医学计算机应用基础-第1章计算机基础知识

医学计算机应用基础Medicalsciencecalculatorapplicationfoundation四川大学计算机学院主讲教师：马义玲第一章计算机基础知识第二章WINDOWS操作系统第三章中文WORD案例导入第四章中文PPT案例导入第五章中文EXCEL案例导入第六章互联网基础与应用第七章中文Access课程主要知识点简介及教学流程总复习课堂教材:《医学计算机应用基础》第3版实习指导:《医学计算机应用基础实验指导》电子计算机是一种按程序处理信息的电子设备.又称电脑.电子计算机能海量存储信息并高速处理信息。因此，了解计算机的基本理论，熟练掌握计算机的应用技能，是当代大学生的必修课程。本章主要介绍计算机的基础理论，其中包括：计算机的工作原理、组成、特点、分类等知识点，学好本章，将为后续课程打下良好的基础。第一章计算机基础知识第一章计算机基础知识主要教学内容：一、计算机、信息与社会（计算机发展史、分类、特点及应用）二、计算机内数的表示与编码（二进制、数的机内表示及编码）三、计算机系统、计算机的硬件组成和软件系统四、多媒体技术与计算机五、计算机网络六、计算机病毒及其防治计算机文化Computerculture计算机的高速发展，使它不仅成为今天使用最现代化的工具，而且已经成为当今信息社会的重要支柱。近十几年来，国内、外流行“计算机文化”一词，统常把传统文化称为“第一文化”，而把计算机称为“第二文化”。自从1946年第一台电子计算机诞生到如今，已经过去近60年了,在当今社会，了解计算机，掌握计算机，其意义已不限于掌握“现代化工具”，而是学习一种现代文化知识。计算机的应用领域–1.科学计算–2.数据处理和信息加工–3.实时控制–4.计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）计算机辅助教学（CAI）计算机辅助诊断–5.人工智能和专家系统–6.多媒体技术、网络与信息高速公路–7.计算机医学应用◆精度高◆速度快◆存储容量大◆具有记忆功能和逻辑判断力◆有自动控制能力◆联网通讯计算机的特点计算机的发展史近代计算机阶段时间：1822--1944（历时约120年）现代计算机的发展阶段时间：1946年---晶体管电脑差分机第一台电子计算机(ENIAC)发明的时间、地点、特点时间：1946年地点：美国宾夕法尼亚大学特点：重130多吨，18800多个电子管、1500个继电器、70000只电阻占地170平方米、速度5000次/秒由著名数学家冯．若依曼博士提出了“存储程序”的思想。计算机的发展史电子数字积分计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）•第一代(Firstgeneration)1946—1956电子管，磁鼓，机器语言，数值计算•第二代(Secondgeneration)1957—1964晶体管，磁芯，磁盘，汇编语言，高级语言，操作系统，科学计算与数据处理•第三代(thirdgeneration)1965—1970集成电路，半导体存储器，结构化模块化程序设计计算机发展的分代史计算机的分代通常以计算机所采用的逻辑元件作标准来划分的•第四代(fourthgeneration)1970—大规模集成电路(Large-scaleIntegratedcircuits)，微机出现1980—超大规模集成电路，计算机可处理各种信息（声音，文字，图像...）多媒体出现。1990—网络(Net)和多媒体(Multimedia)技术广泛应用，计算机与电话，传真，光纤融合为一体，出现了信息高速公路。计算机的发展方向：微型化、巨型化、网络化和智能化新型结构的计算机汽车设计的革命—虚拟环境盲用计算机未来计算机中国目前运行速度最快的计算机——五万亿次超级计算机,在国际前五百台最快计算机中排名第十四位。IBM这台计算机有8192个中央处理器，每秒运行次数达12.3万亿次。最薄的计算机羊毛键盘量子计算机传统计算机遵循着众所周知的经典物理规律，而量子计算机则是遵循着独一无二的量子动力学规律（特别是量子干涉）来实现一种信息处理的新模式。在量子计算机中，基本信息单元（叫做一个量子位或者qubit，也叫做昆比特）不同于传统计算机，并不是二进制位而是按照性质四个一组组成的单元。qubit具有这种性质的直接原因是因为它遵循了量子动力学的规律，而量子动力学从本质上说完全不同于传统物理学。量子计算机：美英科学家发现一种粒子的量子信息能够从一个原子远距离传送到另一个原子。这一发现可能导致最终研制出高速度的量子计算机。毫微DNA计算机现在科学家正在研制一种毫微型计算机，用来诊断和治疗人体某些癌症，它们可以被放入人体内部，定点清除疾病。新的装置不再使用硅芯片和电路板，而是由DNA构成。它不再由电信号控制，而是通过释放生物分子来对周围环境的改变做出反应。电子计算机的分类通用机专用机数字计算机模拟计算机按规模分为：巨型机和大型机、小型机、微型机、工作站电子计算机信息的数字化•信息、数据与数据处理信息：人们对客观事物的直接描述。数据：数据是信息的具体表达形式。信息与数据处理：对数据进行采集、存储、分类加工、整理和分析。信息编码的基本概念用约定的基本符号，按照一定的组合规则，表示出复杂多样的信息，从而建立起信息与编码之间的对应关系。编码文字信息图片信息声音信息------------文字信息--------声音信息----图片信息00101101计算机中是用电子元件来表示数的，而每一种电子元件通常只有两种稳态，表示“0”或“1”，因此计算机中只能采用二进制计数。下面介绍二进制及与二进制有关的十进制八进制，十六进制以及相互之间的关系。计算机内数的表示与编码11110000位(bit)—最小的信息单位字节(byte)—最小的存储单位1字节(byte)=8位(bit)bitbyte数制•十进制(decimal)0~9•二进制(binary)0~1•八进制(octal)0~7•十六进制(Hex)0~9A~F•二~十进制之间的对应关系十：123456789二：1101110010111011110001001参考教科书P10~11二进制数的机内表示及运算最高位是符号位1表示负数0表示正数D7d6d5d4d3d2d1d0二进制的运算•二进制的加法1+1=10•二进制的减法1-1=0•二进制的乘法1*1=1•二进制的除法1/1=1参考教科书P10地位计数法N=kmRm+km-1Rm-1+...+k1R1+kR0+kR-1+k-2R-2+...+k-pR-p进位计数制数符位权例:9999.99=9*103+9*102+9*101+9*100+9*10-1+9*10-2(101.1)2=1*22+0*21+1*20+1*2-1(567.６)8=5*82+6*81+7*80+６*8-1注任何一种数制的数都可以用地位计数法展开数制间的转换•二，八，十六进制与十进制之间的转换方法：按地位计数法将二,八,十六进制展开求和,得对应的十进制。例：(101.1)2=1*22+0*21+1*20+1*2-1=(5.5)10•十进制与二，八，十六进制之间的转换方法:整数部分用余数法例:216822421000(16)10=(10000)2余数(最低位)余数(最高位)0方法：小数部分用乘法例:(0.625)10转化为二进制小数0.625*2=1.250(取出整数部分1)最高位0.250*2=0.500(取出整数部分0)0.500*2=1.000(取出整数部分1)最低位0.00小数部分为0,转换结束(0.625)10=(0.101)2问题:怎样将十进制数(16.625)10转换为二进制数?方法:将十进制数的整数和小数分别转换成二进制数(16)10=(10000)2(0.625)10=(0.101)2(16.625)10=(10000.101)2•二、八进制之间的转换方法:分节法(三位一节)例：(1,000,110,111,010.101,100,001)2(10672541)8•二、十六进制之间的转换方法:分节法（四位一节）例：(1010,1000,1011.1101,0110,1111)2(A8BD6F)16定点整数符号位.小数点数值部分10000000定点小数符号位.小数点数值部分00000001-2-150000000000000111+7定点数浮点数N=M*2E阶符数符EM阶码部分尾数部分若用32位表示一浮点数,则阶符和数符各占1位,阶码部分占7位,尾数部分占23位.字符的编号—ASCII码ASCII—美国标准信息交换代码AmericanStandardCodeForInformationInterchange编码控制字符：00000000—00011111(000—031)32个基本字符：00100000—01111111(032—127)96个ASCII码的编码规则为：每个字符用7位二进制数（d6d5d4d3d2dld0）来表示，7位二进制数共有128种状态（27=128），可表示128个字符，7位编码的取值范围为0000000～1111111，用1个字节存放。参考教材P13-P14EBCDIC码8位二进制编码2^8=256种字符控制字符：00000000—00011111(000—031)32个基本字符：00100000—01111111(032—127)96个扩展字符：10000000—11111111(128—255)128个汉字编码汉字输入码：音码——全拼、双拼、简拼形码——五笔字型、表形码、首尾码混合码——快速码数码——电报码、区位码汉字编码是指根据国家标准GB2312所编的汉字编码。共7445个，一级汉字3755个，二级汉字3008个。所有的字符和汉字按94*94的矩阵排列汉字机内码：计算机内部存储和处理汉字的编码，用两个字节表示一个汉字,且两个字节的最高位均为1.汉字的表形码：显示和打印输出的汉字字形码。16*16点阵需32字节存储24*24点阵需72字节存储电子计算机一般由两大部分组成：硬件(hardware)系统和软件(software)系统计算机系统的组成输出设备计算机软件计算机硬件计算机系统输入设备存储器CUP中央处理器应用软件系统软件计算机存储程序的工作原理冯.若依曼提出的“存储程序”概念的基本原理•由运算器、存储器、控制器、输入和输出五大功能部件组成计算机硬件系统，并规定了它们的基本功能•采用二进制形式表示数据和指令•计算机能自动高速地从存储器中取出指令并执行指令与指令系统：指令是CPU发布的用来指挥和控制计算机完成某种操作的命令。程序是由一列指令序列组成，用以完成一个指定的完整任务。一组不同指令的集合称为指令系统。指令格式：操作码操作数+计算机指令(instruction)指令类型：数据指令、数据传送指令、程序控制指令、状态管理指令计算机存储程序的工作原理MEMORY程序、数据控制信号----------自动取指令、数据CPU解释执行指令----------送回结果45所谓硬件系统是指组成计算机的物理装置。即那些看得见摸得着的物理设备。硬件组成：一个完整的硬件系统，必须包括五大功能部件：1.运算器（ALU-ArithmeticLogicUnit）计算机用来进行数据运算的部件。2.存储器存放计算机使用的各种信息。具有记忆能力的部件3.控制器计算机的指挥系统。4.输入设备用来输入程序和数据的部件，输入接口电路和输入装置。5.输出设备用来输出结果的部件。输出接口电路和输出装置。计算机的硬件系统控制器Controlunit运算器Arithmeticandlogicalunit存储器Memory输入设备Inputdevice输出设备Outputdevice主机计算机硬件系统外设外设CPU中央处理机(CPU)控制器+运算器超大规模集成电路工艺制成的芯片主机CPU、内存以及连接主要输入输出装置的接口电路统称为主机。微处理器微型计算机的中央处理器CPUHPXEON3.0HZ/4M(345323-B21)CPU类型