大學(xué)信息技術(shù)概論課件1

計(jì)算機(jī)信息技術(shù)教程主講：葉峰電話/p>

第1章信息技術(shù)概述目錄1.1

信息與信息技術(shù)1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用1.3

數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)★1.4通信技術(shù)基礎(chǔ)1.5微電子技術(shù)基礎(chǔ)1.6信息標(biāo)準(zhǔn)化1.1信息與信息技術(shù)（1）數(shù)據(jù)與信息（2）信息技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)（3）醫(yī)藥信息化及其發(fā)展信息(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(dá)的內(nèi)容、事實(shí)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(jì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)和特征的反映信息就是信息，它不是物質(zhì)也不是能量

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(huì)發(fā)生；沒有信息，任何事物都沒有意義。數(shù)據(jù)與信息國際標(biāo)準(zhǔn)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(shí)、概念或指令的一種特殊的表達(dá)形式，這種特殊的表達(dá)形式可以用人工的方式或者用自動(dòng)化的裝置進(jìn)行通信、翻譯轉(zhuǎn)換或者進(jìn)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(hù)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(gè)數(shù)據(jù)；再如，一張化驗(yàn)報(bào)告，對化驗(yàn)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)。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(dòng)態(tài)性：事物是在不斷運(yùn)動(dòng)變化之中的，信息也必然隨時(shí)間而改變時(shí)效性：由于信息的動(dòng)態(tài)性，信息的使用價(jià)值會(huì)隨著時(shí)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(shí)間可被多個(gè)主體共有，信息能無限地進(jìn)行復(fù)制和傳遞，不因使用而有損耗快速增長性：隨著社會(huì)的發(fā)展，信息在快速增長！(信息爆炸)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(dòng)：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(bào)、電話、廣播等)信息的加工(如信息的分類、計(jì)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)人工進(jìn)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(yuǎn)

看（聽）不清事物客體信息獲取(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))信息技術(shù)（IT）手/腳/身眼/耳/鼻/舌/身什么是信息技術(shù)？信息技術(shù)（InformationTechnology，或Information&CommunicationTechnology，簡稱IT或ICT）指的是用來擴(kuò)展人們信息器官功能、協(xié)助人們更有效地進(jìn)行信息處理的一門技術(shù)。內(nèi)容包括：

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

◎文字的創(chuàng)造

◎造紙技術(shù)的出現(xiàn)

◎印刷技術(shù)的發(fā)明◎電報(bào)和電話通信

◎廣播、電視

◎雷達(dá)、衛(wèi)星

◎計(jì)算機(jī)

◎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)革命第5次信息技術(shù)革命（20世紀(jì)40～60年代）第4次信息技術(shù)革命（19世紀(jì)30～20世紀(jì)40年代）（1000年之前）第2次信息技術(shù)革命（大約3500年之前）現(xiàn)代信息技術(shù)有什么特征？三大特征：采用電子技術(shù)（包括激光技術(shù)）以數(shù)字技術(shù)（計(jì)算機(jī)）為基礎(chǔ)以軟件為核心內(nèi)容：計(jì)算機(jī)、集成電路、通信、廣播、遙感遙測、自動(dòng)控制、機(jī)器人等信息技術(shù)對社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的影響信息技術(shù)不斷為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級改造注入新內(nèi)涵，大大提高了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率；信息技術(shù)孕育和催生了許多新興產(chǎn)業(yè)（包括信息產(chǎn)業(yè)），他們在經(jīng)濟(jì)增長中占顯著地位；信息技術(shù)的泛在兼容和深度滲透推動(dòng)了管理扁平化和社會(huì)信息化信息技術(shù)推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，進(jìn)一步加快了世界各國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展！關(guān)于信息產(chǎn)業(yè)（1）什么是信息產(chǎn)業(yè)（2）國內(nèi)外信息產(chǎn)業(yè)情況什么是信息產(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(jìn)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(jì)算機(jī),手機(jī),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(rèn)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)等信息產(chǎn)業(yè)已是全球第一大產(chǎn)業(yè)

（數(shù)據(jù)來源：2010.1.28《中國電源博覽》第107期2007年：世界總產(chǎn)值達(dá)49.88萬億美元,同比增長3.6％；電子信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)4.65萬億美元,同比增長9.5％,占世界總產(chǎn)值的9.3％,居各產(chǎn)業(yè)之首；2008年：世界總產(chǎn)值達(dá)51.73萬億美元，同比增長3.7％；電子信息產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值達(dá)4.96萬億美元，同比增長6.6％,占世界總產(chǎn)值的9.6％,預(yù)計(jì)2009年：世界總產(chǎn)值達(dá)52.86萬億美元,同比增長2.2％，電子信息產(chǎn)業(yè)達(dá)5.15萬億美元，同比增長3.8％,占世界總產(chǎn)值的9.7％我國信息產(chǎn)業(yè)情況如何？（數(shù)據(jù)來源：2010.2.3工信部發(fā)布）

2009年規(guī)模以上電子信息產(chǎn)業(yè)主要指標(biāo)情況：2009年我國電子信息產(chǎn)品數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)來源：2010.2.3工信部發(fā)布）

我國IT產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位我國ICT產(chǎn)業(yè)占GDP比例2008年：GDP總值中6.52%來自信息產(chǎn)業(yè)；GDP增速中8.92%（即0.8個(gè)百分點(diǎn)）來自信息產(chǎn)業(yè)ICT產(chǎn)業(yè)對GDP增長率的貢獻(xiàn)

2009年電子信息產(chǎn)業(yè)收入占全部工業(yè)收入的10.0%，利潤占全部工業(yè)的

6.0%，稅金占全部工業(yè)的

8.4%，從業(yè)人員占全部工業(yè)的

9.0%(755萬)，進(jìn)出口占全國外貿(mào)比重35.0%我國電子信息產(chǎn)業(yè)的規(guī)模居世界信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模前二位

從全球范圍來看，自2003年開始，中國電子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模已超過日本，僅次于美國連續(xù)5年位列世界第二，2008年起躍居世界首位。2007年：中國境內(nèi)生產(chǎn)的顯示器、手機(jī)、彩電、激光視盤機(jī)、筆記本電腦分別占全球總產(chǎn)量的50%、31%、43%、80%和40%2009年：手機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、彩電、數(shù)碼相機(jī)、激光視盤機(jī)產(chǎn)量分別占全球的49.9%、60.9%、48.3%、80%、85%，電子信息產(chǎn)品貿(mào)易額占全球的15%以上我國信息產(chǎn)業(yè)存在哪些問題？(1)核心技術(shù)、關(guān)鍵設(shè)備和元器件受制于人（高端芯片、核心軟件、關(guān)鍵元器件、高端設(shè)備以及專用設(shè)備等）(2)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)亟需優(yōu)化（信息產(chǎn)業(yè)位于國際產(chǎn)業(yè)分工的價(jià)值鏈低端，加工組裝的比重高，經(jīng)濟(jì)效益低，主要依靠降價(jià)銷售參與市場競爭）(3)信息技術(shù)應(yīng)用水平不高(4)體制機(jī)制有待完善2009年世界IT產(chǎn)業(yè)競爭力排名我國IT產(chǎn)業(yè)競爭力有明顯進(jìn)步,2009年排名39位，上升11位（數(shù)據(jù)來源：2009年11月商業(yè)軟件聯(lián)盟(BSA)發(fā)布）已經(jīng)并將采取哪些對策？（2009-2011）電子信息產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃四項(xiàng)目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定增長，未來三年繼續(xù)保持二倍于GDP增速的增長速度，力爭如期完成“十一五”規(guī)劃產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展目標(biāo)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化取得成效，軟件和信息服務(wù)比重提高到15%，加工貿(mào)易在出口總額中的比重降至75%，初步贏得核心產(chǎn)業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)；不斷增強(qiáng)創(chuàng)新能力；產(chǎn)業(yè)自身發(fā)展對GDP增速的貢獻(xiàn)不低于0.7％，保持外貿(mào)出口穩(wěn)定，占全國外貿(mào)出口比例保持在1/3以上已經(jīng)并將采取哪些對策（2）六大重點(diǎn)工程：集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和產(chǎn)能提升平板產(chǎn)業(yè)升級和彩電工業(yè)轉(zhuǎn)型新一代移動(dòng)通信（TD-SCDMA）產(chǎn)業(yè)完善數(shù)字電視推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)計(jì)算機(jī)和下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件及信息服務(wù)培育信息化和信息社會(huì)（1）什么是信息化（2）國外信息化動(dòng)態(tài)（3）我國信息化戰(zhàn)略科技進(jìn)步對人類社會(huì)發(fā)展的影響在歷史長河中，一些科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明曾經(jīng)引發(fā)了一個(gè)國家或民族的跨越式發(fā)展和變革，進(jìn)而導(dǎo)致了人類生活方式或國家的根本性變化蒸汽機(jī)的發(fā)明引發(fā)了第一次工業(yè)革命(從英國開始)蒸汽機(jī)的發(fā)明，在很短時(shí)間內(nèi)，改變了整個(gè)世界的面貌(馬克思)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的發(fā)明引發(fā)了第二次工業(yè)革命電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)先后發(fā)明使電氣化與工業(yè)化實(shí)現(xiàn)了有機(jī)結(jié)合，以美國為代表的工業(yè)化國家利用這一結(jié)合取得了快速的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了百年的持續(xù)發(fā)展信息技術(shù)引發(fā)了第三次工業(yè)革命20世紀(jì)70年代后，美國面臨以日本為代表的工業(yè)化國家激烈競爭，甚至出現(xiàn)了短暫的被動(dòng)局面。從20世紀(jì)80年代起，美國利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)了近30年的持續(xù)快速發(fā)展，保持了綜合實(shí)力的領(lǐng)先地位人類正進(jìn)入信息社會(huì)信息社會(huì)信息技術(shù)革命信息資源信息與知識生產(chǎn)……工業(yè)社會(huì)工業(yè)革命資本與技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)……農(nóng)業(yè)社會(huì)農(nóng)業(yè)革命土地農(nóng)產(chǎn)品種植……產(chǎn)業(yè)革命推動(dòng)社會(huì)變革人類正進(jìn)入信息社會(huì)信息技術(shù)不斷創(chuàng)新信息產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展信息網(wǎng)絡(luò)廣泛普及什么是信息化（1）2000年“全球信息社會(huì)沖繩憲章”明確提出：

（G-8:“OkinawaCharteronGlobalInformationSociety”）信息技術(shù)是影響21世紀(jì)發(fā)展的最強(qiáng)勁的驅(qū)動(dòng)力量信息化---由信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的變革信息化的本質(zhì)是利用信息技術(shù)幫助社會(huì)個(gè)人和群體有效利用知識和新思想，從而能建成充分發(fā)揮人的潛力，實(shí)現(xiàn)其抱負(fù)的信息社會(huì)。《中國信息化發(fā)展戰(zhàn)略預(yù)研究報(bào)告》（國家信息化專家咨詢委員會(huì)與世界銀行合作研究）：“信息化是由信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)變革,其本質(zhì)是在信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下有效利用信息和知識,充分發(fā)揮人的潛能,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)發(fā)展模式的根本改變”

信息化是由信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)的，是一個(gè)技術(shù)主導(dǎo)型的變革過程信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)及加強(qiáng)在網(wǎng)絡(luò)上信息和知識的有效利用是信息化的主要手段對信息化的需求主要表現(xiàn)在要充分發(fā)揮人的潛能，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)發(fā)展模式的改變，這也是信息化的綜合目標(biāo)什么是信息化（2）我國信息化建設(shè)的歷程1956～1966“艱苦創(chuàng)業(yè)”階段1958年研制成第1臺電子計(jì)算機(jī)，1964年人造地球衛(wèi)星上天，1965年第1塊集成電路問世1966～1978“曲折發(fā)展”階段研制成集成電路計(jì)算機(jī)，彩色電視劇，通信衛(wèi)星 1978～1999“改革開放開創(chuàng)新局”階段研制成巨型計(jì)算機(jī)，推廣漢字信息處理應(yīng)用，建設(shè)“金橋”、“金卡”、“金關(guān)”等重大信息系統(tǒng) 2000年起“全方位高效益推進(jìn)”階段信息化建設(shè)進(jìn)入全方位、高效益、深層次發(fā)展的新時(shí)代，2006年發(fā)布“國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略”以信息化帶動(dòng)工業(yè)化,以工業(yè)化促進(jìn)信息化。信息化覆蓋現(xiàn)代化全局(社會(huì)信息化、文化信息化、政務(wù)信息化、軍事信息化)擴(kuò)展了信息產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵：除制造業(yè)、軟件業(yè)、通訊業(yè)、IT服務(wù)業(yè)，現(xiàn)在又增加了“信息內(nèi)容產(chǎn)業(yè)”（包括文化、出版、廣播、影視、市場資訊、市場調(diào)查、游戲動(dòng)漫等以內(nèi)容加工為對象，以信息為產(chǎn)品形式）重新設(shè)計(jì)和考慮了信息化制度環(huán)境建設(shè)，包括機(jī)制、體制、法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)化、信息安全、知識產(chǎn)權(quán)、全民信息能力的提升以及改革開放對外交流等。提出了貫穿15年的戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃，共六項(xiàng)：1電子商務(wù)計(jì)劃 2國民信息技能教育培訓(xùn)計(jì)劃3電子政務(wù)計(jì)劃 4網(wǎng)絡(luò)媒體信息資源開發(fā)利用計(jì)劃5縮小數(shù)字鴻溝計(jì)劃 6關(guān)鍵信息技術(shù)自主創(chuàng)新計(jì)劃“國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略”要點(diǎn)

(2006-2020)2020年信息化發(fā)展的總目標(biāo)：綜合信息基礎(chǔ)設(shè)施基本普及信息技術(shù)自主創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，信息產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)全面優(yōu)化國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息化取得明顯成效，新型工業(yè)化發(fā)展模式初步確立國家信息化發(fā)展的制度環(huán)境和政策體系基本完善，國民信息能力顯著提高為邁向信息社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)！國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略的總目標(biāo)讓科技引領(lǐng)中國可持續(xù)發(fā)展

——溫家寶2009年11月3日上午移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、RFID云計(jì)算、虛擬化、綠色數(shù)據(jù)中心智慧地球、智能電網(wǎng)、數(shù)字醫(yī)療……我國發(fā)展新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，具備一定的比較優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展空間，完全可以有所作為。一要高度重視新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，創(chuàng)新發(fā)展可再生能源技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)、清潔煤技術(shù)及核能技術(shù)，大力推進(jìn)節(jié)能環(huán)保和資源循環(huán)利用，加快構(gòu)建以低碳排放為特征的工業(yè)、建筑、交通體系。要努力走在全球新能源汽車發(fā)展的前列，盡快確定新能源汽車的技術(shù)路線和市場推進(jìn)措施，推動(dòng)中國汽車工業(yè)跨越發(fā)展。二要著力突破傳感網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，及早部署后ＩＰ時(shí)代相關(guān)技術(shù)研發(fā)，使信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)成為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級、邁向信息社會(huì)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”。三要加快微電子和光電子材料和器件、新型功能材料、高性能結(jié)構(gòu)材料、納米技術(shù)和材料等領(lǐng)域的科技攻關(guān)，盡快形成具有世界先進(jìn)水平的新材料與智能綠色制造體系。四要運(yùn)用生命科學(xué)推動(dòng)農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展。積極發(fā)展轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)，努力提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。突破創(chuàng)新藥物和基本醫(yī)療器械關(guān)鍵核心技術(shù)，形成以創(chuàng)新藥物研發(fā)和先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備制造為龍頭的醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈條。五要大膽探索空間、海洋和地球深部，實(shí)施好載人航天計(jì)劃和嫦娥計(jì)劃，有效進(jìn)入并和平利用空間，切實(shí)加強(qiáng)海岸帶可持續(xù)發(fā)展研究，促進(jìn)海洋資源合理開發(fā)和海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展，努力提高地球深部資源探測水平，充分挖掘和利用好各種資源。

醫(yī)藥信息化及其發(fā)展（1）信息技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用給醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域帶來了前所未有的變革。醫(yī)護(hù)人員的工作效率及病人就醫(yī)效率都得到了極大地提高。醫(yī)療服務(wù)信息化是國際發(fā)展趨勢，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)越來越多的醫(yī)院正加速實(shí)施基于醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）平臺，以提高醫(yī)院的服務(wù)水平與核心競爭力。制藥企業(yè)信息化建設(shè)有利于對藥品生產(chǎn)全過程的數(shù)據(jù)追溯，使其更加符合《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GoodManufacturingPractice-GMP）》要求，確保用藥安全。醫(yī)藥信息化及其發(fā)展（2）在過去幾年，美國醫(yī)療服務(wù)信息化行業(yè)取得了長足發(fā)展。Google跟美國的醫(yī)療中心合作，為幾百萬名社區(qū)病人建立了電子檔案，醫(yī)生可以遠(yuǎn)程監(jiān)控。微軟也推出了一個(gè)新的醫(yī)療信息化服務(wù)平臺，幫助醫(yī)生、病人和病人家屬實(shí)時(shí)了解病人的最新狀況。英特爾也在幾年前推出數(shù)字化醫(yī)療平臺，通過IT手段幫助醫(yī)生與患者建立互動(dòng)。IBM公司的“智慧地球”項(xiàng)目工程也把醫(yī)療信息化納入最新發(fā)展戰(zhàn)略。中國醫(yī)療信息化的發(fā)展起步較遲，80年代末90年代初南方經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市和國內(nèi)一級城市的大醫(yī)院開始嘗試醫(yī)院信息化。醫(yī)藥信息化及其發(fā)展（3）目前，電子病歷、健康檔案、區(qū)域衛(wèi)生醫(yī)療被炒得非常火爆。健康檔案，是記錄每個(gè)人從出生到死亡的所有生命體征的變化，以及自身所從事過的與健康相關(guān)的一切行為與事件的檔案。區(qū)域衛(wèi)生醫(yī)療就是在一定區(qū)域內(nèi)所有醫(yī)院的實(shí)現(xiàn)資源共享、信息互聯(lián)、患者轉(zhuǎn)接等。目前由于隱私、利益等相關(guān)問題沖突，各方專家正在積極探索，力爭早日全面實(shí)現(xiàn)區(qū)域醫(yī)療信息化。中國醫(yī)藥衛(wèi)生信息化事業(yè)正隨著新醫(yī)改的進(jìn)行不斷蓬勃發(fā)展，IBM、惠普、微軟、思科、東軟、方正等越來越多的國內(nèi)外知名IT企業(yè)已經(jīng)進(jìn)軍中國醫(yī)藥信息化。隨著醫(yī)藥信息化的不斷深入，中國的醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)將得到前所未有的巨大發(fā)展。1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特性：（1）速度快（2）存儲容量大（3）通用性好不僅能處理數(shù)字和文字，而且能對圖像、聲音等多種形式的信息進(jìn)行處理不僅能進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，而且能進(jìn)行邏輯運(yùn)算不僅能進(jìn)行運(yùn)算，而且具有信息的獲取、存儲、傳輸、展現(xiàn)等功能（4）計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)具有互連、互通和互操作的能力過去的計(jì)算工具隨著生產(chǎn)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，計(jì)算工具的發(fā)展過程從簡單到複雜、從低級到高級計(jì)算工具相繼出現(xiàn)了如：算盤計(jì)算尺手搖計(jì)算器電動(dòng)計(jì)算器我國研制第1顆原子彈時(shí)使用的飛魚牌手搖計(jì)算機(jī)（新華網(wǎng)圖片）

Pascal’s加法機(jī)1642年，法國數(shù)學(xué)家B.Pascal用鐘表元件制造了一種能夠做兩個(gè)十進(jìn)制數(shù)加減法的機(jī)器巴貝奇的分析機(jī)1821年，英國數(shù)學(xué)家C.Babbage（1791-1871）設(shè)計(jì)了差分機(jī)，這是第一臺可自動(dòng)進(jìn)行公式演算的多功能機(jī)器，然而，這臺計(jì)算機(jī)在他有生之年始終未能問世上世紀(jì)30年代的機(jī)械式計(jì)算器電動(dòng)式計(jì)算器（1930）手搖式計(jì)算器第1臺數(shù)字電子計(jì)算機(jī)誕生1946年美國賓州大學(xué)研制成功第1臺數(shù)字電子計(jì)算機(jī)-ENIACPhoto:vanPeltLibrary,

UPenn.18000電子管,6000開關(guān)占地面積:150m2重量:30噸功耗:140KW運(yùn)算速度:5000次/s平均無故障時(shí)間7min外部程序控制第1代數(shù)字電子計(jì)算機(jī)時(shí)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，千字

●外設(shè)：磁帶

●機(jī)器語言或匯編語言編程美國于20世紀(jì)50年代生產(chǎn)的IBM704型電子管計(jì)算機(jī)磁鼓存儲器旋風(fēng)1號(WhirlwindI)數(shù)字計(jì)算機(jī)WhirlwindI數(shù)字計(jì)算機(jī)，當(dāng)時(shí)的售價(jià)是1750萬美元，美國國防部使用第2代數(shù)字電子計(jì)算機(jī)時(shí)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，十萬字

●外設(shè)：磁盤 ●高級語言編程電子管晶體管第2代計(jì)算機(jī)的內(nèi)存：磁芯存儲器Thisisa50xphotographofmagneticcorerandomaccessmemoryfroma4KiBmemoryplane

上世紀(jì)50年代末

安裝在美國宇航局的IBM7090計(jì)算機(jī)290萬美元。內(nèi)存容量：128KB；存取周期：2微妙第3代數(shù)字電子計(jì)算機(jī)時(shí)間：約1965-1973使用的元器件：中小規(guī)模集成電路

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,DBMS第3代計(jì)算機(jī)1965年IBM推出的System360大型主機(jī)，被美國航天局用于首次載人登月任務(wù)上世紀(jì)60年代的

存儲容量為5MB的硬盤（27Kg重）第4代數(shù)字電子計(jì)算機(jī)時(shí)間：從1974年起使用的元器件：大規(guī)模和超大規(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，分布式處理等第1～4代計(jì)算機(jī)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(jì)40年代中期～50年代末期CPU：電子管內(nèi)存：磁鼓使用機(jī)器語言和匯編語言編寫程序科學(xué)和工程計(jì)算第2代20世紀(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(gè)人開始使用計(jì)算機(jī)我國第1臺數(shù)字電子計(jì)算機(jī)1956年，華羅庚受命籌建中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所。1958年中國第一臺計(jì)算機(jī)103型機(jī)研制成功，中國科學(xué)院計(jì)算所與北京有線電廠共同研制。字長31位，內(nèi)存容量為1024字節(jié)，運(yùn)算速度每秒450次。1958年8月1日該機(jī)可以表演短程序運(yùn)行，標(biāo)志著我國第一臺電子計(jì)算機(jī)誕生。該機(jī)在738廠開始小量生產(chǎn)，改名為103型計(jì)算機(jī)(即DJS-1型)，共生產(chǎn)38臺我國第1臺大型電子計(jì)算機(jī)1959年4月104機(jī)完成調(diào)試,第一道題目是“五一”節(jié)天氣預(yù)報(bào)，9月交付用戶使用。無故障穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間達(dá)到2小時(shí)該機(jī)有22個(gè)機(jī)柜，占地200平方米。全機(jī)共用4200個(gè)電子管，4000個(gè)晶體二極管。字長39位，容量4K，每秒運(yùn)算1萬次我國第一顆原子彈1964年10月16日下午3時(shí)，新疆羅布泊上空，我國第一顆原子彈爆炸成功，成為繼美蘇英法后第五個(gè)擁有核武器的國家。電子計(jì)算機(jī)是核計(jì)劃的關(guān)鍵工具。高等物理的公式計(jì)算主要依靠人工使用計(jì)算尺和手搖計(jì)算機(jī)，只有非常復(fù)雜的計(jì)算才能用到昂貴的電子計(jì)算機(jī)前蘇聯(lián)派出大批科學(xué)家，在核武器及電子計(jì)算機(jī)方面提供了技術(shù)支持。我國的第2代電子計(jì)算機(jī)1964年我國華北計(jì)算所先后研制成功108乙機(jī)(DJS-6)、121機(jī)(DJS-21)和320機(jī)(DJS-6)，并在738廠等五家工廠生產(chǎn)；哈軍工（國防科大前身）研制成功441B全晶體管計(jì)算機(jī)，小批量生產(chǎn)了40多臺。當(dāng)時(shí)我國研發(fā)出的計(jì)算機(jī)，僅有小批量生產(chǎn)，由國家分配到各個(gè)科研院所使用。研發(fā)和生產(chǎn)計(jì)算機(jī)的單位，全部是軍工企業(yè)。具備極高的保密措施，每一個(gè)元件，每一張?jiān)O(shè)計(jì)圖紙都被嚴(yán)格看管

上世紀(jì)70年代

我國的集成電路計(jì)算機(jī)DJS-180系列超級小型計(jì)算機(jī)天津DJS130小型機(jī)參展“1975年廣交會(huì)”計(jì)算機(jī)的發(fā)展大大超出人們預(yù)料由于集成電路技術(shù)的發(fā)展和微處理器的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)發(fā)展速度之快，大大超出人們的預(yù)料：性能不斷提高體積不斷變小功耗不斷降低價(jià)格越來越便宜軟件越來越豐富使用越來越容易應(yīng)用領(lǐng)域越來越普遍計(jì)算機(jī)數(shù)量不斷增加上述趨勢不僅仍在繼續(xù)，且節(jié)奏進(jìn)一步加快已不再沿用“第x代計(jì)算機(jī)”的說法。正在研究開發(fā)智能化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它以知識處理為核心，可以模擬或部分替代人的智能活動(dòng)，具有自然的人機(jī)通信能力選講：

未來可能的新型計(jì)算機(jī)目前計(jì)算機(jī)用的幾乎都是半導(dǎo)體集成電路，但現(xiàn)在人們也在努力研究基于其他材料的計(jì)算機(jī)，如：量子計(jì)算機(jī)：基于量子效應(yīng)開發(fā)，利用一種鏈狀分子聚合物的特性來表示開關(guān)的狀態(tài)，利用激光脈沖來改變分子的狀態(tài)，使信息沿著聚合物移動(dòng)，從而進(jìn)行運(yùn)算光學(xué)計(jì)算機(jī)：以光子代替電子，光互連代替導(dǎo)線互連，光硬件代替計(jì)算機(jī)中的電子硬件，光運(yùn)算代替電運(yùn)算。生物計(jì)算機(jī)：蛋白質(zhì)分子與周圍物理化學(xué)介質(zhì)的相互作用過程。計(jì)算機(jī)的轉(zhuǎn)換開關(guān)由酶來充當(dāng)，而程序則在酶合成系統(tǒng)本身和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)中極其明顯地表示出來。預(yù)計(jì)10～20年后，DNA計(jì)算機(jī)將進(jìn)入實(shí)用階段這些技術(shù)現(xiàn)在還都不成熟，與實(shí)際應(yīng)用有很大差距，但可以預(yù)計(jì)這些技術(shù)的發(fā)展必將使計(jì)算機(jī)的前景更加美好選講：

光計(jì)算機(jī)和生物計(jì)算機(jī)奧林巴斯光學(xué)工業(yè)公司開發(fā)出的生物計(jì)算機(jī)

英國女王大學(xué)的AnatolyZayats教授他是光計(jì)算機(jī)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人

計(jì)算機(jī)與生命科學(xué)（1）21世紀(jì)的今天，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，計(jì)算機(jī)對醫(yī)藥信息學(xué)和生命科學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響。因此也應(yīng)運(yùn)而生了醫(yī)學(xué)信息學(xué)、生物信息學(xué)、衛(wèi)生信息學(xué)等相關(guān)醫(yī)學(xué)與計(jì)算機(jī)結(jié)合的專業(yè)的建立與發(fā)展。計(jì)算機(jī)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用。在輔助診斷、輔助操作、治療、教學(xué)科研、遠(yuǎn)程醫(yī)療、區(qū)域醫(yī)療、醫(yī)學(xué)影像診療、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、新藥開發(fā)、醫(yī)學(xué)情報(bào)、電子病歷、健康檔案、循證醫(yī)學(xué)、數(shù)字人體三維重構(gòu)等方面計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)都發(fā)揮著舉足輕重的作用。數(shù)字化的診療設(shè)備，計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的醫(yī)療信息處理方式，數(shù)字化醫(yī)院，都必須以計(jì)算機(jī)技術(shù)作為強(qiáng)大的支撐力量，在醫(yī)學(xué)專家、計(jì)算機(jī)專家、信息學(xué)專家等科學(xué)工作者的刻苦鉆研下，在以上這些應(yīng)用領(lǐng)域，我們已經(jīng)取得了世人矚目的成果和進(jìn)展。計(jì)算機(jī)與生命科學(xué)（2）計(jì)算機(jī)在生物醫(yī)學(xué)工程、分子生物學(xué)、基因治療、遺傳和發(fā)育、基因克隆等方面發(fā)揮著巨大的作用。1988年由美國倡導(dǎo)的國際性的“人類基因組計(jì)劃”是20世紀(jì)生命科學(xué)領(lǐng)域研究的重大舉措。該計(jì)劃預(yù)計(jì)在15年內(nèi)投資30億美元，目的在于繪制出人類基因圖譜，闡明人類染色體上所有基因，從而期待從基因的水平來更加深入的了解生命個(gè)體，闡明疾病的發(fā)病機(jī)制，更加有效的預(yù)防和控制疾病。從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)角度來講，人類基因總數(shù)約在5萬-10萬左右，而每個(gè)基因又由獨(dú)特的堿基組成，如此龐大的工程和數(shù)據(jù)，我們必須借助計(jì)算機(jī)才能有效的整理、收集、存儲、處理、加工、比較、分析并隨時(shí)調(diào)出。美國的約翰斯·霍普金斯大學(xué)建立了一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫，用來存儲全世界基因研究成果。在“人類基因組計(jì)劃中”，計(jì)算機(jī)發(fā)揮的不僅僅是存儲和記憶功能，更發(fā)揮了研究對比、統(tǒng)籌管理、智能分析的功能。綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)與生命科學(xué)的結(jié)合必將隨著科學(xué)的進(jìn)步而碩果累累，這些成果必將給人類健康事業(yè)帶來巨大的改變。新醫(yī)改下衛(wèi)生信息化發(fā)展趨勢

與計(jì)算機(jī)新技術(shù)2009年國家新醫(yī)改方案中明確指示：要大力加強(qiáng)衛(wèi)生信息化建設(shè)。為了有效促進(jìn)我國醫(yī)療信息化的高速發(fā)展，虛擬數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、刀片服務(wù)器、瘦客戶機(jī)、智能IC卡、RFID（射頻識別）、3G無線網(wǎng)絡(luò)等大量IT新技術(shù)被廣泛應(yīng)用。在醫(yī)療行業(yè)改革進(jìn)程中，需要利用整個(gè)醫(yī)療衛(wèi)生資源，更好的發(fā)揮醫(yī)藥衛(wèi)生信息系統(tǒng)的支撐作用。隨著新醫(yī)改的不斷推進(jìn)，醫(yī)療信息化建設(shè)將迎來一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。1.3

數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)

1.3.1比特與二進(jìn)制數(shù)及運(yùn)算 1.3.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示

什么是比特？比特（bit，binarydigit的縮寫）中文翻譯為“二進(jìn)位數(shù)字”、“二進(jìn)位”或簡稱為“位”比特只有2種取值：0和1，一般無大小之分如同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比特在計(jì)算機(jī)中如何表示？在計(jì)算機(jī)中表示與存儲二進(jìn)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?fàn)顟B(tài)(光盤)···例1：CPU內(nèi)部比特的表示CPU內(nèi)部通常使用高電平表示1，低電平表示00.0V0.5V2.8V3.3V010V+3v010磁盤表面微小區(qū)域中，磁性材料粒子的兩種不同的磁化狀態(tài)分別表示0和1例2：磁盤中比特的表示與存儲磁性材料粒子磁頭，用于寫入和讀出信息“0”“1”旋轉(zhuǎn)方向磁盤片例3：內(nèi)存儲器中比特的存儲計(jì)算機(jī)存儲器中用電容器存儲二進(jìn)位信息：當(dāng)電容的兩極被加上電壓，它就被充電，電壓去掉后，充電狀態(tài)仍可保持一段時(shí)間，因而1個(gè)電容可用來存儲1個(gè)比特信息存儲原理電容C處于充電狀態(tài)時(shí)，表示1電容C處于放電狀態(tài)時(shí)，表示0存儲單元字線位線C讀放大器集成電路技術(shù)可以在半導(dǎo)體芯片上制作出以億計(jì)的微型電容器，從而構(gòu)成了可存儲大量二進(jìn)位信息的半導(dǎo)體存儲器芯片斷電后信息不再保持！存儲容量的計(jì)量單位8個(gè)比特＝1個(gè)字節(jié)（byte，用大寫B(tài)表示）計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲器容量的計(jì)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的冪次來計(jì)算：1MB＝103KB

＝1000KB1GB＝106KB

＝1000000KB1TB＝109

KB

=1000000

000KB現(xiàn)象160GB的移動(dòng)硬盤實(shí)際容量＝160,041,885,696字節(jié)為什么？原因:前綴名稱前綴符號十進(jìn)制前綴二進(jìn)制前綴比值kilok/K103210=1,0240.976megaM106220=1,048,5760.954gigaG109230=1,073,741,8240.931teraT1012240=1,099,511,627,7760.909petaP1015250=1,125,899,906,842,6240.888exaE1018260=1,152,921,504,606,846,9760.867zettaZ1021270=1,180,591,620,717,411,303,4240.847yottaY1024280=

1,208,925,819,614,629,174,706,1760.827相同的符號，有兩種不同的含義！不同進(jìn)位制前綴的使用場合內(nèi)存、cache、半導(dǎo)體存儲器芯片的容量均使用二進(jìn)制前綴：512MB的內(nèi)存條（1M＝220

）256KB的cache（1K＝210

）文件和文件夾的大小使用二進(jìn)制前綴頻率、傳輸速率等使用十進(jìn)制前綴：主頻1GHz（1G＝109）傳輸速率100Mbps（1M＝106）外存儲器（硬盤、DVD光盤、U盤、存儲卡等）容量：廠商標(biāo)注的容量使用十進(jìn)制前綴操作系統(tǒng)顯示的容量使用二進(jìn)制前綴解決方案：使用兩種不同的前綴符號已經(jīng)采用IEC建議符號的有：MozillaFirefox，BitTornado，Linux，以及其他一些GNU自由軟件尚未采用IEC建議符號的有：微軟公司等前綴名稱前綴符號十進(jìn)制值二進(jìn)制值比值IEC建議二進(jìn)制前綴符號kilok/K103210=1,0240.976kibi-KimegaM106220=1,048,5760.954mebi-MigigaG109230=1,073,741,8240.931gibi-GiteraT1012240=1,099,511,627,7760.909tebi-TipetaP1015250=1,125,899,906,842,6240.888pebi-PiexaE1018260=0.867exbi-EizettaZ1021270=0.847zebi-ZiyottaY1024280=

0.827yobi-Yi比特的傳輸信息是可以傳輸?shù)?，信息只有通過傳輸和交流才能發(fā)揮它的作用在數(shù)字通信技術(shù)中，信息的傳輸是通過比特的傳輸來實(shí)現(xiàn)的近距離傳輸時(shí)：直接將用于表示“0/1”的電信號或光信號進(jìn)行傳輸（稱為基帶傳輸），例如：計(jì)算機(jī)讀出或者寫入移動(dòng)硬盤中的文件使用打印機(jī)打印某個(gè)文檔的內(nèi)容遠(yuǎn)距離傳輸或者無線傳輸時(shí)：需要使用調(diào)制技術(shù)（參見第4章）比特的傳輸速率傳輸速率表示每秒鐘可傳輸?shù)亩M(jìn)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

十進(jìn)制數(shù)每一位可使用十個(gè)不同數(shù)字表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9）低位與高位的關(guān)系是：逢10進(jìn)1各位的權(quán)值是10的整數(shù)次冪（基數(shù)是10）標(biāo)志：尾部加“D”或缺省例：204.96=2×102＋0×101＋4×100＋9×10－1＋6×10－2二進(jìn)制數(shù)每一位使用兩個(gè)不同數(shù)字表示（0、1），即每一位使用1個(gè)“比特”表示低位與高位的關(guān)系是：逢2進(jìn)1

各位的權(quán)值是2的整數(shù)次冪（基數(shù)是2）標(biāo)志：尾部加B例：101.01B=1×22＋0×21＋1×20

＋0×2－1＋1×2－2＝5.25八進(jìn)制數(shù)每一位使用八個(gè)不同數(shù)字表示（0、1、2、3、4、5、6、7）低位與高位的關(guān)系是：逢8進(jìn)1

各位的權(quán)值是8的整數(shù)次冪（基數(shù)是8）標(biāo)志：尾部加Q例：

365.2Q=3×82+6×81+5×80+2×8－1=245.25十六進(jìn)制數(shù)每一位使用十六個(gè)數(shù)字和符號表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F）逢16進(jìn)1,基數(shù)為16各位的權(quán)值是16的整數(shù)次冪（基數(shù)是16）標(biāo)志：尾部加H例：

F5.4H=15×161+5×160+4×16－1=245.25不同進(jìn)位制數(shù)的比較十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制零0000000壹1000111貳2001022叁3001133肆4010044伍5010155陸6011066柒7011177捌81000108玖91001119拾10101012A拾壹11101113B拾貳12110014C拾叁13110115D拾肆14111016E拾伍15111117F不同進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換熟練掌握不同進(jìn)制數(shù)相互之間的轉(zhuǎn)換，在編寫程序和設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯電路時(shí)很有用只要學(xué)會(huì)二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，與八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換就不在話下了十進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換方法： 整數(shù)和小數(shù)放開轉(zhuǎn)換整數(shù)部分：除以2逆序取余小數(shù)部分：乘以2順序取整例如：29.6875

11101.1011B

注意：十進(jìn)制小數(shù)（如0.63）在轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)出現(xiàn)二進(jìn)制無窮小數(shù)，這時(shí)只能取近似值129371421222200111余數(shù)低位高位整數(shù)部分小數(shù)部分0.6875×21.37500.75001.50001.0000×2×2×2高位低位二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換方法：二進(jìn)制數(shù)的每一位乘以其相應(yīng)的權(quán)值，然后累加即可得到它的十進(jìn)制數(shù)值例：11101.1011B=1×24＋1×23＋1×22＋0×21＋1×20

＋1×2－1＋0×2－2＋1×2－3＋1×2－4

=29.6875

八進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的互換八進(jìn)制→二進(jìn)制：把每個(gè)八進(jìn)制數(shù)字改寫成等值的3位二進(jìn)制數(shù)，且保持高低位的次序不變例：2467.32Q

→010100110111.011010B二進(jìn)制→八進(jìn)制：整數(shù)部分從低位向高位每3位用一個(gè)等值的八進(jìn)制數(shù)來替換，不足3位時(shí)在高位補(bǔ)0湊滿3位；小數(shù)部分從高位向低位每3位用一個(gè)等值八進(jìn)制數(shù)來替換，不足3位時(shí)在低位補(bǔ)0湊滿三位例：

1101001110.11001B

→001101001110.110010B

→1516.62Q

八進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)

000041001001510120106110301171111位八進(jìn)制數(shù)與3位二進(jìn)制數(shù)的對應(yīng)關(guān)系：十六進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)的互換轉(zhuǎn)換方法：與八、二進(jìn)制互換的方法類似例1：35A2.CFH

→11010110100010.11001111B例2：1101001110.110011B→34E.CCH十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)

0000081000

1000191001

20010A1010

30011B1011

40100C110050101D110160110E111070111F11111位十六進(jìn)制數(shù)與4位二進(jìn)制數(shù)的對應(yīng)關(guān)系：

比特的基本運(yùn)算比特（二進(jìn)制數(shù)）的算術(shù)運(yùn)算1位二進(jìn)制數(shù)的加、減法運(yùn)算規(guī)則：被加數(shù)加數(shù)和進(jìn)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(gè)多位二進(jìn)制數(shù)的加、減法運(yùn)算舉例：01011001+0100－010010010101由低位到高位逐位進(jìn)行,低位向高位進(jìn)(借)位！比特的三種基本邏輯運(yùn)算比特的取值“0”和“l(fā)”

可表示兩種不同的狀態(tài)（例如電位的高/低、開關(guān)的斷開/接通）比特的運(yùn)算使用邏輯代數(shù)，它有3種基本邏輯運(yùn)算：邏輯加（也稱“或”運(yùn)算，用符號“OR”、“∨”或“＋”表示）邏輯乘（也稱“與”運(yùn)算，用符號“AND”、“∧”或“·”表示，也可省略）取反（也稱“非”運(yùn)算，用符號“NOT”或上橫杠“ˉ”表示）邏輯運(yùn)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(gè)多位的二進(jìn)制信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算時(shí)，按位獨(dú)立進(jìn)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: 0010邏輯加：F=A∨

B邏輯乘：F=A·B取反：F=NOTA

EFABEFABAEFR邏輯運(yùn)算可以用開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算可以用開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)！晶體管是一種電子開關(guān)使用機(jī)械開關(guān)實(shí)現(xiàn)邏輯操作速度太慢，工作也不可靠！晶體管好像是一個(gè)電子開關(guān),它可以工作在兩種狀態(tài)：導(dǎo)通狀態(tài)/絕緣狀態(tài)，效果相當(dāng)于A和B之間的接通或斷開開關(guān)斷開AB開關(guān)接通ABABG晶體管的兩種狀態(tài)由控制端G的電壓決定選講：

邏輯運(yùn)算是用“門”電路實(shí)現(xiàn)的名稱運(yùn)算符號定義ABF門電路符號(國標(biāo))門電路符號(國外)與AB，A?BA∧B

000010100111或A+B,A∨B000011101111非0110與非001011101110或非001010100110異或0000111011101&≥1&≥1=1AA?BA+BA?B+A?B選講：

兩個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)加法的實(shí)現(xiàn)設(shè)被加數(shù)A，加數(shù)B，用半加器完成加法，產(chǎn)生和數(shù)S，進(jìn)位CABSC0000011010101101

C=ABS=AB+AB=AB?半加器的邏輯公式為：則半加器的規(guī)則是：半加器的邏輯結(jié)構(gòu)為：（和數(shù)）（進(jìn)位）1.3.2

信息在計(jì)算機(jī)中的表示（1）數(shù)值的表示（2）(西文)字符的表示（3）(黑白)圖像的表示帶符號整數(shù)的表示浮點(diǎn)數(shù)(實(shí)數(shù))的表示無符號整數(shù)的表示無符號整數(shù)的表示采用“自然碼”表示：取值范圍由位數(shù)決定：8位： 可表示0～255(28-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)16位： 可表示0～65535(216-1)范圍內(nèi)的所有正整數(shù)n位： 可表示0～2n-1范圍內(nèi)的所有正整數(shù)。

十進(jìn)制數(shù)8位無符號整數(shù)

00000000010000000120000001030000001140000010050000010125211111100253111111012541111111025511111111······帶符號整數(shù)的表示（1）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(fù)號(-)數(shù)值部分有三種表示方法： (1)原碼表示： 整數(shù)的絕對值以二進(jìn)制自然碼表示 (2)反碼、補(bǔ)碼表示： 正整數(shù)：絕對值以二進(jìn)制自然碼表示 負(fù)整數(shù)：絕對值使用反碼、補(bǔ)碼表示···符號位數(shù)值部分最低位最高位原碼表示舉例：

[+43]的8位原碼為：00101011[-43]的8位原碼為：

10101011選講：

帶符號整數(shù)的表示（2）負(fù)數(shù)的絕對值如何用反碼、補(bǔ)碼表示？先表示為自然碼將自然碼的每一位取反→反碼在最低位加“1”→補(bǔ)碼例1:[-43]反碼、補(bǔ)碼表示[-43]

的8位反碼為：11010100

[-43]

的8位補(bǔ)碼為：11010101例2：[-64]反碼、補(bǔ)碼表示[-64]

的8位反碼為：10111111

[-64]

的8位補(bǔ)碼為：1100000043=>0101011取反：1010100加1：101010164=>1000000取反：0111111加1：1000000選講：

帶符號整數(shù)的表示（3）優(yōu)缺點(diǎn)分析：原碼表示法優(yōu)點(diǎn)：與日常使用的十進(jìn)制表示方法一致，簡單直觀缺點(diǎn)：加法與減法運(yùn)算規(guī)則不統(tǒng)一，增加了成本；整數(shù)0有“00000000”和“10000000”兩種表示形式，不方便補(bǔ)碼表示法優(yōu)點(diǎn)：加法與減法運(yùn)算規(guī)則統(tǒng)一，沒有“-0”,可表示的數(shù)比原碼多一個(gè)缺點(diǎn)：不直觀，人使用不方便結(jié)論：帶符號整數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)不采用“原碼”而采用“補(bǔ)碼”的形式表示！（反碼是補(bǔ)碼的中間形式）選講：

帶符號整數(shù)的表示（4）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(bǔ)碼可表示的整數(shù)范圍

8位補(bǔ)碼：-27～27-1

（-128～127)

n位補(bǔ)碼：-2n-1～2n-1-1-128表示為10000000+127表示為01111111選講：

3種整數(shù)的比較8位二進(jìn)制碼表示無符號整數(shù)時(shí)的數(shù)值表示帶符號整數(shù)(原碼)時(shí)的值表示帶符號整數(shù)(補(bǔ)碼)時(shí)的值0000000000000000001111……………………0111111112712712710000000128-0-12810000001129-1-127……………………11111111255-127-1計(jì)算機(jī)中整數(shù)有多種，同一個(gè)二進(jìn)制代碼表示不同類型的整數(shù)時(shí)，其含義（數(shù)值）可能不同一個(gè)代碼它到底代表哪種整數(shù)（或其它東西），是由指令決定的選講：

實(shí)數(shù)的特點(diǎn)與表示方法

特點(diǎn)：既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分，小數(shù)點(diǎn)位置不固定整數(shù)和純小數(shù)是實(shí)數(shù)的特例任何一個(gè)實(shí)數(shù)總可以表達(dá)成一個(gè)乘冪和一個(gè)純小數(shù)之積例如：

56.725=0.56725×102－0.0034756=-0.34756×10－2實(shí)數(shù)的表示方法（記階法）：用3個(gè)部分表示乘冪中的指數(shù)：表示實(shí)數(shù)中小數(shù)點(diǎn)的位置純小數(shù)部分(尾數(shù))：表示實(shí)數(shù)中的有效數(shù)字部分?jǐn)?shù)的正負(fù)(符號)選講：

二進(jìn)制實(shí)數(shù)的浮點(diǎn)表示與十進(jìn)制實(shí)數(shù)一樣，二進(jìn)制實(shí)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(gè)二進(jìn)制實(shí)數(shù)N均可表示為： N=±S×2P（其中，±是該數(shù)的符號；S是N的尾數(shù)；P是N的階碼）因此，32位的單精度浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)中可表示為：尾數(shù)符號位8位23位階碼文字符號在計(jì)算機(jī)中的表示日常使用的書面文字由一系列稱為“字符”(character)的書寫符號所構(gòu)成計(jì)算機(jī)中常用字符的集合叫做“字符集”西文字符集中文(漢字)字符集（參見第5章）最常用的西文字符集是ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)字符集包含96個(gè)可打印字符和32個(gè)控制字符每個(gè)字符采用7個(gè)二進(jìn)位進(jìn)行編碼計(jì)算機(jī)中使用1個(gè)字節(jié)存儲1個(gè)ASCII字符

標(biāo)準(zhǔn)ASCII字符集及其碼表

b6b5b4b3b2b1b0

012345670123456789ABCDEFb6b5b4b3b2b1b001101001101011圖像在計(jì)算機(jī)中如何表示？把圖像離散成為M列、N行，這個(gè)過程稱為圖像的取樣經(jīng)過取樣之后，圖像就分解成為M×N個(gè)取樣點(diǎn)，每個(gè)取樣點(diǎn)稱為圖像的一個(gè)“像素”如果是黑白圖像，每個(gè)像素只有2個(gè)值：黑(0)/白(1)，所以每個(gè)像素用一個(gè)二進(jìn)位表示因此，一幅黑白圖像可使用一個(gè)矩陣表示灰度圖像和彩色圖像的表示比較復(fù)雜些(參見第5章)舉例：黑白圖像的表示每個(gè)像素使用1個(gè)比特表示：0=黑；1=白010101010101010101010110101101001001000111110000011010101010101010101001011010010110010100000110100101010101010101010110110001010000101001010100101101101011011010110101100110010110100010001001011010010110100101101010001001100100101101010010100101101100101011010101110110011001010010101100011010010011010110010010001001100110101010010001010101101100101100100101110110011001010100100101010101010101010011011010001001100010100001010100101010101010101100010010110010001101001110100001010101010101010001000101000101101000010000001101110110101010010100110100011010010011100101101000101001010100100010100101100101101100001010000010101011010001001001001001011110101011010100101100101010000100010010010111110101111100101001001001010100101001000100101010101110101011010010010000101001000010011001101111101011101010101000100101010010010100100011011000011110111011010110101000000100000001001100100111111111110110111000000010101000101010010011011000010101011101000010101000000010000100101101010011111111111111011101000101001000101001101010100100011101111110100010010000010010010110001001001001111011110101101100100101100100100000111010010010010111111111011001001000關(guān)于信息表示的小結(jié)計(jì)算機(jī)（包括其它數(shù)字設(shè)備）中所有信息都使用比特（二進(jìn)位）表示例如數(shù)值、文字符號、圖像、聲音、動(dòng)畫、溫度、壓力、運(yùn)動(dòng)等，包括指揮計(jì)算機(jī)工作的軟件（程序），也是用二進(jìn)位表示的只有使用比特表示的信息計(jì)算機(jī)才能進(jìn)行處理、存儲和傳輸！小結(jié)：數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)——二進(jìn)制二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算有2類：邏輯運(yùn)算：∨，∧，NOT.按位進(jìn)行，不考慮進(jìn)位算術(shù)運(yùn)算:+,-,x,/.從低位到高位逐位進(jìn)行，需考慮低位的進(jìn)位(借位)邏輯運(yùn)算可以用門電路（與門、或門、非門等）實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算可以表達(dá)為邏輯運(yùn)算，因此二進(jìn)制數(shù)的四則運(yùn)算同樣也可以使用門電路來實(shí)現(xiàn)成千上萬個(gè)門電路可以制作在集成電路上，工作速度極快，因而能高速度地完成二進(jìn)制數(shù)的各種運(yùn)算小結(jié)：用比特表示信息的優(yōu)點(diǎn)比特只有0和1兩個(gè)符號，具有2個(gè)狀態(tài)的器件和裝置就能表示和存儲比特，而制造兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的電路又很容易比特的運(yùn)算規(guī)則很簡單，使用門電路就能高速度地實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算比特不僅能表示“數(shù)”，而且能表示文字、符號、圖像、聲音，可以毫不費(fèi)力地相互組合，開發(fā)“多媒體”應(yīng)用信息使用比特表示以后，可以通過多種方法進(jìn)行“數(shù)據(jù)壓縮”，從而大大降低信息傳輸和存儲的成本。使用比特表示信息后，只要再附加一些額外的比特，就能發(fā)現(xiàn)甚至糾正信息傳輸和存儲過程中的錯(cuò)誤，大大提高了信息系統(tǒng)的可靠性1.4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)用什么是通信(communication)？廣而言之，通信就是信息的(遠(yuǎn)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(bào)、電話、傳真、電子郵件、QQ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(bào)線路(Morse電報(bào))1876年，美國人A.G.Bell研制成可供實(shí)用的電話20世紀(jì)初，馬可尼實(shí)現(xiàn)了跨越大西洋的無線電報(bào)通信1918年，出現(xiàn)收音機(jī)和無線電廣播1938年，第一個(gè)電視臺開始播出1940’s出現(xiàn)彩色電視1960’s出現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對通信系統(tǒng)的一般要求遠(yuǎn)距離：傳輸距離要遠(yuǎn)低成本：傳輸成本要低高速度：從發(fā)生到接收的延遲時(shí)間要短可靠：傳輸?shù)男畔⒉荒苡绣e(cuò)誤方便：任何時(shí)間和地點(diǎn)都能通信安全：傳輸?shù)男畔⒁Ｃ埽荒苄孤┩ㄐ畔到y(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(zhǔn)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(jìn)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(dòng)電話計(jì)算機(jī)通信信源/信宿電話座機(jī)手機(jī)計(jì)算機(jī)信號形式話音經(jīng)電話機(jī)轉(zhuǎn)換成為變化的電流信號話音經(jīng)電話機(jī)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。通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展，給人們的生活、工作帶來極大的方便，人類正在向著一個(gè)數(shù)字化、信息化的社會(huì)邁進(jìn)。應(yīng)對席卷全球的金融危機(jī)，國家提出要大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，確定了七個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其中新一代信息通信就是我們發(fā)展的重點(diǎn)，聚焦在新一代通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與泛在網(wǎng)、三網(wǎng)融合、LTE、云計(jì)算和高端軟件。下一代網(wǎng)絡(luò)核心基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)能夠催生出基礎(chǔ)設(shè)備和相關(guān)設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈的研發(fā)，而最關(guān)鍵的是帶寬，只有實(shí)現(xiàn)高帶寬，下一代互聯(lián)網(wǎng)、新一代移動(dòng)通信、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算才可以大力發(fā)展。

通信技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用通信技術(shù)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用，給醫(yī)藥行業(yè)帶來革命性的變化。數(shù)字化醫(yī)療、信息化醫(yī)療、智慧醫(yī)療等名詞被炒得熱火朝天，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化通信技術(shù)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域中的作用也顯得越來越重要。（1）跟蹤治療（2）移動(dòng)觀察（3）遠(yuǎn)程醫(yī)療（4）患者數(shù)據(jù)管理（5）藥物跟蹤（6）手機(jī)求救（7）病人數(shù)據(jù)收集（8）醫(yī)療垃圾跟蹤（9）短信溝通

(相關(guān)內(nèi)容在第4章中還有較為詳細(xì)介紹。)1.5微電子技術(shù)基礎(chǔ)（1）微電子技術(shù)（2）集成電路（3）集成電路卡及電子標(biāo)簽（4）集成電路發(fā)展趨勢

微電子技術(shù)微電子技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)，是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項(xiàng)高技術(shù)的基礎(chǔ)微電子技術(shù)的核心是集成電路技術(shù)電子電路中元器件的發(fā)展演變晶體管(1948)中/小規(guī)模集成電路(1950’s)微電子技術(shù)是以集成電路為核心的電子技術(shù)，它是在電子元器件小型化、微型化的過程中發(fā)展起來的。大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路(1970’s)電子管(1904)什么是集成電路？集成電路

(IntegratedCircuit，簡稱IC)： 以半導(dǎo)體單晶片作為基片,采用平面工藝，將晶體管、電阻、電容等元器件及其連線所構(gòu)成的電路制作在基片上所構(gòu)成的一個(gè)微型化的電路或系統(tǒng)集成電路的優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕功耗小、成本低速度快、可靠性高超大規(guī)模集成電路小規(guī)模