有用的信息（C）信息包含數(shù)據(jù)（D）信息僅指加工后的數(shù)值數(shù)據(jù)2023/2/321信息有哪些性質(zhì)普遍性：凡有事物的地方，就必然存在信息，信息廣泛存在動態(tài)性：事物是在不斷運動變化之中的，信息也必然隨時間而改變時效性：由于信息的動態(tài)性，信息的使用價值會隨著時間而衰減多樣性：語言、文字、聲音、圖片等都是信息的表現(xiàn)形式(也稱為信息的載體或媒體)

可傳遞性：信息可通過媒介在人-人，人-物，物-物之間傳遞，信息傳遞才能發(fā)揮信息的作用可共享性：信息與物質(zhì)，能量顯著不同的是，同一信息在同一時間可被多個主體共有，信息能無限地進行復(fù)制和傳遞，不因使用而有損耗快速增長性：隨著社會的發(fā)展，信息在快速增長！(信息爆炸)2023/2/322什么是信息處理信息處理指的是與下列內(nèi)容相關(guān)的行為和活動：信息的收集(如信息的感知、測量、獲取、輸入等)信息的傳遞(如郵寄、電報、電話、廣播、網(wǎng)絡(luò)等)信息的加工(如信息的分類、計算、分析、轉(zhuǎn)換等)信息的存儲(如書寫、攝影、錄音、錄像等)信息的施用(如控制、顯示、指揮、管理等)

2023/2/323人工進行信息處理的過程人工信息處理的不足：

算不快記不住傳不遠

看（聽）不清信息技術(shù)（IT）事物客體信息獲取(感覺器官)信息加工與存儲(大腦)信息傳遞(神經(jīng)系統(tǒng))信息施用(效應(yīng)器官)信息傳遞(神經(jīng)系統(tǒng))手/腳/身眼/耳/鼻/舌/身2023/2/324什么是信息技術(shù)信息技術(shù)（InformationTechnology，或Information&CommunicationTechnology，簡稱IT或ICT）指的是用來擴展人們信息器官功能、協(xié)助人們更有效地進行信息處理的一門技術(shù)。內(nèi)容包括：

擴展感覺器官功能的感測(獲取)技術(shù)擴展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術(shù)擴展大腦功能的計算與存儲技術(shù)擴展效應(yīng)器官功能的控制與顯示技術(shù)擴展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術(shù)外部世界事物2023/2/325信息技術(shù)的發(fā)展歷史◎語言的形成和使用

◎文字的創(chuàng)造和使用

◎造紙技術(shù)的出現(xiàn)

◎印刷技術(shù)的發(fā)明◎電報和電話通信

◎廣播、電視

◎雷達、衛(wèi)星

◎計算機

◎因特網(wǎng)···

第1次信息技術(shù)革命（35000～50000年之前）第3次信息技術(shù)革命（1000年之前）第5次信息技術(shù)革命（20世紀40～60年代）第4次信息技術(shù)革命（19世紀30～20世紀40年代）第2次信息技術(shù)革命（大約3500年之前）2023/2/326什么是信息產(chǎn)業(yè)信息產(chǎn)業(yè)是指信息設(shè)備生產(chǎn)制造，以及利用這些設(shè)備進行信息采集、儲存、傳遞、處理、制作與服務(wù)的所有行業(yè)與部門的總和.信息產(chǎn)業(yè)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)信息內(nèi)容產(chǎn)業(yè)信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)芯片,計算機,手機,通信設(shè)備,數(shù)字電視,軟件,電子器件等內(nèi)容數(shù)字化,數(shù)字文化,教育科技,知識產(chǎn)業(yè),數(shù)字娛樂,電子游戲等信息基礎(chǔ)設(shè)施電子政務(wù),商務(wù),金融,物流,教育,醫(yī)療,社區(qū),認證,娛樂,游戲等電信網(wǎng)絡(luò),廣播電視網(wǎng)絡(luò),互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)等2023/2/3271.2計算機的發(fā)展及應(yīng)用1.2.1計算機的特點及其發(fā)展簡史1.2.2中國計算機發(fā)展歷程1.2.3計算機與生命科學(xué)1.2.4新醫(yī)改下衛(wèi)生信息化發(fā)展趨勢與計算機新技術(shù)2023/2/328過去的計算工具隨著生產(chǎn)的發(fā)展和社會的進步，計算工具的發(fā)展過程從簡單到復(fù)雜、從低級到高級計算工具相繼出現(xiàn)，如：算盤計算尺手搖計算器電動計算器我國研制第1顆原子彈時使用的飛魚牌手搖計算機（新華網(wǎng)圖片）

2023/2/3291946年，賓夕法尼亞大學(xué)誕生了第一臺數(shù)字電子計算機ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator）重量：30余噸占地：170平方米構(gòu)件：一萬七千多個電子管；六千多個開關(guān)耗電：140千瓦造價：40余萬美元速度：每秒運行5000次加法2023/2/330計算機的發(fā)展分代計算機的發(fā)展分代是根據(jù)電子元器件的發(fā)展而劃分的：

【電子管(1946-1957)】【晶體管1957-1964】【集成電路1965-1970】【大規(guī)模集成電路1971~】2023/2/331第1代數(shù)字電子計算機

時間：約1946-1957使用的元器件：電子管

－速度：幾十～幾萬次/秒

－內(nèi)存：磁鼓（體積巨大），千字

－外設(shè)：磁帶

－機器語言或匯編語言編程美國于20世紀50年代生產(chǎn)的IBM704型電子管計算機磁鼓存儲器2023/2/332第2代數(shù)字電子計算機時間：約1957-1964使用的元器件：晶體管－速度：幾十萬次/秒，－內(nèi)存：磁芯（體積減?。f字－外設(shè)：磁盤－高級語言編程電子管晶體管2023/2/333安裝在美國宇航局的IBM7090計算機290萬美元。內(nèi)存容量：128KB；存取周期：2微妙2023/2/334第3代數(shù)字電子計算機時間：約1965-1973使用的元器件：中小規(guī)模集成電路（SSI/MSI

,SmallScaleIntegration/MidiumScaleIntegration）

－速度：幾十萬次～幾百萬次/秒

－內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器

－軟件：高級語言,OS,DBMS2023/2/3351965年IBM推出的System360大型主機，被美國航天局用于首次載人登月任務(wù)

第3代數(shù)字電子計算機2023/2/336

存儲容量為5MB的硬盤（27Kg重）第3代數(shù)字電子計算機2023/2/337第4代數(shù)字電子計算機時間：從1974年起使用的元器件：大規(guī)模（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）-速度：幾百萬次～億次/秒-內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器-軟件工程，分布式處理等2023/2/338第1～4代計算機的對比代別年代使用的元器件使用的軟件類型主要應(yīng)用領(lǐng)域第1代20世紀40年代中期～50年代末期CPU：電子管內(nèi)存：磁鼓使用機器語言和匯編語言編寫程序科學(xué)和工程計算第2代20世紀50年代中、后期～60年代中期CPU：晶體管內(nèi)存：磁芯使用FORTRAN等高級程序設(shè)計語言開始廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域第3代20世紀60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：SSI，MSI的半導(dǎo)體存儲器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等開始使用在科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用第4代20世紀70年代中期以來CPU：LSI、VLSI內(nèi)存：LSI、VLSI的半導(dǎo)體存儲器軟件開發(fā)工具和平臺、分布式計算、網(wǎng)絡(luò)軟件等開始廣泛使用深入到各行各業(yè)，家庭和個人開始使用計算機2023/2/339計算機的應(yīng)用科學(xué)計算數(shù)據(jù)處理自動控制計算機輔助設(shè)計、輔助制造CAD（ComputerAidedDesign計算機輔助設(shè)計）CAI（ComputerAidedInstruction計算機輔助教學(xué)）CAM（ComputerAidedMade計算機輔助制造）CAE（ComputerAidedEngineering計算機輔助工程）CADD（ComputerAidedDrugDesign計算機輔助新藥設(shè)計）人工智能計算機仿真……2023/2/3401.3數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ) 1.3.1比特與二進制數(shù)及運算 1.3.2信息在計算機中的表示

2023/2/341什么是比特？比特（bit，binarydigit的縮寫）中文翻譯為“二進位數(shù)字”、“二進位”或簡稱為“位”比特只有2種取值：0和1如同DNA是人體組織的最小單位、原子是物質(zhì)的最小組成單位一樣，比特是組成數(shù)字信息的最小單位數(shù)值、文字、符號、圖像、聲音、命令······都可以使用比特來表示2023/2/342比特在計算機中如何表示？在計算機中表示與存儲二進位的方法：電路的高電平狀態(tài)或低電平狀態(tài)(CPU)電容的充電狀態(tài)或放電狀態(tài)(RAM)兩種不同的磁化狀態(tài)(磁盤)光盤面上的凹凸狀態(tài)(光盤)···2023/2/343存儲容量的計量單位

8個比特＝1個字節(jié)（byte，用大寫B(tài)表示）計算機內(nèi)存儲器容量的計量單位：KB:1KB=210字節(jié)=1024B（千字節(jié)）MB:1MB=220字節(jié)=1024KB（兆字節(jié)）GB:1GB=230字節(jié)=1024MB（吉字節(jié)、千兆字節(jié)）TB:1TB=240字節(jié)=1024GB（太字節(jié)、兆兆字節(jié)）外存儲器容量經(jīng)常使用10的冪次(十進制)來計算：1MB＝103KB

＝1000KB1GB＝106KB

＝1000000KB1TB＝109

KB

=1000000000KB2023/2/344為什么？現(xiàn)象：廠商標注160GB的硬盤實際容量只有149.05GB存儲容量的計量單位160*1000*1000*10001024*1024*10242023/2/345不同進位制使用場合：內(nèi)存、cache、半導(dǎo)體存儲器芯片的容量均使用二進制：512MB的內(nèi)存條（1M＝220

＝1024KB

）256KB的cache（1K＝210

＝1024B

）文件和文件夾的大小使用二進制外存儲器（硬盤、DVD光盤、U盤、存儲卡等）容量：廠商標注的容量使用十進制操作系統(tǒng)顯示的容量使用二進制存儲容量的計量單位2023/2/346頻率、數(shù)據(jù)傳輸速率等使用十進制計量：CPU主頻2.6GHz（1G＝109）數(shù)據(jù)傳輸速率100Mbps（1M＝106）

數(shù)據(jù)傳輸速率表示每秒鐘可傳輸?shù)亩M制位數(shù)目，常用單位是：比特/秒(b/s)，也稱“bps”。如2400bps(2400b/s)千比特/秒(kb/s)，1kb/s=103比特／秒=1000b/s兆比特/秒(Mb/s)，1Mb/s=106比特／秒=1000kb/s吉比特/秒(Gb/s)，1Gb/s=109比特／秒=1000Mb/s太比特/秒(Tb/s)，1Tb/s=1012比特／秒=1000Gb/s存儲容量的計量單位2023/2/347比特（二進制數(shù)）的算術(shù)運算1位二進制數(shù)的加、減法運算規(guī)則：被加數(shù)加數(shù)和進位

0000011010101101（a）加法規(guī)則被減數(shù)減數(shù)差借位

0000011110101100（b）減法規(guī)則2個多位二進制數(shù)的加、減法運算舉例：01011001+0100－010010010101由低位到高位逐位進行,低位向高位進(借)位！2023/2/348比特的三種基本邏輯運算比特有3種基本邏輯運算：邏輯加（也稱“或”運算，用符號“OR”、“∨”或“＋”表示）邏輯乘（也稱“與”運算，用符號“AND”、“∧”或“·”表示，也可省略）取反（也稱“非”運算，用符號“NOT”或上橫杠“ˉ”表示）2023/2/349邏輯運算的規(guī)則邏輯加：F=A∨

BA: 0 0 1 1B:∨0

∨1

∨0

∨1F: 0 1 1 1邏輯乘：F=A·BA: 0 0 1 1B:∧0

∧1

∧0

∧1F: 0 0 0 1取反：F=NOTAA:NOT 0

NOT 1

F: 1 0兩個多位的二進制信息進行邏輯運算時，按位獨立進行，即每一位都不受其它位的影響：例1 A: 0110 B:∨ 1010

F: 1110例2 A: 0110 B:∧1010

F: 00102023/2/350數(shù)值間的轉(zhuǎn)換數(shù)制的概念十進制D(Decimal):數(shù)字為0-9，各位的權(quán)值是10的整數(shù)次冪，基數(shù)為10，逢10進1二進制B(Binary)：數(shù)字為0和1，各位的權(quán)值是2的整數(shù)次冪，基數(shù)為2，逢2進1計算機中的數(shù)據(jù)全部用二進制表示，但為了表示方便，在計算機科學(xué)中，通常還會采用八進制O(Octal)：基數(shù)為8,數(shù)字為0-7十六進制H(Hexadecimal)：基數(shù)為16,數(shù)字為0-9，A-F2023/2/351不同進位制數(shù)的比較十進制二進制八進制十六進制00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F數(shù)值間的轉(zhuǎn)換2023/2/352(一)十進制二進制

1.十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制整數(shù)——除2取余

(余數(shù)反向排列）：

129371421222200111余數(shù)低位高位數(shù)值間的轉(zhuǎn)換(29)10=(11101)2被除數(shù)商（除數(shù)為2）余數(shù)

2914114707313111012023/2/353(一)十進制二進制數(shù)值間的轉(zhuǎn)換0.6875×21.37500.75001.50001.0000×2×2×2高位低位注意：十進制小數(shù)（如0.55）在轉(zhuǎn)換時會出現(xiàn)二進制無窮小數(shù)，這時只能取近似值（二進制小數(shù)點后的位數(shù)達到精度為止）

2.十進制小數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制小數(shù)——乘2取整

(整數(shù)順序排列）：

(0.6875)10=(0.1011)2被乘數(shù)結(jié)果整數(shù)部分

0.55*21.1010.10*20.2000.20*20.4000.40*20.8000.80*21.6010.60*21.2012023/2/3543.

實數(shù)轉(zhuǎn)換:將十進制實數(shù)的整數(shù)和小數(shù)部分拆開分別轉(zhuǎn)換,最后再將轉(zhuǎn)換結(jié)果合并,步驟如下:整數(shù)部分:除2取余小數(shù)部分:乘2取整合并結(jié)果

如:(29.6875)10=(11101.1011)2

數(shù)值間的轉(zhuǎn)換(一)十進制二進制2023/2/355

十進制八進制:整數(shù)部分——除8取余法

小數(shù)部分——乘8取整法十進制十六進制:整數(shù)部分——除16取余法小數(shù)部分——乘16取整法

（二）十進制八進制/十六進制數(shù)值間的轉(zhuǎn)換2023/2/356例2-4：將(367.64)10轉(zhuǎn)換成16進制被除數(shù)商（除數(shù)為16）余數(shù)

36722152216101

（367）10=（16F）16

被乘數(shù)結(jié)果（乘數(shù)為16）整數(shù)部分

0.647.2470.243.8430.8413.44130.447.047

（0.64）10=（0.73D7）16③合并結(jié)果:（367.64）10=（16F.73D7）16

①整數(shù)部分②小數(shù)部分數(shù)值間的轉(zhuǎn)換2023/2/357（三）N進制十進制采用按權(quán)求和的方法…103，102，101，100，10-1，10-2，…進制權(quán)二進制…23，22，21，20，2-1，2-2，…八進制…83，82，81，80，8-1，8-2，…十進制十六進制…163，162，161，160，16-1，16-2，…數(shù)值間的轉(zhuǎn)換2023/2/358二進制數(shù)B:由n位整數(shù)，m位小數(shù)組成(B)2=Bn-1…B1B0.B-1B-2…B-m(D)10=Bn-12n-1

+…+B121

+B020

+B-12-1

+B-22-2+...B-m2-mN進制數(shù)P:由n位整數(shù)，m位小數(shù)組成(P)N=Pn-1…P1P0.P-1P-2…P-m(D)10=Pn-1Nn-1

+Pn-2Nn-2…+P1N1

+P0N0

+P-1N-1

+P-2N-2

+...P-mN-m（三）N進制十進制數(shù)值間的轉(zhuǎn)換2023/2/359（三）N進制十進制數(shù)值間的轉(zhuǎn)換例：將（1011.11)2轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)（1011.11)2=(123

+022

+121

+120

+12-1

+12-2)10

=(8+0+2+1+0.5+0.25)10

=(11.75)10例：將（317)8轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)（317)8=(382

+181

+780)10

=

(192+8+7)10

=

(207)10

權(quán)2023/2/360（四）二進制/八進制/十六進制之間的互換二進制與八進制互換八進制轉(zhuǎn)成二進制數(shù)值間的轉(zhuǎn)換八進制01234567二進制000001010011100101110111“一分三”例：將(207.54)8

轉(zhuǎn)換成二進制(207.54)8=(010

000

111.101

100)2=(10000111.1011)2207.541110101001010002023/2/361二進制與八進制互換二進制轉(zhuǎn)成八進制——三合一法整數(shù)部分：自右向左，三個一組，不夠補零，每組對應(yīng)一個八進制數(shù)碼。小數(shù)部分：自左向右，三個一組，不夠補零，每組對應(yīng)一個八進制數(shù)碼。例：將（1010111011.0010111)2轉(zhuǎn)換成八進制“三合一”（四）二進制/八進制/十六進制之間的互換數(shù)值間的轉(zhuǎn)換1010111011.001011100

001273134(1010111011.0010111)2=(1273.134)82023/2/362二進制與十六進制互換十六進制轉(zhuǎn)成二進制（四）二進制/八進制/十六進制之間的互換數(shù)值間的轉(zhuǎn)換十六進制01234567二進制00000001001000110100010101100111十六進制89ABCDEF二進制10001001101010111100110111101111“一分四”2023/2/363（四）二進制/八進制/十六進制之間的互換數(shù)值間的轉(zhuǎn)換例：將（1E4.2A）16轉(zhuǎn)換成二進制(1E4.2A)16=(000111100100.00101010)2

=(111100100.0010101)21E4.2A000111100100001010102023/2/364（四）二進制/八進制/十六進制之間的互換數(shù)值間的轉(zhuǎn)換二進制與十六進制互換二進制轉(zhuǎn)成十六進制——四合一法整數(shù)部分：自右向左，四個一組，不夠補零，每組對應(yīng)一個十六進制數(shù)碼。小數(shù)部分：自左向右，四個一組，不夠補零，每組對應(yīng)一個十六進制數(shù)碼。

例：將（10101.10111)2

轉(zhuǎn)換成十六進制

0001

0101.1011

1000(10101.10111)2=(15.B8)16.1B582023/2/365八進制與十六進制之間的互換方法：以二進制作為中間過渡來實現(xiàn)例：將（237)8

轉(zhuǎn)換成十六進制數(shù)（237)8=（10011111)2=（9F)16（四）二進制/八進制/十六進制之間的互換數(shù)值間的轉(zhuǎn)換010011111100111112023/2/3661.3.2

信息在計算機中的表示（1）數(shù)值的表示（2）文字符號信息在計算機中的表示（3）圖像等其他信息在計算機中的表示帶符號整數(shù)的表示浮點數(shù)(實數(shù))的表示無符號整數(shù)的表示第五章介紹2023/2/367計算機中的任何數(shù)據(jù)都以二進制數(shù)的形式存儲。這些數(shù)據(jù)一般采用定點數(shù)和浮點數(shù)兩種形式表示。定點數(shù)：小數(shù)點位置固定在有效數(shù)字的前面(純小數(shù))或后面(純整數(shù))。定點數(shù)又分為有符號數(shù)和無符號數(shù)兩類有符號數(shù)的最高位表示符號位，其余為數(shù)值位，有符號數(shù)有三種編碼（表示形式）：原碼、反碼和補碼無符號數(shù)的各位都表示數(shù)值大小。浮點數(shù)：小數(shù)點位置不固定的數(shù)。2023/2/368無符號整數(shù)的表示取值范圍由位數(shù)決定：機器位：8位

可表示0～255(28-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)機器位：16位 可表示0～65535(216-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)機器位：n位 可表示0～2n-1范圍內(nèi)的所有正整數(shù)。十進制數(shù)8位無符號整數(shù)

00000000010000000120000001030000001140000010050000010125211111100253111111012541111111025511111111······例：2023/2/369帶符號整數(shù)的表示表示方法：用一位表示符號，其余用來表示數(shù)值部分符號用最高位表示：“0”表示正號(+),“1”表示負號(-)數(shù)值部分有兩種表示方法：原碼表示補碼表示···符號位數(shù)值部分最低位最高位2023/2/370

原碼：對于有符號數(shù)，其最高位為“0”表示該數(shù)為正數(shù)，為“1”表示該數(shù)為負數(shù)，其余各二進制位表示該數(shù)的絕對值正數(shù)(43)10=(00101011)2負數(shù)(-43)10=(10101011)20的表示：

[+0]原=00000000[-0]原=10000000帶符號整數(shù)的表示2023/2/371

反碼：正數(shù)的反碼與原碼相同負數(shù)的反碼為原碼除符號位外各位取反

原碼：正數(shù)(43)10=(00101011)2負數(shù)(-43)10=(10101011)2

反碼：正數(shù)(43)10=(00101011)2負數(shù)(-43)10=(11010100)20的表示：

[+0]反=00000000[-0]反=11111111

反碼的反碼就是原碼：[[X]反

]反=[X]原帶符號整數(shù)的表示2023/2/372補碼：正數(shù)的補碼與原碼相同（正數(shù)沒有補碼）負數(shù)的補碼為其反碼加1反碼：(-43)10=(11010100)2

補碼：(-43)10=(11010101)2

0的補碼表示是唯一的：

[+0]補=[-0]補=(00000000)2

由于減法運算可以通過以下方式來實現(xiàn)：

[X]原-[Y]原=[X]原+[-Y]補

將計算機內(nèi)部的負數(shù)用補碼表示，減法運算就可以用加法器來實現(xiàn)，CPU內(nèi)部就不用設(shè)置減法器，從而簡化了CPU的設(shè)計。帶符號整數(shù)的表示結(jié)論:帶符號整數(shù)在計算機內(nèi)不采用“原碼”而采用“補碼”的形式表示2023/2/373模的概念11111111+1100000000“?！钡母拍睿河嬃肯到y(tǒng)的計數(shù)范圍例如：當前時針指向10點，而準確時間是6點，調(diào)整時間有兩種撥法：倒撥4小時，即10-4=6順撥8小時，即10+8=12+6=6時鐘的計量范圍是0~11，模就是12。在以12為模的系統(tǒng)中，加8和減4是一樣的，凡是減4的都能用加8代替。如：11、1；10、2；9、3；7、5；6、6均互為補數(shù)。表示n位的計算機的計量范圍是0～2^(n)-1，模=2^(n）

計算機中，n=8，最大只能表示11111111，再加1，為100000000，超出范圍，只能去掉1，又回到00000000，即8位二進制系統(tǒng)，模為28減數(shù)—相應(yīng)補數(shù)減法加法10-4=10+(-4)補碼=10+82023/2/374選講：

帶符號整數(shù)的表示5-2＝5+(-2)＝+3[5]補碼＋[-2]補碼＝00000101＋11111110＝00000011（[+3]原碼,[+3]補碼）2-5＝2+(-5)＝-3[2]補碼＋[-5]補碼＝00000010＋11111011＝11111101（[-3]補碼）符號位參與運算，補碼將加法和減法統(tǒng)一2023/2/375練習(xí)題若某帶符號整數(shù)的8位補碼為10000001，則該整數(shù)為

。A.129B.-1C.-127D.127答案：C選講：已知補碼求原碼：如果符號位為“0”，則為正數(shù)，原碼、補碼都相同如果符號位為“1”，則為負數(shù)，除符號位外，取反，加110000001

11111110＋111111111取反加“1”－1272023/2/376無符號整數(shù)范圍8位原碼：0～28-1（0～255）16位原碼：0～216-1（0～65535）n位原碼：0～2n-1原碼可表示的整數(shù)范圍8位原碼：-27+1～27-1（-127～127）16位原碼：-215+1～215-1（-32767～32767）n位原碼：-2n-1+1～2n-1-1補碼可表示的整數(shù)范圍

8位補碼：-27～27-1

（-128～127)

n位補碼：-2n-1～2n-1-1二進制整數(shù)的表示范圍10000000原碼表示－0補碼表示－128注意：由于計算機中存儲各種類型數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)是有限的，所以能表示的數(shù)也是有一定范圍的，當運算的結(jié)果超過了這個范圍，就會產(chǎn)生溢出。原碼補碼值0111111101111111

1270111111001111110

12601111101

01111101

125.................................................00000000

0000

0000

01000000111111111

-11000001011111110

-21000001111111101

-3.................................................1111

1110

10000010

-1261111111110000001

-127無法表達

10000000

-128原碼和補碼不斷加1原碼不斷加1補碼不斷減12023/2/377選講：

實數(shù)的特點與表示方法

特點：既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分，小數(shù)點位置不固定整數(shù)和純小數(shù)是實數(shù)的特例任何一個實數(shù)總可以表達成一個乘冪和一個純小數(shù)之積例如：

56.725=0.56725×102－0.0034756=-0.34756×10－2

實數(shù)的表示方法（記階法）：用3個部分表示乘冪中的指數(shù)：表示實數(shù)中小數(shù)點的位置純小數(shù)部分（尾數(shù)）：表示實數(shù)中的有效數(shù)字部分數(shù)的正負（符號）2023/2/378選講：

二進制實數(shù)的浮點表示

與十進制實數(shù)一樣，二進制實數(shù)也可以用記階法表示例如：+1001.011B=+0.1001011B×2100

－0.0010101B=－0.10101B×2－10

可見，任一個二進制實數(shù)N均可表示為：

N=±尾數(shù)×基數(shù)階碼階碼也有符號2023/2/379注:尾數(shù)位數(shù)越多,精度越高;階碼位數(shù)越多,值域越大

（假設(shè)機器字長為16位，符號位為1位，階碼4位，尾數(shù)12位)

0011010111010000xxxxxxxxxxxxxxxx階碼符號．小數(shù)點數(shù)據(jù)符號階碼尾數(shù)例：101.1101=0.1011101×211其表示形式為：選講：

二進制實數(shù)的浮點表示2023/2/3801.4通信技術(shù)基礎(chǔ)

1.4.1通信技術(shù)簡介通信系統(tǒng)模型通信技術(shù)的分類

通信技術(shù)的發(fā)展1.4.2

通信技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用2023/2/381什么是通信(communication)？廣而言之，通信就是信息的(遠距離)傳遞與交換現(xiàn)代通信——使用電波或光波傳遞信息的技術(shù)，也稱為電信（telecommunication），如電報、電話、傳真、電子郵件、QQ、微信等，電視也可看作是一對多的單向通信通信的發(fā)展歷史：1836年，英國建成第一條電報線路(Morse電報)1876年，美國人A.G.Bell研制成可供實用的電話20世紀初，馬可尼實現(xiàn)了跨越大西洋的無線電報通信1918年，出現(xiàn)收音機和無線電廣播1938年，第一個電視臺開始播出1940’s出現(xiàn)彩色電視1960’s出現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)2023/2/382通信系統(tǒng)的模型通信的三要素：信道信源(宿)信宿(源)信號信號舉例:信道的任務(wù)是迅速、可靠而準確地將信號從信源傳輸?shù)叫潘薇粋鬏數(shù)男畔⒍急仨氁阅撤N電(或光)信號的形式才能進行傳輸發(fā)送信息的設(shè)備接收信息的設(shè)備有線電話移動電話計算機通信信源/信宿電話座機手機計算機信號形式話音經(jīng)電話機轉(zhuǎn)換成為變化的電流信號話音經(jīng)電話機轉(zhuǎn)換成為壓縮編碼后的數(shù)字信號編碼并打包后的數(shù)字信號信道構(gòu)成電話線和中繼器等傳輸設(shè)備無線電波、基站等雙絞線、集線器、路由器、光纖等2023/2/383通信技術(shù)的分類（1）按傳輸媒質(zhì)分類有線通信

，無線通信

。（2）按信道中傳輸?shù)男盘柗诸惸M通信，數(shù)字通信。（3）按工作頻段分類

長波通信，中波通信，短波通信，微波通信

。（4）按調(diào)制方式分類基帶傳輸，頻帶傳輸。（5）按通信雙方的分工及數(shù)據(jù)傳輸方向分類單工通信、半雙工通信及全雙工通信三種。2