第1章 信息社會(huì)與計(jì)算技術(shù)

1、WLJX .KMUST.EDU.CN大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué). .計(jì)算中心計(jì)算中心大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)2內(nèi)容提要內(nèi)容提要信息與計(jì)算信息與計(jì)算 計(jì)算工具的發(fā)展計(jì)算工具的發(fā)展 信息的表示信息的表示 計(jì)算機(jī)信息處理計(jì)算機(jī)信息處理計(jì)算技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)3信息與計(jì)算信息與計(jì)算信息（信息（InformationInformation） 是對(duì)社會(huì)、自然界的客觀事物特征、現(xiàn)象、本質(zhì)及是對(duì)社會(huì)、自然界的客觀事物特征、現(xiàn)象、本質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的描述其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的描述 其內(nèi)容能通過(guò)某種載體（

2、如符號(hào)、聲音、文字、圖其內(nèi)容能通過(guò)某種載體（如符號(hào)、聲音、文字、圖形、圖像等）來(lái)表征和傳播形、圖像等）來(lái)表征和傳播 計(jì)算（計(jì)算（ComputingComputing） 廣義的計(jì)算是按照某些廣義的計(jì)算是按照某些規(guī)則求解規(guī)則求解各種問(wèn)題得到正確各種問(wèn)題得到正確結(jié)果的過(guò)程結(jié)果的過(guò)程 對(duì)客觀事物信息的提取、描述、加工、變換的過(guò)程對(duì)客觀事物信息的提取、描述、加工、變換的過(guò)程都屬于計(jì)算范疇都屬于計(jì)算范疇 物質(zhì)物質(zhì)能量能量信息信息大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)4信息化社會(huì)信息化社會(huì) 信息的生產(chǎn)和消費(fèi)信息的生產(chǎn)和消費(fèi) 信息化是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程信息化是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程 信息技術(shù)不斷開(kāi)發(fā)

3、和利用信息技術(shù)不斷開(kāi)發(fā)和利用 信息產(chǎn)品不斷創(chuàng)造和發(fā)展信息產(chǎn)品不斷創(chuàng)造和發(fā)展在以網(wǎng)民為基礎(chǔ)的信息社會(huì)里，人們的行為方式、思維方在以網(wǎng)民為基礎(chǔ)的信息社會(huì)里，人們的行為方式、思維方式甚至社會(huì)形態(tài)都將發(fā)生顯著的變化式甚至社會(huì)形態(tài)都將發(fā)生顯著的變化 信息技術(shù)（信息技術(shù)（Information TechnologyInformation Technology）能夠延伸和拓展人的信息功能的技術(shù)（信息獲取、傳遞、存能夠延伸和拓展人的信息功能的技術(shù)（信息獲取、傳遞、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、檢索等）儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換、檢索等） 信息素養(yǎng)信息素養(yǎng)(Information Literacy) (Information Literacy)

4、是指人們能夠適時(shí)是指人們能夠適時(shí)獲取信息獲取信息，對(duì)信息進(jìn)行，對(duì)信息進(jìn)行評(píng)價(jià)和判斷評(píng)價(jià)和判斷，并，并有有效利用效利用信息的能力信息的能力 信息化概念603C3A 80信息高速公路90國(guó)家信息化戰(zhàn)略微電子微電子通信通信計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)5計(jì)算能力與計(jì)算思維計(jì)算能力與計(jì)算思維用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題實(shí)質(zhì)上就是將現(xiàn)實(shí)中各種問(wèn)題抽象為一些可計(jì)算的符號(hào)、實(shí)質(zhì)上就是將現(xiàn)實(shí)中各種問(wèn)題抽象為一些可計(jì)算的符號(hào)、方法和過(guò)程，建立相應(yīng)的計(jì)算模型，然后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處方法和過(guò)程，建立相應(yīng)的計(jì)算模型，然后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，尋找解決方案。理，尋找解決方案。 計(jì)算能力是人

5、類(lèi)最基本的能力：計(jì)算能力是人類(lèi)最基本的能力：聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě)聽(tīng)、說(shuō)、讀、寫(xiě) 、計(jì)算、計(jì)算計(jì)算：計(jì)算：廣義的廣義的“計(jì)算計(jì)算”已拓展為使用信息技術(shù)解決各種問(wèn)題已拓展為使用信息技術(shù)解決各種問(wèn)題的方法和步驟，是把問(wèn)題抽象為符號(hào)和規(guī)則，按規(guī)則自動(dòng)運(yùn)的方法和步驟，是把問(wèn)題抽象為符號(hào)和規(guī)則，按規(guī)則自動(dòng)運(yùn)算算 計(jì)算力（計(jì)算力（Computing PowerComputing Power）：）：任何智能設(shè)備都具有計(jì)算能任何智能設(shè)備都具有計(jì)算能力。力。人充分利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的能力。人充分利用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的能力。計(jì)算思維：計(jì)算思維：運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、

6、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類(lèi)行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列設(shè)計(jì)、以及人類(lèi)行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)之廣度的一系列思維活動(dòng)。思維活動(dòng)。用計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的思維習(xí)慣。用計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題的思維習(xí)慣。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)6計(jì)算工具的發(fā)展計(jì)算工具的發(fā)展手指、石子手指、石子算籌、算盤(pán)算籌、算盤(pán)計(jì)算尺、圓算尺計(jì)算尺、圓算尺機(jī)械計(jì)算機(jī)機(jī)械計(jì)算機(jī)電控計(jì)算機(jī)電控計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī) 現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí) 符號(hào)化符號(hào)化 規(guī)則化規(guī)則化 抽象抽象 自動(dòng)化自動(dòng)化石子、數(shù)珠、數(shù)字、齒輪、穿孔卡片、電信號(hào)、光磁狀態(tài)石子、數(shù)珠、數(shù)字、齒輪、穿孔卡片、電信號(hào)、光磁狀態(tài) 我們所使用的工具影響著我們的思維方法和思維

7、習(xí)慣，我們所使用的工具影響著我們的思維方法和思維習(xí)慣， 從而也將深刻地影響著我們的思維能力。從而也將深刻地影響著我們的思維能力。大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)7通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展電子計(jì)算機(jī)的誕生電子計(jì)算機(jī)的誕生 19461946年年2 2月月, , ENIACENIAC , 18000 , 18000只電子管只電子管, ,每秒進(jìn)行每秒進(jìn)行50005000次加法運(yùn)算次加法運(yùn)算 , , 通過(guò)開(kāi)關(guān)和配線盤(pán)操縱機(jī)器通過(guò)開(kāi)關(guān)和配線盤(pán)操縱機(jī)器 第一代計(jì)算機(jī)（第一代計(jì)算機(jī)（1946194619531953年年）電子管、電阻、電容等分離元件構(gòu)成，每秒數(shù)千次電子管、電阻、電容

8、等分離元件構(gòu)成，每秒數(shù)千次到幾萬(wàn)次之間，機(jī)器語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言，科學(xué)計(jì)算到幾萬(wàn)次之間，機(jī)器語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言，科學(xué)計(jì)算 第二代計(jì)算機(jī)（第二代計(jì)算機(jī)（1954195419631963年年）晶體管、電阻、電容等分離元件構(gòu)成，每秒數(shù)萬(wàn)次晶體管、電阻、電容等分離元件構(gòu)成，每秒數(shù)萬(wàn)次到幾百萬(wàn)次之間，高級(jí)語(yǔ)言到幾百萬(wàn)次之間，高級(jí)語(yǔ)言FORTRANFORTRAN等，數(shù)據(jù)處理和等，數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理事務(wù)處理 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)8通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展通用計(jì)算機(jī)的發(fā)展第三代計(jì)算機(jī)（第三代計(jì)算機(jī)（1964196419701970年年）中小規(guī)模集成電路構(gòu)成，每秒數(shù)百萬(wàn)次到幾千萬(wàn)次中小規(guī)模集成電路

9、構(gòu)成，每秒數(shù)百萬(wàn)次到幾千萬(wàn)次之間，分時(shí)操作系統(tǒng)和交互式高級(jí)語(yǔ)言，企業(yè)管理之間，分時(shí)操作系統(tǒng)和交互式高級(jí)語(yǔ)言，企業(yè)管理、自動(dòng)控制、自動(dòng)控制 ，IBM 360IBM 360大型機(jī)大型機(jī) 第四代計(jì)算機(jī)（第四代計(jì)算機(jī)（19711971年至今年至今）大規(guī)模集成電路（大規(guī)模集成電路（LSILSI）或超大規(guī)模集成電路（）或超大規(guī)模集成電路（VLSIVLSI）構(gòu)成，速度每秒數(shù)千萬(wàn)次以上，分布式及網(wǎng)絡(luò)操）構(gòu)成，速度每秒數(shù)千萬(wàn)次以上，分布式及網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)以及作系統(tǒng)以及4GL4GL語(yǔ)言，各個(gè)領(lǐng)域語(yǔ)言，各個(gè)領(lǐng)域 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向 巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化納米

10、技術(shù)、光技術(shù)、生物技術(shù)、量子技術(shù)納米技術(shù)、光技術(shù)、生物技術(shù)、量子技術(shù) 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)9信息的表示信息的表示信息化最基礎(chǔ)的工作就是實(shí)現(xiàn)信息與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的相互轉(zhuǎn)化。將各種信息進(jìn)行編碼，轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能接受和處理的數(shù)據(jù)。需要呈現(xiàn)信息時(shí)再將計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為文字、聲音、圖像、視頻等各種形式的信息。 首先需要了解人類(lèi)感知的各種信息在計(jì)算機(jī)中如首先需要了解人類(lèi)感知的各種信息在計(jì)算機(jī)中如何表示。何表示。 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)10數(shù)制與編碼數(shù)制與編碼數(shù)制數(shù)制 數(shù)碼數(shù)碼：0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9

11、9、. . 基數(shù)基數(shù)：R R位權(quán)位權(quán)：R Ri i 二進(jìn)制二進(jìn)制 數(shù)碼：數(shù)碼：0 0、1 1 基數(shù)：基數(shù)： 2 2 位權(quán)：位權(quán)：2 2i i 例如：例如：1011.01(B)=21011.01(B)=23 3+2+21 1+2+20 0+2+2-2-2 =11.25(D) =11.25(D) 十六進(jìn)制十六進(jìn)制數(shù)碼數(shù)碼：0 0、1 1、9 9、A A、B B、C C、D D、E E、F F 基數(shù)基數(shù)： 16 16 位權(quán)位權(quán)：1616i i 例如：例如：5B.2F (H)=55B.2F (H)=516161 1+11+1116160 0+2+21616-1-1+15+151616-2-2 91.1

12、8359 (D) 91.18359 (D) 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)11二進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)二進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算減法減法轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)算轉(zhuǎn)化為加法運(yùn)算除法除法轉(zhuǎn)化為移位運(yùn)算和加法轉(zhuǎn)化為移位運(yùn)算和加法運(yùn)算運(yùn)算 左移左移1 1位相當(dāng)于乘位相當(dāng)于乘2 2，右移，右移1 1位位相當(dāng)于除以相當(dāng)于除以2 2 邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算0-0-“ “假假”，1-1-“ “真真” 電子元件邏輯電路電子元件邏輯電路計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制 兩種兩種穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)的元件的元件計(jì)算機(jī)是由計(jì)算機(jī)是由邏輯電路邏輯電路構(gòu)成的構(gòu)成的 加法運(yùn)算加法運(yùn)算 乘法運(yùn)算乘法運(yùn)算 0+0=0 00+0

13、=0 00=0 0=0 1+0=0+1=1 11+0=0+1=1 10=00=01=0 1=0 1+1=10 11+1=10 11=11=1“與與”運(yùn)算運(yùn)算 “或或”運(yùn)算運(yùn)算 “非非”運(yùn)運(yùn)算算0 0 = 0 0 0 = 0 0 = 10 1 = 0 0 1 = 1 1 = 01 0 = 0 1 0 = 1 1 1 = 1 1 1 = 1大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)12數(shù)制轉(zhuǎn)換及數(shù)碼數(shù)制轉(zhuǎn)換及數(shù)碼二進(jìn)制二進(jìn)制 “B B” ” ，八進(jìn)制，八進(jìn)制“O O” ”，十進(jìn)制，十進(jìn)制“D D” ”，十六進(jìn)制，十六進(jìn)制“H H” ” 其他進(jìn)制其他進(jìn)制十進(jìn)制：各位數(shù)值乘以位權(quán)之和十進(jìn)制：

14、各位數(shù)值乘以位權(quán)之和十進(jìn)制十進(jìn)制其他進(jìn)制：其他進(jìn)制： 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)13數(shù)值數(shù)據(jù)的表示數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 數(shù)的符號(hào)（數(shù)的符號(hào)（+ +或或- -）和數(shù)的值一樣都要采用二進(jìn)制）和數(shù)的值一樣都要采用二進(jìn)制0 0、1 1編碼編碼 二進(jìn)制數(shù)的最高位（左端）為二進(jìn)制數(shù)的最高位（左端）為符號(hào)位符號(hào)位，0 0表示正數(shù)表示正數(shù)，1 1表示負(fù)數(shù)；其他位為數(shù)值部分，保存該數(shù)的二表示負(fù)數(shù)；其他位為數(shù)值部分，保存該數(shù)的二進(jìn)制數(shù)值。進(jìn)制數(shù)值。 對(duì)數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示常用的有原碼、補(bǔ)碼、反對(duì)數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示常用的有原碼、補(bǔ)碼、反碼和移碼碼和移碼 原碼原碼的數(shù)值部分保持與其實(shí)際二進(jìn)制值相同的

15、數(shù)值部分保持與其實(shí)際二進(jìn)制值相同, ,正數(shù)正數(shù)的反碼、補(bǔ)碼都與原碼相同的反碼、補(bǔ)碼都與原碼相同 負(fù)數(shù)的負(fù)數(shù)的反碼反碼數(shù)值部分是將其原碼數(shù)值部分按位取反數(shù)值部分是將其原碼數(shù)值部分按位取反（0 0變變1 1，1 1變變0 0） 負(fù)數(shù)的負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼補(bǔ)碼是將其對(duì)應(yīng)的反碼加是將其對(duì)應(yīng)的反碼加1 1 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)14補(bǔ)碼的特性補(bǔ)碼的特性補(bǔ)碼的零是唯一的（各位全部是補(bǔ)碼的零是唯一的（各位全部是0 0） 補(bǔ)碼的減法可以轉(zhuǎn)化為加法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)碼的減法可以轉(zhuǎn)化為加法實(shí)現(xiàn) X+YX+Y補(bǔ)補(bǔ)XX補(bǔ)補(bǔ)+Y+Y補(bǔ)補(bǔ) ；X-YX-Y補(bǔ)補(bǔ)XX補(bǔ)補(bǔ)+-Y+-Y補(bǔ)補(bǔ) 計(jì)算機(jī)中的整數(shù)通常采用補(bǔ)碼編碼

16、計(jì)算機(jī)中的整數(shù)通常采用補(bǔ)碼編碼加法由加法器實(shí)現(xiàn)，減法是轉(zhuǎn)換成補(bǔ)碼的加法來(lái)加法由加法器實(shí)現(xiàn)，減法是轉(zhuǎn)換成補(bǔ)碼的加法來(lái)運(yùn)算。乘法有乘法器實(shí)現(xiàn)，除法由移位來(lái)實(shí)現(xiàn)。運(yùn)算。乘法有乘法器實(shí)現(xiàn)，除法由移位來(lái)實(shí)現(xiàn)。加法器、乘法器都可以由相應(yīng)的邏輯電路實(shí)現(xiàn)加法器、乘法器都可以由相應(yīng)的邏輯電路實(shí)現(xiàn) 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)15浮點(diǎn)數(shù)表示浮點(diǎn)數(shù)表示單精度（單精度（3232位）和雙精度（位）和雙精度（6464位），位），IEEE 754 IEEE 754 尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，階碼用移碼表示。移碼就是補(bǔ)尾數(shù)用補(bǔ)碼表示，階碼用移碼表示。移碼就是補(bǔ)碼的符號(hào)位取反（碼的符號(hào)位取反（0 0變變1 1，1

17、 1變變0 0）其余各位不變）其余各位不變 S E M31 30 23 22 0S E M63 62 52 51 0單精度浮點(diǎn)數(shù)（4字節(jié)）：符號(hào)S占1位，正數(shù)為0，負(fù)數(shù)為1階碼E占8位，127為正，1023為正，1023為負(fù)尾數(shù)M占52位，精度達(dá)到252大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)16字符數(shù)據(jù)的表示字符數(shù)據(jù)的表示 字符數(shù)據(jù)包括了各種控制符號(hào)、字母、數(shù)字符號(hào)、標(biāo)點(diǎn)符字符數(shù)據(jù)包括了各種控制符號(hào)、字母、數(shù)字符號(hào)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符、圖形符號(hào)、漢字等號(hào)、運(yùn)算符、圖形符號(hào)、漢字等常用的字符編碼有常用的字符編碼有ASCIIASCII碼、擴(kuò)展碼、擴(kuò)展ASCIIASCII碼、碼、UTF-

18、8UTF-8碼等碼等ASCIIASCII碼碼：占一個(gè)字節(jié)的低：占一個(gè)字節(jié)的低7 7位（位（2 27 7=128=128） ，最高位平時(shí)不，最高位平時(shí)不用（一般為用（一般為0 0），僅在數(shù)據(jù)通信時(shí)用作奇偶校驗(yàn)位），僅在數(shù)據(jù)通信時(shí)用作奇偶校驗(yàn)位漢字國(guó)標(biāo)碼、機(jī)內(nèi)碼漢字國(guó)標(biāo)碼、機(jī)內(nèi)碼 ：GB 2312GB 2312是一個(gè)簡(jiǎn)體中文字符集，由是一個(gè)簡(jiǎn)體中文字符集，由67636763個(gè)常用漢字和個(gè)常用漢字和682682個(gè)全角的非漢字字符（字母、數(shù)字、個(gè)全角的非漢字字符（字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、圖形）組成標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、圖形）組成大五碼大五碼Big5Big5：臺(tái)灣、香港、澳門(mén)及其他海外華人地區(qū)，使用：臺(tái)灣、香港、澳門(mén)

19、及其他海外華人地區(qū)，使用的是繁體中文字符集的是繁體中文字符集UnicodeUnicode編碼與編碼與UTF-8UTF-8編碼編碼 ：UnicodeUnicode統(tǒng)一了各種語(yǔ)言和符號(hào)統(tǒng)一了各種語(yǔ)言和符號(hào)的編碼方式，但是它的效率不高；的編碼方式，但是它的效率不高；UTF-8UTF-8可以根據(jù)不同的符可以根據(jù)不同的符號(hào)自動(dòng)選擇編碼的長(zhǎng)短，可用號(hào)自動(dòng)選擇編碼的長(zhǎng)短，可用1 1到到6 6個(gè)字節(jié)編碼個(gè)字節(jié)編碼UnicodeUnicode字符字符 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)17多媒體數(shù)據(jù)的表示多媒體數(shù)據(jù)的表示 聲音數(shù)據(jù)聲音數(shù)據(jù) 通過(guò)時(shí)間上的離散化（通過(guò)時(shí)間上的離散化（采樣采樣）和振

20、幅上的離散化（）和振幅上的離散化（量化量化），就可以將連續(xù)的聲音用二進(jìn)制的位序編碼），就可以將連續(xù)的聲音用二進(jìn)制的位序編碼表示出來(lái)表示出來(lái) 圖形數(shù)據(jù)圖形數(shù)據(jù) 由點(diǎn)、線、多邊形、圓和弧線等元素構(gòu)成的矢量圖由點(diǎn)、線、多邊形、圓和弧線等元素構(gòu)成的矢量圖(Vector)(Vector)可通過(guò)可通過(guò)數(shù)學(xué)公式數(shù)學(xué)公式來(lái)描述來(lái)描述彩色照片一般使用彩色照片一般使用位圖位圖（BitmapBitmap）來(lái)表示，按行列）來(lái)表示，按行列順序?qū)⒏飨袼氐捻樞驅(qū)⒏飨袼氐念伾殿伾礡GBRGB用二進(jìn)制編碼用二進(jìn)制編碼即可即可 時(shí)間上離散的數(shù)值序列tvtv聲音（模擬信號(hào)）采樣量化 0110110000011000110100

21、0110110011010011000001110000101101數(shù)字聲音大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)18信息的表示信息的表示計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的所有的數(shù)據(jù)都是以長(zhǎng)長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的所有的數(shù)據(jù)都是以長(zhǎng)長(zhǎng)的0 0和和1 1的的位序列位序列形式構(gòu)成形式構(gòu)成 大多數(shù)的計(jì)算機(jī)文件都帶有一個(gè)大多數(shù)的計(jì)算機(jī)文件都帶有一個(gè)文件頭文件頭，其中包，其中包含一些代碼信息，說(shuō)明文件中數(shù)據(jù)的表示方法含一些代碼信息，說(shuō)明文件中數(shù)據(jù)的表示方法通過(guò)讀取文件頭中的信息，程序就知道文件的內(nèi)通過(guò)讀取文件頭中的信息，程序就知道文件的內(nèi)容是如何編碼的了容是如何編碼的了 有有格式格式的數(shù)據(jù)才能表示出信息的數(shù)據(jù)才能表

22、示出信息 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)19信息的表示信息的表示任何信息在計(jì)算機(jī)中都用二進(jìn)制進(jìn)行編碼任何信息在計(jì)算機(jī)中都用二進(jìn)制進(jìn)行編碼英文：China 01000011 01101000 01101001 01101110 01100001漢字：中國(guó) 11010110 11010000 10111001 11111010 數(shù)值：-378 11111111 11111111 11111110 10000110音樂(lè)：11000001 01001010 01101011 01001010 01100001圖像：10010101 11001010 01001001 011010

23、10 01101000視頻：01000101 00101011 11101001 01001110 01001100編碼編碼大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)20計(jì)算機(jī)信息處理計(jì)算機(jī)信息處理信息獲取信息獲取 信息獲取就是利用各種輸入設(shè)備、傳感設(shè)備將自然界中的信息轉(zhuǎn)換成信息獲取就是利用各種輸入設(shè)備、傳感設(shè)備將自然界中的信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的過(guò)程計(jì)算機(jī)中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的過(guò)程信息識(shí)別、信息轉(zhuǎn)換信息識(shí)別、信息轉(zhuǎn)換信息加工信息加工 對(duì)計(jì)算機(jī)中各種數(shù)字化信息進(jìn)行判別、篩選、分類(lèi)、排序、比較、分對(duì)計(jì)算機(jī)中各種數(shù)字化信息進(jìn)行判別、篩選、分類(lèi)、排序、比較、分析、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和研究等一系列

24、操作的過(guò)程析、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)和研究等一系列操作的過(guò)程專(zhuān)用程序自動(dòng)加工、大眾信息技術(shù)工具加工、智能化信息加工專(zhuān)用程序自動(dòng)加工、大眾信息技術(shù)工具加工、智能化信息加工 信息傳輸信息傳輸 利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息有目的的流動(dòng)利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息有目的的流動(dòng) 信息存儲(chǔ)信息存儲(chǔ) 信息存儲(chǔ)格式、信息存儲(chǔ)介質(zhì)、數(shù)據(jù)保護(hù)信息存儲(chǔ)格式、信息存儲(chǔ)介質(zhì)、數(shù)據(jù)保護(hù) 信息檢索信息檢索 信息檢索（信息檢索（Information RetrievalInformation Retrieval）是指信息按一定的方式組織起）是指信息按一定的方式組織起來(lái)，并根據(jù)信息用戶(hù)的需要找出有關(guān)的信息的過(guò)程和技術(shù)來(lái)

25、，并根據(jù)信息用戶(hù)的需要找出有關(guān)的信息的過(guò)程和技術(shù) 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)21計(jì)算技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式計(jì)算機(jī)應(yīng)用模式 主機(jī)型計(jì)算。個(gè)人機(jī)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算主機(jī)型計(jì)算。個(gè)人機(jī)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算 高性能計(jì)算（高性能計(jì)算（HPCHPC）理論科學(xué)、實(shí)驗(yàn)科學(xué)、高性能計(jì)算科學(xué)理論科學(xué)、實(shí)驗(yàn)科學(xué)、高性能計(jì)算科學(xué)國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心，每秒千萬(wàn)億次計(jì)算能力國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心，每秒千萬(wàn)億次計(jì)算能力 ：每年進(jìn)行兩次的全球超級(jí)計(jì)：每年進(jìn)行兩次的全球超級(jí)計(jì)算機(jī)排名算機(jī)排名 并行計(jì)算并行計(jì)算 多處理機(jī)并行工作協(xié)同完成同

26、一個(gè)大型任務(wù)多處理機(jī)并行工作協(xié)同完成同一個(gè)大型任務(wù) 并行計(jì)算需要有高度集成的巨型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和并行計(jì)算需要有高度集成的巨型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和可并行執(zhí)行的應(yīng)用軟件可并行執(zhí)行的應(yīng)用軟件 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)22計(jì)算技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分布式計(jì)算分布式計(jì)算研究如何把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決研究如何把一個(gè)需要非常巨大的計(jì)算能力才能解決的問(wèn)題分成許多小的部分，然后將它們分配給許多的問(wèn)題分成許多小的部分，然后將它們分配給許多地理上分布的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最后把這些計(jì)算結(jié)地理上分布的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最后把這些計(jì)算結(jié)果綜合起來(lái)得到最終的結(jié)果果綜合起來(lái)得到最終

27、的結(jié)果 網(wǎng)格計(jì)算網(wǎng)格計(jì)算 利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的計(jì)算機(jī)組織成利用互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的計(jì)算機(jī)組織成一個(gè)一個(gè)“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”，其中每一臺(tái)參與計(jì)算，其中每一臺(tái)參與計(jì)算的電腦就是一個(gè)的電腦就是一個(gè)“節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)”，而整個(gè)計(jì)算是由成千上，而整個(gè)計(jì)算是由成千上萬(wàn)個(gè)萬(wàn)個(gè)“節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)”組成的組成的“一張網(wǎng)格一張網(wǎng)格” 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)昆明理工大學(xué)昆明理工大學(xué)23計(jì)算技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)云計(jì)算云計(jì)算 是由并行計(jì)算、分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算發(fā)展來(lái)的，是一種新是由并行計(jì)算、分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算發(fā)展來(lái)的，是一種新興的商業(yè)計(jì)算模型興的商業(yè)計(jì)算模型云計(jì)算的最終目標(biāo)是將計(jì)算、服務(wù)和應(yīng)用作為一種公共設(shè)施云計(jì)算的最終目標(biāo)是將計(jì)算、服務(wù)和應(yīng)用作為一種公共設(shè)施提供給公眾，使人們能