計算機導論全套可編輯PPT課件

1計算思維和計算機發(fā)展2信息的表示3計算機硬件系統(tǒng)4計算機網(wǎng)絡技術(shù)和網(wǎng)絡安全5機器語言到高級語言目錄CONTENTS6程序設計和算法7

操作系統(tǒng)8數(shù)據(jù)庫技術(shù)9軟件工程10云計算與大數(shù)據(jù)11人工智能目錄CONTENTS12物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)第一章計算思維和計算機發(fā)展了解計算思維的概念和內(nèi)涵。了解計算思維的應用。了解計算機的產(chǎn)生和發(fā)展過程。了解計算機的分類和特點。了解計算機專業(yè)領(lǐng)域的主要人物。學習目標隨著計算機技術(shù)不斷發(fā)展，計算機已經(jīng)越來越多地融入我們的日常生活?，F(xiàn)在，無論是生活中購物、乘車、繳費還是工作中做表格、畫圖紙，都可通過電腦或者手機完成?？梢哉f，計算機已經(jīng)成為人類社會的重要基礎(chǔ)設施，計算機技術(shù)的發(fā)展水平也成為衡量一個國家綜合國力的重要指標。計算機是可以進行數(shù)值計算、邏輯計算且具備存儲記憶功能的一種高速計算設備。通過編寫計算機程序，人們可以使用計算機自動、高速地進行數(shù)據(jù)處理工作。在21世紀的今天，掌握如何使用計算機是每個人必備的技能。計算思維1.11.1.1科學思維我們從小就學習各種知識，事實上，無論學習哪個學科，都是在對我們進行思維的訓練。不同的學科進行思維訓練的方式和內(nèi)容都不相同，思維也包括多種類型，其中科學思維不僅是一切科學研究和技術(shù)發(fā)展的起點，而且始終貫穿科學研究和技術(shù)發(fā)展的全過程，是創(chuàng)新的靈魂?？茖W思維是指理性認識的過程，即通過感性階段獲得大量材料，通過整理和改造，形成概念、判斷和推理，以反映事物的本質(zhì)規(guī)律。在科學認識活動中，科學思維必須遵守三個基本原則：一是在邏輯上要求嚴密的邏輯性，達到歸納和演繹的統(tǒng)一；二是在方法上要求辯證地分析和綜合兩種思維方法；三是在體系上實現(xiàn)邏輯與歷史的一致，達到理論與實踐的具體的歷史的統(tǒng)一。計算思維1.11.1.1科學思維科學思維主要分為：您的標題理論思維實驗思維計算思維計算思維1.11.1.1科學思維1.理論思維理論思維是指以科學的原理和概念為基礎(chǔ)來解決問題的思維活動。正如數(shù)學一樣，定義是理論思維的靈魂，定理和證明則是它的精髓。公理化方法是最重要的理論思維方法，科學界一般認為公理化方法是推動世界科學技術(shù)革命的源頭。以理論為基礎(chǔ)的學科主要是指數(shù)學，數(shù)學是所有學科的基礎(chǔ)。理論思維包括：邏輯思維、虛擬思維、辯證思維三個基本層次。邏輯思維虛擬思維辯證思維計算思維1.11.1.1科學思維1.理論思維邏輯思維是主體認識客體，獲得認識的基本思維方式。獲得認識的途徑應是:是什么(what)、為什么(why)、怎么做(how)、誰來做(who)這樣程式，達成求真務實。它在理論思維中位于基礎(chǔ)層次。虛擬思維是人對現(xiàn)實的觀念超越現(xiàn)實的思維形式，廣泛存在于宗教神話、文化藝術(shù)等領(lǐng)域的活動中，想象是虛擬思維的基本要素。辯證思維是理論思維的核心層次，其本質(zhì)要素是辯證矛盾，體現(xiàn)在主體與客體、主觀與客觀、連續(xù)與間斷、全面與片面、系統(tǒng)與非系統(tǒng)等關(guān)系中。計算思維1.11.1.1科學思維2.實驗思維與理論思維不同，實驗思維往往需要借助某些特定的設備（科學工具），并使用它們來獲取數(shù)據(jù)以供分析。意大利著名的物理學家、天文學家和數(shù)學家伽利略，他開創(chuàng)了以實驗為基礎(chǔ)、具有嚴密邏輯理論體系的近代科學，被人們譽為“近代科學之父”。愛因斯坦為之評論說：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所用的科學推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端?！币詫嶒灋榛A(chǔ)的學科以物理為代表。計算思維1.11.1.1科學思維3.計算思維2006年，美國卡內(nèi)基·梅隆大學華裔教授周以真（JeannetteM.Wing）教授在美國計算機權(quán)威期刊CommunicationsoftheACM上提出了計算思維的概念，并給出定義：計算思維是運用計算機科學的基礎(chǔ)概念進行問題求解、系統(tǒng)設計以及人類行為理解等涵蓋計算機科學之廣度的一系列思維活動。計算思維是把一個看起來復雜的問題通過對問題分析后進行分解、聯(lián)想的方法。計算思維以計算機科學為代表。計算思維1.11.1.2理解計算思維1.從計算到計算思維你理解的計算是什么呢？可能很多人認為計算就是我們看到的一個個算式，如“1+2=3”是簡單的算式，當然也是用于計算的算式，或者這個算式還可以更復雜一些，但這些都屬于一種計算，即數(shù)值計算。事實上，我們還學過集合運算，如C=A∩B，表示C是兩個集合A和B相交的部分，顯然，在這個集合運算中并沒有具體的數(shù)值，而是用代表集合的字母進行運算。再如，代數(shù)中還有邏輯運算，如C=1∧0，這里的∧表示“與運算”，這個運算里雖然有數(shù)值0和1，但意義和數(shù)值運算中的0和1完全不同，這里的“1”代表的是邏輯值“真”，“0”代表的是邏輯值“假”，符號“∧”表示邏輯運算中的“與”運算。可以看出，無論數(shù)值計算、集合運算還是邏輯運算，都可以是用特定的符號代表一定的含義，如“+”“∩”和“∧”都是運算符，它代表了某種運算規(guī)則。如果把計算對象用特定的數(shù)值或符號串表示，計算的實質(zhì)就是將已知的特定的符號串，按照給定的規(guī)則，最終得到一個滿足預定條件的結(jié)果的過程。計算思維1.11.1.2理解計算思維2.計算思維的內(nèi)涵計算機所做的一切工作來源于計算機程序，而掌握計算思維是學會編寫程序的重要前提。眾所周知，計算機會忠實地接受指令，即使指令本身是錯誤的，計算機也會照做不誤，因此如果不向計算機提供準確而詳細的說明，那么計算機將無所適從，甚至得到非常糟糕的結(jié)果。周以真提出，抽象（abstraction）和自動化（automation）是計算思維的本質(zhì)，也是計算思維的兩大核心特征。谷歌（Google）在其計算思維課程中提出，計算思維是一種解決問題的思維過程，該過程分為四個基本要素：（1）分解：將復雜的問題分解為更小、更易于管理的部分。（2）模式識別：觀察問題的模式、趨勢和規(guī)律，建立數(shù)學模型。（3）抽象：關(guān)注問題的重要信息，忽略非本質(zhì)的細節(jié)。（4）算法設計：建立解決問題的流程或規(guī)則，同時能解決其他類似問題。計算思維1.11.1.2理解計算思維2.計算思維的內(nèi)涵在不同層面和視角下，人們對計算思維有不同的認知，歸納起來包括以下三點：（1）（2）（3）計算思維強調(diào)用抽象和分解來處理龐大復雜的任務或者設計巨大的系統(tǒng)。計算思維是通過冗余、糾錯的方式，在最壞情況下進行預防、保護和恢復的一種思維。計算思維是利用啟發(fā)式推理來尋求解答。計算思維就是在不確定情況下的規(guī)劃、學習和調(diào)度。163計算思維1.11.1.2理解計算思維2.計算思維的內(nèi)涵總的來說，計算思維具有的特性有以下幾點：特性（1）（4）（5）（6）（2）（3）計算思維是概念化，不是程序化。計算思維是根本技能，不是刻板技能。計算思維是人的思維，不是計算機的思維。計算思維是數(shù)學和工程思維的互補與融合。計算思維是思想，不是人造物。計算思維面向所有人、所有地方。計算思維1.11.1.3計算思維的應用計算思維正在或已經(jīng)滲透到各學科、各領(lǐng)域，并潛移默化地影響和推動著各領(lǐng)域的發(fā)展，成為一種發(fā)展趨勢。生物學研究人員正在使用深度學習算法對細胞圖像進行分類、建立基因組聯(lián)系、推進藥物發(fā)現(xiàn)，從基因組學、成像到電子病歷均有深度學習的應用。在生物學領(lǐng)域大規(guī)模天文巡天已成為天文學家研究宇宙的主要形式和有效手段，也是未來天文學家解決科學問題的基本途徑。在天文學領(lǐng)域安德魯·布克（AndrewBooker）教授在超級計算機的幫助下找到了三立方數(shù)和問題中33的一組整數(shù)解，隨后，在地球計算網(wǎng)格CharityEngine的幫助下，利用50多萬臺家用PC的閑置算力，該問題中的最后一個數(shù)42的解也被找到。在數(shù)學領(lǐng)域計算思維1.11.1.3計算思維的應用通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對客戶價值和客戶行為的分析，掌握相關(guān)規(guī)律，為金融領(lǐng)域降低經(jīng)營風險。在金融領(lǐng)域在放療中計算劑量分布和制訂放療計劃時，以往用手工計算，由于計算過程復雜，所以要花費許多時間。在醫(yī)療領(lǐng)域在水污染的治理中，相關(guān)的計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以進行實時的監(jiān)測和控制，通過現(xiàn)場的硬件以及相應的軟件操作來進行實際的劃分。在環(huán)境學領(lǐng)域計算思維1.11.1.3計算思維的應用受到時間、空間、人力、物力和財力因素的影響，電影中很多場景僅僅依靠現(xiàn)場特效是遠遠不夠的。在影視制作領(lǐng)域計算機測驗已成為心理測驗的一種重要方式。這種測驗的形成是事先預測過的，得到各個測驗項目的區(qū)分度、難度、猜測度等參數(shù)，并把這些項目和它們的參數(shù)一起存進計算機，這些測驗的實施過程都可以讓測試者通過鍵盤來輸入答案，然后再由計算機程序進行分析和計分，極大地節(jié)約了時間，促進了心理測驗學科的發(fā)展。在心理學領(lǐng)域多媒體教學軟件逐漸被廣泛應用在教學過程中，教師使用多媒體技術(shù)可以更生動形象地呈現(xiàn)教學內(nèi)容，從而更好地調(diào)動學生學習的積極性；學生通過計算機可以更好地開展自主學習，并采用計算機進行在線學習交流、在線教學測試等。采用計算機技術(shù)，教學過程中可以更加充分地發(fā)揮交流互動、獨立思考、強化訓練等方面的優(yōu)勢，是傳統(tǒng)教學過程無法比擬的。在教育領(lǐng)域在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中，誰掌握了高新技術(shù)，誰就掌握了戰(zhàn)爭的主動權(quán)。以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的信息化戰(zhàn)爭，已經(jīng)成為各國關(guān)注的焦點和必爭的高地。在軍事領(lǐng)域計算機的發(fā)展1.21.2.1計算機的產(chǎn)生、發(fā)展與未來1.計算機的產(chǎn)生數(shù)字計算機經(jīng)歷了幾代人的發(fā)展，每一代的特點是在用于制造計算機的技術(shù)、計算機系統(tǒng)的內(nèi)部組織和編程語言方面都比上一代有顯著的改進。1）機械計算時代(1623—1945年)使用機器自動解決數(shù)學問題的想法至少可以追溯到17世紀早期。設計并實現(xiàn)能夠進行加、減、乘、除運算的計算器的數(shù)學家包括WilhelmSchickhard、BlaisePascal和GottfriedLeibnitz。1812年，20歲的巴貝奇從法國人杰卡德發(fā)明的提花編織機上獲得了靈感，他設計的差分機閃出了程序控制的靈光──它能夠按照設計者的意圖，自動處理不同函數(shù)的計算過程。巴貝奇耗費了整整10年光陰，于1822年完成了第一臺差分機，如圖1-1所示，它可以處理3個不同的5位數(shù)，計算精度達到6位小數(shù)，而且演算出好幾種函數(shù)表。1834年，巴貝奇又提出了一項新的更大膽的設計。他最終希望實現(xiàn)的目標是一種通用的數(shù)學計算機，巴貝奇把這種新的設計稱為分析機，如圖1-2所示。分析機能夠自動計算有100個變量的復雜算題，每個數(shù)可達25位，速度達到每秒運算一次。計算機的發(fā)展1.21.2.1計算機的產(chǎn)生、發(fā)展與未來1.計算機的產(chǎn)生圖1-1差分機圖1-2分析機計算機的發(fā)展1.21.2.1計算機的產(chǎn)生、發(fā)展與未來1.計算機的產(chǎn)生2）電子計算機時代（1937年至現(xiàn)在）（1）第一代電子計算機（1937—1953年）。1937年，愛荷華州立大學物理學和數(shù)學教授阿塔納索夫（J.V.Atanasoff）首次嘗試制造電子計算機，以幫助他的研究生解決偏微分方程組。直到1941年，他和研究生克利福德·貝里（CliffordBerry）成功地制造了一種機器，可以求解帶有29個未知數(shù)的29個聯(lián)立方程。但是，該機器不是可編程的，更多的是電子計算器。第一臺通用可編程電子計算機是賓夕法尼亞大學的?？颂兀↗.PresperEckert）和莫奇利（JohnV.Mauchly）建造的電子數(shù)字積分器和計算機ENIAC，如圖1-3所示。圖1-3世界上第一臺計算機計算機的發(fā)展1.21.2.1計算機的產(chǎn)生、發(fā)展與未來1.計算機的產(chǎn)生2）電子計算機時代（1937年至現(xiàn)在）（1）第一代電子計算機（1937—1953年）。ENIAC?？颂睾湍胬虴NIAC項目的顧問馮·諾伊曼（JohnvonNeumann）在ENIAC完成之前就開始研究新的計算機項目，他們隨后研發(fā)的EDVAC（離散變量自動電子計算機）的主要貢獻是“存儲程序”的概念。如圖1-4所示，EDVAC通過使用足夠大的存儲器來容納指令和數(shù)據(jù)，并使用存儲在存儲器中的程序來控制算術(shù)運算的順序，EDVAC的運行速度比ENIAC快幾個數(shù)量級。通過將指令存儲在與數(shù)據(jù)相同的介質(zhì)中，設計人員可以集中精力改善機器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而不必擔心將其與外部控制的速度匹配。圖1-4馮·諾伊曼和EDVACEDVAC計算機的發(fā)展1.21.2.1計算機的產(chǎn)生、發(fā)展與未來1.計算機的產(chǎn)生2）電子計算機時代（1937年至現(xiàn)在）（2）第二代電子計算機(1954—1962年)。第二代電子計算機見證了計算機系統(tǒng)設計各個層次的重要發(fā)展，從用于構(gòu)建基本電路的技術(shù)到用于編寫科學應用程序的編程語言。這個時代的計算機采用的主要元器件是晶體管，用這種元器件制造的第一批機器包括1954年貝爾實驗室的TRADIC和麻省理工學院林肯實驗室的TX-0。存儲技術(shù)是基于磁芯的，容量一般達到幾十KB。世界上第一臺晶體管計算機如圖1-5所示。圖1-5世界上第一臺晶體管計算機的發(fā)展1.21.2.1計算機的產(chǎn)生、發(fā)展與未來1.計算機的產(chǎn)生2）電子計算機時代（1937年至現(xiàn)在）（3）第三代電子計算機(1963—1971年)。第三代電子計算機在計算能力方面有了巨大的進步。這個時代的創(chuàng)新包括開始使用集成電路，半導體記憶開始代替磁芯，內(nèi)存容量達到數(shù)MB。微程序設計技術(shù)對于有效地設計復雜的處理器，流水線時代的到來和其他形式的并行處理具有很大作用，并引入操作系統(tǒng)和分時的概念。第一個集成電路是小型集成電路(SSI)，每個電路(或芯片)大約有10個設備，隨后發(fā)展到使用中型集成電路(MSI)，每個芯片最多有100個設備，隨后，集成度越來越高，計算機的體積越來越小。1964年，SeymourCray開發(fā)了CDC6600（見圖1-6），這是第一個使用功能并行的架構(gòu)。圖1-6第一臺成功的超級計算機CDC6600計算機的發(fā)展1.21.2.1計算機的產(chǎn)生、發(fā)展與未來1.計算機的產(chǎn)生2）電子計算機時代（1937年至現(xiàn)在）（4）第四代電子計算機(1972年至現(xiàn)在)。第四代計算機系統(tǒng)使用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路來構(gòu)建計算單元。在這種規(guī)模下，整個處理器可以裝在一個芯片上，對于簡單的系統(tǒng)，整個計算機(處理器、主存儲器和I/O控制器)可以裝在一個芯片上?，F(xiàn)代計算機如圖1-7所示。圖1-7現(xiàn)代計算機計算機的發(fā)展1.21.2.1計算機的產(chǎn)生、發(fā)展與未來2.計算機的未來現(xiàn)代計算機已經(jīng)具備了非常高的計算性能和非常強的存儲能力，但計算機的形態(tài)在未來還將不斷發(fā)展，以硅芯片技術(shù)為代表的計算機越來越接近其發(fā)展的物理極限，因而，世界各國對新一代計算機的研究也在不斷加速。量子計算機、DNA計算機、超導計算機、納米計算機等以新技術(shù)為代表的計算機或許在不遠的將來會再次改變我們的世界。（1）量子計算機。量子計算機是直接利用獨特的量子力學現(xiàn)象（如疊加和糾纏）對數(shù)據(jù)執(zhí)行運算的任何計算設備。在經(jīng)典計算機中，信息存儲單位是位；在量子計算機中，它以qubit（量子位）的形式存儲。量子計算的基本原理是：可以使用量子特性來表示和構(gòu)造數(shù)據(jù)，并且可以設計和構(gòu)建量子機制以對這些數(shù)據(jù)執(zhí)行操作。（2）DNA計算機。DNA計算機是使用DNA存儲信息并執(zhí)行復雜計算的納米計算機。DNA計算是計算的一個分支，它使用DNA、生物化學和分子生物學硬件來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的基于硅的計算機技術(shù)，該領(lǐng)域的研究與開發(fā)涉及DNA計算的理論、實驗和應用。DNA計算的概念于1994年首次引入，它處理由DNA制成的生物芯片，通過將自身數(shù)量相乘，可以一次執(zhí)行數(shù)十億次計算。計算機的發(fā)展1.21.2.1計算機的產(chǎn)生、發(fā)展與未來2.計算機的未來（3）超導計算機。超導計算機是利用超導技術(shù)生產(chǎn)的計算機及其部件，運算速度比現(xiàn)在的電子計算機快，電能消耗量少。超導計算機對人類文明的發(fā)展能夠起到極大的作用。目前制成的超導開關(guān)器件的開關(guān)速度，已達到幾微微秒（0.000000000001s）的高水平，這是當今所有電子、半導體、光電器件都無法比擬的，比集成電路要快幾百倍。超導計算機運算速度比現(xiàn)在的電子計算機快100倍，而電能消耗僅是電子計算機的千分之一，如果目前有一臺大中型計算機，每小時耗電10千瓦，那么，同樣功能的一臺超導計算機只需一節(jié)干電池就可以工作了。（4）納米計算機。當前計算機所使用的芯片大多是有硅芯片，有硅芯片對體積有一定的要求，當體積縮小到一定程度時，再將其面積縮小，其電量損耗就會加大，而通過結(jié)合納米技術(shù)和計算機技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)薄膜晶體管取代傳統(tǒng)晶體管，就能有效解決當前集成電路計算機中的弊端，加之納米計算機的預計生產(chǎn)成本也比較低，因此納米計算機具有廣闊的應用前景。計算機的發(fā)展1.21.2.2現(xiàn)代計算機的分類1.超級計算機超級計算機是性能最好的系統(tǒng)。超級計算機是與通用計算機相比具有高性能水平的計算機。超級計算機的實際性能是用FLOPS（每秒浮點運算次數(shù)）而不是MIPS（每秒鐘執(zhí)行的百萬指令數(shù)）來衡量的。世界上最快的500臺超級計算機都運行在基于Linux的操作系統(tǒng)上。中國、美國、歐盟和日本正在進行更多的研究，以建立更快、更高效、技術(shù)更先進的超級計算機。超級計算機實際上在計算領(lǐng)域中扮演著重要的角色，并被用于各種領(lǐng)域的密集計算任務，包括量子力學、天氣預報、氣候研究、石油和天然氣勘探、分子建模和物理模擬。在整個歷史上，超級計算機在密碼分析領(lǐng)域一直是必不可少的。由于超級計算機具有卓越的計算性能，它們并不適合我們的日常任務，而是更適合處理復雜詳盡且需要實時處理的科學應用程序。在科學領(lǐng)域，研究人員使用這些機器來計算和建模蛋白質(zhì)和人體血液等生物化合物的特性。它們還用于解釋新疾病和新品系，并預測疾病的行為和治療。計算機的發(fā)展1.21.2.2現(xiàn)代計算機的分類2.大型計算機在某些方面，大型計算機比超級計算機更強大，因為它們支持更多的并發(fā)程序，但是超級計算機可以比大型計算機更快地執(zhí)行單個程序。大型計算機是用來處理大容量數(shù)據(jù)的機器，其性能也非常強大，它們就像大型文件服務器，使來自附近和遠程位置的多個用戶可以同時訪問資源，而且穩(wěn)定性非常出色，能夠連續(xù)運行10年以上不會出現(xiàn)故障。用戶通常使用終端或個人計算機訪問大型計算機。大型計算機用于大型組織，其中數(shù)千個客戶端必須同時訪問數(shù)據(jù)。事實上，我們每個人都曾經(jīng)使用過大型計算機。如果你曾經(jīng)使用ATM機存款或者取款，如果你在12306訂過火車票，如果你購買過股票等等，這些行為都訪問了大型計算機。全球200多個國家的銀行都使用大型計算機處理交易業(yè)務，其每秒可以完成約15萬次的事物處理。計算機的發(fā)展1.21.2.2現(xiàn)代計算機的分類3.小型計算機小型計算機是通用設備，沒有與大型系統(tǒng)相關(guān)的巨額費用，它們的處理能力低于大型機系統(tǒng)，但高于個人計算機的能力。小型計算機用途廣泛，可以安裝在任何需要的地方。小型計算機通常存儲容量很大，可以支持多達120個終端，并且小型計算機的操作系統(tǒng)具有多任務處理和網(wǎng)絡功能，使它們可以為多個用戶提供服務。小型計算機通常用于制造過程控制，其具有兩個主要功能——數(shù)據(jù)獲取和反饋，如工廠使用小型計算機監(jiān)視制造過程，如果該過程的某個要素變慢、停止或加速，計算機將識別出更改并對該系統(tǒng)進行必要的調(diào)整。計算機的發(fā)展1.21.2.2現(xiàn)代計算機的分類4.微型計算機微型計算機是最小、最便宜和使用最多的計算機。與超級計算機和大型計算機相比，微型計算機具有較小的內(nèi)存、較低的處理能力、更小的物理尺寸和更少的外圍設備，它們通常被稱為個人計算機，簡稱PC。PC最初用于指代IBM兼容計算機。從20世紀70年代末開始，微處理器芯片問世并逐漸流行。這些芯片的發(fā)展使生產(chǎn)供個人使用的計算機成為可能。PC的出現(xiàn)意味著可以使用更便宜的產(chǎn)品來替代昂貴和集中化的大型系統(tǒng)。它們在辦公室使用時更便宜，并且創(chuàng)建了更便宜的網(wǎng)絡環(huán)境。20世紀90年代中期，PC實際上已成為辦公室和家庭的首選計算機。在過去的20年中，更小的計算機系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，這標志著移動時代的開始，并最終催生了可穿戴計算機等更小的設備。計算機的發(fā)展1.21.2.3現(xiàn)代計算機的特點計算機之所以能夠得到廣泛使用，并深刻地改變我們的工作和生活方式，與其自身的特點是分不開的?，F(xiàn)代計算機的特點主要包括以下幾個方面：（1）運算速度快（3）存儲容量大（5）自動化程度高（2）計算精度高（4）具有邏輯判斷功能（6）通用性強計算機的發(fā)展1.21.2.4計算機的應用隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，計算機的功能日益強大，其應用范圍也變得越來越廣泛。目前，計算機已經(jīng)深刻融入了我們?nèi)粘９ぷ鳌⑸畹母鱾€領(lǐng)域。歸納起來，計算機的應用主要有以下幾個方面。1.科學計算計算機誕生之初主要被用來做科學計算工作。科學計算也稱數(shù)值計算，是指應用計算機處理科學研究和工程技術(shù)中所遇到的數(shù)學計算問題。在現(xiàn)代眾多的科學和工程技術(shù)研究中，都需要大量復雜的數(shù)學計算，使用傳統(tǒng)的計算工具往往效率很低，而計算機處理起來卻非常容易。隨著計算機的計算能力越來越強大，使得很多復雜計算問題的解決成為可能，因而產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益，這也同時大大推動了科學技術(shù)的快速發(fā)展。目前，科學計算仍是計算機應用的重要領(lǐng)域之一。計算機的發(fā)展1.21.2.4計算機的應用2.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理是指對數(shù)據(jù)進行采集、存儲、檢索、加工、變換和傳輸，從而推導出對于某些特定的應用來說有價值、有意義的數(shù)據(jù)。如企業(yè)物資管理、財務管理、人事管理、信息檢索等都是典型的數(shù)據(jù)處理應用。我們?nèi)粘Ｊ褂玫暮芏嘬浖鸵苿討枚紝儆跀?shù)據(jù)處理的范疇，如文檔編輯、股票分析、列車網(wǎng)上購票等。可以說，數(shù)據(jù)處理是當前計算機應用最廣泛的領(lǐng)域。隨著數(shù)據(jù)量的不斷增大，大數(shù)據(jù)分析和處理技術(shù)開始被廣泛研究并逐漸發(fā)展成熟，使用大數(shù)據(jù)分析，我們可以從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)很多潛在的、有價值的信息，從而使數(shù)據(jù)更有效地指導我們的科學研究、生產(chǎn)和生活。計算機的發(fā)展1.21.2.4計算機的應用3.過程控制過程控制是指利用計算機對工業(yè)生產(chǎn)過程中的某些信號進行自動檢測，并把檢測到的數(shù)據(jù)存入計算機，再根據(jù)需要對這些數(shù)據(jù)進行處理?，F(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展得益于過程控制系統(tǒng)的大規(guī)模應用。計算機過程控制系統(tǒng)本質(zhì)上是一個實時系統(tǒng)，對可靠性和實時響應要求都很高。利用計算機過程控制，可以極大地提高工業(yè)自動化控制水平，改善工作條件，提高工作質(zhì)量，有助于企業(yè)節(jié)約能源、降低成本。計算機過程控制將工業(yè)自動化推向了一個更高的水平。4.計算機輔助系統(tǒng)計算機輔助系統(tǒng)是指用計算機輔助進行工業(yè)設計、產(chǎn)品制造、性能測試、教育教學等工作的系統(tǒng)。計算機輔助設計（computeraideddesign，CAD)幫助設計人員用計算機完成工程設計；計算機輔助制造（computeraidedmanufacturing，CAM）幫助制造人員使用計算機進行生產(chǎn)設備的管理、控制和操作；計算機輔助測試（computeraidedtesting，CAT）幫助測試人員使用計算機進行產(chǎn)品檢測；計算機輔助教學（computeraidedinstruction，CAI）幫助教師使用計算機將教學內(nèi)容開發(fā)成軟件供學生使用，開展形式多樣的教學活動。未來，計算機還將在更多領(lǐng)域輔助人們更高效、更便捷地開展各項工作。計算機的發(fā)展1.21.2.4計算機的應用5.計算機網(wǎng)絡計算機網(wǎng)絡是多個計算機相互連接以共享信息和資源的系統(tǒng)。目前，計算機網(wǎng)絡已經(jīng)遍布全世界，Internet是全球最大的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，通過使用它，我們可以在任何地方與世界各地的人們進行連接和溝通?？梢哉f，計算機網(wǎng)絡的出現(xiàn)深刻地改變了人類行為的生活方式、思維方式和工作模式。6.人工智能人工智能（artificialintelligence，AI）使機器可以從經(jīng)驗中學習，適應新的輸入并執(zhí)行類似人類行為的任務。近年來，人工智能得到了迅速發(fā)展，并產(chǎn)生很多令人驚訝的成果，如打敗圍棋世界冠軍的AlphaGo、能夠自動駕駛的汽車等。人工智能的發(fā)展很大程度上依賴于機器學習、深度學習和自然語言處理等技術(shù)的快速發(fā)展。使用這些技術(shù)，可以訓練計算機通過處理大量數(shù)據(jù)和識別數(shù)據(jù)中的模式來完成特定任務。計算機專業(yè)領(lǐng)域的著名人物1.31.艾倫·麥席森·圖靈（AlanMathisonTuring，1912—1954）艾倫·麥席森·圖靈是英國數(shù)學家、計算機科學家、邏輯學家、密碼分析家、哲學家和理論生物學家，被稱為“計算機科學之父”“人工智能之父”（見圖1-8）。圖靈少年時就表現(xiàn)出獨特的直覺創(chuàng)造能力和對數(shù)學的愛好。1927年，15歲的圖靈為了幫助母親理解相對論，撰寫了愛因斯坦一部著作的內(nèi)容提要。1931年，圖靈考入劍橋大學國王學院，由于成績優(yōu)異而獲得數(shù)學獎學金，他杰出的數(shù)學能力在劍橋得到充分發(fā)展。1936年5月，圖靈在倫敦權(quán)威的數(shù)學雜志發(fā)表題為《論數(shù)字計算在決斷難題中的應用》的論文。該論文在《倫敦數(shù)學會文集》上發(fā)表后，立即引起廣泛的注意。在論文中他提出了著名的“圖靈機”概念，圖靈機第一次在純數(shù)學的符號邏輯和實體世界之間建立了聯(lián)系?，F(xiàn)在被我們廣泛使用的計算機以及正在快速發(fā)展中的人工智能都基于圖靈機的思想。圖1-8艾倫·麥席森·圖靈計算機專業(yè)領(lǐng)域的著名人物1.31.艾倫·麥席森·圖靈（AlanMathisonTuring，1912—1954）2014年6月7日，在圖靈逝世60周年之際，在英國皇家學會舉行的“2014圖靈測試”大會上，俄羅斯人創(chuàng)立的人工智能聊天軟件“尤金·古斯特曼”超級計算機第一次通過了圖靈測試。2019年，在英國BBC新聞網(wǎng)發(fā)起的“20世紀最偉大科學家”評選中，圖靈擊敗愛因斯坦、居里夫人等著名科學家，位列第一位。計算機專業(yè)領(lǐng)域的著名人物1.32.約翰·馮·諾伊曼（JohnvonNeumann，1903—1957）約翰·馮·諾伊曼是美籍匈牙利裔科學家、數(shù)學家，被譽為“電子計算機之父”（見圖1-9）。約翰·馮·諾伊曼憑借馮·諾伊曼架構(gòu)進入了計算機歷史。馮·諾伊曼架構(gòu)是當今使用的幾乎所有計算機的邏輯結(jié)構(gòu)。1903年，馮·諾伊曼是布達佩斯的一位猶太銀行家的兒子，他杰出的數(shù)學才能使他從小就脫穎而出。在20世紀20年代，他在柏林和蘇黎世學習化學，同時在布達佩斯攻讀數(shù)學博士學位。1930年至1933年在美國逗留期間，他任普林斯頓大學數(shù)學和物理學的客座教授。1933年，他永久移居美國，并成為普林斯頓高等研究院（IAS）的教授。馮·諾伊曼被認為是20世紀最偉大的數(shù)學家之一，其工作成果包括量子力學、邏輯、數(shù)學經(jīng)濟學理論和彈道學的數(shù)學基礎(chǔ)。圖1-9艾約翰·馮·諾伊曼計算機專業(yè)領(lǐng)域的著名人物1.33.高德納（DonaldErvinKnuth，1938—）高德納是美國斯坦福大學計算機科學家、數(shù)學家和名譽教授（見圖1-10）。他是1974年ACM圖靈獎的獲得者，圖靈獎被非正式地認為是計算機界的諾貝爾獎，高德納是迄今為止最年輕的圖靈獎得主。高德納是多卷著作《計算機編程的藝術(shù)》的作者，該書對計算機領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠的影響?！睹绹茖W家》雜志曾將該書與愛因斯坦的《相對論》、狄拉克的《量子力學》、理查·費曼的《量子電動力學》等書并列為20世紀最重要的12本物理科學類專論書之一。1968年，高德納拒絕了美國國家安全局的工作邀請，受聘成為斯坦福大學計算機系教授，直到退休。1972—1973年在奧斯陸大學當客座教授期間，高德納和他的一個學生開發(fā)了KMP（KnuthMorrisPratt)算法，該算法極大提高了字符串匹配的效率。高德納為嚴格計算算法的復雜性和系統(tǒng)化形式數(shù)學技術(shù)的發(fā)展做出了貢獻。在此過程中，他還推廣了漸近符號。圖1-10高德納計算機專業(yè)領(lǐng)域的著名人物1.34.伯納斯李（TimBernersLee，1955—）伯納斯-李是英國工程師和計算機科學家，被稱為“萬維網(wǎng)之父”“互聯(lián)網(wǎng)之父”（見圖1-11）。1989年，34歲的伯納斯李向上司遞交了一份優(yōu)化單位信息系統(tǒng)的提案，這份提案提出了一個以提高單位員工溝通效率為目標的模型。根據(jù)伯納斯李的構(gòu)想，這個模型將對接起Web客戶端和Web服務器，承載起相互鏈接的超文本信息所組成的系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)下，文檔和其他形式的資源組成了網(wǎng)頁，網(wǎng)頁又組成了網(wǎng)站。每個網(wǎng)站都有一個獨特的地址，便于保存與訪問，這個地址就是我們現(xiàn)在說的URL（當時稱為URI）。這個模型為信息在互聯(lián)網(wǎng)上傳播提供了第一個結(jié)構(gòu)清晰的框架，改變了人類和互聯(lián)網(wǎng)溝通的方式，具有革命性意義。這個模型就是萬維網(wǎng)，也稱“Web”。圖1-11伯納斯-李計算機專業(yè)領(lǐng)域的著名人物1.35.丹尼斯·里奇（DennisRitchie，1941－2011）丹尼斯·里奇出生于美國紐約，是著名的美國計算機科學家、C語言之父、Unix操作系統(tǒng)之父、計算機及網(wǎng)絡技術(shù)的奠定者（見圖1-12）。里奇在哈佛大學學習應用數(shù)學畢業(yè)后，于1967年進入貝爾實驗室，隨后成為朗訊技術(shù)公司系統(tǒng)軟件研究部門的領(lǐng)導人。他在貝爾實驗室的第一個任務是參與大項目Multics的研發(fā)，Multics是一個前所未有的、可以多人使用的、同時運行多個程序的操作系統(tǒng)。但是由于設計過于復雜，1969年貝爾實驗室宣布退出。Multics的開發(fā)雖然失敗了，但其設計思路和工作成果卻為UNIX的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。隨后，丹尼斯·里奇和他的同事肯·湯普森一起投入UNIX的開發(fā)。1969年底，UNIX已經(jīng)初具雛形。圖1-12丹尼斯·里奇計算機專業(yè)領(lǐng)域的著名人物1.36.林納斯·托瓦茲（LinusTorvalds，1969—）林納斯·托瓦茲（見圖1-13）生于芬蘭赫爾辛基市，擁有美國國籍，他是Linux之父、Git之父。林納斯是Linux內(nèi)核的首要架構(gòu)師與項目協(xié)調(diào)者，是當今世界最著名的電腦程序員?，F(xiàn)受聘于開放源代碼開發(fā)實驗室（OSDL：OpenSourceDevelopmentLabs,Inc），全力開發(fā)Linux內(nèi)核。他從小展現(xiàn)出對技術(shù)的極度熱愛。10歲時，林納斯開始在他的外祖父的CommodoreVic20上用BASIC編寫程序。1991年初，由于對MSDOS和MINIX不滿意，林納斯想購買一個UNIX系統(tǒng)，但他沒有足夠的錢，因此他決定自己創(chuàng)建一個類UNIX系統(tǒng)，同年9月，Linux正式開發(fā)完成。Linux發(fā)布后，林納斯選擇使用“大眾公有版權(quán)”(GPL)的方式來發(fā)行這個系統(tǒng)，也就是說，Linux實際上是免費的，使用者在網(wǎng)絡上就可以免費下載Linux的源代碼，并可以修改Linux，因此，越來越多的企業(yè)和個人投入到開發(fā)、改良Linux的工作中，使得Linux的功能不斷拓展。圖1-13林納斯·托瓦茲習題1一、單項選擇題1.科學思維主要包括理論思維、實驗思維和（）。A.哲學思維B.邏輯思維C.計算思維D.抽象思維2.計算思維的主要本質(zhì)是抽象和（）。A.邏輯

B.計算

C.建模

D.自動化3.計算思維解決問題的思維過程包括四個基本要素，分別是（）。A.分解、模式識別、抽象、算法設計

B.建模、模式識別、抽象、程序設計C.分解、建模、自動化、程序設計

D.建模、抽象、自動化、算法設計4.世界上第一臺計算機ENIAC誕生于（）年。A.1945

B.1946

C.1947

D.19485.第二代電子計算機采用的電子元件是（）。A.電子管B.晶體管C.集成電路D.超大規(guī)模集成電路習題1一、單項選擇題6.目前主流的計算機仍然采用存儲程序的思想，提出該思想的是（）。A.圖靈

B.馮·諾伊曼

C.香農(nóng)

D.高德納7.日常生活中，使用支付寶購買商品屬于計算機應用中的（

）。A.科學計算

B.數(shù)據(jù)處理

C.實時控制

D.過程控制8.以下計算機系統(tǒng)性能最好的是（

）。A.大型機

B.小型機

C.工作站

D.超級計算機9.以下不屬于現(xiàn)代計算機特點的是（

）。A.運算速度快

B.計算精度高

C.通用性強

D.擁有獨立思維10.目前已經(jīng)被部署在超級計算機和大部分服務器上的操作系統(tǒng)是（

）。A.Windows

B.Linux

C.UNIX

D.Android習題1二、填空題1.以數(shù)學學科為代表的思維是

；以物理學學科為代表的思維是

；以計算機科學學科為代表的思維是

。2.世界上實現(xiàn)第一臺存儲程序思想的計算機是

。3.CPU的中文名稱是

。4.UNIX系統(tǒng)的第一個版本是用

語言編寫的。5.教師在教學過程中使用多媒體課件教學屬于計算機應用中的

。三、簡答題1.什么是計算思維？2.簡述計算思維的特征。3.簡述馮·諾伊曼的存儲程序思想。4.簡述現(xiàn)代計算機的分類和特點。謝謝聆聽第2章信息的表示了解進位計數(shù)制以及計算機與二進制的關(guān)系。理解二進制的概念及其算數(shù)運算。掌握常見計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換。理解字符信息的表示與編碼。了解多媒體信息的表示和數(shù)據(jù)的壓縮原理。學習目標計算機與二進制2.1數(shù)據(jù)是指能夠輸入計算機并被計算機處理的數(shù)字、字母和符號的集合，可以說，只要計算機能夠接受的信息都可稱為數(shù)據(jù)。我們平時所看到的景象和聽到的聲音都可以用數(shù)據(jù)來描述。經(jīng)過收集、整理和組織起來的數(shù)據(jù)成為有用的信息，現(xiàn)在可以把這些信息都輸入計算機中，由計算機來保存和處理。所有類型的數(shù)據(jù)在計算機中都是用二進制（binary）形式表示和存儲的，二進制能夠表示出各種信息。二進制數(shù)據(jù)是最簡單的數(shù)字系統(tǒng)，只有兩個數(shù)字符號0和1。要想尋求更簡單的數(shù)字系統(tǒng)，就只剩下0或1一個數(shù)字符號了，而只有一個數(shù)字符號的數(shù)字系統(tǒng)沒有意義。計算機與二進制2.1計算機采用二進制存儲數(shù)據(jù)，在二進制數(shù)據(jù)表示體系中，數(shù)據(jù)的常用單位有位（bit）、字節(jié)（byte）和字（word）。計算機中最小的數(shù)據(jù)單位是二進制的一個數(shù)位，簡稱位，位的符號是小寫英文字母b。一個二進制位可以表示兩種狀態(tài)（0或1），兩個二進制位可以表示4種狀態(tài)（00、01、10、11）。顯然，位越多，所表示的狀態(tài)就越多。（1）位字節(jié)是計算機中用來表示存儲空間大小最基本的單位，字節(jié)的符號是大寫英文字母B。一個字節(jié)由8個二進制位組成，因此1字節(jié)=8位。例如，計算機內(nèi)存的存儲容量、磁盤的存儲容量等都是以字節(jié)為單位進行表示的。通常，1個英文字符占內(nèi)存中的1個字節(jié)，也就是1B；1個漢字為2個字符，也就是2B（字符實際占用的字節(jié)數(shù)取決于采用的編碼）。（2）字節(jié)計算機與二進制2.1字和計算機中字長的概念有關(guān)。字長是指計算機在進行處理時一次作為一個整體進行處理的二進制數(shù)的位數(shù)，具有這一長度的二進制數(shù)則被稱為該計算機中的一個字。字通常取字節(jié)的整數(shù)倍，是計算機進行數(shù)據(jù)存儲和處理的運算單位。計算機按照字長進行分類，可以分為8位機、16位機、32位機和64位機等。字長越長，計算機能夠一次處理的數(shù)據(jù)位就越多，處理能力越強，運算精度也就越高。在不同字長的計算機中，字的長度也不相同。例如，在8位機中，一個字含有8個二進制位，而在64位機中，一個字則含有64個二進制位。（3）字計算機與二進制2.12.1.1進位計數(shù)制1.定義數(shù)制是計數(shù)的規(guī)則，進位計數(shù)制是利用固定的數(shù)字符號和統(tǒng)一的規(guī)則來計數(shù)的方法。在人們使用最多的進位計數(shù)制中，表示數(shù)的符號在不同的位置上時所代表的數(shù)值是不同的。按進位的方法進行計數(shù)的規(guī)則稱為進位計數(shù)制，在日常生活和計算機中均采用進位計數(shù)制。人們平時最常用的是十進位計數(shù)制，即按照“逢十進一”的原則進行計數(shù)。計算機與二進制2.12.1.1進位計數(shù)制2.要素一種進位計數(shù)制包含一組數(shù)碼符號和基數(shù)、數(shù)位、位權(quán)基本因素。（1）數(shù)碼：數(shù)制中表示基本數(shù)值大小的不同數(shù)字符號。（2）基數(shù)：某數(shù)制可以使用的數(shù)碼個數(shù)。（3）數(shù)位：數(shù)碼在一個數(shù)中所處的位置。（4）位權(quán)：位權(quán)是基數(shù)的冪，表示數(shù)碼在不同位置上的數(shù)值。計算機與二進制2.12.1.2二進制的算數(shù)運算二進制是計算技術(shù)中廣泛采用的一種數(shù)制。二進制數(shù)據(jù)是用0和1兩個數(shù)碼來表示的數(shù)，它的基數(shù)為2，進位規(guī)則是“逢2進1”，借位規(guī)則是“借1當2”，其數(shù)制符號是B或下角標2。當前的計算機系統(tǒng)使用的基本上是二進制系統(tǒng)。二進制數(shù)據(jù)采用位置計數(shù)法，其位權(quán)是以2為底的冪。例如，二進制數(shù)據(jù)110.11，其位權(quán)的大小順序為22、21、20、2-1、2-2。計算機與二進制2.12.1.2二進制的算數(shù)運算計算機內(nèi)部采用二進制的原因有以下幾點：（1）技術(shù)實現(xiàn)簡單。（2）簡化運算規(guī)則。（3）適合邏輯運算。（4）易于進行轉(zhuǎn)換。（5）用二進制表示數(shù)據(jù)具有抗干擾能力強、可靠性高等優(yōu)點。計算機與二進制2.12.1.2二進制的算數(shù)運算1.機器數(shù)與真值通常，機器數(shù)是把符號數(shù)字化的數(shù)，是數(shù)字在計算機中的二進制表示形式。根據(jù)小數(shù)點位置固定與否，機器數(shù)可以分為定點數(shù)和浮點數(shù)。通常，使用定點數(shù)表示整數(shù)，而用浮點數(shù)表示實數(shù)。（1）整數(shù)。整數(shù)沒有小數(shù)部分，小數(shù)點固定在數(shù)的最右邊。整數(shù)可以分為無符號整數(shù)和有符號整數(shù)兩類。（2）實數(shù)。實數(shù)的浮點數(shù)表示方法是把一個實數(shù)的范圍和精度分別用階碼和尾數(shù)來表示。（3）機器數(shù)與真值。不帶符號的數(shù)是數(shù)的絕對值，在絕對值前加上表示正負的符號就成了符號數(shù)。計算機與二進制2.12.1.2二進制的算數(shù)運算2.定點數(shù)和浮點數(shù)的概念在計算機中，數(shù)值型的數(shù)據(jù)有兩種表示方法：一種稱為定點數(shù)，另一種稱為浮點數(shù)。定點數(shù)所謂定點數(shù)，就是在計算機中所有數(shù)的小數(shù)點位置固定不變。定點數(shù)有兩種：定點小數(shù)和定點整數(shù)。定點小數(shù)將小數(shù)點固定在最高數(shù)據(jù)位的左邊，因此，它只能表示小于1的純小數(shù)。定點整數(shù)將小數(shù)點固定在最低數(shù)據(jù)位的右邊，因此定點整數(shù)表示的也只是純整數(shù)。浮點數(shù)為了擴大計算機中數(shù)值數(shù)據(jù)的表示范圍，將12.34表示為1.234×101，其中1.234稱為尾數(shù)，10稱為基數(shù)，可以在計算機內(nèi)固定下來，101中的1稱為階碼，若階碼的大小發(fā)生變化，則意味著實際數(shù)據(jù)小數(shù)點的移動，把這種數(shù)據(jù)稱為浮點數(shù)。由于基數(shù)在計算機中固定不變，因此，可以用兩個定點數(shù)分別表示尾數(shù)和階碼，從而表示這個浮點數(shù)。計算機與二進制2.12.1.2二進制的算數(shù)運算3.定點數(shù)的表示方法一個定點數(shù)，在計算機中可用不同的碼制來表示，常用的碼制有原碼、反碼和補碼3種。不論用什么碼制來表示，數(shù)據(jù)本身的值（即真值）并不發(fā)生變化。以下為這3種碼制的表示方法。（1）原碼原碼的表示方法為：如果真值是正數(shù)，則最高位為0，其他位保持不變；如果真值是負數(shù)，則最高位為1，其他位保持不變。采用原碼的優(yōu)點是轉(zhuǎn)換非常簡單，只要根據(jù)正負號將最高位置設置為0或1即可。但原碼表示在進行加減運算時很不方便，符號位不能參與運算，并且0的原碼有兩種表示方法：+0的原碼是00000000，-0的原碼是10000000。計算機與二進制2.12.1.2二進制的算數(shù)運算3.定點數(shù)的表示方法（2）反碼反碼的表示方法為：如果真值是正數(shù)，則最高位為0，其他位保持不變；如果真值是負數(shù)，則最高位為1，其他位按位求反。反碼跟原碼相比較，符號位雖然可以作為數(shù)值參與運算，但計算完后，仍需要根據(jù)符號位進行調(diào)整。另外，0的反碼同樣也有兩種表示方法：+0的反碼是00000000，-0的反碼是11111111。為了克服原碼和反碼的上述缺點，人們又引進了補碼表示法。補碼的作用在于能把減法運算化成加法運算，現(xiàn)代計算機中一般采用補碼來表示定點數(shù)。計算機與二進制2.12.1.2二進制的算數(shù)運算3.定點數(shù)的表示方法（3）補碼補碼的表示方法為：若真值是正數(shù)，則最高位為0，其他位保持不變；若真值是負數(shù)，則最高位為1，其他位按位求反后再加1。補碼的符號可以作為數(shù)值參與運算，且計算完后不需要根據(jù)符號位進行調(diào)整。另外，0的補碼表示方法也是唯一的，即00000000。計算機與二進制2.12.1.2二進制的算數(shù)運算4.浮點數(shù)的表示方法浮點數(shù)是指小數(shù)點在數(shù)據(jù)中的位置可以左右移動的數(shù)據(jù)。它通常被表示成N=M×RE這里的M被稱為浮點數(shù)的尾數(shù)，R被稱為階碼的基數(shù)，E被稱為階碼。計算機中一般規(guī)定R為2、8或16，是一個確定的常數(shù)，不需要在浮點數(shù)中明確表示出來。因此，要表示浮點數(shù)，一是要給出尾數(shù)M的值，通常用定點小數(shù)形式表示，它決定了浮點數(shù)的表示精度，即可以給出的有效數(shù)字的位數(shù)。二是要給出階碼E，通常用整數(shù)形式表示，它指出的是小數(shù)點在數(shù)據(jù)中的位置，決定了浮點數(shù)的表示范圍。浮點數(shù)也要有符號位。在計算機中，浮點數(shù)通常被表示成如下格式：MsEM1位m位n位計算機與二進制2.12.1.2二進制的算數(shù)運算4.浮點數(shù)的表示方法按國際電子電氣工程師協(xié)會的IEEE標準規(guī)定，常用的浮點數(shù)的格式如表2-1所示。表2-1常用的浮點數(shù)的格式對于短浮點數(shù)和長浮點數(shù)，當其尾數(shù)不為0值時，其最高一個必定為1，在將這樣的浮點數(shù)寫入內(nèi)存或磁盤時，不必給出該位，可左移一位去掉它，這種處理技術(shù)稱為隱藏位技術(shù)，目的是用同樣多位的尾數(shù)能多保存一個二進制位。在將浮點數(shù)取回運算器執(zhí)行運算時，再恢復該隱藏位的值。對臨時浮點數(shù)，不使用隱藏位技術(shù)。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換進位計數(shù)制是一種計數(shù)的方法。在日常生活中，人們使用各種進位計數(shù)制，如六十進制（1小時=60分，1分=60秒）、十二進制（1英尺=12英寸，1年=12月）等。但人們最熟悉和最常用的是十進制（decimal）。除了在計算機中要使用二進制外，為了便于人們閱讀及書寫，也常常用到八進制（octal）和十六進制（hexadecimal）。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換1.八進制八進制采用0、1、2、3、4、5、6、7共8個數(shù)碼，逢8進1，基數(shù)為8，位權(quán)是以8為底的冪。八進制數(shù)較二進制數(shù)書寫方便，常應用在電子計算機的計算中。例如，十進制的32表示成八進制就是40，八進制的32表示成十進制就是26。八進制表示法在早期的計算機系統(tǒng)中很常見。八進制適用于12位和36位計算機系統(tǒng)（或者其他位數(shù)為3的倍數(shù)的計算機系統(tǒng)）。但是，對于位數(shù)為2的冪（8位、16位、32位與64位）的計算機系統(tǒng)來說，八進制就不算方便了。因此，在過去幾十年里，八進制漸漸淡出了計算機系統(tǒng)。不過，有一些程序設計語言還是提供了使用八進制符號來表示數(shù)字的能力。八進制數(shù)制符號是O或Q或下角標8。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換2.十進制我國是最早使用十進制記數(shù)法，且認識到進位制的國家。我們的口語或文字表達的數(shù)字也遵守這一原則，比如一百二十七，同時我們對0的認識最早。十進制是中國人民的一項杰出創(chuàng)造，在世界數(shù)學史上有重要意義。著名的英國科學史學家李約瑟教授曾對中國商代記數(shù)法予以很高的評價：如果沒有這種十進制，就幾乎不可能出現(xiàn)我們現(xiàn)在這個統(tǒng)一化的世界了。李約瑟說：“總的說來，商代的數(shù)字系統(tǒng)比同一時代的古巴比倫和古埃及更為先進更為科學?！笔M制是人們?nèi)粘Ｉ钪凶钍煜さ倪M位計數(shù)制。在十進制中，采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10個數(shù)碼，計數(shù)規(guī)則是逢10進1，基數(shù)是10，位權(quán)是以10為底的冪。數(shù)制符號是D或下角標10或省略。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換3.十六進制十六進制是計算機中數(shù)據(jù)的一種表示方法，是人們在計算機指令代碼和數(shù)據(jù)的書寫中經(jīng)常使用的數(shù)制。在十六進制中，采用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9和A、E、C、D、E、F（或a、b、c、d、e、f）共16個符號來描述。計數(shù)規(guī)則是逢16進1，基數(shù)是16，位權(quán)是以16為底的冪。十六進制與十進制的對應關(guān)系是：0~9對應0~9，A~F對應10~15。十六進制數(shù)制符號是H或下角標16。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換4.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)、八進制數(shù)及十六進制數(shù)十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為非十進制數(shù)時，需要將整數(shù)部分與小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換，然后再組合到一起。把十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成N進制的數(shù)有一個共同的規(guī)則：整數(shù)部分采用“除N取余法”，即將十進制數(shù)除以N，把除得的商再除以N，如此反復，直到商為0，然后將每次相除所得的余數(shù)倒序排列；第一個余數(shù)為最低位，這樣得到的數(shù)就是轉(zhuǎn)換之后的N進制數(shù)。小數(shù)部分采用“乘N取整法”，即將十進制數(shù)的小數(shù)部分乘以N，得到一個整數(shù)部分和一個小數(shù)部分；再用N乘以小數(shù)部分，又得到一個小數(shù)部分和一個整數(shù)部分，繼續(xù)這個過程，直到余下的小數(shù)部分為0或滿足精度要求為止。最后將每次得到的整數(shù)部分從左到右排列即得到所對應的N進制小數(shù)。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換4.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)、八進制數(shù)及十六進制數(shù)（1）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)。其轉(zhuǎn)換規(guī)則為：整數(shù)部分除以2取余，一次次相除，直到商為零，最后一次得到的余數(shù)為最高位。小數(shù)部分乘2取整，然后把所得的小數(shù)部分再次乘以2，取其乘積的整數(shù)部分，如此反復，直到最后小數(shù)部分為0或滿足精度要求，將每次乘得的整數(shù)部分按從左到右順序排列。例如，將十進制數(shù)231.25轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)的過程如下：整數(shù)部分轉(zhuǎn)換：計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換4.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)、八進制數(shù)及十六進制數(shù)（1）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)把所得的余數(shù)倒序排列（自下而上）為11100111，就是十進制數(shù)231所對應的二進制數(shù)。因此，整數(shù)部分231轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)為11100111。小數(shù)部分轉(zhuǎn)換：整數(shù)部分0.125×2=0.25000.250×2=0.50000.500×2=1.00010.000轉(zhuǎn)換結(jié)束把轉(zhuǎn)換后的整數(shù)部分順序排列（從上到下）為001，就是十進制數(shù)0.125轉(zhuǎn)換后的二進制數(shù)，即十進制數(shù)小數(shù)部分0.125轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)為001。因此，十進制數(shù)231.25轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)為11100111.001。再如，十進制數(shù)157經(jīng)轉(zhuǎn)換后的二進制數(shù)為10011101，十進制數(shù)0.8125經(jīng)轉(zhuǎn)換后的二進制數(shù)為0.1101，大家可自己練習轉(zhuǎn)換。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換4.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)、八進制數(shù)及十六進制數(shù)（2）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)。轉(zhuǎn)換規(guī)則與十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)相似。整數(shù)部分除以8取余，輾轉(zhuǎn)相除，直到商為零，倒序排列余數(shù)；小數(shù)部分乘8取整，然后把所得的小數(shù)部分再次乘8，取其乘積的整數(shù)部分，如此反復，直到最后小數(shù)部分為0或滿足精度要求，將每次乘得的整數(shù)部分順序排列。例如，十進制數(shù)273轉(zhuǎn)換為八進制數(shù)，把所得的余數(shù)倒序排列為421，這就是十進制數(shù)273所對應的八進制數(shù)。轉(zhuǎn)換小數(shù)方法與把十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)的方法一樣。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換4.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)、八進制數(shù)及十六進制數(shù)（3）十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進制數(shù)。轉(zhuǎn)換規(guī)則為：整數(shù)部分除以16取余，輾轉(zhuǎn)相除，直到商為零，倒序排列余數(shù)；小數(shù)部分乘16取整，然后把所得的小數(shù)部分再次乘16取其乘積的整數(shù)部分，如此反復，直到最后小數(shù)部分為0或滿足精度要求，將每次乘得的整數(shù)部分順序排列。具體轉(zhuǎn)換情況請參考十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)或八進制數(shù)的情況，此處不再舉例。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換4.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換2）二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)非常簡單，只需要將其按權(quán)展開，把各位數(shù)字與權(quán)相乘，其積相加的和即為十進制數(shù)。例如，把二進制、八進制和十六進制分別轉(zhuǎn)換為十進制的計算過程如下：二進制數(shù)101.01轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)：（101.01）2=1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2=4+1+0.25=（5.25）10計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換4.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換2）二進制數(shù)、八進制數(shù)、十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)八進制數(shù)23.1轉(zhuǎn)化為十進制數(shù)：（23.1）8=2×81+3×80+1×8-1=16+3+0.125=（19.125）10十六進制數(shù)5E.2轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)：（5E.2）16=5×161+14×160+2×16-1=80+14+0.125=（94.125）16由此可以看出，對于二進制數(shù)的轉(zhuǎn)換，只需把數(shù)位是1的權(quán)值相加，其和就是等效的十進制數(shù)。二進制與十進制之間的轉(zhuǎn)換是最簡便，也是最常用的一種。在進行數(shù)制轉(zhuǎn)換時，權(quán)位上的冪以小數(shù)點為分界線，整數(shù)部分是從右到左，其權(quán)依次是0、1、2、3、……；而小數(shù)部分是從左到右，其權(quán)依次為-1、-2、-3、……。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換4.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換3）二進制、八進制、十六進制之間的轉(zhuǎn)換這3種進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，是根據(jù)其權(quán)之間內(nèi)在的聯(lián)系（即23=8，24=16）來進行轉(zhuǎn)換的，即可以將3位二進制數(shù)表示為1位八進制數(shù)，將4位二進制數(shù)表示為1位十六進制數(shù)。在轉(zhuǎn)換時，位組劃分以小數(shù)點為中心，將整數(shù)與小數(shù)部分向左或右延伸，即整數(shù)部分由小數(shù)點向左延伸，小數(shù)部分向右延伸，每3位（八進制）或4位（十六進制）為一組，不足3位或4位時補0。在具體轉(zhuǎn)換時，可以參照表2-2進行。計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換4.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換3）二進制、八進制、十六進制之間的轉(zhuǎn)換表2-2二、八、十、十六進制的對照關(guān)系計算機與二進制2.12.1.3常用計數(shù)制及其相互間的轉(zhuǎn)換4.數(shù)制間的轉(zhuǎn)換3）二進制、八進制、十六進制之間的轉(zhuǎn)換例如，將二進制數(shù)100110100111011.11011分別轉(zhuǎn)換為八進制和十六進制。二進制數(shù)100110100111011.11011轉(zhuǎn)換為八進制，每3位為一組：則（100110100111011.11011）2=（46473.66）8二進制數(shù)100110100111011.11011轉(zhuǎn)換為十六進制，每4位為一組：則（100110100111011.11011）2=（4D3B.D8）16字符信息的表示與編碼2.2計算機中的數(shù)據(jù)是用二進制表示的，而人們習慣用十進制數(shù)，那么在輸入輸出時就要對數(shù)據(jù)進行十進制和二進制之間的轉(zhuǎn)換處理，因此，必須采用一種編碼的方法，由計算機來承擔這種識別和轉(zhuǎn)換工作。字符編碼（characterencoding）也稱字集碼，是把字符集中的字符編碼為指定集合中某一對象（如比特模式、自然數(shù)序列、8位組或者電脈沖），以便文本在計算機中存儲和通過通信網(wǎng)絡傳遞。常見的例子包括將拉丁字母表編碼成摩斯電碼和ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）碼。其中，ASCII碼將字母、數(shù)字和其他符號編號，并用7位二進制來表示這個整數(shù)，通常會額外使用一個擴充的位，以便于以1個字節(jié)的方式存儲。字符信息的表示與編碼2.22.2.1英文字符編碼1.ASCII碼計算機在處理非數(shù)值的文字和其他符號時，要對文字和符號進行數(shù)字化處理，即用二進制編碼來表示文字和符號。在計算機系統(tǒng)中有兩種重要的字符編碼方式：EBCDIC碼EBCDIC主要用于IBM的大型主機ASCII碼ASCII碼用于微型機與小型機字符信息的表示與編碼2.22.2.1英文字符編碼1.ASCII碼ASCII碼ASCII碼即美國信息交換標準代碼，是目前計算機普遍采用的一種編碼。ASCII碼是基于拉丁字母的一套計算機編碼系統(tǒng)，它主要用于顯示現(xiàn)代英語和其他西歐語言，是現(xiàn)今最通用的單字節(jié)編碼系統(tǒng)，并等同于國際標準ISO/IEC646。ASCII碼使用指定的7位或8位二進制數(shù)組合來表示128種或256種可能的字符。標準ASCII碼也稱為基礎(chǔ)ASCII碼，使用7位二進制數(shù)來表示所有的大寫和小寫字母、數(shù)字0~9、標點符號以及在美式英語中使用的特殊控制字符。其中：字符信息的表示與編碼2.22.2.1英文字符編碼1.ASCII碼ASCII碼如表2-3所示。表2-3ASCII碼字符信息的表示與編碼2.22.2.1英文字符編碼1.ASCII碼ASCII碼如表2-3所示。表2-3ASCII碼續(xù)表字符信息的表示與編碼2.22.2.1英文字符編碼1.ASCII碼ASCII碼具有以下特點：（1）表中前32個字符和最后一個字符為控制符，在通信中起控制作用。（2）10個數(shù)字字符和26個英文字母由小到大排列，且數(shù)字在前，大寫字母次之，小寫字母在最后，這一特點可用于字符數(shù)據(jù)的大小比較。（3）數(shù)字0~9由小到大排列，ASCII碼分別為48~57，ASCII碼與數(shù)值相差48。（4）在英文字母中，A的ASCII碼值為65，a的ASCII碼值為97，且由小到大依次排列。因此，只要記得A和a的ASCII碼，就能推算其他字母的ASCII碼。字符信息的表示與編碼2.22.2.1英文字符編碼2.MBCS碼為了擴充ASCII編碼，以用于顯示本國的語言，不同的國家和地區(qū)制定了不同的標準，由此產(chǎn)生了GB2312、BIG5、JIS等各自的編碼標準。這些使用2個字節(jié)來代表一個字符的各種漢字延伸編碼方式，稱為ANSI編碼，又稱為MBCS（Muilti-BytesCharacterSet，多字節(jié)字符集）。在簡體中文系統(tǒng)下，ANSI編碼代表GB2312編碼，在日文操作系統(tǒng)下，ANSI編碼代表JIS編碼，所以在中文Windows下要轉(zhuǎn)碼成GB2312，GBK只需要把文本保存為ANSI編碼即可。但是不同ANSI編碼之間互不兼容，當信息在國際間交流時，無法將屬于兩種語言的文字存儲在同一段ANSI編碼的文本中。同一個編碼值，在不同的編碼體系里代表著不同的字，很容易造成混亂，這導致了Unicode碼的誕生。字符信息的表示與編碼2.22.2.1英文字符編碼3.Unicode碼Unicode（統(tǒng)一碼、萬國碼、單一碼）是計算機科學領(lǐng)域里的一項業(yè)界標準，包括字符集、編碼方案等。Unicode是為了解決傳統(tǒng)的字符編碼方案的局限而產(chǎn)生的，它為每種語言中的每個字符設定了統(tǒng)一并且唯一的二進制編碼，以滿足跨語言、跨平臺進行文本轉(zhuǎn)換、處理的要求。Unicode碼于1990年開始研發(fā)，1994年正式公布。Unicode編碼系統(tǒng)可分為編碼方式和實現(xiàn)方式兩個層次。Unicode編碼共有三種具體實現(xiàn)，分別為utf-8、utf-16和utf-32，其中utf-8占用一到四個字節(jié)，utf-16占用二或四個字節(jié)，utf-32占用四個字節(jié)，比較常用的是utf-8。字符信息的表示與編碼2.22.2.2漢字字符編碼漢字編碼（Chinesecharacterencoding）是為漢字設計的一種便于輸入計算機的代碼。由于電子計算機現(xiàn)有的輸入鍵盤與英文打字機鍵盤完全兼容，因而如何輸入非拉丁字母的文字（包括漢字）便成了多年來人們研究的課題。漢字信息處理系統(tǒng)一般包括編碼、輸入、存儲、編輯、輸出和傳輸，其中編碼是關(guān)鍵，不解決這個問題，漢字就不能進入計算機。漢字進入計算機有許多困難，其原因主要有以下三點：（1）數(shù)量龐大：一般認為，漢字總數(shù)已超過6萬個，其中包括簡化字。（2）字形復雜：有古體今體、繁體簡體、正體異體，而且筆畫相差懸殊，少的一筆，多的達36筆，簡化后平均為9.8筆。（3）存在大量一音多字和一字多音的現(xiàn)象：漢語音節(jié)416個，分聲調(diào)后為1295個（根據(jù)《現(xiàn)代漢語詞典》統(tǒng)計，輕聲39個未計）。字符信息的表示與編碼2.22.2.2漢字字符編碼為了能直接使用西文標準鍵盤輸入漢字，必須為漢字設計相應的編碼，以適應計算機處理漢字的需要。漢字進入計算機的3種途徑如下：您的標題（1）機器自動識別漢字。計算機通過“視覺”裝置，用光電掃描等方法識別漢字。（3）通過漢字編碼輸入。根據(jù)一定的編碼方法，由人借助輸入設備將漢字輸入計算機。（2）通過語音識別輸入。計算機利用人們給它配備的“聽覺器官”，自動辨別漢語語音要素，從不同的音節(jié)中找出不同的漢字，或從相同音節(jié)中判斷出不同漢字。字符信息的表示與編碼2.22.2.2漢字字符編碼外碼也稱為輸入碼，是用來將漢字輸入計算機中的一組鍵盤符號。常用的輸入碼有拼音碼、五筆字型碼、自然碼、表形碼、認知碼、區(qū)位碼和電報碼等，一種好的編碼應有編碼規(guī)則簡單、易學好記、操作方便、重碼率低、輸入速度快等優(yōu)點，每個人可根據(jù)自己的需要進行選擇。目前較常用的中文輸入法是搜狗拼音輸入法。1.外碼為了滿足國內(nèi)在計算機中使用漢字的需要，中國國家標準總局發(fā)布了一系列的漢字字符集國家標準編碼，統(tǒng)稱為GB碼，或國標碼。其中最有影響的是于1980年發(fā)布的《信息交換用漢字編碼字符集基本集》，標準號為GB2312—1980，因其使用非常普遍，也被通稱為國標碼。GB2312編碼通行于我國內(nèi)地，新加坡等地也采用此編碼。幾乎所有的中文系統(tǒng)和國際化的軟件都支持GB2312。2.國標碼字符信息的表示與編碼2.22.2.2漢字字符編碼漢字的機內(nèi)碼是計算機系統(tǒng)內(nèi)部對漢字進行存儲、處理和傳輸時統(tǒng)一使用的代碼，又稱為漢字內(nèi)碼。由于漢字數(shù)量多，一般用兩個字節(jié)來存放漢字的內(nèi)碼。在計算機內(nèi)漢字字符必須與英文字符區(qū)別開，以免造成混亂。英文字符的機內(nèi)碼是用一個字節(jié)來存放ASCII碼，一個ASCII碼占一個字節(jié)的低7位，最高位為0，為了區(qū)分，漢字機內(nèi)碼中兩個字節(jié)的最高位均置1。例如，漢字“中”的國標碼為5650H（0101011001010000）2，機內(nèi)碼為D6D0H（1101011011010000）2。3.機內(nèi)碼字形碼是漢字的輸出碼，輸出漢字時都采用圖形方式，無論漢字的筆畫多少，每個漢字都可以寫在同樣大小的方塊中，通常用16×16點陣來顯示漢字。國標碼并不等于區(qū)位碼，它是由區(qū)位碼稍做轉(zhuǎn)換得到的，其轉(zhuǎn)換方法為：先將十進制的區(qū)碼和位碼轉(zhuǎn)換為十六進制的區(qū)碼和位碼，這樣就得到一個與國標碼有相對位置差的代碼，再將這個代碼的第一個字節(jié)和第二個字節(jié)分別加上20H，就得到國標碼。例如，“?！弊值膰鴺舜a為3123H,它是經(jīng)過下面的轉(zhuǎn)換得到的：1703D=1103H1103H+2020H=3123H4.漢字的字形碼字符信息的表示與編碼2.22.2.2漢字字符編碼5.漢字編碼類型據(jù)粗略統(tǒng)計，現(xiàn)有400多種編碼方案，其中上機通過試驗的和已被采用作為輸入方式的有數(shù)十種之多。歸納起來，有5種類型：（1）整字輸入法（2）字形分解法（3）字形為主、字音為輔的編碼法（4）全拼音輸入法（5）拼音為主、字形為輔的編碼法多媒體信息的表示2.32.3.1多媒體概述1.多媒體的定義媒體（media）就是人與人之間實現(xiàn)信息交流的中介，簡單地說，就是信息的載體，也稱為媒介。多媒體就是多重媒體的意思，可以理解為直接作用于人感官的文字、圖形、圖像、動畫、聲音和視頻等各種媒體的統(tǒng)稱，即多種信息載體的表現(xiàn)形式和傳遞方式。多媒體（multimedia）是指在計算機系統(tǒng)中組合兩種或兩種以上媒體的一種人機交互式信息交流和傳播的媒體，使用的媒體包括文字、圖片、照片、聲音（包含音樂、語音旁白和特殊音效）、動畫和影片，以及程序所提供的互動功能。多媒體信息的表示2.32.3.1多媒體概述2.媒體分類媒體分為感覺媒體、表示媒體（representationmedium）、表現(xiàn)媒體、存儲媒體和傳輸媒體。表示媒體感覺媒體表現(xiàn)媒體存儲媒體傳輸媒體多媒體信息的表示2.32.3.1多媒體概述2.媒體分類1）感覺媒體感覺媒體是指能直接作用于人的感覺器官，使人能直接產(chǎn)生感覺的一類媒體。感覺媒體包括人類的各種語言、文字、音樂、自然界的其他聲音、靜止的或活動的圖像、圖形和動畫等信息。常見的感覺媒體分為文本、圖形、圖像、動畫、音頻和視頻等。（1）文本是指輸入的字符和漢字，具有字體、字號、顏色等屬性。在計算機中，表示文本信息的方式主要有兩種：點陣文本和矢量文本。（2）圖形是指由計算機繪制的各種幾何圖形。（3）圖像是指由數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機或圖形掃描儀等輸入設備獲取的照片、圖片等。圖像可以看成是由許許多多的點組成的，單個的點稱為像素（pixel），它是表示圖像的最小單位。多媒體信息的表示2.32.3.1多媒體概述2.媒體分類1）感覺媒體（4）動畫是指借助計算機生成的一系列可供動態(tài)實時演播的連續(xù)圖像。動畫是依靠人的視覺暫留功能來實現(xiàn)的，將一系列變化微小的畫面按照一定的時間間隔顯示在屏幕上，就可以得到物體運動的效果。（5）音頻是指數(shù)字化的聲音，它可以是解說、音樂、自然界的各種聲音和人工合成聲音等。（6）視頻是指由攝像機等輸入設備獲取的活動畫面。由攝像機得到的視頻圖像是一種模擬視頻圖像，模擬視頻圖像輸入計算機需經(jīng)過模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換后才能進行編輯和存儲。多媒體信息的表示2.32.3.1多媒體概述2.媒體分類2）表示媒體表示媒體是一種信息的表示方法，它是指傳輸感覺媒體的中介媒體，即用于數(shù)據(jù)交換的編碼。表示媒體就是信息的表示方法。信息本身是無形的，如果要使信息能被人理解和接受，必須將信息通過一定的方法表示出來。表示媒體包括視覺媒體、聽覺媒體、觸覺媒體3種。視覺媒體包括位圖圖像、矢量圖形、動畫、視頻和文本等，它們通過視覺傳遞信息。聽覺媒體包括波形聲音、語音和音樂等，它們通過聽覺傳遞信息。觸覺媒體就是環(huán)境媒體，包括溫度、壓力、濕度及人對環(huán)境的感覺，它們通過觸覺傳遞信息。多媒體信