大學計算機基礎(chǔ)第二講符號化計算化與自動化

1、大學計算機大學計算機-計算思維導論計算思維導論李旻先南京理工大學計算機科學與工程學院研究計算機的終極目的是解決社會研究計算機的終極目的是解決社會/自然問題，如何解決呢？自然問題，如何解決呢？u將社會將社會/自然問題用符號表達，基于符號進行計算，將計算自然問題用符號表達，基于符號進行計算，將計算用軟件用軟件/硬件來實現(xiàn)，這是解決社會硬件來實現(xiàn)，這是解決社會/自然問題的基本思維模式自然問題的基本思維模式第第2講講-符號化、計算化與自動化符號化、計算化與自動化3/54基本目標基本目標: : 理解理解0 0和和1 1的思維的思維內(nèi)容提要內(nèi)容提要語義符號化語義符號化符號計算化符號計算化計算計算0(和和)

2、1化化0(和和) 1自動化自動化分層構(gòu)造化分層構(gòu)造化構(gòu)造集成化構(gòu)造集成化；4/54符號化、計算化與自動化符號化、計算化與自動化2.1 0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)?0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語義符號化表達與計算的一個示例語義符號化表達與計算的一個示例5/54易經(jīng)易經(jīng)是什么是什么?2.1 0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語義符號化表達與計算語義符號化表達與計算2.1.1 易經(jīng)是什么易經(jīng)是什么?八卦？八卦？ 預(yù)測與占卜？算命？預(yù)測與占卜？算命？自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律人事現(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)律其他現(xiàn)象及其變化規(guī)律天天地地風風雷雷日日月月山山澤澤？6/54將現(xiàn)象抽象為符號

3、，進行符號組合，利用符號組合表達自然現(xiàn)象將現(xiàn)象抽象為符號，進行符號組合，利用符號組合表達自然現(xiàn)象 易經(jīng)怎樣表達自然現(xiàn)象易經(jīng)怎樣表達自然現(xiàn)象?7/54符號化的六十四卦圖符號化的六十四卦圖更多的組合，更多的語義，更多的變化更多的組合，更多的語義，更多的變化8/54易經(jīng)怎樣區(qū)分各種組合要素易經(jīng)怎樣區(qū)分各種組合要素?待區(qū)分的命名陰陰(六六)陽陽(九九)三個陰陽構(gòu)成的一個組合卦卦一個組合中的某一位置爻爻三畫陰陽可能出現(xiàn)的八種組合乾、坤、坎、離、艮、兌、震、巽乾、坤、坎、離、艮、兌、震、巽一卦中的三個位置一爻、二爻、三爻一爻、二爻、三爻一個位置可能出現(xiàn)陰和陽陽陽(九九)爻，陰爻，陰(六六)爻爻一個位置可能

4、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、六二爻九一爻、六一爻、九二爻、六二爻、九三爻、六三爻、九三爻、六三爻 符號化的關(guān)鍵是區(qū)分與命名符號化的關(guān)鍵是區(qū)分與命名-術(shù)語體系術(shù)語體系9/54冬至一陽生冬至一陽生夏至一陰生夏至一陰生易經(jīng)怎樣研究自然現(xiàn)象的變化易經(jīng)怎樣研究自然現(xiàn)象的變化?符號化的目的是基于符號的演算符號化的目的是基于符號的演算-符號組合的變化方式符號組合的變化方式“卦卦”之間的變化規(guī)律是什么？之間的變化規(guī)律是什么？“卦卦”及之間變化反映的語義又及之間變化反映的語義又是什么？是什么？生命演化規(guī)律生命演化規(guī)律氣候演化規(guī)律氣候演化規(guī)律陰、陽陰、陽卦、爻卦、爻卦變、爻變卦變、爻變

5、10/54將符號再賦予語義將符號再賦予語義 -“本本”與與“用用”：抽象抽象與與具體化具體化 現(xiàn)象 本體 用體天天(自然空間自然空間) 乾乾(抽象空間抽象空間) 父父(家庭空間家庭空間)， 首首 (身體空間身體空間)，馬馬 (動物空間動物空間) 易經(jīng)中的乾坤和天地易經(jīng)中的乾坤和天地?11/54由由“易經(jīng)易經(jīng)”看看“符號化及符號運算符號化及符號運算”?01111111000000000111111000自然現(xiàn)象的變化規(guī)律自然現(xiàn)象的變化規(guī)律符號如何組合如何變化符號如何組合如何變化其他現(xiàn)象其他現(xiàn)象天天地地風風雷雷日日月月山山澤澤？12/54符號化、計算化與自動化符號化、計算化與自動化2.1.2 0和

6、和1與邏輯與邏輯?0和和1與邏輯與邏輯-語義符號化表達與計算的另一個示例語義符號化表達與計算的另一個示例-思維符號化與計算思維符號化與計算-邏輯運算與邏輯運算與0和和113/54邏輯是指事物因果之間所遵循的規(guī)律，是現(xiàn)實中普適的思維方式邏輯是指事物因果之間所遵循的規(guī)律，是現(xiàn)實中普適的思維方式 u 邏輯的基本表現(xiàn)形式是命題命題與推理推理，推理即依據(jù)由簡單命題的判斷推導得出復雜命題的判斷結(jié)論的過程。命題由語句表述，即內(nèi)容為“真”或為“假”的一個判斷語句！例如例如 在一次中學生測驗中，有三位老師做了預(yù)測：在一次中學生測驗中，有三位老師做了預(yù)測：A.學習委員及格；學習委員及格；B.有人不及格；有人不及格

7、；C.全班都不及格。在考試后證明只有一個老師的預(yù)測是對的，請問誰對誰錯？全班都不及格。在考試后證明只有一個老師的預(yù)測是對的，請問誰對誰錯？求解過程：求解過程：命題命題A：“學習委員及格學習委員及格(即有人及格即有人及格)”； 命題命題B：“有人不及格有人不及格”； 命題命題C：“全班都不及格全班都不及格”；由題目假設(shè)和命題之間關(guān)系得出由題目假設(shè)和命題之間關(guān)系得出“已知已知”：A、B、C只有一個為真只有一個為真如果如果A真，則真，則C假；如果假；如果C真，則真，則A假；假； 如果如果B真，而真，而A, C可能有一個為真，與題矛盾，所以可能有一個為真，與題矛盾，所以B為假。為假。 如果如果B假，則

8、假，則 “全班都及格全班都及格”為真，而由此推斷為真，而由此推斷C為假。為假。 由上由上“已知已知”，推理，推理 ：A為真。為真。2.1.2 0和和1與邏輯與邏輯-思維符號化表達與邏輯運算思維符號化表達與邏輯運算 什么是邏輯什么是邏輯?14/542.1.2 0和和1與邏輯與邏輯-思維符號化表達與邏輯運算思維符號化表達與邏輯運算 什么是邏輯什么是邏輯?15/54“與”運算：兩把鑰匙都有才能開門“或”運算：只要有任何一把鑰匙便能開門思維的符號化及其計算思維的符號化及其計算-基本邏輯運算基本邏輯運算一個命題由一個命題由X, Y, Z等表示，其值可能為等表示，其值可能為“真真”或為或為“假假” 。則兩

9、個命題則兩個命題X, Y之間是可以進行運算的：之間是可以進行運算的：p“與與”運算運算(AND): 當X和Y都為真時, X AND Y也為真; 其他情況, X AND Y均為假。 p“或或”運算運算(OR): 當X和Y都為假時, X OR Y也為假; 其他情況, X OR Y均為真。 p“非非”運算運算(NOT): 當X為真時, NOT X為假;當X為假時, NOT X為真。 p“異或異或”運算運算(XOR): 當X和Y都為真或都為假時, X XOR Y為假; 否則, X XOR Y為真。 有哪些基本的邏輯運算操作有哪些基本的邏輯運算操作?16/542.1.2 0和和1與邏輯與邏輯-思維符號化

10、表達與邏輯運算思維符號化表達與邏輯運算 什么是邏輯什么是邏輯?17/54用用0和和1來表示邏輯運算來表示邏輯運算n“與”運算AND：有有0為為0 ，全，全1為為1n“或”運算OR：有有1為為1，全，全0為為0n“非”運算NOT：非非0則則1，非，非1則則0n “異或”運算XOR：相同為相同為0，不同為，不同為1注: 1表示 真真，0表示 假假 0 AND 0 00 AND 1 0 1 AND 0 01 AND 1 11 OR 1 11 OR0 10 OR1 10 OR0 0 NOT 0 1 NOT 1 01 XOR 1 0 1 XOR 0 10 XOR 1 10 XOR 0 0 怎樣符號化邏輯

11、并進行計算怎樣符號化邏輯并進行計算?18/54 命題命題A：“學習委員及格學習委員及格(即有人及格即有人及格)” 命題命題B：“有人不及格有人不及格” 命題命題C：“全班都不及格全班都不及格” 已知：已知：(A AND (NOT C) OR (NOT A) AND C) = 1 (NOT B) AND (A AND (NOT C) OR (NOT A) AND C) = 1 (NOT B) AND (NOT C) = 1組合形成所有可能解組合形成所有可能解, ， 將上述可能解代入已知條件，使所有已知條件都滿足的便是問題的解：將上述可能解代入已知條件，使所有已知條件都滿足的便是問題的解：。1 -

12、真真 0 -假假一個命題用一個命題用A、B等符號表達，其中符號的值可能為等符號表達，其中符號的值可能為0，也可能為，也可能為1將邏輯表達為將邏輯表達為0和和1及其運算及其運算19/54可深入學習可深入學習1)Aristotle (亞里士多德)(公元前384322)。古希臘哲學家：形式邏輯形式邏輯。典型概念：命題命題，推理推理，三段論三段論2)Leibnitz (萊布尼茨)(16461716)。德國數(shù)學家：數(shù)理邏輯數(shù)理邏輯。典型概念：謂詞謂詞，謂詞演算謂詞演算 3) Boole (布爾) (18151864)。英國數(shù)學家，布爾代數(shù)布爾代數(shù)典型概念：布爾量布爾量, 布爾值布爾值, 布爾運算布爾運算

13、, 布爾操作布爾操作 4)其他：時序邏輯時序邏輯(Temporal Logics)、模態(tài)邏輯模態(tài)邏輯(Modal Logics)、歸納邏輯歸納邏輯(Inductive Logics)、模糊邏輯模糊邏輯(Fuzzy Logics)、粗糙邏輯粗糙邏輯(Rough Logics)、非單調(diào)邏輯非單調(diào)邏輯等 邏輯研究有哪些邏輯研究有哪些?20/54符號化、計算化與自動化符號化、計算化與自動化2.1.3 0和和1與數(shù)值性信息與數(shù)值性信息?0和和1與數(shù)值性信息與數(shù)值性信息-二進制及算術(shù)運算二進制及算術(shù)運算-數(shù)值的符號與數(shù)值的符號與0和和1-小數(shù)點的處理小數(shù)點的處理21/54u進位制：用進位制：用數(shù)碼數(shù)碼和和

14、帶有權(quán)值的數(shù)位帶有權(quán)值的數(shù)位來表示有大小關(guān)系的來表示有大小關(guān)系的數(shù)值性信息數(shù)值性信息的表的表示方法。示方法。u二進制二進制2.1.3 0和和1與數(shù)值與數(shù)值-二進制與算術(shù)運算二進制與算術(shù)運算怎樣用怎樣用0和和1表達數(shù)值性信息表達數(shù)值性信息?數(shù)值性信息數(shù)值性信息=127+126+125+124+023+122+021+120 +02-1+12-2 = (245.25)十十例如：例如： (1 1 1 1 0 1 0 1 . 0 1)二二 7 6 5 4 3 2 1 0 .-1 -227 26 25 24 23 22 21 20 . 2-1 2-2數(shù)位的權(quán)值數(shù)位的權(quán)值數(shù)位數(shù)位二進制數(shù)二進制數(shù)22/54

15、 基于二進制的算術(shù)運算基于二進制的算術(shù)運算 u計算規(guī)則簡單,與邏輯運算能夠統(tǒng)一起來；元器件容易實現(xiàn)。為什么要用二進制為什么要用二進制? Ai Bi+ CiCi+1 SiSi= (Ai XOR Bi) XOR Ci Ci+1= (Ai XOR Bi) AND Ci) OR (Ai AND Bi)Si= Ai XOR BiCi+1= Ai AND Bi不考慮進位不考慮進位考慮進位考慮進位23/54ur進制：進制：二進制有什么不足，怎樣解決二進制有什么不足，怎樣解決?數(shù)值性信息數(shù)值性信息 (dn-1dn-2d2d1d0 . d-1d-2d-m)r n-1 n-2 2 1 0 . -1 -2 -mrn

16、-1 rn-2 . r2 r1 r0 . r-1 r-2 r-m=dn-1rn-1 + dn-2 rn-2+d2 r2 + d1 r1 + d0 r0 + d-1 r-1 +d-2 r-2 + + d-m r-m - - -= =1nmiiird=數(shù)位的權(quán)值數(shù)位的權(quán)值數(shù)位數(shù)位r進制數(shù)進制數(shù)u 十六進制：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A(10), B(11), C(12), D(13), E(14), F(15)u 八進制：0,1,2,3,4,5,6,7u 十進制：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9(365.2)10,（11011.01)2,（3460.32)八八, (596.12

17、)十六十六24/54(7 5 3 . 3 7)八八 = 7 5 3 . 3 7 O=782+581+380+38-1+78-2 =(491.484375)十十(7 5 3 . 3 7)十六十六 = 7 5 3 . 3 7 H = 0 x 7 5 3 . 3 7=7162+5161+3160+316-1+716-2 =(1875.2148)十十(7 5 3 . 3 7)十二十二=7122+5121+3120+312-1+712-2 =(1071.2986)十十同一個數(shù)同一個數(shù)串，由于進位制不同其所表達的數(shù)值大小也是不同的串，由于進位制不同其所表達的數(shù)值大小也是不同的245的十進制表示記為：245

18、245的二進制表示記為：11110101245的八進制表示記為：365245的十六進制表示記為：F5同一個數(shù)值，用不同進位制表同一個數(shù)值，用不同進位制表達，結(jié)果也是不同的達，結(jié)果也是不同的數(shù)值性信息數(shù)值性信息u示例示例25/54數(shù)值的正負符號處理：數(shù)值的正負符號處理：機器數(shù)的原碼、反碼和補碼機器數(shù)的原碼、反碼和補碼數(shù)值的符號如何表示呢數(shù)值的符號如何表示呢?26/54數(shù)值的正負符號也數(shù)值的正負符號也可和數(shù)值一樣參與運算可和數(shù)值一樣參與運算 ：補碼運算示意：補碼運算示意0 1010+) 1 110111100(10) + (-3) = (7)0 0111+) 0 001101010(+7) + (

19、+3) = (+10)1 1001+) 1 010010110(-7) + (-12) = 溢出 使用補碼可使減法變加法使用補碼可使減法變加法, 你相信嗎你相信嗎?加減乘除都可轉(zhuǎn)換成加法來實現(xiàn)加減乘除都可轉(zhuǎn)換成加法來實現(xiàn), 加法又可由與、或、非、異或等邏輯運算來實現(xiàn)加法又可由與、或、非、異或等邏輯運算來實現(xiàn)-只要實現(xiàn)了基本邏輯運算，便可實現(xiàn)任何的計算只要實現(xiàn)了基本邏輯運算，便可實現(xiàn)任何的計算1 1011+) 1 100100101(-5) + (-7) = (-12)27/54u機器可以采用移位、邏輯運算等進行加減乘除運算。 例1: 10111 + 10011=?10111+) 1001101

20、0101101010B 例2: 00111 00010 = ?0011101110 左移一位01110特殊的二進制運算特殊的二進制運算? 基于二進制的算術(shù)運算基于二進制的算術(shù)運算 28/54數(shù)值的小數(shù)點的處理：數(shù)值的小數(shù)點的處理：定點數(shù)與浮點數(shù)定點數(shù)與浮點數(shù) 小數(shù)點如何處理呢小數(shù)點如何處理呢?29/54 bit Binary Digit/1位二進制位位二進制位/0和和1 Byte 字節(jié)字節(jié), 8位二進制位位二進制位 1KB = 210字節(jié)字節(jié) (市場約市場約1,000字節(jié)字節(jié)) 1MB = 210KB (市場約市場約1,000,000字節(jié)字節(jié)) 1GB = 210MB (市場約市場約1,000

21、,000,000字節(jié)字節(jié)) 1TB = 210GB = 220MB 1PB = 210TB = 230MB 1EB = 210PB = 240MB注意：2的冪次方為計算單位信息的基本度量單位信息的基本度量單位 信息的度量單位是什么信息的度量單位是什么?30/54符號化、計算化與自動化符號化、計算化與自動化2.1.4 0和和1與非數(shù)值性信息與非數(shù)值性信息?0和和1與非數(shù)值性信息與非數(shù)值性信息-符號編碼與符號編碼與0/1編碼編碼-用用0/1編碼，基于編碼，基于0/1計算計算31/54非數(shù)值性信息可以用編碼表示非數(shù)值性信息可以用編碼表示u編碼：編碼：編碼是以若干位數(shù)碼或符號的不同組合來表示非數(shù)值性信

22、息的方法，編碼是以若干位數(shù)碼或符號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)碼或符號的每一種組合指定一種唯一的含義。它是人為地將若干位數(shù)碼或符號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 2.1.4 0和和1與字母符號與字母符號-編碼編碼 為什么要用編碼為什么要用編碼?編碼的編碼的三個主要特征三個主要特征u 唯一性唯一性：每一種組合都有確定的

23、唯一性的含義u 公共性公共性：所有相關(guān)者都認同、遵守、使用這種編碼u 易于記憶易于記憶/便于識認性便于識認性：有一定規(guī)律32/54ASCII碼碼-英文字母符號的編碼英文字母符號的編碼uASCII碼碼是英文字母與符號的0,1型編碼方法，是用7位0和的不同組合來表示10個數(shù)字、26個英文大寫字母、26個英文小寫字母及其一些特殊符號的編碼方法，是信息交換的標準編碼。uASCII碼:American Standard Code for Information Interchange B7B6B5B4B3B2B1B0 0 x x x x x x x 英文字母符號如何編碼英文字母符號如何編碼? ASCII

24、碼為什么要用碼為什么要用8位來編碼位來編碼? 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0“1”“N”33/54完整的完整的ASCII碼表碼表34/54每每8位為一個字符，最高位為位為一個字符，最高位為041H 5AH: “A” “Z”61H 7AH: “a” “z”0AH: 換行符號換行符號LF0DH: 回車符號回車符號CR30H 39H: “0” “9”01000001 A 41 H01000010 B 42 H01000110 F 46 H ASCII編碼的規(guī)律編碼的規(guī)律信息存儲解析規(guī)則We are students01010111 01100101 00100000

25、01100001 01110010 01100101 00100000 01110011 01110100 01110101 01100100 01100101 01101110 01110100 011100110/1串按8位分隔一個字符，查找ASCII碼表映射成相應(yīng)符號 使用使用ASCII碼有什么好處碼有什么好處?35/54十個數(shù)字符號的編碼十個數(shù)字符號的編碼-BCD碼碼BCD碼碼：Binary Coded Decimal(二二-十進制編碼十進制編碼)是用位和的不同是用位和的不同組合，按照與進位制保持一致的關(guān)系，來表示組合，按照與進位制保持一致的關(guān)系，來表示10個十進制數(shù)字的方法。個十進制

26、數(shù)字的方法。1010個數(shù)字，只需個數(shù)字，只需4 4位位0/10/1數(shù)碼即可數(shù)碼即可十進制十進制0 1 2 3 4 BCD碼碼00000001001000110100十進制十進制5 6 7 8 9 BCD碼碼01010110011110001001 還有哪些編碼還有哪些編碼? 為什么需要這些編碼為什么需要這些編碼?36/54 245的十進制記為245 245的二進制記為 11110101 245的八進制記為365 245的十六進制記為F5 245的BCD碼記為0010 0100 0101 245的ASCII碼記為00110010 00110100 00110101同一信息不同表示方法的對比同一信

27、息不同表示方法的對比信息在計算機中為什么需要區(qū)分不同的類型信息在計算機中為什么需要區(qū)分不同的類型?37/54“大”u漢字內(nèi)碼漢字內(nèi)碼：漢字在計算機內(nèi)部采用漢字內(nèi)碼存儲，漢字內(nèi)碼是一兩字節(jié)且最高位均為1的0,1型編碼計算機內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 用0和1編碼漢字,每個漢字在計算機內(nèi)部由 2個字節(jié)表示0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 國標碼1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 (機)內(nèi)碼漢字的編碼 漢字如何進行處理漢字如何進行處理? 為什么會有那么多種

28、漢字編碼為什么會有那么多種漢字編碼?38/54“型”輸入碼有若干：拼音碼、字型碼、區(qū)位碼輸入碼有若干：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表下面土字計算機內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外u漢字輸入碼漢字輸入碼是用鍵盤上的字母符號編碼每一漢字的編碼,它使人們通過鍵入字母符號代替鍵入漢字。漢字的編碼39/54“大”用0和1編碼無亮點和有亮點形成字形信息, 便于顯示 漢字字形碼是一種字模點陣碼。也有不同的處理漢字點陣信息的編碼，如向量編碼等oooooo11ooooooooooooo

29、o11oooooooooooooo11oooooooooooooo11ooooo1oo1111111111111111oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo111oooooooooooo11oo1oooooooooo11oooo1oooooooo11ooooo11ooooooo1ooooooo11ooooo1ooooooooo111o 11ooooooooooo1oo計算機內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外大大u漢字字形碼漢字字形碼是用0和1編碼無亮點和有亮點像素,形成漢字字形的一種編碼。依據(jù)字形碼通過顯示

30、器或打印機輸出漢字。漢字的編碼40/54“大”da1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11ooooo1oo1111111111111111oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo111oooooooooooo11oo1oooooooooo11oooo1oooooooo11ooooo11ooooooo1ooooooo11ooooo1ooooooooo111o 11

31、ooooooooooo1oo計算機內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外u漢字處理過程漢字處理過程: 通過漢字外碼輸入,以漢字內(nèi)碼存儲,以漢字字形碼輸出漢字的編碼41/54進一步學習進一步學習: u標準標準ASCII碼碼：8位0,1型編碼，最高位始終為0u擴展擴展ASCII碼碼：8位0,1型編碼，最高位為0時為標準ASCII碼；最高位為1時為擴展ASCII碼。uUNICODE: Unicode是國際組織制定的可以容納世界上所有文字和符號的字符編碼方案。Unicode用數(shù)字0-0 x10FFFF來映射所有的字符(最多可以容納1114112個字符，或者說有1114112個碼位，碼位就是可以分配給字符的數(shù)字)。具體實

32、現(xiàn)時，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。 還有哪些編碼還有哪些編碼?42/54符號化、計算化與自動化符號化、計算化與自動化2.1.5 0和和1與電子元件與電子元件?0和和1與電子元件與電子元件-0和和1與基本硬件實現(xiàn)與基本硬件實現(xiàn)-計算自動化計算自動化43/54實現(xiàn)實現(xiàn)0和和1的基本元器件的基本元器件: 電信號和繼電器開關(guān)電信號和繼電器開關(guān)u用繼電器開關(guān)實現(xiàn)基本邏輯運算 數(shù)字信號：高電平為1, 低電平為001“與與”運算電路運算電路“或或”運算電路運算電路“非非”運算電路運算電路2.1.5 0和和1與電子元器件與電

33、子元器件-基本硬件實現(xiàn)基本硬件實現(xiàn) 如何用電信號及電子元件表達如何用電信號及電子元件表達0和和1?44/54DVFIF(a)LR實現(xiàn)實現(xiàn)0和和1的基本元器件的基本元器件: 二極管二極管u二極管的基本特性FKVFLRI(b)DVRISLR(a)KLRVR(b)處理處理0和和1的基本元件的基本元件?45/54實現(xiàn)實現(xiàn)0和和1的基本元器件的基本元器件: 三極管三極管u 三極管的基本特性：l 開關(guān)和放大l以較小的b極電流信號可控制較大的e極流過的電流-放大。大水庫大水庫大壩大壩閘門控制閘門控制水水第一個三極管試驗裝置用用b點的點的0和和1來控來控制制c點產(chǎn)生點產(chǎn)生1和和0典型的三極管電路+V+T123

34、cbeRRbCCVIiBiCCbc處理處理0和和1的基本元件的基本元件?46/54用二極管、三極管可實現(xiàn)基本的集成電路用二極管、三極管可實現(xiàn)基本的集成電路: 與門、或門和非門與門、或門和非門u這些電路被封裝成集成電路(芯片)，即所謂的門電路?！芭c與”門電路門電路“或或”門電路門電路“非非”門電路門電路如何用基本電子元件實現(xiàn)基本邏輯運算如何用基本電子元件實現(xiàn)基本邏輯運算?47/54基本門電路的符號表示及其特性基本門電路的符號表示及其特性u與門電路與門電路：是實現(xiàn)邏輯與運算的集成電路，即：只有當兩個輸入端為高電平(1)時，則輸出端為高電平(1)；否則，輸出端為低電平(0)。u或門電路或門電路：是實現(xiàn)邏輯或運算的集成電路，即：只有當兩個輸入端為低電平(0)時，則輸出端為低電平(0)；否則，輸出端為高電平(1)。u非門電路非門電路：是實現(xiàn)邏輯非運算的集成電路，即：當輸入端為高電平(1)時，則輸出端為低電平(0)；輸入端為低電平(0)時，則輸出端為高電平(1)。u異或門電路異或門電路：是實現(xiàn)邏輯異或運算的