软件工程，分布式处理等
15
第一节 计算机的发展与信息化社会
年代 第一代
主要元器件 电子管
语言、程序 机器指令 汇编语言和 高级语言
应用范围 科学计算
应用人员 科技精英
1946~195 7
1957~196 4
第二代
晶体管
数据处理、 科技人员、 自动控制 工程师 普通技术 人员
应用面深 1965~197 中小规模集成 管理程序上升到 第三代 入到许多 2 电路 操作系统 领域 第四代 1972年起
7
1.1.1

计算机文化


（3）医药信息检索系统，早期的主从结构的国际联 机检索系统；二次开发的数据库系统；INTERNET。 （4）智能化医疗仪器的研制，如：电子温度计、电 子血压计；CT、NMR等大型医疗仪器；γ刀等 。 （5）医学专家系统，是以医学专家知识为基础，以 解决某一医学领域问题的人工智能系统。
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计算机的分代(按使用的元器件)

第一代（约1946-1957）电子管计算机
● ● ●
速度：几十～几万次/秒 内存：磁鼓，千字 外设：磁带 机器语言或汇编语言编程
美国于20世纪50年代生产的 IBM704型采用电子管的第一代 电子计算机
第一代电子计算机中使用的磁 ● 鼓存储器

第二代（约1957-1964） 晶体管计算机
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大规模、超大 微机异军突起， 各行各业各 各行各业 规模集成电路 网络飞速发展 个层次
第一节 计算机的发展与信息化社会
体积庞大的电子管
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第一节 计算机的发展与信息化社会
18
1.1.3 计算机的发展历史
3．中国计算机发展历史 1958年生产第1台电子数字计算机； 1964年开始推出多种晶体管计算机； 1983年，1亿次/S银河Ⅰ巨型机； 1993年，10亿次/S银河Ⅱ巨型机； 1997年，130亿次/S银河Ⅲ巨型机； 2001年，4032亿次/S曙光3000超级计算机； 2002年，1.08万亿次/S深腾1800超级计算机； 2003年， 4.183万亿次/S深腾6800超级计算机； 2004年，11万亿次/S曙光4000A超级服务器； 2008年，230万亿次/S曙光5000A超级服务器； 2009年，1206万亿次/S天河一号超级计算机；
位使用 1 个“比特”表示
低位与高位的关系是：逢2进1
各位的权值是 2 的整数次幂（基数是2 ）
标志： 尾部加B
例：
101.01 B =1×22＋0×21＋1×20 ＋0×2－1＋1×2－2 ＝5.25
30
八进制数
每一位使用八个不同数字表示（0、1、2、3、4、
5、6、7）
低位与高位的关系是：逢8进1 各位的权值是8的整数次幂（基数是8 ） 标志：尾部加Q
十进制数
每一位可使用十个不同数字表示（0、1、2、3、4、5、
6、7、8、9）
低位与高位的关系是：逢10进1 各位的权值是10的整数次幂（基数是10 ） 标志： 尾部加“D”或缺省
例： 204.96=2×102＋0×101＋4×100＋9×10－1＋6×10－2
29
二进制数
每一位使用两个不同数字表示（0、1），即每一
例： 365.2Q = 3×82+ 6×81+ 5×80 + 2×8－1 = 245.25
31
十六进制数
每一位使用十六个数字和符号表示（0、1、2、3、
4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F ）
逢16进1, 基数为16
各位的权值是16的整数次幂（基数是16 ）
标志：尾部加H
5
1.1.1

计算机文化


（4）计算机辅助系统，计算机辅助系统（ComputerAided System）包括计算机辅助设计（简称CAD）、计算 机辅助制造（简称CAM）和计算机辅助教学（简称CAI） 等。 （5）人工智能，人工智能（Artificial Intelligence，简称 AI）是指用计算机模拟人类的演绎推理和决策等智能活动。 如：模拟医学专家对某疾病进行诊断；具有低等智力的机 器人；计算机与人类进行对奕；数学中的符号积分和几何定 理证明等等。 （6）信息高速公路（Information Super-Highway ）， 1993年9月美国正式宣布实施“国家信息基础设施”（NII） 计划，即“信息高速公路”计划。 我国：金卫工程、金税工程等都是我国信息高速公路的组 成部分。
6
1.1.1
计算机文化
3．计算机医学应用 （1）医院信息系统（Hospital Information System， 简称HIS），是采集、管理医院各类信息，实现信息 共享的计算机网络系统。 三个阶段：单机单任务；基于文件服务器的医院内 部的信息系统；客户端/服务器体系结构的医院信息系 统。 （2）医学数据处理， 大量医学数据的统计分析； “人类基因组计划” ：建立人类基因组图的工作是人 类基因研究与计算机技术的结合；需要高性能计算机。
● ● ● ●
速度：几十万次/秒，
内存：磁芯，十万字
外设：磁盘 高级语言编程
电子管 晶体管
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计算机的分代(按使用的元器件)
•
第三代（约1965-1973）中小规模集成电路(SSI,MSI)计算机
速度：几十万次～几百万次/秒 内存：半导体存储器 高级语言, OS, DBMS
•
第四代（1974年起）大规模(LSI)和VLSI计算机 速度：几百万次～亿次/秒 内存：半导体存储器
21
1.1.5 21世纪计算机发展趋势
21世纪的计算机将会向以下几个方面发展： (1) 超级计算机的研制仍然是热点。
截止到2008年底，当今超级计算机最高速度为 IBM公司的RoadRunner，达1026万亿次/秒。超级计 算机制造业仍然被IBM、HP公司占据主导地位；处理 器的数量一般在1000颗以上，BlueGene/L的处理器 达131072颗，多采用Intel、AMD的处理器；Linux成 为超级计算机的首选操作系统。 曙光5000A错过了2008年第28次全球TOP500超 级计算机排行榜，属于截止到2008年底前10名的产品。
26
1.2 计算机内信息的表示与编码
27
1.2.1 二进制
不同进位制数的表示和含义：
“数”是一种信息，它有大小（数值），可以进行 四则运算 “数”有不同的表示方法。日常生活中人们使用的 是十进制数，但计算机使用的是二进制数，程序员还使 用八进制和十六进制数，它们怎样表示？其数值如何计 算？
28
25
3．信息与数据
信息与数据既有联系又有区别。数据是计算机 化的信息。数据是信息的载体和表达形式，而信息 是数据表达的内涵或解释。数据是具体的物理形式， 而信息则是抽象出来的逻辑意义。由于信息与数据 的关系是如此紧密，因此在很多场合下，人们通常 不区分“信息”与“数据”、“信息处理”与“数 据处理”两对概念。
例：
F5.4H=15×161 + 5×160 + 4×16－1 = 245.25
32
不同进位制数的比较
十进制
零 壹 贰 叁 肆 伍 陆 柒 捌 玖 拾 拾壹 拾贰 拾叁 拾肆 拾伍
33
Байду номын сангаас二进制
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
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1.1.5 21世纪计算机发展趋势
(2) 寻求新的制造领域，光电子计算机和生物计算
机将是21世纪主力军。 (3) 微型计算机将进一步微型化 ； (4) 计算机人工智能化、人性化； (5) 计算机网络将继续向高速宽带网发展，真正做 到在网上共享硬件资源、信息资源。
23
1.1.6 信息的数字化
• • •
•
研制单位：美国宾夕法尼亚大学 用 途： 军事计算 运算速度：5000次/秒 体积价格：170平方米，30吨，140千瓦，40万美元
11
ENIAC
12
1.1.3
计算机的发展历史
1．计算机的诞生 1946年6月，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（John Von Neumann, 1903-1957）在他的“电子计算机装置逻辑结构 初探”报告中首次提出了顺序存储程序通用电子计算机的 方案，从而奠定了电子计算机结构的基本框架。时至今日， 计算机技术日新月异，但其结构还是冯·诺依曼结构。
医学计算机应用基础
第1章
计算机与信息技术
1.1 计算机、信息与社会 1.2 计算机内信息的表示与编码
1.3 计算机硬件组成及其工作原理
1.4 计算机软件系统
1.5 信息安全与病毒防范
2
1.1 计算机、信息与社会
3
1.1.1
计算机文化
1. 计算机文化现象
计算机作为一种人类大脑思维的延伸与模拟的 工具，它的逻辑推理能力、智能化可以帮助人类进 一步展开思维空间；它的高速运算能力和大容量存 储能力弥补了人类这一方面的不足。 计算机的出现为人类创造文化提供了新的现代 化工具，革新了创造文化的方式方法，形成了一种 新的人类文化——计算机文化。
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1.1.6 信息的数字化



（3）共享性，信息是一种资源，可以共享。 （4）时效性，即信息被利用的价值，会因时间、地 点和对象而异。 （5）可识别性，包括直接识别（通过人类的眼、耳、 鼻、舌、身等感官）和间接识别（通过各种探测手 段）。 （6）可表征性，世界上一切存在的事物及其运动都 会产生信息，而信息正是表征这些存在的事物及其运 动状态的一种普遍形式。可见，信息不仅表征事物， 而且信息量（表征的能力）是可以度量的。 （7）可处理性，对信息可进行存储、分析、转换、 传递、压缩和再生等处理。