計(jì)算思維-符號(hào)化-計(jì)算化-自動(dòng)化

1、0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算http:/ WenSchool of Computer Science and TechnologyHuazhong University of Science and Technology易經(jīng)易經(jīng)是什么是什么?0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(1) 易經(jīng)是什么易經(jīng)是什么?八卦？八卦？ 預(yù)測(cè)與占卜？算命？預(yù)測(cè)與占卜？算命？自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律自然現(xiàn)象及其變化規(guī)律人事現(xiàn)象及其變化規(guī)律人事現(xiàn)象及其變化規(guī)律其他現(xiàn)象及其變化規(guī)律其他現(xiàn)象及其變化規(guī)律天天地地風(fēng)風(fēng)雷雷日日月月山山澤澤？將現(xiàn)象抽象為符號(hào)，進(jìn)行符號(hào)組

2、合，利用符號(hào)組合表達(dá)自然現(xiàn)象將現(xiàn)象抽象為符號(hào)，進(jìn)行符號(hào)組合，利用符號(hào)組合表達(dá)自然現(xiàn)象0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(2) 易經(jīng)怎樣表達(dá)自然現(xiàn)象易經(jīng)怎樣表達(dá)自然現(xiàn)象?符號(hào)化的六十四卦圖符號(hào)化的六十四卦圖更多的組合，更多的語(yǔ)義，更多的變化更多的組合，更多的語(yǔ)義，更多的變化0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(2) 易經(jīng)怎樣表達(dá)自然現(xiàn)象易經(jīng)怎樣表達(dá)自然現(xiàn)象?0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(3) 易經(jīng)怎樣區(qū)分各種組合要素易經(jīng)怎樣區(qū)分各種組合要素?待區(qū)分的命名陰陰(六六)陽(yáng)陽(yáng)(九九)三個(gè)陰陽(yáng)構(gòu)成的一個(gè)組合卦卦一個(gè)組

3、合中的某一位置爻爻三畫(huà)陰陽(yáng)可能出現(xiàn)的八種組合乾、坤、坎、離、艮、兌、震、巽乾、坤、坎、離、艮、兌、震、巽一卦中的三個(gè)位置一爻、二爻、三爻一爻、二爻、三爻一個(gè)位置可能出現(xiàn)陰和陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)(九九)爻，陰爻，陰(六六)爻爻一個(gè)位置可能出現(xiàn)陰和陽(yáng)，結(jié)合卦中不同位置組合九一爻、六一爻、九二爻、六二爻九一爻、六一爻、九二爻、六二爻、九三爻、六三爻、九三爻、六三爻 符號(hào)化的關(guān)鍵是區(qū)分與命名符號(hào)化的關(guān)鍵是區(qū)分與命名-術(shù)語(yǔ)體系術(shù)語(yǔ)體系冬至一陽(yáng)生冬至一陽(yáng)生夏至一陰生夏至一陰生0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(4) 易經(jīng)怎樣研究自然現(xiàn)象的變化易經(jīng)怎樣研究自然現(xiàn)象的變化?符號(hào)化的目的是基于符號(hào)

4、的演算符號(hào)化的目的是基于符號(hào)的演算-符號(hào)組合的變化方式符號(hào)組合的變化方式“卦卦”之間的變化規(guī)律是什么？之間的變化規(guī)律是什么？“卦卦”及之間變化反映的語(yǔ)義又及之間變化反映的語(yǔ)義又是什么？是什么？生命演化規(guī)律生命演化規(guī)律氣候演化規(guī)律氣候演化規(guī)律陰、陽(yáng)陰、陽(yáng)卦、爻卦、爻卦變、爻變卦變、爻變將符號(hào)再賦予語(yǔ)義將符號(hào)再賦予語(yǔ)義 -“本本”與與“用用”：抽象抽象與與具體化具體化 現(xiàn)象 本體 用體天天(自然空間自然空間) 乾乾(抽象空間抽象空間) 父父(家庭空間家庭空間)， 首首 (身體空間身體空間)，馬馬 (動(dòng)物空間動(dòng)物空間)0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(5) 易經(jīng)中為什么

5、稱乾坤而不稱天地易經(jīng)中為什么稱乾坤而不稱天地?符號(hào)化符號(hào)化0/1及其及其組合組合0/1組合的變化組合的變化/基于基于0/1的計(jì)算的計(jì)算再語(yǔ)義化再語(yǔ)義化自然自然/ /社社會(huì)現(xiàn)象會(huì)現(xiàn)象自然自然/ /社會(huì)社會(huì)現(xiàn)象變化現(xiàn)象變化規(guī)律規(guī)律計(jì)算化計(jì)算化由由“易經(jīng)易經(jīng)”看看“符號(hào)化及符號(hào)計(jì)算符號(hào)化及符號(hào)計(jì)算”?0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(6) 小結(jié)小結(jié)?語(yǔ)義符號(hào)化語(yǔ)義符號(hào)化 符號(hào)計(jì)算化符號(hào)計(jì)算化 計(jì)算計(jì)算0(和和)1化化 0(和和) 1自動(dòng)化自動(dòng)化 分層構(gòu)造化分層構(gòu)造化 構(gòu)造集成化構(gòu)造集成化；0和和1與易經(jīng)與易經(jīng)-語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算語(yǔ)義符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算(6) 易經(jīng)在易經(jīng)在

6、“符號(hào)化符號(hào)化-計(jì)算化計(jì)算化-自動(dòng)化自動(dòng)化”思維中的位置思維中的位置?0和和1與邏輯與邏輯 -思維符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算思維符號(hào)化表達(dá)與計(jì)算邏輯是指事物因果之間所遵循的規(guī)律，是現(xiàn)實(shí)中普適的思維方式邏輯是指事物因果之間所遵循的規(guī)律，是現(xiàn)實(shí)中普適的思維方式 u 邏輯的基本表現(xiàn)形式是命題命題與推理推理，推理即依據(jù)由簡(jiǎn)單命題的判斷推導(dǎo)得出復(fù)雜命題的判斷結(jié)論的過(guò)程。命題由語(yǔ)句表述，即內(nèi)容為“真”或?yàn)椤凹佟钡囊粋€(gè)判斷語(yǔ)句！例如例如 在一次中學(xué)生測(cè)驗(yàn)中，有三位老師做了預(yù)測(cè)：在一次中學(xué)生測(cè)驗(yàn)中，有三位老師做了預(yù)測(cè)：A.學(xué)習(xí)委員及格；學(xué)習(xí)委員及格；B.有人不及格；有人不及格；C.全班都不及格。在考試后證明只有一個(gè)老師

7、的預(yù)測(cè)是對(duì)的，請(qǐng)問(wèn)誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)？全班都不及格。在考試后證明只有一個(gè)老師的預(yù)測(cè)是對(duì)的，請(qǐng)問(wèn)誰(shuí)對(duì)誰(shuí)錯(cuò)？求解過(guò)程：求解過(guò)程：命題命題A：“有人及格有人及格”； 命題命題B：“有人不及格有人不及格”； 命題命題C：“全班都不及格全班都不及格”；由題目假設(shè)和命題之間關(guān)系得出由題目假設(shè)和命題之間關(guān)系得出“已知已知”：A、B、C只有一個(gè)為真只有一個(gè)為真如果如果A真，則真，則C假；如果假；如果C真，則真，則A假；假； 如果如果B真，而真，而A, C可能有一個(gè)為真，與題矛盾，所以可能有一個(gè)為真，與題矛盾，所以B為假。為假。 如果如果B假，則假，則 “全班都及格全班都及格”為真，而由此推斷為真，而由此推斷C為假。為假

8、。 由上由上“已知已知”，推理，推理 ：A為真。為真。0和和1與邏輯與邏輯-思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(1) 什么是邏輯什么是邏輯?“與”運(yùn)算：兩把鑰匙都有才能開(kāi)門(mén)“或”運(yùn)算：只要有任何一把鑰匙便能開(kāi)門(mén)思維的符號(hào)化及其計(jì)算思維的符號(hào)化及其計(jì)算-基本邏輯運(yùn)算基本邏輯運(yùn)算一個(gè)命題由一個(gè)命題由X, Y, Z等表示，其值可能為等表示，其值可能為“真真”或?yàn)榛驗(yàn)椤凹偌佟?。則兩個(gè)命題則兩個(gè)命題X, Y之間是可以進(jìn)行運(yùn)算的：之間是可以進(jìn)行運(yùn)算的：p“與與”運(yùn)算運(yùn)算(AND): 當(dāng)X和Y都為真時(shí), X AND Y也為真; 其他情況, X AND Y均為假。 p“或或”運(yùn)算運(yùn)算(OR):

9、 當(dāng)X和Y都為假時(shí), X OR Y也為假; 其他情況, X OR Y均為真。 p“非非”運(yùn)算運(yùn)算(NOT): 當(dāng)X為真時(shí), NOT X為假;當(dāng)X為假時(shí), NOT X為真。 p“異或異或”運(yùn)算運(yùn)算(XOR): 當(dāng)X和Y都為真或都為假時(shí), X XOR Y為假; 否則, X XOR Y為真。 0和和1與邏輯與邏輯-思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(2) 有哪些基本的邏輯運(yùn)算操作有哪些基本的邏輯運(yùn)算操作?用用0和和1來(lái)表示邏輯運(yùn)算來(lái)表示邏輯運(yùn)算n“與”運(yùn)算AND：有有0為為0 ，全，全1為為1n“或”運(yùn)算OR：有有1為為1，全，全0為為0n“非”運(yùn)算NOT：非非0則則1，非，非1則則0

10、n “異或”運(yùn)算XOR：相同為相同為0，不同為，不同為1注: 1表示 真真，0表示 假假 0 AND 0 00 AND 1 0 1 AND 0 01 AND 1 11 OR 1 11 OR0 10 OR1 10 OR0 0 NOT 0 1 NOT 1 01 XOR 1 0 1 XOR 0 10 XOR 1 10 XOR 0 00和和1與邏輯與邏輯-思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(3) 怎樣符號(hào)化邏輯并進(jìn)行計(jì)算怎樣符號(hào)化邏輯并進(jìn)行計(jì)算?可深入學(xué)習(xí)可深入學(xué)習(xí)1)Aristotle (亞里士多德)(公元前384322)。古希臘哲學(xué)家：形式邏輯形式邏輯。典型概念：命題命題，推理推理，

11、三段論三段論2)Leibnitz (萊布尼茨)(16461716)。德國(guó)數(shù)學(xué)家：數(shù)理邏輯數(shù)理邏輯。典型概念：謂詞謂詞，謂詞演算謂詞演算 3) Boole (布爾) (18151864)。英國(guó)數(shù)學(xué)家，布爾代數(shù)布爾代數(shù)典型概念：布爾量布爾量, 布爾值布爾值, 布爾運(yùn)算布爾運(yùn)算, 布爾操作布爾操作 4)其他：時(shí)序邏輯時(shí)序邏輯(Temporal Logics)、模態(tài)邏輯模態(tài)邏輯(Modal Logics)、歸納邏輯歸納邏輯(Inductive Logics)、模糊邏輯模糊邏輯(Fuzzy Logics)、粗糙邏輯粗糙邏輯(Rough Logics)、非單調(diào)邏輯非單調(diào)邏輯等 0和和1與邏輯與邏輯-思維符

12、號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(4) 邏輯研究有哪些邏輯研究有哪些?符號(hào)化符號(hào)化0和和1基于基于0/1的計(jì)算的計(jì)算再語(yǔ)義化再語(yǔ)義化計(jì)算化計(jì)算化由由“邏輯邏輯”看看“符號(hào)化及符號(hào)計(jì)算符號(hào)化及符號(hào)計(jì)算”?0和和1與邏輯與邏輯-思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(5) 小結(jié)小結(jié)?語(yǔ)義符號(hào)化語(yǔ)義符號(hào)化 符號(hào)計(jì)算化符號(hào)計(jì)算化 計(jì)算計(jì)算0(和和)1化化 0(和和) 1自動(dòng)化自動(dòng)化 分層構(gòu)造化分層構(gòu)造化 構(gòu)造集成化構(gòu)造集成化；0和和1與邏輯與邏輯-思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算思維符號(hào)化表達(dá)與邏輯運(yùn)算(6) 邏輯在邏輯在“符號(hào)化符號(hào)化-計(jì)算化計(jì)算化-自動(dòng)化自動(dòng)化”思維中的位置思維中的位置

13、?0和和1與數(shù)值性信息與數(shù)值性信息u進(jìn)位制：用進(jìn)位制：用數(shù)碼數(shù)碼和和帶有權(quán)值的數(shù)位帶有權(quán)值的數(shù)位來(lái)表示有大小關(guān)系的來(lái)表示有大小關(guān)系的數(shù)值性信息數(shù)值性信息的表的表示方法。示方法。u二進(jìn)制二進(jìn)制0和和1與數(shù)值與數(shù)值-二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(1) 怎樣用怎樣用0和和1表達(dá)數(shù)值性信息表達(dá)數(shù)值性信息?數(shù)值性信息數(shù)值性信息=127+126+125+124+023+122+021+120 +02-1+12-2 = (245.25)十十例如：例如： (1 1 1 1 0 1 0 1 . 0 1)二二 7 6 5 4 3 2 1 0 .-1 -227 26 25 24 23 22 21 20 . 2-

14、1 2-2數(shù)位的權(quán)值數(shù)位的權(quán)值數(shù)位數(shù)位二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù) 基于二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算基于二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算 u計(jì)算規(guī)則簡(jiǎn)單,與邏輯運(yùn)算能夠統(tǒng)一起來(lái)；元器件容易實(shí)現(xiàn)。0和和1與數(shù)值與數(shù)值-二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(2) 為什么要用二進(jìn)制為什么要用二進(jìn)制?Si= (Ai XOR Bi) XOR Ci Ci+1= (Ai XOR Bi) AND Ci) OR (Ai AND Bi)Si= Ai XOR BiCi+1= Ai AND Bi不考慮進(jìn)位不考慮進(jìn)位考慮進(jìn)位考慮進(jìn)位ur進(jìn)制：進(jìn)制：0和和1與數(shù)值與數(shù)值-二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(3) 二進(jìn)制有什么不足，怎樣解決二進(jìn)制有什么不足，怎樣解決?

15、數(shù)值性信息數(shù)值性信息 (dn-1dn-2d2d1d0 . d-1d-2d-m)r n-1 n-2 2 1 0 . -1 -2 -mrn-1 rn-2 . r2 r1 r0 . r-1 r-2 r-m=dn-1rn-1 + dn-2 rn-2+d2 r2 + d1 r1 + d0 r0 + d-1 r-1 +d-2 r-2 + + d-m r-m - - -= =1nmiiird=數(shù)位的權(quán)值數(shù)位的權(quán)值數(shù)位數(shù)位r進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)u 十六進(jìn)制：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A(10), B(11), C(12), D(13), E(14), F(15)u 八進(jìn)制：0,1,2,3,4,5,6,7

16、u 十進(jìn)制：0,1,2,3,4,5,6,7,8,9(365.2)10,（11011.01)2,（3460.32)八八, (596.12)十六十六(7 5 3 . 3 7)八八 = 7 5 3 . 3 7 O=782+581+380+38-1+78-2 =(491.484375)十十(7 5 3 . 3 7)十六十六 = 7 5 3 . 3 7 H = 0 x 7 5 3 . 3 7=7162+5161+3160+316-1+716-2 =(1875.2148)十十(7 5 3 . 3 7)十二十二=7122+5121+3120+312-1+712-2 =(1071.2986)十十同一個(gè)數(shù)同一個(gè)

17、數(shù)串，由于進(jìn)位制不同其所表達(dá)的數(shù)值大小也是不同的串，由于進(jìn)位制不同其所表達(dá)的數(shù)值大小也是不同的245的十進(jìn)制表示記為：245245的二進(jìn)制表示記為：11110101245的八進(jìn)制表示記為：365245的十六進(jìn)制表示記為：F5同一個(gè)數(shù)值，用不同進(jìn)位制表同一個(gè)數(shù)值，用不同進(jìn)位制表達(dá)，結(jié)果也是不同的達(dá)，結(jié)果也是不同的數(shù)值性信息數(shù)值性信息u示例示例0和和1與數(shù)值與數(shù)值-二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(3) 二進(jìn)制有什么不足，怎樣解決二進(jìn)制有什么不足，怎樣解決?數(shù)值的正負(fù)符號(hào)處理：數(shù)值的正負(fù)符號(hào)處理：機(jī)器數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼機(jī)器數(shù)的原碼、反碼和補(bǔ)碼0和和1與數(shù)值與數(shù)值-二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算

18、(4) 數(shù)值的符號(hào)如何表示呢?cái)?shù)值的符號(hào)如何表示呢?數(shù)值的正負(fù)符號(hào)也數(shù)值的正負(fù)符號(hào)也可和數(shù)值一樣參與運(yùn)算可和數(shù)值一樣參與運(yùn)算 ：補(bǔ)碼運(yùn)算示意：補(bǔ)碼運(yùn)算示意0 1010+) 1 110111100(10) + (-3) = (7)0 0111+) 0 001101010(+7) + (+3) = (+10)0和和1與數(shù)值與數(shù)值-二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(5) 使用補(bǔ)碼可使減法變加法使用補(bǔ)碼可使減法變加法, 你相信嗎你相信嗎?加減乘除都可轉(zhuǎn)換成加法來(lái)實(shí)現(xiàn)加減乘除都可轉(zhuǎn)換成加法來(lái)實(shí)現(xiàn), 加法又可由與、或、非、異或等邏輯運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)加法又可由與、或、非、異或等邏輯運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)-只要實(shí)現(xiàn)了基本邏輯運(yùn)算

19、，便可實(shí)現(xiàn)任何的計(jì)算只要實(shí)現(xiàn)了基本邏輯運(yùn)算，便可實(shí)現(xiàn)任何的計(jì)算1 1011+) 1 100100101(-5) + (-7) = (-12) bit Binary Digit/1位二進(jìn)制位位二進(jìn)制位/0和和1 Byte 字節(jié)字節(jié), 8位二進(jìn)制位位二進(jìn)制位 1KB = 210字節(jié)字節(jié) (市場(chǎng)約市場(chǎng)約1,000字節(jié)字節(jié)) 1MB = 210KB (市場(chǎng)約市場(chǎng)約1,000,000字節(jié)字節(jié)) 1GB = 210MB (市場(chǎng)約市場(chǎng)約1,000,000,000字節(jié)字節(jié)) 1TB = 210GB = 220MB 1PB = 210TB = 230MB 1EB = 210PB = 240MB注意：2的冪次方為

20、計(jì)算單位信息的基本度量單位信息的基本度量單位 0和和1與數(shù)值與數(shù)值-二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(6) 信息的度量單位是什么信息的度量單位是什么?由數(shù)值性信息看符號(hào)化及其計(jì)算由數(shù)值性信息看符號(hào)化及其計(jì)算符號(hào)化符號(hào)化再語(yǔ)再語(yǔ)義化義化數(shù)值性數(shù)值性信息信息再符號(hào)化再符號(hào)化計(jì)算化計(jì)算化基于十進(jìn)制基于十進(jìn)制的計(jì)算的計(jì)算二進(jìn)制二進(jìn)制(0和和1)基于二進(jìn)制基于二進(jìn)制的計(jì)算的計(jì)算計(jì)算化計(jì)算化十進(jìn)制十進(jìn)制(0,1,.,9)數(shù)值性數(shù)值性信息信息還原還原0和和1與數(shù)值與數(shù)值-二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(7) 小結(jié)小結(jié)用用0 0和和1 1表達(dá)表達(dá)基于基于0 0和和1 1計(jì)算計(jì)算二進(jìn)制二進(jìn)制語(yǔ)義符號(hào)化語(yǔ)義符號(hào)

21、化 符號(hào)計(jì)算化符號(hào)計(jì)算化 計(jì)算計(jì)算0(和和)1化化 0(和和) 1自動(dòng)化自動(dòng)化 分層構(gòu)造化分層構(gòu)造化 構(gòu)造集成化構(gòu)造集成化；0和和1與數(shù)值與數(shù)值-二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制與算術(shù)運(yùn)算(8) 數(shù)值表達(dá)與計(jì)算在數(shù)值表達(dá)與計(jì)算在“符號(hào)化符號(hào)化-計(jì)算化計(jì)算化-自動(dòng)化自動(dòng)化”思維中的位置思維中的位置?0和和1與非數(shù)值性信息與非數(shù)值性信息非數(shù)值性信息可以用編碼表示非數(shù)值性信息可以用編碼表示u編碼：編碼：編碼是以若干位數(shù)碼或符號(hào)的不同組合來(lái)表示非數(shù)值性信息的方法，編碼是以若干位數(shù)碼或符號(hào)的不同組合來(lái)表示非數(shù)值性信息的方法，它是人為地將若干位數(shù)碼或符號(hào)的每一種組合指定一種唯一的含義。它是人為地將若干位數(shù)碼或符號(hào)的

22、每一種組合指定一種唯一的含義。例如：0-男，1-女再如：000-星期一 001-星期二 010-星期三 011-星期四 100-星期五 101-星期六 110-星期日再如：000-一院 001-二院 010-三院 011-四院 100-五院 101-六院 110-七院 111-其他 0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(1) 為什么要用編碼為什么要用編碼?編碼的編碼的三個(gè)主要特征三個(gè)主要特征u 唯一性唯一性：每一種組合都有確定的唯一性的含義u 公共性公共性：所有相關(guān)者都認(rèn)同、遵守、使用這種編碼u 易于記憶易于記憶/便于識(shí)認(rèn)性便于識(shí)認(rèn)性：有一定規(guī)律ASCII碼碼-英文字母符號(hào)的編碼英文字母符號(hào)

23、的編碼uASCII碼碼是英文字母與符號(hào)的0,1型編碼方法，是用7位0和的不同組合來(lái)表示10個(gè)數(shù)字、26個(gè)英文大寫(xiě)字母、26個(gè)英文小寫(xiě)字母及其一些特殊符號(hào)的編碼方法，是信息交換的標(biāo)準(zhǔn)編碼。uASCII碼:American Standard Code for Information Interchange B7B6B5B4B3B2B1B0 0 x x x x x x x0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(2) 英文字母符號(hào)如何編碼英文字母符號(hào)如何編碼? ASCII碼為什么要用碼為什么要用8位來(lái)編碼位來(lái)編碼? 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0“1”“N”完整的完整的

24、ASCII碼表碼表0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(2) 英文字母符號(hào)如何編碼英文字母符號(hào)如何編碼? ASCII碼為什么要用碼為什么要用8位來(lái)編碼位來(lái)編碼?每每8位為一個(gè)字符，最高位為位為一個(gè)字符，最高位為041H 5AH: “A” “Z”61H 7AH: “a” “z”0AH: 換行符號(hào)換行符號(hào)LF0DH: 回車(chē)符號(hào)回車(chē)符號(hào)CR30H 39H: “0” “9”01000001 A 41 H01000010 B 42 H01000110 F 46 H ASCII編碼的規(guī)律編碼的規(guī)律信息存儲(chǔ)解析規(guī)則We are students01010111 01100101 00100000 0110

25、0001 01110010 01100101 00100000 01110011 01110100 01110101 01100100 01100101 01101110 01110100 011100110/1串按8位分隔一個(gè)字符，查找ASCII碼表映射成相應(yīng)符號(hào)0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(3) 使用使用ASCII碼有什么好處碼有什么好處?十個(gè)數(shù)字符號(hào)的編碼十個(gè)數(shù)字符號(hào)的編碼-BCD碼碼BCD碼碼：Binary Coded Decimal(二二-十進(jìn)制編碼十進(jìn)制編碼)是用位和的不同是用位和的不同組合，按照與進(jìn)位制保持一致的關(guān)系，來(lái)表示組合，按照與進(jìn)位制保持一致的關(guān)系，來(lái)表示10個(gè)

26、十進(jìn)制數(shù)字的方法。個(gè)十進(jìn)制數(shù)字的方法。1010個(gè)數(shù)字，只需個(gè)數(shù)字，只需4 4位位0/10/1數(shù)碼即可數(shù)碼即可十進(jìn)制十進(jìn)制0 1 2 3 4 BCD碼碼00000001001000110100十進(jìn)制十進(jìn)制5 6 7 8 9 BCD碼碼010101100111100010010和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(4) 還有哪些編碼還有哪些編碼? 為什么需要這些編碼為什么需要這些編碼? 245的十進(jìn)制記為245 245的二進(jìn)制記為 11110101 245的八進(jìn)制記為365 245的十六進(jìn)制記為F5 245的BCD碼記為0010 0100 0101 245的ASCII碼記為00110010 001

27、10100 00110101同一信息不同表示方法的對(duì)比同一信息不同表示方法的對(duì)比0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(5) 信息在計(jì)算機(jī)中為什么需要區(qū)分不同的類(lèi)型信息在計(jì)算機(jī)中為什么需要區(qū)分不同的類(lèi)型?“大”u漢字內(nèi)碼漢字內(nèi)碼：漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用漢字內(nèi)碼存儲(chǔ)，漢字內(nèi)碼是一兩字節(jié)且最高位均為1的0,1型編碼計(jì)算機(jī)內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 用0和1編碼漢字,每個(gè)漢字在計(jì)算機(jī)內(nèi)部由 2個(gè)字節(jié)表示0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 國(guó)標(biāo)碼1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1

28、1 0 1 1 1 (機(jī))內(nèi)碼漢字的編碼0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(6) 漢字如何進(jìn)行處理漢字如何進(jìn)行處理? 為什么會(huì)有那么多種漢字編碼為什么會(huì)有那么多種漢字編碼?“型”輸入碼有若干：拼音碼、字型碼、區(qū)位碼輸入碼有若干：拼音碼、字型碼、區(qū)位碼 拼音碼： xing雙拼碼： x；其中,x表聲母x,而；表韻母ing五筆字型碼： gajf其中,g表字根“-”,a表開(kāi)下的草字頭,j表右側(cè)立刀,f表下面土字計(jì)算機(jī)內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外u漢字輸入碼漢字輸入碼是用鍵盤(pán)上的字母符號(hào)編碼每一漢字的編碼,它使人們通過(guò)鍵入字母符號(hào)代替鍵入漢字。漢字的編碼0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(6) 漢字如何

29、進(jìn)行處理漢字如何進(jìn)行處理? 為什么會(huì)有那么多種漢字編碼為什么會(huì)有那么多種漢字編碼?“大”用0和1編碼無(wú)亮點(diǎn)和有亮點(diǎn)形成字形信息, 便于顯示 漢字字形碼是一種字模點(diǎn)陣碼。也有不同的處理漢字點(diǎn)陣信息的編碼，如向量編碼等oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11ooooo1oo1111111111111111oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo111oooooooooooo11oo1oooooooooo11oooo1oooooo

30、oo11ooooo11ooooooo1ooooooo11ooooo1ooooooooo111o 11ooooooooooo1oo計(jì)算機(jī)內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外大大u漢字字形碼漢字字形碼是用0和1編碼無(wú)亮點(diǎn)和有亮點(diǎn)像素,形成漢字字形的一種編碼。依據(jù)字形碼通過(guò)顯示器或打印機(jī)輸出漢字。漢字的編碼0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(6) 漢字如何進(jìn)行處理漢字如何進(jìn)行處理? 為什么會(huì)有那么多種漢字編碼為什么會(huì)有那么多種漢字編碼?“大”da1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooo

31、oo11ooooo1oo1111111111111111oooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo11oooooooooooooo111oooooooooooo11oo1oooooooooo11oooo1oooooooo11ooooo11ooooooo1ooooooo11ooooo1ooooooooo111o 11ooooooooooo1oo計(jì)算機(jī)內(nèi)部由外到內(nèi)由內(nèi)到外u漢字處理過(guò)程漢字處理過(guò)程: 通過(guò)漢字外碼輸入,以漢字內(nèi)碼存儲(chǔ),以漢字字形碼輸出漢字的編碼0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(6) 漢字如何進(jìn)行處理漢字如何進(jìn)行

32、處理? 為什么會(huì)有那么多種漢字編碼為什么會(huì)有那么多種漢字編碼?進(jìn)一步學(xué)習(xí)進(jìn)一步學(xué)習(xí): u標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼碼：8位0,1型編碼，最高位始終為0u擴(kuò)展擴(kuò)展ASCII碼碼：8位0,1型編碼，最高位為0時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼；最高位為1時(shí)為擴(kuò)展ASCII碼。uUNICODE: Unicode是國(guó)際組織制定的可以容納世界上所有文字和符號(hào)的字符編碼方案。Unicode用數(shù)字0-0 x10FFFF來(lái)映射所有的字符(最多可以容納1114112個(gè)字符，或者說(shuō)有1114112個(gè)碼位，碼位就是可以分配給字符的數(shù)字)。具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，再將前述唯一確定的碼位按照不同的編碼方案映射為相應(yīng)的編碼，有UTF-8、UTF-16、

33、UTF-32等幾種編碼方案。0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(7) 還有哪些編碼還有哪些編碼?分層次符號(hào)化、分層次編碼與計(jì)算分層次符號(hào)化、分層次編碼與計(jì)算符號(hào)化符號(hào)化再語(yǔ)再語(yǔ)義化義化非數(shù)值非數(shù)值性信息性信息再符號(hào)化再符號(hào)化計(jì)算化計(jì)算化基于字母基于字母-符號(hào)的計(jì)算符號(hào)的計(jì)算用用0/1組合組合 進(jìn)行編碼進(jìn)行編碼基于基于0/1的的計(jì)算計(jì)算計(jì)算化計(jì)算化用字母用字母-符號(hào)符號(hào)的組合編碼的組合編碼非數(shù)值非數(shù)值性信息性信息還原還原0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(8) 小結(jié)小結(jié)?用用0 0和和1 1表達(dá)表達(dá)基于基于0 0和和1 1計(jì)算計(jì)算ASCIIASCII碼碼漢字漢字 內(nèi)碼內(nèi)碼編碼編碼語(yǔ)義符號(hào)

34、化語(yǔ)義符號(hào)化 符號(hào)計(jì)算化符號(hào)計(jì)算化 計(jì)算計(jì)算0(和和)1化化 0(和和) 1自動(dòng)化自動(dòng)化 分層構(gòu)造化分層構(gòu)造化 構(gòu)造集成化構(gòu)造集成化；0和和1與字母符號(hào)與字母符號(hào)-編碼編碼(9) 非數(shù)值性信息表達(dá)與計(jì)算在非數(shù)值性信息表達(dá)與計(jì)算在“符號(hào)化符號(hào)化-計(jì)算化計(jì)算化-自動(dòng)化自動(dòng)化”思維中的位置思維中的位置?0和和1與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)0和和1的基本元器件的基本元器件: 電信號(hào)和繼電器開(kāi)關(guān)電信號(hào)和繼電器開(kāi)關(guān)u用繼電器開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算 數(shù)字信號(hào)：高電平為1, 低電平為001“與與”運(yùn)算電路運(yùn)算電路“或或”運(yùn)算電路運(yùn)算電路“非非”運(yùn)算電路運(yùn)算電路0和和1與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)(1)

35、如何用電信號(hào)及電子元件表達(dá)如何用電信號(hào)及電子元件表達(dá)0和和1?DVFIF(a)LR實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)0和和1的基本元器件的基本元器件: 二極管二極管u二極管的基本特性FKVFLRI(b)DVRISLR(a)KLRVR(b)0和和1與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)(2) 處理處理0和和1的基本元件的基本元件?實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)0和和1的基本元器件的基本元器件: 三極管三極管u 三極管的基本特性：l 開(kāi)關(guān)和放大l以較小的b極電流信號(hào)可控制較大的e極流過(guò)的電流-放大。大水庫(kù)大水庫(kù)大壩大壩閘門(mén)控制閘門(mén)控制水水第一個(gè)三極管試驗(yàn)裝置用用b點(diǎn)的點(diǎn)的0和和1來(lái)控來(lái)控制制c點(diǎn)產(chǎn)生點(diǎn)產(chǎn)生1和和0典型的三極管電路+V+T123cbeRRb

36、CCVIiBiCCbc0和和1與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)(2) 處理處理0和和1的基本元件的基本元件?用二極管、三極管可實(shí)現(xiàn)基本的集成電路用二極管、三極管可實(shí)現(xiàn)基本的集成電路: 與門(mén)、或門(mén)和非門(mén)與門(mén)、或門(mén)和非門(mén)u這些電路被封裝成集成電路(芯片)，即所謂的門(mén)電路?！芭c與”門(mén)電路門(mén)電路“或或”門(mén)電路門(mén)電路“非非”門(mén)電路門(mén)電路0和和1與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)與電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)(3) 如何用基本電子元件實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算如何用基本電子元件實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算?基本門(mén)電路的符號(hào)表示及其特性基本門(mén)電路的符號(hào)表示及其特性u(píng)與門(mén)電路與門(mén)電路：是實(shí)現(xiàn)邏輯與運(yùn)算的集成電路，即：只有當(dāng)兩個(gè)輸入端為高電平(1)時(shí)，則輸出端為高電平(1)；否則，輸出端為低電平(0)。u或門(mén)電路或門(mén)電路：是實(shí)現(xiàn)邏輯或運(yùn)算的集成電路，即：只有當(dāng)兩個(gè)輸入端為低電平(0)時(shí)，則輸出端為低電平(0)；否則，輸出端為高電平(1)。u非門(mén)電路非門(mén)電路：是實(shí)現(xiàn)邏輯非運(yùn)算的集成電路，即：當(dāng)輸入端為高電平(1)時(shí)，則輸出端為低電平(0)；輸入端為低電平(0)時(shí)，則輸出端為高電平(1)。u異或門(mén)電路異或門(mén)電路：是實(shí)現(xiàn)邏輯異或運(yùn)算的集成電路，即：當(dāng)兩個(gè)輸入端同為高電平(1)或同為低電平(0)時(shí)，則輸出端為低電平(0)；否則，輸出端為高電平(1)。=1&11 與門(mén)電路與門(mén)電路符號(hào)或門(mén)電路或門(mén)電路符號(hào)非門(mén)電路非