第1章計算機基礎

冒Production

■計算機的應用范圍越來越廣，滲透到了各行各業(yè)。

?醫(yī)享與現(xiàn)代信息技術的交融，構成了醫(yī)學計算機學O

^uqtroductioii

?獲取、存儲、傳輸、處理和利用醫(yī)學及醫(yī)學管理的

各種信息。

3、.,Z；.

■新兵的、醫(yī)學與計算機技術相結合的齦科"對醫(yī)學

7

的發(fā)展起著重要的作用。

一焉

計算機在醫(yī)學中的典型應用

計算機輔助診斷醫(yī)院信息系統(tǒng)

和決策系統(tǒng)

計算機在醫(yī)學中的典型應用

疾病預

系統(tǒng)

建立數(shù)學模型，進行

計算，作出疾病流行

情況的預測預報

百度預測

3

百度預測

疾病預測軟件

2014年，百度“疾病預測”軟件，可

以全面監(jiān)控流感、肝炎、肺結核、性

病四種疾病。

O當?shù)氐母窝谆钴S度會用不同顏色和大小的圓點來表示

活躍度從低到高分5個等級，用5種顏色表示

百度預測

疾病預測軟件

2014年，百度“疾病預測”軟件，可

以全面監(jiān)控流感、肝炎、肺結核、性

病四種疾病。

O實時了解到自己所面臨的疾病風險

有針對性地進行預防，從而降低染病的幾率

百度預測

疾病預測軟件

2014年，百度“疾病預測”軟件，可

以全面監(jiān)控流感、肝炎、肺結核、性

病四種疾病。

O藥店、醫(yī)院根據(jù)趨勢提高對應藥品的備貨量、相關科室醫(yī)生的排班計劃等。

計算機在醫(yī)學中的典型應用

計

算機

護

在

醫(yī)學圖像計算機在理

作

工

處理與圖放射治療中

應

的

像識別中的應用用

醫(yī)學圖像處理與圖像識別

醫(yī)學研究與臨床診斷中許多

GroupTitemplateTi-weightedimageDiffusion-weightedimagesDiffusiontensorimage重要信息都是以圖像形式出現(xiàn)。

Inversed、

transformation

matnx(尸，/醫(yī)學圖像分兩類。

Wholebraintractography

7*

AALvolumesAALvolumesCortico-cortical

(MNIspace)(nativeDTIspace)connectionnetwork

醫(yī)學圖像處理與圖像識別

23:32:390-1OI13

醫(yī)學研究與臨床診斷中許多重

要信息都是以圖像形式出現(xiàn)。

醫(yī)學圖像分為兩類。

?信息隨時間變化的一維圖像.

?心電圖

醫(yī)學圖像處理與圖像識別

忸聞帆廿例X

醫(yī)學研究與臨床診斷中許多重

VA*Vl***v'AMAr^s'***/^A***r**■/

f**.要信息都是以圖像形式出現(xiàn)。

0123

醫(yī)學圖像分為兩類。

?信息隨時間變化的一維圖像.

?心電圖

?腦電圖

醫(yī)學圖像處理與圖像識別

_____________________

醫(yī)學研究與臨床診斷中許多重

要信息都是以圖像形式出現(xiàn)。

醫(yī)學圖像分為兩類。

?信息在空間分布的多維圖像

?X射線照片

醫(yī)學圖像處理與圖像識別

◎6-

醫(yī)學研究與臨床診斷中許多重

要信息都是以圖像形式出現(xiàn)。

醫(yī)學圖像分為兩類。

?信息在空間分布的多維圖像

?X射線照片

?組織切片

遠程醫(yī)療

是指以計算機技術、遙控技術

為依托，對醫(yī)療條件較差的地區(qū)進

行遠距離診斷、治療和咨詢。

遠程醫(yī)療

是指以計算機技術、遙控技術

為依托，對醫(yī)療條件較差的地區(qū)進

行遠距離診斷、治療和咨詢。

O提高診斷與醫(yī)療水平

降低醫(yī)療開支

滿足更多人民群眾的保健需求

遠程醫(yī)療

2

是指以計算機技術、遙控技術

為依托，對醫(yī)療條件較差的地區(qū)進

行遠距離診斷、治療和咨詢。

遠程會診

從最初的電視監(jiān)護、電話遠程診斷發(fā)展到綜合傳輸

實現(xiàn)了實時的語音和高清晰圖像的交流

主要內容/Content

3L計算機基礎知識

^軟2.Windows7操作系統(tǒng)

(舒3.計算機網絡

/

4.MicrosoftWord2010

?5.MicrosoftExcel2010

■6.MicrosoftPowerPoint2010

?7.多媒體技術與應用

全世界第一臺通用計算機

?使用了18000只電子管

?每秒可進行5000次加法運算

ENIAC（1946年）

ElectronicNumerical

IntegratorAndCalculator

全世界第一臺通用計算機

沒有鍵盤、鼠標、顯示器等設備

只有導線、明暗閃滅的指示燈

ENIAC（1946年）

ElectronicNumerical

IntegratorAndCalculator

全世界第一臺通用計算機

?對ENIAC的設計提出過建議

?確定計算機的結構

約翰?馮?諾依曼?采用存儲程序以及二進制編碼

計算機之父

計算機的發(fā)展歷程

?<0*

第一代：電子管計算機(1946?1959)

-特點：體積大、耗電多、速度低等。

-使用領域：一些軍事和科研部門的科學計算

計算機的發(fā)展歷程

第二代：晶體管計算機(1959?1964)

-特點：體積小、耗電少、成本低、邏輯功能強等。

-使用領域：數(shù)據(jù)處理、工業(yè)過程控制等領域。

計算機的發(fā)展歷程

第三代：小、中規(guī)模集成電路計算機(1964?1972)

-特點：每平方毫米的基片上分布幾個到幾十個電子元件。

-優(yōu)點：電子器件的集成度提高。

計算機的發(fā)展歷程

第四代：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機（1972年至今）

-特點：每平方毫米的基片上分布幾百個到幾千個電子元件。

-微處理器、微型計算機

計算機的發(fā)展歷程

表1.1計算機發(fā)展的4個階段

段第一階段第二階段第三階段第四階段

部件（1946—1959）(1959—1964)(1964—1972)（1972年至今）

大規(guī)模、超大規(guī)模集成

電子器件電子管晶體管中小規(guī)模集成電路

電路

汞延遲線、

內存磁芯存儲器半導體存儲器半導體存儲器

磁芯

穿孔卡片、磁帶、磁盤等大容量

外存儲器磁帶磁帶、磁盤

紙帶存儲器

讀卡機、讀卡機、紙帶機、電傳鍵盤、顯示器、打印機、

外部設備讀卡機、打印機、繪圖儀

紙帶機打字機繪圖儀

加法運算速度

幾千次到幾萬次幾十萬次幾十萬次到幾百萬次上千萬次到上億次

（每秒）

編程語言機器語言匯編語言、高級語言匯編語言、高級語言高級語言、笫四代語言

操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理

系統(tǒng)軟件無操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)、應用程序

系統(tǒng)

中國的計算機發(fā)展

中國的計算機發(fā)展

第一代電子管計算機（1958T964年）

1958年，我國第一臺小型電子管通用計算機，103機（八一型）

中國的計算機發(fā)展

第二代晶體管計算機（1965T972年）

1965年，第一臺大型晶體管計算機109乙，之后推出109丙機。

基于中、小規(guī)模集成電路的計算機（1973-80年代初）

）1983年，運算速度每秒上億次的銀河-I巨型機

中國的計算機發(fā)展

基于超大規(guī)模集成電路的計算機(80年代中期至今)

?1992年國防科大研究成功銀河-II通用并行巨型機

?1993年研制成功曙光一號全對稱共享存儲多處理

?1995年推出了國內第一臺具有大規(guī)模并行處理機(MPP)結構的并行機曙

光1000

?1997年國防科大研制成功銀河.川百億次并行巨型計算機系統(tǒng)

?1997至1999年先后在市場上推出具有機群結構的曙光1000A曙光2000』

曙光2000M超級服務器

?2000年推出每秒浮點運算速度3000億次的曙光3000超級服務器

?2004年上半年推出每秒浮點運算速度1萬億次的曙光4000超級服務器.

基于超大規(guī)模集成電路的計算機（80年代中期至今）

?2010年,“天河一號”。

?2013年,“天河二號”。

?2016年，“神威?太湖之光”速度超過10億億次/秒

發(fā)展趨勢

商業(yè)

科學I文化

發(fā)展趨勢

?提高集成度

?速度快

?性能更強

?存儲容量大巨型化

?整機更小巧

?功能強大

將圖像、聲音與計算機等融為一

多媒體化體的信息環(huán)境。

?計算機互連

?共享信息讓計算機模擬人的感覺、行

網絡化智能化

為等的智能型計算機

?共享資源

強大的存儲記憶能力

網絡與通信能力

(超強的邏輯判斷能力13」

計算機的分類

數(shù)字機

模擬機

混合機

專用機

通用機

請思考

現(xiàn)在

過去:02^7將來

未來的計算機.

生物計算機生物芯片

未來的計算機

量子計算機第一臺光量子計算機

未來的計算機

納米計算機

計算機中信息的表示

視頻

計算機中信息的表示

視頻

計算機中信息的表示

在計算機中，

為什么要采用

二進制？

二進制(Binary)

計算機中信息的表示

二進制的優(yōu)點：

?技術容易實現(xiàn)

?運算規(guī)則簡單

?適合邏輯運算

?易于轉換

?可靠性高、穩(wěn)定性強

計算機中信息的表示

輸入設備

計算機

數(shù)值\

英文

漢字輸入

聲音

圖像1

計算機中信息的表示

輸入設備

計算機

f:進制

英文

ASCII碼

漢字機內碼

二進制

模數(shù)轉換

聲音

模數(shù)蛾挨

圖像

編碼

計算機中信息的表示

輸入設備輸出設備

計算機

數(shù)值~

英文英文

ASCII碼英文字形碼

漢字機內碼漢字字形碼漢字

二進制

模數(shù)轉換

聲音數(shù)模轉換聲音

模數(shù)城換數(shù)橫轉埃

圖像圖像1

編碼編碼

數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法

.交

常用的進位計數(shù)制：

?日常使用：十進制（Decimal）

?計算機采用：二進制（Binary）

?為了簡化二進制的表示方式：

?八進制（Octal）

?十六進制(Hexadecimal)

數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法

.交

常用的進位計數(shù)制:

?日常使用：十進制（Decimal）

?計算機采用：二進制（Binary）

?為了簡化二進制的表示方式：

?八進制（Octal）

?十六進制(Hexadecimal)

進位計數(shù)制

?數(shù)制：用一組固定的符號和統(tǒng)一的規(guī)則表示數(shù)值。

?進位計數(shù)制：按進位的方法進行計數(shù)。

?N進制數(shù)，逢N進1

進位計數(shù)制

___________

?數(shù)碼:一組用來表示某種數(shù)制的符號。

二進制(Binary)：0,1

八進制(Octal):0,1,234,5,6,7

十進制(Decimal)：0,1,2,3,456,7,8,9

十六進制(Hexadecimal):0,l,234,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

進位計數(shù)制的書寫方法

十進制：36.82(io)或(36.82)io或36.82D或36.82

二進制:10110.011(2)^(10110.011)2^10110.011B

八進制：375.4⑻或(375.4)8或375.40

十六進制：DAO1(16)或(DAO1)16或DA01H

進位計數(shù)制的轉換

??

6300690000000000000?&00Q0C00ee&e

00

??4732

310000000000000000eeee&0000000

150

j〔Mod]A|MC11MR11MS11M.11M~|

J十六進制

QQIB

/喇MMLSJLAJ

RoLRoRcEEEQ3

Vx

。四字MWDbJLdLAJLd

。雙字Lsh]|Rsh]xStZJEOQ

。字

Not||And||F101-IZ1O

Q?i計算彳

計算機中數(shù)據(jù)的單位

曾

______

位字節(jié)其他單位

iKBli(byte=

最小的數(shù)據(jù)基本的容量

1MB=1024KB

存儲單位單位1GB=1024MB

(bit)(byte)1TB=1024GB

1PB=1024TB

1EB=1024PB

計算機系統(tǒng)

中央處理器I

主機

內存儲器I

硬件系統(tǒng)輸入設備i

r是用戶和計算機系統(tǒng)之間進行信息

,汐卜部設備

輸出設備交換的主要裝置之一,用于把原始數(shù)據(jù)和

外存儲器處理這些數(shù)據(jù)的程序輸入到計算機中。

操作系統(tǒng)

）系統(tǒng)軟件語言處理軟件

!!具軟件

軟件系統(tǒng)Photoshop

迅雷

應用軟件

暴風影音

會聲會影

計算機系統(tǒng)

中央處理器

把各種計算結果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字

符、圖像、聲音等形式表現(xiàn)出來。

軟件系統(tǒng)I

中央處理器

?CPU：CentralProcessingUnit

?大規(guī)模集成電路，將運算器、控制器集成在一塊電路芯片上。

內存儲器

?存放數(shù)據(jù)和各種程序。

?包括：

-RAM（隨機存儲器），數(shù)據(jù)斷電后立即消失。

-ROM（只讀存儲器），數(shù)據(jù)斷電后仍然存在。

穿在手上的鼠標

激光投影鼠標

一三小

w

ARCARCTouch

大白鯊鼠標

PConlihej

折疊鍵盤

?支持Windows、Android>IOS手機、平板PC電腦

?四折疊，體小緊湊，可放入口袋中，折疊后可防塵

藍牙折疊鍵盤

?磁吸式智能感應，打開鍵盤蓋可打開鍵盤電源，合上可自動休眠

?Fn+C可打開藍牙配對，更快捷

充電鍵盤

FEP

「PET

能給自己充電

通過記錄打字習慣來識別主人，保護用戶的隱私。

LED顯示屏

-更高的刷新速率

?寬達160°的視角

?在強光下照看不誤

?適應零下40度的低溫

OLED顯示屏

?有機發(fā)光二極管

?有電流通過時，有機材料會發(fā)光

VR技術（虛擬現(xiàn)實）

?三維虛擬世界

?視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬

?把人的意識帶到一個虛擬的世界

全息投影

?產生空中幻象

?使幻象與表演者互動

外存儲器

外存儲器

硬盤

硬盤驅動器

?磁介質的存儲設備

?包括：

?機械硬盤

?固態(tài)硬盤

?混合硬盤

?移動硬盤

機械硬盤(HDD)

串行接口

?主要由：盤片，磁頭等組成空氣過痣片

磁盤

?優(yōu)點：成本低、容量大主軸(下方是一

軸承和馬達電機)

破頭

?缺點：速度慢、不易攜帶磁頭停泊區(qū)

音圈馬達

破頭臂

永磁鐵

固態(tài)硬盤（SSD）

?優(yōu)點：

-快速讀寫

-質量輕、體積小

-能耗低

?缺點:

-寫入壽命有限

-價格稍貴

-一旦硬件損壞，數(shù)據(jù)較難恢復

混合硬盤

移動硬盤

■以硬盤為存儲介質

?特點：

-容量大

-體積小

-速度IWI

-可靠性高

計算機系統(tǒng)

I中央處理器I

內存儲器I

J..

:H輸出設備?

計算機系統(tǒng)

＞運算器

中央處理器

1＞控制器

內存儲器

輸入設備

＞存儲器

輸出設備

外存儲器

計算機系統(tǒng)

算器

輸入設備||

輸出設備■

計算機系統(tǒng)

夕'_

計算MIKI工生原理

計算機的工作原理

?基本工作原理：存儲程序和程序控制

?先相關程序和數(shù)據(jù)放入內存儲器中

?CPU取指令并執(zhí)行指令

?將計算的結果放入指令指定的存儲器地址中

工作原理動態(tài)圖

存儲器輸出設備

運算器控制器

原理說明:＞數(shù)據(jù)流

通過輸入設備輸入數(shù)據(jù)＞控制流

工作原理動態(tài)圖

原理說明:＞數(shù)據(jù)流

控制器向輸入設備發(fā)出指令，將數(shù)據(jù)存入存儲器＞控制流

工作原理動態(tài)圖

存儲器輸出設備

運算器控制器

原理說明:＞數(shù)據(jù)流

控制器向存儲器發(fā)出取指令命令＞控制流

工作原理動態(tài)圖

存儲器輸出設備>

指令

運算器控制器

原理說明:數(shù)據(jù)流

程序指令逐條送入控制器控制流

工作原理動態(tài)圖

存儲器輸出設備

A

運算器控制器

原理說明:＞數(shù)據(jù)流

控制器對指令進行譯碼＞控制流

工作原理動態(tài)圖

存儲器輸出設備

運算器控制器

原理說明:＞數(shù)據(jù)流

控制器對存儲器發(fā)出取數(shù)指令，將數(shù)據(jù)送入運算器＞控制流

工作原理動態(tài)圖

:|存儲器輸出設備

運算器控制器

原理說明:＞數(shù)據(jù)流

控制器向運算器發(fā)出運算指令＞控制流