計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)天津科技大學(xué)

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與新技術(shù)教研部1目錄1計(jì)算工具的發(fā)展2二進(jìn)制3數(shù)據(jù)編碼4圖靈機(jī)與馮·諾依曼計(jì)算機(jī)1計(jì)算工具的發(fā)展計(jì)算和自動(dòng)計(jì)算時(shí)需要考慮以下4個(gè)問題：（1）數(shù)據(jù)的表示。（2）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及自動(dòng)存儲(chǔ)。（3）計(jì)算規(guī)則的表示。（4）計(jì)算規(guī)則的執(zhí)行與自動(dòng)執(zhí)行。提示：計(jì)算工具的發(fā)展過程就是人們不斷追求計(jì)算的機(jī)械化、自動(dòng)化和智能化，嘗試各種計(jì)算工具，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的表示、存儲(chǔ)和自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、計(jì)算規(guī)則的表示、執(zhí)行和自動(dòng)執(zhí)行計(jì)算規(guī)則的過程。計(jì)算工具的發(fā)展計(jì)算工具的發(fā)展包括三個(gè)階段:手動(dòng)計(jì)算器機(jī)械計(jì)算器電子計(jì)算機(jī)手動(dòng)計(jì)算器手動(dòng)計(jì)算器利用算法進(jìn)行輔助數(shù)字計(jì)算過程的設(shè)備，手動(dòng)操作。小石塊和有刻痕的小棍算籌、算盤，珠算歌訣。納皮爾籌（納皮爾計(jì)算尺）滑動(dòng)刻度尺計(jì)算機(jī)的雛形——機(jī)械式計(jì)算器機(jī)械式計(jì)算器可以自動(dòng)完成計(jì)算，操作者不需要了解算法.1642年，帕斯卡加法器1673年，萊布尼茲乘法器1822年，差分機(jī)庫(kù)塔（Curta）帕斯卡加法器萊布尼茨改進(jìn)的計(jì)算器差分機(jī)庫(kù)塔計(jì)算器電子計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，能夠理解和自動(dòng)執(zhí)行任意的復(fù)雜規(guī)則，能進(jìn)行任意形式的計(jì)算。ABC計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)1937-1942年，阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)（Atanasoff-BerryComputer，ABC）真空電子管代替機(jī)械式開關(guān)作為處理電路基于二進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)的理念。ABC本身不可編程，僅用于求解線性方程組電子計(jì)算機(jī)1946年2月，ENIAC使用18

000個(gè)電子管，耗電150kw，總重量30噸每秒5

000次加法運(yùn)算，是手工計(jì)算的20萬(wàn)倍造價(jià)48萬(wàn)美元ENIAC是世界公認(rèn)的第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)。計(jì)算工具的發(fā)展包括手動(dòng)計(jì)算器、機(jī)械計(jì)算器和（）3個(gè)階段。算盤帕斯卡加法器電子計(jì)算機(jī)ENIACABCD提交單選題1分以下選項(xiàng)中，（）是機(jī)械計(jì)算器。算盤帕斯卡加法器ABCENIACABCD提交單選題1分以下選項(xiàng)中，（）是電子計(jì)算機(jī)。算盤帕斯卡加法器庫(kù)塔計(jì)算器ENIACABCD提交單選題1分元器件的發(fā)展電子計(jì)算機(jī)元器件發(fā)展中經(jīng)歷三個(gè)階段:電子管晶體管集成電路電子管1895年，英國(guó)約翰·弗萊明發(fā)明了第一只電子管（真空二極管）；1907年，美國(guó)李·德福雷斯特發(fā)明真空三極管，贏得了“無(wú)線電之父”的稱號(hào)。在二極管的燈絲和板級(jí)間加了一塊柵板，使得電子流動(dòng)可以控制，從而使得電子管進(jìn)入普及和應(yīng)用階段，電子管可以用于存儲(chǔ)和控制二進(jìn)制數(shù)的電子元器件。有點(diǎn)：電子管比機(jī)械式繼電器反應(yīng)快，計(jì)算速度快缺點(diǎn)是體積大、可靠性低、能耗大、易損壞晶體管1947年，貝爾（Bell）實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了晶體管，不僅可以控制電流和電壓，還可以作為電子信號(hào)的開關(guān)。與電子管相比，晶體管的體積更小、價(jià)格更便宜，并且能耗低、可靠。以晶體管為主要器件的計(jì)算機(jī)體積更小，速度提升到百萬(wàn)次/秒此時(shí)出現(xiàn)操作系統(tǒng)、高級(jí)語(yǔ)言晶體管計(jì)算機(jī)需要使用電線將數(shù)萬(wàn)個(gè)晶體管連接起來(lái)，其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜集成電路1958年，德州儀器公司杰克·基爾比提出集成電路構(gòu)想：通過在同一材料（硅）塊上集成所有元件，并通過上方的金屬化層連接各個(gè)部分，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的變換。這樣，就不再需要分立的獨(dú)立元件，避免了手工組裝元件、導(dǎo)線的步驟。（1）1980年代，超大規(guī)模集成電路（VLSI），幾十萬(wàn)（2）1990年代，特大規(guī)模集成電路（ULSI），幾百萬(wàn)級(jí)（3）2012年，一塊硅片上可以集成14億個(gè)元件。摩爾定律摩爾定律：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目約每18個(gè)月會(huì)增加1倍，其性能也提升1倍。提示：元器件的發(fā)展規(guī)律是：元件的尺寸越來(lái)越小，芯片體積越來(lái)越小，芯片上集成的器件越來(lái)越多，可靠性越來(lái)越高，運(yùn)行速度越來(lái)越快，價(jià)格卻越來(lái)越便宜。計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度越來(lái)越快，功能越來(lái)越強(qiáng)大，能夠完成的任務(wù)也越來(lái)越復(fù)雜。電子計(jì)算機(jī)ENIAC使用（）作為主要元器件。電子管晶體管集成電路超大規(guī)模集成電路ABCD提交單選題1分（）使得在單個(gè)小型芯片上集成數(shù)千個(gè)元件成為可能，大大減少了設(shè)備的體積、重量和能耗。電子管晶體管集成電路電子計(jì)算機(jī)ABCD提交單選題1分2二進(jìn)制計(jì)數(shù)制是指用一組固定的數(shù)碼和一套統(tǒng)一的規(guī)則表示數(shù)值的方法。按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制：十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制。進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制中表示一位數(shù)所能使用的數(shù)碼符號(hào)個(gè)數(shù)稱為基數(shù)。例如：十進(jìn)制數(shù)有0～9共10個(gè)數(shù)碼，基數(shù)為10，逢10進(jìn)1不同數(shù)位的數(shù)碼表示的值的大小不同。例如：進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制1．十進(jìn)制十進(jìn)制中，K表示0～9的10個(gè)數(shù)碼中的任意一個(gè)數(shù)碼，則任何一個(gè)數(shù)（N）可以表示為：為了便于區(qū)分，在十進(jìn)制數(shù)后加“D”，表示數(shù)為十進(jìn)制數(shù)，如323.4D。進(jìn)位計(jì)數(shù)制2．二進(jìn)制計(jì)算機(jī)中信息的存儲(chǔ)和處理都采用二進(jìn)制。二進(jìn)制數(shù)只有0、1兩個(gè)數(shù)碼，基數(shù)為2，逢2進(jìn)1。為了便于區(qū)分，在二進(jìn)制數(shù)后加“B”，表示二進(jìn)制數(shù)。進(jìn)位計(jì)數(shù)制3．八進(jìn)制八進(jìn)制有0～7共8個(gè)數(shù)碼，基數(shù)為8，逢8進(jìn)1。為了便于區(qū)分，在八進(jìn)制數(shù)后加“O”，表示數(shù)為八進(jìn)制數(shù)。例如：進(jìn)位計(jì)數(shù)制4．十六進(jìn)制十六進(jìn)制有0～9、A、B、C、D、E、F共16個(gè)數(shù)碼，基數(shù)為16，逢16進(jìn)1，用A～F表示十進(jìn)制中10～15的6種狀態(tài)。為了便于區(qū)分，在十六進(jìn)制數(shù)后加“H”，表示數(shù)為十六進(jìn)制數(shù)。例如：為了避免混淆，二進(jìn)制數(shù)在書寫時(shí)常在后面加字母（）。HOBDABCD提交單選題1分不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換不同進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)【例3.1】將二進(jìn)制數(shù)110010100111.1B、八進(jìn)制數(shù)6

247.4O、十六進(jìn)制數(shù)CA7.8H轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。以下4個(gè)數(shù)字中最大的是（）。101110B52D57O32HABCD提交單選題1分不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)將十進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù)，通常采用“除R取余法”，即用十進(jìn)制整數(shù)除以R取余數(shù)，將商反復(fù)除以R，直至商為零。得到的第一個(gè)余數(shù)為最低位，最后一個(gè)余數(shù)為最高位，將所得余數(shù)從高位到低位依次排列，就是對(duì)應(yīng)R進(jìn)制數(shù)。不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換【例3.2】將十進(jìn)制整數(shù)167轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制數(shù)178轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)是（）。10110010101111001100001011001011ABCD提交單選題1分不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)178轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)是（）。260178262524ABCD提交單選題1分不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制十進(jìn)制數(shù)178轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)是（）。B0B2C1A9ABCD提交單選題1分不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換每3位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一位八進(jìn)制數(shù)，每4位二進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)一位十六進(jìn)制數(shù)【例3.3】將二進(jìn)制數(shù)10100111.1011B轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)。不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換【例3.4】將367.45O、E7B2.C8H轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)111010110111轉(zhuǎn)為八進(jìn)制數(shù)是（）。3767483972677320ABCD提交單選題1分二進(jìn)制數(shù)111010110111轉(zhuǎn)為十六進(jìn)制數(shù)是（）。376726EB7FC6ABCD提交單選題1分與十六進(jìn)制數(shù)BC等值的二進(jìn)制數(shù)是（）。10111011101111001100110011001011ABCD提交單選題1分二進(jìn)制與元器件基本的邏輯運(yùn)算可以由電子元器件及其電路實(shí)現(xiàn)。如高電平為1，低電平為0。電子計(jì)算機(jī)中，使用電子管來(lái)表示十進(jìn)制的十種狀態(tài)過于復(fù)雜，而使用電子管的開和關(guān)兩種狀態(tài)來(lái)表示二進(jìn)制的0和1則非常容易實(shí)現(xiàn)。二進(jìn)制與元器件【例3.5】使用8個(gè)電子管的一組開關(guān)狀態(tài)表示二進(jìn)制數(shù)10100110二進(jìn)制與元器件硬盤也稱為磁存儲(chǔ)設(shè)備，通過電磁學(xué)原理讀寫數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)介質(zhì)為磁盤或磁帶，通過讀寫磁頭改變存儲(chǔ)介質(zhì)中每個(gè)磁性粒子的磁極為兩個(gè)狀態(tài)，分別表示0和1二進(jìn)制與元器件光盤利用激光束在光盤表面存儲(chǔ)信息，根據(jù)激光束和反射光的強(qiáng)弱不同，可以實(shí)現(xiàn)信息的讀寫。在寫入光盤時(shí)會(huì)在光盤表面形成小凹坑，有坑的地方記錄“1”，反之為“0”。二進(jìn)制與元器件計(jì)算機(jī)中采用二進(jìn)制數(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）可行性。

只需要0、1兩種狀態(tài)，易于實(shí)現(xiàn)。（2）簡(jiǎn)易性。算術(shù)運(yùn)算規(guī)則簡(jiǎn)單。

如兩數(shù)相乘，只有0×0=0、0×1=0、1×0=0、1×1=1共4種組合，而十進(jìn)制卻有100種組合（3）適合邏輯運(yùn)算。

1和0對(duì)應(yīng)“真”和“假”（4）易于轉(zhuǎn)換。

二進(jìn)制與十、八、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換方便。。存儲(chǔ)單位關(guān)系（1）位（bit）：一“位”只能表示0和1中的一個(gè)。（2）字節(jié)（Byte）：每8個(gè)位為字節(jié)（簡(jiǎn)寫為B）。常用單位：B、KB、MB、GB、TB、PB、EB、ZB、YB、BB、NB、DB換算率為10241張JPG圖片，大約1MB，使用傳統(tǒng)電子管存儲(chǔ)需要220×8，約800萬(wàn)個(gè)。以下關(guān)于計(jì)算機(jī)中單位換算關(guān)系的描述中，正確的是（）。1KB=1024×1024Byte1MB=1024×1024Byte1KB=1000Byte1MB=1000000ByteABCD提交單選題1分在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)中，100Mbit=（）。10MB12.5MB100MB800MBABCD提交單選題1分3數(shù)據(jù)編碼在計(jì)算機(jī)中，數(shù)字、字符、圖片、聲音、視頻等所有信息都要進(jìn)行二進(jìn)制編碼才能存儲(chǔ)和處理計(jì)算機(jī)中數(shù)字的表示1．機(jī)器數(shù)在計(jì)算機(jī)中采用固定數(shù)目的二進(jìn)制位數(shù)來(lái)表示數(shù)字，稱為機(jī)器數(shù)。機(jī)器數(shù)的表示范圍受計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)的限制，一般字長(zhǎng)為8、16、32或64位數(shù)值超出機(jī)器數(shù)能表示的范圍，會(huì)出現(xiàn)“溢出”錯(cuò)誤。通常把一個(gè)二進(jìn)制數(shù)的最高位作為符號(hào)位。機(jī)器數(shù)【例3.6】8位計(jì)算機(jī)中整數(shù)+7和-7對(duì)應(yīng)的機(jī)器數(shù)+7機(jī)器數(shù)是

00000111-7機(jī)器數(shù)是10000111原碼在計(jì)算機(jī)中，數(shù)字可以采用原碼、反碼、補(bǔ)碼存儲(chǔ)和處理原碼是數(shù)字最簡(jiǎn)單的表示方法。用0表示正號(hào)、1表示負(fù)號(hào)。0的原碼有兩種表示方法原碼在計(jì)算機(jī)中，數(shù)字可以采用原碼、反碼、補(bǔ)碼存儲(chǔ)和處理原碼是數(shù)字最簡(jiǎn)單的表示方法。用0表示正號(hào)、1表示負(fù)號(hào)。0的原碼有兩種表示方法假定一個(gè)數(shù)在計(jì)算機(jī)中占用8位，整數(shù)?15的原碼為（）。10001111111100000111000000001111ABCD提交單選題1分反碼正數(shù)的反碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的反碼由原碼的數(shù)值部分按位取反得到（即0變?yōu)?，1變?yōu)?）。0的反碼有兩種表示方法假定一個(gè)數(shù)在計(jì)算機(jī)中占用8位，整數(shù)?15的反碼為（）。10001111111100000111000000001111ABCD提交單選題1分補(bǔ)碼正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼、反碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼等于負(fù)數(shù)的反碼加10有唯一的補(bǔ)碼，[+0]補(bǔ)=[-0]補(bǔ)=00000000假定一個(gè)數(shù)在計(jì)算機(jī)中占用8位，整數(shù)?15的補(bǔ)碼為（）。11110001000011111111000010001111ABCD提交單選題1分補(bǔ)碼的算術(shù)運(yùn)算補(bǔ)碼可以將計(jì)算中的減法運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)榧臃ㄟ\(yùn)算，而原碼和反碼則不行。西文字符編碼常用的西文字符有128個(gè)（1）10個(gè)十進(jìn)制的數(shù)碼0～9（2）52個(gè)大小寫英文字母A～Z及a～z（3）32個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符、專用符號(hào)和34個(gè)控制符采用ASCII碼存儲(chǔ)和處理西文字符，通用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)編碼每個(gè)字符占用1Byte空間，最高位為0，其余7位表示ASCII值字母“a”的ASCII值為十進(jìn)制數(shù)97，那么字母“C”的ASCII值為十進(jìn)制數(shù)（）。66676899ABCD提交單選題1分漢字編碼1981年頒布《信息交換用漢字編碼字符集——基本集》，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2312—80，簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼?；炯彩占瘽h字6

763個(gè)：一級(jí)漢字3

755個(gè)（常用）二級(jí)漢字3

008個(gè)2個(gè)字節(jié)（16位）表示一個(gè)漢字，理論上可以表示256×256=65

536個(gè)漢字機(jī)內(nèi)碼為了區(qū)分漢字編碼和ASCII字符，將國(guó)標(biāo)碼每個(gè)字節(jié)的最高位由0改為1，構(gòu)成漢字的機(jī)內(nèi)碼，也稱內(nèi)碼。漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理和傳輸時(shí)使用機(jī)內(nèi)碼

漢字內(nèi)碼=漢字國(guó)標(biāo)碼+8080H輸入碼通過鍵盤向計(jì)算機(jī)中輸入漢字所使用的編碼為輸入碼，也稱外碼。以拼音為基礎(chǔ)的拼音類輸入法以字形為基礎(chǔ)的字形類輸入法以拼音、字形混合為基礎(chǔ)的混合類輸入碼搜狗輸入法、智能ABC、微軟全拼五筆字型自然碼輸出碼輸出碼也稱漢字字型碼，指漢字字庫(kù)中存儲(chǔ)的漢字字型的數(shù)字化信息，用于漢字在顯示或打印輸出。不同的漢字字庫(kù)存放不同形狀的漢字字型（即字體），如宋體、楷體、隸書等。分為：點(diǎn)陣字庫(kù)矢量字庫(kù)點(diǎn)陣字庫(kù)用點(diǎn)陣表示字型，將一個(gè)漢字放在一個(gè)多行多列的網(wǎng)格中，有筆畫通過的網(wǎng)格用二進(jìn)制位1表示，沒有筆畫通過的網(wǎng)格用二進(jìn)制位0表示。一般有16×16、24×24、48×48、64×64點(diǎn)陣漢字字型碼以二進(jìn)制數(shù)形式保存在存儲(chǔ)器中，構(gòu)成漢字字庫(kù)48×48點(diǎn)陣需要288Byte（48×48/8）空間存放一個(gè)漢字的字型碼64×64點(diǎn)陣字庫(kù)，需要（）Byte空間存放一個(gè)漢字的字型碼。1282885121024ABCD提交單選題1分矢量字庫(kù)矢量漢字字庫(kù)存儲(chǔ)的是描述漢字字型的輪廓特征，當(dāng)要輸出漢字時(shí)，通過計(jì)算機(jī)的計(jì)算由漢字字型描述生成所需大小和形狀的漢字點(diǎn)陣。放大以后不影響輸出效果圖像的數(shù)字化編碼圖像是指由輸入設(shè)備捕捉的實(shí)際場(chǎng)景畫面或以數(shù)字化形式存儲(chǔ)的畫面圖像由許多像素組合而成，每個(gè)像素用若干二進(jìn)制位來(lái)表示其顏色。每個(gè)像素所占二進(jìn)制位數(shù)越多，則色彩越豐富，效果越逼真。色彩采用RGB模式，24位顏色中從低位到高位分別用1字節(jié)表示藍(lán)色、綠色和紅色。紅色#FF0000

綠色#00FF00

藍(lán)色#0000FF白色#FFFFFF

黑色#000000位圖位圖主要用于表現(xiàn)人物、動(dòng)植物等真實(shí)存在的自然景物位圖進(jìn)行縮放時(shí)圖像會(huì)失真圖像的數(shù)字化現(xiàn)實(shí)中的圖像都是模擬圖像，要在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)、顯示和處理，必須轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，即數(shù)字化圖像的采集和數(shù)字化設(shè)備：數(shù)碼相機(jī)、攝像頭、掃描儀圖像的數(shù)字化過程主要包括：（1）采樣（2）量化（3）編碼采樣采樣是對(duì)二維空間上的模擬圖像在水平和垂直方向上等間距地分割成矩形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)微小方格稱為一個(gè)像素分辨率是指圖像在橫縱方向上像素的個(gè)數(shù)，分辨率越高，圖像質(zhì)量越好，文件也越大。一幅640×480像素的圖像，包括640×480=307

200個(gè)像素量化量化是將采樣的每個(gè)像素的顏色用相同位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)表示每個(gè)像素使用二進(jìn)制數(shù)的編碼表示其顏色，將所有點(diǎn)的二進(jìn)制編碼保存在一起成為一個(gè)圖片文件。（1）一張24位色、640×480像素的照片 224=16777216種顏色存儲(chǔ)照片約需640×480×24/8B=921600B=900KB（2）一張24位色、4288×2848像素的照片約需 4288×2848×24bit=35778KB=34.94MB

編碼由于采樣、量化后得到的圖像數(shù)據(jù)量巨大，必須采用編碼技術(shù)來(lái)壓縮其數(shù)據(jù)量。采用壓縮的方法減少其占用的空間例如：JPEG壓縮，一張24位色、4288×2848像素的照片壓縮為約3.2MB的JPG文件一張24位色、480像素×320像素的照片，需要大約（）存儲(chǔ)空間。300KB400KB450KB500KBABCD提交單選題1分聲音的數(shù)字化編碼聲音又稱音頻。自然界的聲音是模擬音頻，是隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬量，信號(hào)體現(xiàn)為波形計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的音頻為數(shù)字音頻，它是隨時(shí)間不連續(xù)或離散變化的數(shù)字量。音頻數(shù)字化模擬音頻進(jìn)入計(jì)算機(jī)時(shí)需要進(jìn)行數(shù)字化處理，使其轉(zhuǎn)換為數(shù)字音頻音頻采集和數(shù)字化所需的硬件設(shè)備主要有聲卡、話筒等過程：

（1）采樣（2）量化（3）編碼聲音的數(shù)字化編碼采樣過程是指每隔一定時(shí)間T對(duì)模擬音頻信號(hào)的振幅取值，其中T稱為采樣周期，得到的振幅值稱為采樣值，采樣后的數(shù)據(jù)仍為模擬量。將每1秒的采樣次數(shù)稱為采樣頻率，如22.05kHz、44.1kHz、48kHz量化與編碼（2）量化過程是把每一個(gè)采樣從模擬量轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的數(shù)字量。（3）編碼過程是將量化后的數(shù)字聲音信號(hào)以二進(jìn)制形式表示，編碼可以用8bit、16bit、24bit表示，稱為采樣位數(shù)。聲音的數(shù)字化編碼例如44.1kHz的32位音頻每秒有44.1×1000==44

100個(gè)采用每個(gè)采樣能描述232=4294967296種聲音信號(hào)單聲道1分鐘的44.1kHz的32位音頻，需要存儲(chǔ)空間 44.1×1000×60×32bit=10336KB=10.09MB單聲道1分鐘的44.1kHz的16位音頻，需要大約（）存儲(chǔ)空間。450KB2646KB5168KB10336KBABCD提交單選題1分?jǐn)?shù)據(jù)壓縮技術(shù)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)重新編碼，以減少所需的比特?cái)?shù)，減少占用的存儲(chǔ)空間，便于傳輸。數(shù)據(jù)壓縮是可逆的，它的逆過程稱為解壓縮。數(shù)據(jù)之所以能被壓縮，是因?yàn)閿?shù)據(jù)中存在冗余。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)壓縮的指標(biāo)

（1）壓縮比。如：100:1，5:1，2:1（2）壓縮質(zhì)量。（3）壓縮和解壓縮速度。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)壓縮的分類（1）有損壓縮。

如圖像、視頻或者音頻等

壓縮比可以從幾倍到上百倍（2）無(wú)損壓縮。

用于文本數(shù)據(jù)、程序代碼和特殊應(yīng)用場(chǎng)合的圖像數(shù)據(jù)（如指紋圖像、醫(yī)學(xué)影像等）

壓縮比一般為2∶1～5∶1一部電影經(jīng)過壓縮比為150∶1的壓縮技術(shù)壓縮后的大小是150MB，那么該部電影壓縮前的大小約為（）。A．10000MB10000MB15000MB30000MB22500MBABCD提交單選題1分?jǐn)?shù)據(jù)壓縮技術(shù)圖像壓縮JPEG，有損壓縮。（a）原始BMP文件

（b）30%壓縮率的JPG文件4圖靈機(jī)與馮?諾依曼計(jì)算機(jī)阿蘭·麥席森·圖靈英國(guó)著名數(shù)學(xué)家、邏輯學(xué)家、密碼學(xué)家是計(jì)算機(jī)邏輯的奠基者被稱為計(jì)算機(jī)科學(xué)之父、人工智能之父圖靈機(jī)圖靈測(cè)試圖靈機(jī)的基本思想圖靈認(rèn)為自動(dòng)計(jì)算就是人或者機(jī)器對(duì)一條兩端無(wú)限延長(zhǎng)的紙帶上的一串0和1，執(zhí)行指令，一步步地改變紙帶上的0和1，經(jīng)過有限步驟得到結(jié)果的過程。（1）指令由0和1表示，（2）例如00表示停止01表示轉(zhuǎn)0為1,10表示翻轉(zhuǎn)1為011表示移位圖靈機(jī)模型圖靈機(jī)（TuringMachine）是指一個(gè)抽象的計(jì)算模型。圖靈機(jī)模型被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)的基本理論模型，它是一種離散的、有窮的、構(gòu)造性的問題求解思路，一個(gè)問題的求解可以通過構(gòu)造器圖靈機(jī)來(lái)解決。圖靈可計(jì)算問題：凡是能用算法解決的問題，也一定能用圖靈機(jī)解決；凡是圖靈機(jī)解決不了的問題，任何算法也解決不了。圖靈與人工智能1936年5月，圖靈在論文《論可計(jì)算數(shù)及其在判定問題中的應(yīng)用》（OnComputationalNumbers:withanapplicationtotheEnscheidungsproblem）中奠定了計(jì)算機(jī)科學(xué)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，推進(jìn)了相關(guān)的哲學(xué)思考。1950年，圖靈在哲學(xué)雜志Mind上發(fā)表論文《計(jì)算機(jī)機(jī)器與智能》（ComputingMachineryandIntelligence），提出了關(guān)于機(jī)器思維的問題，這篇論文被認(rèn)為是人工智能學(xué)科的源頭。由于這些劃時(shí)代的文章和其他相關(guān)的前沿工作，圖靈被稱為“人工智能之父”。圖靈測(cè)試圖靈測(cè)試，是圖靈提出的一個(gè)關(guān)于機(jī)器人的著名判斷原則，它是一種測(cè)試機(jī)器是否具備人類智能的方法。如果計(jì)算機(jī)能在5min內(nèi)回答由人類測(cè)試者提出的一系列問題，且其超過30%的回答讓測(cè)試者誤認(rèn)為是人類所答，則計(jì)算機(jī)通過測(cè)試圖靈測(cè)試2014年6月聊天程序“尤金·古斯特曼”（EugeneGoostman）首次通過了圖靈測(cè)試。“尤金·古斯特曼”偽裝成一名13歲男孩，回答了測(cè)試者輸入的所有問題，其中33%的回答讓測(cè)試者認(rèn)為與他們對(duì)話的是人而非機(jī)器馮·諾依曼計(jì)算機(jī)1946年，馮·諾依曼領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)表了關(guān)于EDVAC計(jì)算機(jī)的論文。EDVAC是第一臺(tái)具有現(xiàn)代意義的通用計(jì)算機(jī)，首次使用二進(jìn)制。使用大約6000個(gè)電子管和12000個(gè)二極管