第1章計(jì)算機(jī)概述

歡迎進(jìn)入計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程11.1計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展21.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類和應(yīng)用31.3信息技術(shù)概述41.4計(jì)算機(jī)中的數(shù)制與編碼51.5計(jì)算機(jī)新技術(shù)第1章計(jì)算機(jī)概述1.1計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展11.1.1計(jì)算機(jī)的誕生21.1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生1．計(jì)算機(jī)的起源（1）早期的計(jì)算工具（2）十七世紀(jì)以來(lái)出現(xiàn)的計(jì)算工具1622年英國(guó)數(shù)學(xué)家?jiàn)W特瑞德發(fā)明了計(jì)算尺；1642年法國(guó)物理學(xué)家帕斯卡發(fā)明了齒輪式加減法器；1673年德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨發(fā)明了能進(jìn)行四則運(yùn)算的機(jī)械式計(jì)算機(jī)。（3）近代的計(jì)算機(jī)發(fā)展1822年英國(guó)數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇發(fā)明了差分機(jī)；1834年英國(guó)數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇發(fā)明了分析機(jī)；1938年德國(guó)工程師朱斯第一個(gè)采用電器元件來(lái)制造了Z-1號(hào)計(jì)算機(jī)。1941年，他的Z-3計(jì)算機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，這是世界上真正的第一臺(tái)通用程序控計(jì)算機(jī)；1944年美國(guó)科學(xué)家霍德華·艾肯提出用機(jī)電方法來(lái)實(shí)現(xiàn)巴貝奇分析機(jī)，制造出MarkⅠ計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)具有輸入、處理、存儲(chǔ)、輸出及控制5個(gè)基本裝置的構(gòu)想，建構(gòu)了今天電子計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成的基本框架。1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生2．第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生20世紀(jì)初，電子技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。1904年，英國(guó)電氣工程師弗萊明（A.Flomins）研制出了真空二極管；1906年，美國(guó)發(fā)明家、科學(xué)家福雷斯特（D.Forest）發(fā)明了真空三極管。這些都為電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。1943年，美國(guó)軍方為了解決計(jì)算大量軍用數(shù)據(jù)的難題，成立了由賓夕法尼亞大學(xué)莫奇利（J.W.Mauchly）和?？颂兀╓.J.Eckert）領(lǐng)導(dǎo)的研究小組，開始研制世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。經(jīng)過(guò)三年緊張的工作，第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)終于在1946年2月14日問(wèn)世了。這臺(tái)機(jī)器取名為ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer），意為“電子數(shù)值積分和計(jì)算機(jī)”。1.1.1計(jì)算機(jī)的誕生ENIAC重30噸，占地167平方米，用了18000多個(gè)電子管、1500多個(gè)繼電器、70000多個(gè)電阻、10000多個(gè)電容，功率為150千瓦，每秒可完成5000次加減法運(yùn)算。1.1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程表1-1電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1.2計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展11.2.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)21.2.2計(jì)算機(jī)的分類31.2.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.2.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)（1）自動(dòng)性

計(jì)算機(jī)是由程序控制其操作的，程序的運(yùn)行是自動(dòng)的、連續(xù)的，除了輸入/輸出操作外，無(wú)須人工干預(yù)。所以只要根據(jù)應(yīng)用需要，將事先編制好的程序輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)就能自動(dòng)執(zhí)行它，完成預(yù)定的處理任務(wù)。（2）速度快、精度高

電子計(jì)算機(jī)的工作基于電子脈沖電路原理，由電子線路構(gòu)成其各個(gè)功能部件，其中電場(chǎng)的傳播扮演主要角色。由于電磁場(chǎng)傳播的速度非常快，因此現(xiàn)在高性能計(jì)算機(jī)每秒可以進(jìn)行幾百億次以上的加法運(yùn)算。電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度在理論上不受限制，一般的計(jì)算機(jī)均能達(dá)到15位有效數(shù)字。通過(guò)一定的技術(shù)手段，計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)任何精度要求。1.2.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)（3）具有存儲(chǔ)與記憶能力

計(jì)算機(jī)中有許多存儲(chǔ)單元，用以記憶信息。計(jì)算機(jī)具有內(nèi)部存儲(chǔ)信息的能力，在運(yùn)算過(guò)程中就可以不必每次都從外部去取數(shù)據(jù)，而只需事先將數(shù)據(jù)輸入到內(nèi)部的存儲(chǔ)單元中，運(yùn)算時(shí)即可直接從存儲(chǔ)單元中獲得數(shù)據(jù)，從而大大提高了運(yùn)算速度。（4）具有邏輯判斷能力

具有可靠的邏輯判斷能力是計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)信息處理自動(dòng)化的重要原因。能進(jìn)行邏輯判斷，使計(jì)算機(jī)不但能對(duì)數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，而且也能對(duì)非數(shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使計(jì)算機(jī)能廣泛應(yīng)用于非數(shù)值數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，如信息檢索、圖形識(shí)別以及各種多媒體應(yīng)用等。1.2.2計(jì)算機(jī)的分類1．巨型機(jī)

巨型機(jī)也稱為超級(jí)計(jì)算機(jī)，其性能最強(qiáng)、價(jià)格最貴，運(yùn)算速度一般都超過(guò)每秒幾萬(wàn)億次。目前巨型機(jī)多用于核武器的設(shè)計(jì)、空間技術(shù)、石油勘探、天氣預(yù)報(bào)等領(lǐng)域。巨型機(jī)已成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的重要標(biāo)志。2．小巨型機(jī)

小巨型機(jī)也稱為桌上超級(jí)計(jì)算機(jī)，其性能略低于巨型機(jī)，運(yùn)算速度一般都超過(guò)每秒幾十億次，主要用于計(jì)算量大、速度要求高的科研領(lǐng)域。3．大型主機(jī)

大型主機(jī)即通常所說(shuō)的大、中型機(jī)，其特點(diǎn)是處理能力強(qiáng)、通用性好，每秒可執(zhí)行幾億到幾十億條指令，主要用于大銀行、大公司和大科研部門。1.2.2計(jì)算機(jī)的分類4．小型機(jī)

小型機(jī)的性能低于大型主機(jī)，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、價(jià)格相對(duì)便宜、使用維護(hù)費(fèi)用低，廣泛用于中小型公司和企業(yè)。5．工作站

工作站是介于小型機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī)之間的高檔微型計(jì)算機(jī)，其具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，有直觀的便于人機(jī)交換信息的用戶接口，可以與計(jì)算機(jī)網(wǎng)相連，在更大的范圍內(nèi)互通信息，共享資源。工作站在編程、計(jì)算、文件書寫、存檔、通信等各方面給專業(yè)工作者以綜合的幫助。6．個(gè)人計(jì)算機(jī)

個(gè)人計(jì)算機(jī)即人們平常所說(shuō)的微型計(jì)算機(jī)，也稱為PC機(jī)。個(gè)人計(jì)算機(jī)軟件豐富、價(jià)格便宜、功能齊全，主要用于辦公、聯(lián)網(wǎng)終端、家庭等。1.2.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1．科學(xué)計(jì)算

這是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的最早也是最成熟的領(lǐng)域。利用計(jì)算機(jī)可以解決科學(xué)技術(shù)和工程設(shè)計(jì)中大量繁雜并且用人力難以完成的計(jì)算問(wèn)題。由于計(jì)算機(jī)具有很高的運(yùn)算速度和精度，這使得過(guò)去用手工無(wú)法完成的計(jì)算成為可能，如衛(wèi)星軌道的計(jì)算、氣象資料分析、地質(zhì)數(shù)據(jù)處理等。2．信息管理

信息管理是指利用計(jì)算機(jī)來(lái)收集、加工和管理各種形式的數(shù)據(jù)資料，如庫(kù)存管理、財(cái)務(wù)管理、成本核算、情報(bào)檢索等。信息管理是目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的一個(gè)領(lǐng)域。近年來(lái)，許多單位開發(fā)了自己的管理信息系統(tǒng)（MIS），許多企業(yè)開始采用制造資源規(guī)劃（MRP）軟件，這些都是計(jì)算機(jī)在信息管理方面的應(yīng)用實(shí)例。1.2.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用3．實(shí)時(shí)控制

實(shí)時(shí)控制是指在某一過(guò)程中，利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集各種參數(shù)，按最優(yōu)值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)或自動(dòng)控制。采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過(guò)程控制，不僅可以大大提高控制的自動(dòng)化水平，而且可以提高控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，從而改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量及合格率。計(jì)算機(jī)過(guò)程控制已在機(jī)械、冶金、石油、化工、紡織、水電、航天等部門得到廣泛的應(yīng)用。4．辦公自動(dòng)化

辦公自動(dòng)化是指利用現(xiàn)代通信技術(shù)、自動(dòng)化設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)事務(wù)處理、信息管理和決策支持的一種現(xiàn)代辦公方式。辦公自動(dòng)化大大提高了辦公的效率和質(zhì)量，同時(shí)也對(duì)辦公方式產(chǎn)生了重要影響。1.2.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用5．輔助技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（ComputerAidedTechnologies）是采用計(jì)算機(jī)作為工具，將計(jì)算機(jī)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試等過(guò)程的技術(shù)，輔助人們?cè)谔囟☉?yīng)用領(lǐng)域內(nèi)完成任務(wù)的理論、方法和技術(shù)。它包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）等各個(gè)領(lǐng)域。6．人工智能

人工智能是利用計(jì)算機(jī)模擬人類的某些智能行為，使計(jì)算機(jī)具有“學(xué)習(xí)”、“聯(lián)想”和“推理”等功能。人工智能主要應(yīng)用在機(jī)器人、專家系統(tǒng)、模式識(shí)別、自然語(yǔ)言理解、機(jī)器翻譯、定理證明等方面。7．網(wǎng)絡(luò)通信

網(wǎng)絡(luò)通信是指利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的交流和傳遞，實(shí)現(xiàn)資源共享。11.3.1信息與數(shù)據(jù)21.3.2現(xiàn)代信息技術(shù)31.3.3信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)41.3.4信息化社會(huì)1.3信息技術(shù)概述1.3.1信息與數(shù)據(jù)1．?dāng)?shù)據(jù)與信息的概念

數(shù)據(jù)（Data）是關(guān)于自然、社會(huì)現(xiàn)象和科學(xué)試驗(yàn)的定量或定性的記錄，是科學(xué)研究最重要的基礎(chǔ)。信息（Information）是處理過(guò)的某種形式的數(shù)據(jù)，對(duì)于接收信息者具有意義，在當(dāng)前或未來(lái)的行動(dòng)和決策中，具有實(shí)際的或可察覺(jué)的價(jià)值。2．?dāng)?shù)據(jù)與信息的關(guān)系

數(shù)據(jù)是信息的一種表現(xiàn)形式，數(shù)據(jù)通過(guò)能書寫的信息編碼表示信息。信息有多種表現(xiàn)形式，它通過(guò)手勢(shì)、眼神、聲音或圖形等方式進(jìn)行表達(dá)，但是數(shù)據(jù)是信息的最佳表現(xiàn)形式。由于數(shù)據(jù)能夠書寫，因而它能夠被記錄、存儲(chǔ)和處理，并從中挖掘出更深層的信息。但是，數(shù)據(jù)不等于信息，數(shù)據(jù)只是信息表達(dá)方式中的一種。正確的數(shù)據(jù)可以表達(dá)信息，而虛假、錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)所表達(dá)的謬誤，不是信息。1.3.2現(xiàn)代信息技術(shù)1．什么是現(xiàn)代信息技術(shù)現(xiàn)代信息技術(shù)是借助以微電子學(xué)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和電信技術(shù)的結(jié)合而形成的手段，對(duì)聲音、圖像、文字、數(shù)字和各種傳感信號(hào)的信息進(jìn)行獲取、加工、處理、儲(chǔ)存、傳播和使用的能動(dòng)技術(shù)?，F(xiàn)代信息技術(shù)是一個(gè)內(nèi)容十分廣泛的技術(shù)群，它包括微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、感測(cè)技術(shù)、控制技術(shù)、顯示技術(shù)等，其核心是信息學(xué)。2．現(xiàn)代信息技術(shù)的主要特點(diǎn)（1）信息表示的數(shù)字化；（2）信息處理形式的多媒體化，將文字、聲音、圖形、圖像、視頻等信息媒體集成起來(lái)進(jìn)行處理；（3）信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化，高速化；（4）信息裝置和處理過(guò)程的智能化。1.3.2現(xiàn)代信息技術(shù)3．現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)城市發(fā)展的影響（1）正面影響提高了城市規(guī)劃的效率與科學(xué)性；使城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化；城市空間布局結(jié)構(gòu)由集聚走向集聚與分散并重；城市尤其是大城市和特大城市的信息中心職能日趨加強(qiáng)；為解決城市交通問(wèn)題提供了可能；使城市建筑智能化；城市管理與監(jiān)控手段更為發(fā)達(dá)?，F(xiàn)代信息技術(shù)全方位地影響了城市居民生活方式。（2）負(fù)面影響可能會(huì)加劇人類生態(tài)環(huán)境的惡化；加大了城市人口的就業(yè)壓力；使不同地域之間的信息分配不公；使社會(huì)隔離問(wèn)題嚴(yán)重化；使人類信息環(huán)境面臨許多前所未有的難題。1.3.3信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)4．信息技術(shù)的應(yīng)用（1）微電子與光電子向著高效能方向發(fā)展微電子技術(shù)已經(jīng)從大規(guī)模（LSI）、超大規(guī)模（VLSI）、特大規(guī)模（ULSI）集成時(shí)代，到現(xiàn)在的吉規(guī)模（GSI）集成時(shí)代。集成電路產(chǎn)品體積越來(lái)越小，集成度越來(lái)越高，性能也越來(lái)越好。（2）現(xiàn)代通信技術(shù)向著網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)字化，寬帶化方向發(fā)展隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)突飛猛進(jìn)。隨著數(shù)字化潮流席卷而來(lái)，我們正在進(jìn)入數(shù)字時(shí)代。對(duì)于多媒體技術(shù)而言，它的發(fā)展趨勢(shì)必然是網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化。（3）信息技術(shù)將會(huì)促使遙感技術(shù)的蓬勃發(fā)展傳感技術(shù)、測(cè)量技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的遙感技術(shù)，大大提高了人類獲取信息的能力。1.3.3信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)從以上各個(gè)方面綜合來(lái)看，信息技術(shù)有一些共同的發(fā)展趨勢(shì)。（1）高速大容量。隨著信息數(shù)據(jù)的膨脹，高速大容量成為必然。因此從器件到系統(tǒng)，從處理、存儲(chǔ)到傳遞，從傳輸?shù)浇粨Q無(wú)不向高速大容量的要求發(fā)展。（2）綜合集成。信息的采集、處理、存儲(chǔ)與傳遞的結(jié)合，信息生產(chǎn)與信息使用的結(jié)合，多媒體技術(shù)等都體現(xiàn)了綜合集成的要求。（3）網(wǎng)絡(luò)化。通信離不開網(wǎng)絡(luò)，今后不聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)都不能稱之為計(jì)算機(jī)了。全世界所有的終端都會(huì)被被組織到統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)中，國(guó)際電聯(lián)的口號(hào)“一個(gè)世界，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)”。1.3.4信息化社會(huì)1．信息化概述“信息化”的概念在上世紀(jì)60年代初提出。一般認(rèn)為，信息化是指信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中的作用日益加強(qiáng)，并發(fā)揮主導(dǎo)作用的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程。它以信息產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重、信息技術(shù)在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用程度和信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平為主要標(biāo)志。從內(nèi)容上看，信息化可分為信息的生產(chǎn)、應(yīng)用和保障三大方面。信息生產(chǎn)，即信息產(chǎn)業(yè)化，涉及信息和數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲(chǔ)技術(shù)，包括通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)、軟件和消費(fèi)類電子產(chǎn)品制造等領(lǐng)域；信息應(yīng)用，即產(chǎn)業(yè)和社會(huì)領(lǐng)域的信息化，主要表現(xiàn)在利用信息技術(shù)改造和提升農(nóng)業(yè)、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，大大提高各種物質(zhì)和能量資源的利用效率，促使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、轉(zhuǎn)換和升級(jí)，促進(jìn)人類生活方式、社會(huì)體系和社會(huì)文化發(fā)生深刻變革；信息保障，指保障信息傳輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施和安全機(jī)制，使人類能夠可持續(xù)地提升獲取信息的能力，包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、信息安全保障機(jī)制、信息科技創(chuàng)新體系、信息傳播途徑和信息能力教育等。1.3.4信息化社會(huì)2．信息化社會(huì)的特點(diǎn)（1）在信息社會(huì)中，信息、知識(shí)成為重要的生產(chǎn)力要素，它和物質(zhì)、能量一起構(gòu)成社會(huì)賴以生存的三大資源。（2）信息社會(huì)以信息經(jīng)濟(jì)、知識(shí)經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)，它有別于農(nóng)業(yè)社會(huì)是以農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)，工業(yè)社會(huì)是以工業(yè)經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)。（3）在信息社會(huì)，勞動(dòng)者的知識(shí)成為基本要求。（4）科技與人文在信息、知識(shí)的作用下更加緊密的結(jié)合起來(lái)。（5）人類生活不斷趨向和諧，社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。1.3.4信息化社會(huì)3．信息化社會(huì)存在的問(wèn)題（1）信息污染：主要表現(xiàn)為信息虛假、信息垃圾、信息干擾、信息無(wú)序、信息缺損、信息過(guò)時(shí)、信息冗余、信息誤導(dǎo)、信息泛濫、信息不健康等。（2）信息犯罪：主要表現(xiàn)為黑客攻擊、網(wǎng)上“黃賭毒”、網(wǎng)上詐騙、竊取信息等。（3）信息侵權(quán)：主要是指知識(shí)產(chǎn)權(quán)侵權(quán)，還包括侵犯?jìng)€(gè)人隱私權(quán)。（4）計(jì)算機(jī)病毒：它是具有破壞性的程序，通過(guò)拷貝、網(wǎng)絡(luò)傳輸潛伏于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中，時(shí)機(jī)成熟時(shí)發(fā)作。發(fā)作時(shí)，輕者消耗計(jì)算機(jī)資源，使效率降低；重者破壞數(shù)據(jù)、軟件系統(tǒng)，有的甚至破壞計(jì)算機(jī)硬件或使網(wǎng)絡(luò)癱瘓。（5）信息侵略：信息強(qiáng)勢(shì)國(guó)家通過(guò)信息壟斷和大肆宣揚(yáng)自己的價(jià)值觀，用自己的文化和生活方式影響其他國(guó)家。1.3.4信息化社會(huì)4．社會(huì)信息化帶來(lái)的影響信息化促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、轉(zhuǎn)換和升級(jí)。信息產(chǎn)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的主導(dǎo)地位越來(lái)越突出。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)如煤炭、鋼鐵、石油、化工、農(nóng)業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的比重日漸下降。國(guó)內(nèi)外已有專家把信息產(chǎn)業(yè)從傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)分類體系中分離出來(lái)，稱其為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、服務(wù)業(yè)之后的“第四產(chǎn)業(yè)”。信息化成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要手段。信息化可以很大程度上優(yōu)化對(duì)各種生產(chǎn)要素的管理及配置，從而使各種資源的配置達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，降低了生產(chǎn)成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，擴(kuò)大了社會(huì)的總產(chǎn)量，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。信息化引起生活方式和社會(huì)結(jié)構(gòu)的變化。11.4.1常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換21.4.2計(jì)算機(jī)中的信息單位31.4.3計(jì)算機(jī)中數(shù)值信息的表示41.4.4計(jì)算機(jī)中字符信息的表示1.4計(jì)算機(jī)中的數(shù)制與編碼1.4.1常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換1．基本概念（1）進(jìn)位計(jì)數(shù)制：數(shù)制也稱計(jì)數(shù)制，是指用一組固定的符號(hào)和統(tǒng)一的規(guī)則來(lái)表示數(shù)值的方法。按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法，稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制。（2）基數(shù)與位權(quán)。所謂基數(shù)，就是進(jìn)位計(jì)數(shù)制的每位數(shù)上可能有的數(shù)碼的個(gè)數(shù)；所謂位權(quán)，是指一個(gè)數(shù)值的每一位上的數(shù)字的權(quán)值的大小。（3）位權(quán)表示：任何一種數(shù)制的數(shù)都可以表示成按位權(quán)展開的多項(xiàng)式之和。2．常用數(shù)制（1）十進(jìn)制（Decimal）十進(jìn)制數(shù)有以下特點(diǎn)：基數(shù)為10（每一位上可出現(xiàn)的數(shù)碼有十個(gè)，0～9）；從低到高，每位上所代表的權(quán)值分別是100、101、102、…、10n；運(yùn)算時(shí)遵循“逢十進(jìn)一”、“借一當(dāng)十”的規(guī)則。（2）二進(jìn)制（Binary）二進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是：基數(shù)為2（每一位上可出現(xiàn)的數(shù)碼有兩個(gè)，0~1）；從低到高，每位上所代表的權(quán)值分別是20、21、22、…、2n；運(yùn)算時(shí)遵循“逢二進(jìn)一”、“借一當(dāng)二”的規(guī)則。1.4.1常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2．常用數(shù)制（3）八進(jìn)制和十六進(jìn)制（Octonary，Hexadecimal）八進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是：基數(shù)為8；從右往左每位上的權(quán)分別是80、81、82、…、8n；運(yùn)算時(shí)遵循“逢八進(jìn)一”、“借一當(dāng)八”。十六進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是：每一位上出現(xiàn)的數(shù)碼有十六個(gè)，它們是0～9及A~F（分別等同于十進(jìn)制的10~15）；從低到高，每位上所代表的數(shù)值（權(quán)值）分別是160、161、162、…、16n；運(yùn)算時(shí)遵循“逢十六進(jìn)一”、“借一當(dāng)十六的規(guī)則”。3．常用數(shù)制的轉(zhuǎn)換（1）二、八、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換方法是：把要轉(zhuǎn)換的數(shù)按位權(quán)展開，然后進(jìn)行相加計(jì)算?！纠?.1】把（10101.101）2、（2345.6）8和（2EF.8）16轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。解：（11001.101）2＝124+123+022+021+120+12-1+02-2+12-3

＝25.625

（12345.6）8＝184+283+382+481+580+68-1

＝5349.75

（2EF.8）16＝2162+14161+15160+816-1

＝751.51.4.1常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換3．常用數(shù)制的轉(zhuǎn)換（2）十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二、八、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程分為兩步：①整數(shù)部分：除基數(shù)取余。整數(shù)部分除以二進(jìn)制的基數(shù)2（或八進(jìn)制的基數(shù)8、十六進(jìn)制的基數(shù)16），用得到的余數(shù)再反復(fù)去除基數(shù)2（或8、16），直到商為0為止，將得到的余數(shù)按出現(xiàn)的逆順序?qū)懗觯虎谛?shù)部分：乘基數(shù)取整。小數(shù)部分乘以二進(jìn)制的基數(shù)2（或八進(jìn)制的基數(shù)8、十六進(jìn)制的基數(shù)16），得到的新數(shù)取整數(shù)部分后用剩余的小數(shù)部分后再次去乘基數(shù)2（8、16），直到小數(shù)部分為0或達(dá)到有效的位數(shù)為止，將得到的整數(shù)按出現(xiàn)的順序?qū)懗觥?.4.1常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換【例1.2】把17.6875轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。1.4.1常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換【例1.3】把653.4轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)，小數(shù)部分精確到4位。1.4.1常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換【例1.4】把6699.7轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)，小數(shù)部分精確到3位。1.4.1常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換（3）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八、十六進(jìn)制數(shù)【例1.5】把（1010101010.1010101）2轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。解：二進(jìn)制001010101010.101010100

八進(jìn)制1252.524即（1010101010.1010101）2＝（1252.524）8

二進(jìn)制001010101010.10101010

十六進(jìn)制2AA.AA即（1010101010.1010101）2＝（2AA.AA）161.4.1常用數(shù)制及其轉(zhuǎn)換（4）八、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)【例1.6】把（1357.246）8和（147.9BD）16轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解：八進(jìn)制1357 .246二進(jìn)制001011101111 .010100110即（1357.246）8＝（1011101111.01010011）2十六進(jìn)制147.9BD二進(jìn)制000101000111.100110111101即（147.9BD）16＝（101000111.100110111101）21.4.2計(jì)算機(jī)中的信息單位計(jì)算機(jī)中的所有信息都是以二進(jìn)制表示的，因此計(jì)算機(jī)中的信息單位都是基于二進(jìn)制的。常用的信息單位有位和字節(jié)。位，也稱比特，記為bit或b，是最小的信息單位，表示1個(gè)二進(jìn)制數(shù)位。例如，（10101010）2占有8位。字節(jié)，記為Byte或B，是計(jì)算機(jī)中信息的基本單位，表示8個(gè)二進(jìn)制數(shù)位。例如，（10101010）2占有1個(gè)字節(jié)。信息單位按從小到大的順序有：bit、Byte、KB、MB、GB、TB、PB、EB、ZB、YB、BB、NB、DB，它們按照進(jìn)率1024（2的十次方）來(lái)計(jì)算。1K=1024B=210B 1M=1024K=220B1G=1024M=230B 1T=1024G=240B……1.4.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息的表示1．定點(diǎn)數(shù)及其表示定點(diǎn)數(shù)，即約定數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)位置是固定不變的。在計(jì)算機(jī)中通常采用兩種簡(jiǎn)單的約定：將小數(shù)點(diǎn)的位置固定在數(shù)據(jù)的最高位之前，或者是固定在最低位之后。前者為定點(diǎn)小數(shù)，后者為定點(diǎn)整數(shù)。定點(diǎn)小數(shù)是純小數(shù)，約定的小數(shù)點(diǎn)位置在符號(hào)位之后、有效數(shù)值部分最高位之前。若數(shù)據(jù)x的形式為x=x0.x1x2…xn，則在計(jì)算機(jī)中的表示形式如圖1-2所示。圖1-2定點(diǎn)小數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示1.4.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息的表示定點(diǎn)整數(shù)是純整數(shù)，約定的小數(shù)點(diǎn)位置在有效數(shù)值部分最低位之后。若數(shù)據(jù)x的形式為x=x0x1x2…xn（其中x0為符號(hào)位，x1～xn是尾數(shù)），則在計(jì)算機(jī)中的表示形式如圖1-3所示。圖1-3定點(diǎn)整數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示381.4.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息的表示在計(jì)算機(jī)中，常采用數(shù)的符號(hào)和數(shù)值一起編碼的方法來(lái)表示數(shù)據(jù)。原碼、反碼、補(bǔ)碼都是有符號(hào)定點(diǎn)數(shù)的表示方法。一個(gè)有符號(hào)定點(diǎn)數(shù)的最高位為符號(hào)位，用“0”代表正，“1”代表負(fù)。為了區(qū)分一般書寫時(shí)表示的數(shù)和機(jī)器中編碼表示的數(shù)，常稱前者為真值，后者為機(jī)器數(shù)或機(jī)器碼。（1）原碼表示法原碼就是符號(hào)位加上真值的絕對(duì)值，即用第一位表示符號(hào)，其余位表示值。①定點(diǎn)小數(shù)的原碼例如，x＝+0.1001，則[x]原＝0.1001；x＝-0.1001，則[x]原＝1.1001②定點(diǎn)整數(shù)的原碼例如，x＝+1，則[x]原=00000001；x＝-1，則[x]原==10000001零的表示有“+0”和“-0”之分，故有兩種形式：[+0]原＝0000…0 [-0]原＝1000…01.4.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息的表示（2）反碼表示方法正數(shù)的反碼是其本身。負(fù)數(shù)的反碼是在其原碼的基礎(chǔ)上，符號(hào)位不變，其余各個(gè)位取反。①定點(diǎn)小數(shù)的反碼例如，x＝+0.1001，則[x]反＝0.1001；x＝-0.1001，則[x]

反＝1.0110②定點(diǎn)整數(shù)的反碼例如，x＝+1，則[x]反=00000001；x＝-1，則[x]

反=11111110x＝+0，則[+0]反＝0000…0；x＝-0，則[-0]反＝1111…1與原碼相同，反碼的加減法也非常復(fù)雜，為了解決這一問(wèn)題，人們又提出了補(bǔ)碼表示法。1.4.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息的表示（3）補(bǔ)碼表示法補(bǔ)碼的表示方法是：正數(shù)的補(bǔ)碼就是其本身，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是在其原碼的基礎(chǔ)上符號(hào)位不變其余各位取反，最后+1，即在反碼的基礎(chǔ)上+1。[+1]=[00000001]原

=[00000001]反

=[00000001]補(bǔ)[-1]=[10000001]原

=[11111110]反

=[11111111]補(bǔ)對(duì)于0，在補(bǔ)碼情況下只有一種表示形式，即，[+0]補(bǔ)＝[-0]補(bǔ)＝0.000…01.4.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息的表示2．浮點(diǎn)數(shù)及其表示與科學(xué)計(jì)數(shù)法相似，任意一個(gè)J進(jìn)制數(shù)N，總可以寫成：N＝JE×M式中M稱為數(shù)N的尾數(shù)，是一個(gè)純小數(shù)；E為數(shù)N的階碼，是一個(gè)整數(shù)，J稱為比例因子。這種表示方法相當(dāng)于數(shù)的小數(shù)點(diǎn)位置隨比例因子的不同而在一定范圍內(nèi)可以自由浮動(dòng)，所以稱為浮點(diǎn)表示法。在計(jì)算機(jī)中表示一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，一是要給出尾數(shù)（用定點(diǎn)小數(shù)形式表示）。尾數(shù)部分給出有效數(shù)字的位數(shù)，因而決定了浮點(diǎn)數(shù)的表示精度；二是要給出階碼（用整數(shù)形式表示），階碼指明小數(shù)點(diǎn)在數(shù)據(jù)中的位置，因而決定了浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍；三是要給出浮點(diǎn)數(shù)符號(hào)。因此一個(gè)機(jī)器浮點(diǎn)數(shù)應(yīng)當(dāng)由階碼和尾數(shù)及其符號(hào)位組成，如圖1-4所示。1.4.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息的表示其中，ES表示階碼的符號(hào)，占一位，E1～En為階碼值，占n位，尾符是數(shù)N的符號(hào)，也要占一位。當(dāng)?shù)讛?shù)取2時(shí)，二進(jìn)制數(shù)N的小數(shù)點(diǎn)每右移一位，階碼減小1，相應(yīng)尾數(shù)右移一位；反之，小數(shù)點(diǎn)每左移一位，階碼加1，相應(yīng)尾數(shù)左移一位。圖1-4浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示1.4.3計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息的表示其中，ES表示階碼的符號(hào)，占一位，E1～En為階碼值，占n位，尾符是數(shù)N的符號(hào)，也要占一位。當(dāng)?shù)讛?shù)取2時(shí)，二進(jìn)制數(shù)N的小數(shù)點(diǎn)每右移一位，階碼減小1，相應(yīng)尾數(shù)右移一位；反之，小數(shù)點(diǎn)每左移一位，階碼加1，相應(yīng)尾數(shù)左移一位。圖1-4浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)中的表示1.4.4計(jì)算機(jī)中字符信息的表示1．BCD碼

計(jì)算機(jī)內(nèi)毫無(wú)例外地都使用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，但通常采用八進(jìn)制和十六進(jìn)制的形式讀寫。由于日常生活中，人們最熟悉的數(shù)制是十進(jìn)制，因此專門規(guī)定了一種二進(jìn)制的十進(jìn)制碼，稱為BCD碼（BinarycodedDecimal），它是一種以二進(jìn)制表示的十進(jìn)制數(shù)碼。

方法：用4位二進(jìn)制碼的組合代表十進(jìn)制數(shù)的0~9十個(gè)數(shù)符。4位二進(jìn)制數(shù)碼有16種組合，原則上可任選其中的10種作為編碼，分別代表十進(jìn)制中的0~9這十個(gè)數(shù)符。最常用的BCD碼稱為8421BCD碼，8、4、2、1分別是4位二進(jìn)數(shù)的位取值?！纠?.7】將十進(jìn)制數(shù)123.4轉(zhuǎn)換為BCD碼。解：

十進(jìn)制123.4BCD01110010001101001.4.4計(jì)算機(jī)中字符信息的表示2．ASCII碼

字符的編碼在不同的計(jì)算機(jī)上應(yīng)是一致的，這樣便于交換與交流。微型機(jī)采用的ASCII碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）是美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼，被國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)組織指定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。ASCII碼由7位二進(jìn)制數(shù)組成，共能表示128個(gè)字符數(shù)據(jù)，包括計(jì)算機(jī)處理信息常用的英文字母、數(shù)字符號(hào)、算術(shù)運(yùn)算符號(hào)、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等。ASCII碼是7位編碼，但計(jì)算機(jī)大都以字節(jié)為單位進(jìn)行信息處理。為了方便，人們一般將ASCII碼的最高位前增加一位0，湊成一個(gè)字節(jié)，便于存儲(chǔ)和處理。1.4.4計(jì)算機(jī)中字符信息的表示3．漢字編碼漢字編碼是為漢字設(shè)計(jì)的一種便于輸入計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制代碼。漢字國(guó)標(biāo)碼作為一種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，是所有漢字編碼都必須遵循的一個(gè)共同標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)標(biāo)碼規(guī)定漢字存儲(chǔ)占兩個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)的最高位為0。為了防止和ASCII碼發(fā)生混淆，產(chǎn)生歧義，漢字在機(jī)器內(nèi)存儲(chǔ)時(shí)往往將國(guó)標(biāo)碼進(jìn)行變形，將兩個(gè)字節(jié)的高位0變成高位1，這稱為漢字機(jī)內(nèi)碼。常用漢字編碼標(biāo)準(zhǔn)有GB2312-80、BIG-5、GBK。（1）GB2312-80GB2312-80（GB是“國(guó)標(biāo)”二字的漢語(yǔ)拼音縮寫）由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局發(fā)布，于1981年5月1日實(shí)施，通行于我國(guó)大陸地區(qū)。GB2312-80包括了圖形符號(hào)（序號(hào)、漢字制表符、日文和俄文字母等682個(gè)）和常用漢字（6763個(gè)，其中一級(jí)漢字3755個(gè)，二級(jí)漢字3008個(gè)）。GB2312-80將這些字符分成94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)包含94個(gè)字符。其中1～15區(qū)是圖形符號(hào)，16～55區(qū)是一級(jí)漢字（按拼音順序排列），56～87區(qū)是二級(jí)漢字（按部首順序排列），88～94區(qū)沒(méi)有使用，可以自定義漢字。1.4.4計(jì)算機(jī)中字符信息的表示3．漢字編碼（2）BIG-5BIG-5是通行于我國(guó)臺(tái)灣省、香港特別行政區(qū)等地區(qū)的一個(gè)繁體字編碼方案，俗稱“大五碼”，但它并不是一個(gè)法定的編碼方案，而是一個(gè)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。BIG-5是一個(gè)雙字節(jié)編碼方案，其第一字節(jié)的值在16進(jìn)制的A0～FE之間，第二字節(jié)的值在40～7E和A1～FE之間。因此，其第一字節(jié)的最高位總是1，第二字節(jié)的最高位可能是1，也可能是0。BIG-5收錄了13461個(gè)符號(hào)和漢字，包括符號(hào)408個(gè)、漢字13053個(gè)。漢字分常用字和次常用字兩部分，各部分中漢字按筆畫/部首排列，其中常用字5401個(gè)、次常用字7652個(gè)。（3）GBKGBK是另一個(gè)漢字編碼標(biāo)準(zhǔn)，全稱是“漢字內(nèi)碼擴(kuò)展規(guī)范”，于1995年12月15日發(fā)布和實(shí)施。GB即“國(guó)標(biāo)”，K是“擴(kuò)展”的漢語(yǔ)的拼音第一個(gè)字母。GBK是對(duì)GB2312-80的擴(kuò)充，并且與GB2312-80兼容，即GB2312-80中的任何一個(gè)漢字，其編碼與在GBK中的編碼完全相同。GBK共收入21886個(gè)漢字和圖形符號(hào)，其中漢字（包括部首和構(gòu)件）21003個(gè)、圖形符號(hào)883個(gè)。Microsoft公司自Windows95簡(jiǎn)體中文版開始采用GBK編碼。1.5.1大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用1．大數(shù)據(jù)概述大數(shù)據(jù)（Bigdata），或稱巨量資料，指的是所涉及的資料規(guī)模巨大到無(wú)法透過(guò)目前主流軟件工具，在合理時(shí)間內(nèi)達(dá)到擷取、管理、處理、并整理成為幫助企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策更積極目的的資訊。大數(shù)據(jù)具有4V特點(diǎn)：海量化（Volume）、多樣化（Velocity）、快速化（Variety）、價(jià)值化（Veracity）。2．大數(shù)據(jù)分析（1）大數(shù)據(jù)之云平臺(tái)1.5.1大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用2．大數(shù)據(jù)分析（2）大數(shù)據(jù)挖掘步驟1—信息收集：根據(jù)確定的數(shù)據(jù)分析對(duì)象，抽象出在數(shù)據(jù)分析中所需要的特征信息，然后選擇合適的信息收集方法，將收集到的信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)。步驟2—數(shù)據(jù)集成：把不同來(lái)源、格式、特點(diǎn)性質(zhì)的數(shù)據(jù)在邏輯上或物理上有機(jī)地集中，從而為企業(yè)提供全面的數(shù)據(jù)共享。步驟3—數(shù)據(jù)規(guī)約：數(shù)據(jù)規(guī)約技術(shù)可以用來(lái)得到數(shù)據(jù)集的規(guī)約表示，它小得多，但仍然接近于保持原數(shù)據(jù)的完整性，并且規(guī)約后執(zhí)行數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果與規(guī)約前執(zhí)行結(jié)果相同或幾乎相同。步驟4—數(shù)據(jù)清理：在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)有一些是不完整的、含噪聲的，并且是不一致的，因此需要進(jìn)行數(shù)據(jù)清理，將完整、正確、一致的數(shù)據(jù)信息存入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中。1.5.1大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用2．大數(shù)據(jù)分析步驟5—數(shù)據(jù)變換：通過(guò)平滑聚集、數(shù)據(jù)概化、規(guī)范化等方式將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適用于數(shù)據(jù)挖掘的形式。步驟6—數(shù)據(jù)挖掘過(guò)程：根據(jù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中的數(shù)據(jù)信息，選擇合適的分析工具，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法、事例推理、決策樹、規(guī)則推理、模糊集，甚至神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法的方法處理信息，得出有用的分析信息。步驟7—模式評(píng)估：從商業(yè)角度，由行業(yè)專家來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果的正確性。步驟8—知識(shí)表示將數(shù)據(jù)挖掘所得到的分析信息以可視化的方式呈現(xiàn)給用戶，或作為新的知識(shí)存放在知識(shí)庫(kù)中，供其他應(yīng)用程序使用。1.5.1大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用3．大數(shù)據(jù)應(yīng)用（1）洛杉磯警察局和加利福尼亞大學(xué)合作利用大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)犯罪的發(fā)生。（2）Google流感趨勢(shì)（GoogleFluTrends）利用搜索關(guān)鍵詞預(yù)測(cè)禽流感的散布。（3）統(tǒng)計(jì)學(xué)家內(nèi)特.西爾弗（NateSilver）利用大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)2012美國(guó)選舉結(jié)果。（4）麻省理工學(xué)院利用手機(jī)定位數(shù)據(jù)和交通數(shù)據(jù)建立城市規(guī)劃。（5）梅西百貨根據(jù)需求和庫(kù)存的情況，基于SAS的系統(tǒng)對(duì)多達(dá)7300萬(wàn)種貨品進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)價(jià)。（6）Tipp24AG公司用KXEN軟件來(lái)分析數(shù)十億計(jì)的交易以及客戶的特性，然后通過(guò)預(yù)測(cè)模型對(duì)特定用戶進(jìn)行動(dòng)態(tài)的營(yíng)銷活動(dòng)。這項(xiàng)舉措減少了90%的預(yù)測(cè)模型構(gòu)建時(shí)間。1.5.1大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用3．大數(shù)據(jù)應(yīng)用（7）沃爾瑪為其網(wǎng)站自行設(shè)計(jì)了最新的搜索引擎Polaris，使得在線購(gòu)物的完成率提升了10%到15%。（8）某快餐業(yè)公司通過(guò)視頻分析等候隊(duì)列的長(zhǎng)度，然后自動(dòng)變化電子菜單顯示的內(nèi)容。如果隊(duì)列較長(zhǎng)，則顯示可以快速供給的食物；如果較短，則顯示那些利潤(rùn)較高但準(zhǔn)備時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)的食品。（9）PredPol公司通過(guò)與洛杉磯和圣克魯斯的警方以及一群研究人員合作，基于地震預(yù)測(cè)算法的變體和犯罪數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)犯罪發(fā)生的幾率，可以精確到500平方英尺的范圍內(nèi)。在洛杉磯運(yùn)用該算法的地區(qū)，盜竊罪和暴力犯罪分布下降了33%和21%。（10）InfinityProperty&CasualtyCorp的黑暗數(shù)據(jù)。該公司用累積的理賠師報(bào)告來(lái)分析欺詐案例，通過(guò)算法挽回了1200萬(wàn)美元的代位追償金額。1.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用1．物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展（1）物聯(lián)網(wǎng)的概念中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)校企聯(lián)盟定義為：當(dāng)前所有技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，用以實(shí)現(xiàn)物體與物體間環(huán)境和狀態(tài)等信息的實(shí)時(shí)共享以及智能化的收集、傳遞、處理和執(zhí)行等。從廣義上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)實(shí)中所有涉及到信息技術(shù)的應(yīng)用，都屬于物聯(lián)網(wǎng)的范疇。（2）物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展1990年美國(guó)施樂(lè)公司投入使用的網(wǎng)絡(luò)可樂(lè)販?zhǔn)蹤C(jī)，一年后美國(guó)麻省理工學(xué)院的KevinAshton教授首次提出了物聯(lián)網(wǎng)的概念。1.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用1995年微軟總裁比爾蓋茨在《未來(lái)之路》中也已提及物聯(lián)網(wǎng)概念1999年EPCGlobal（ElectronicProductCodeGlobal）的Auto-ID中心提出真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)概念，其倡導(dǎo)的“萬(wàn)物皆可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”的理念，初步闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本含義。2005年，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)（WSIS）上，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）正式稱“物聯(lián)網(wǎng)”為“TheInternetofthings”，并發(fā)表了年終報(bào)告《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》。1.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用2008年，美國(guó)的IBM公司提出“智慧地球”的概念，建議美國(guó)政府投資新一代的智慧型基礎(chǔ)設(shè)施，并將之升至美國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略。2009年，歐盟啟動(dòng)自身的物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃，該計(jì)劃強(qiáng)調(diào)RFID的廣泛應(yīng)用并重視信息安全。同年，日本在U-Japan戰(zhàn)略的基礎(chǔ)上，制定出I-Japan戰(zhàn)略，該戰(zhàn)略的理念是以人為本，實(shí)現(xiàn)所有人與人、物與物、人與物之間的連接，旨在2010年將日本建設(shè)成一個(gè)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地、任何物體、任何人（Anytime,Anywhere,Anything,Anyone）均可連接的泛在網(wǎng)絡(luò)社會(huì)。1.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用2．物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)一共包括四層，從下往上依次為編碼層、數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，如圖所示。1.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用3．物聯(lián)網(wǎng)的工程應(yīng)用（1）“畜牧溯源”項(xiàng)目1.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用3．物聯(lián)網(wǎng)的工程應(yīng)用（2）“無(wú)線葡萄園”項(xiàng)目（3）文物保護(hù)工程（4）水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)工程（5）生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目（6）空間科研探索項(xiàng)目1.5.3云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用1．云計(jì)算的產(chǎn)生與發(fā)展(1)云計(jì)算的產(chǎn)生1983年，美國(guó)的太陽(yáng)公司（SunMicrosystems）已經(jīng)提出“網(wǎng)絡(luò)是電腦”（“TheNetworkistheComputer”）的概念2006年3月，亞馬遜（Amazon）公司就推出彈性計(jì)算云EC2（ElasticComputeCloud）服務(wù)。2006年8月9日，Google公司的首席執(zhí)行官埃里克·施密特在當(dāng)年的搜索引擎大會(huì)上（SESSanJose2006）首次提出“云計(jì)算”（CloudComputing）的概念。2008年1月30日，Google公司在臺(tái)灣啟動(dòng)“云計(jì)算學(xué)術(shù)計(jì)劃”，將與臺(tái)灣大學(xué)、臺(tái)灣交通大學(xué)等高校合作，以期將云計(jì)算技術(shù)推廣到校園。1.5.3云計(jì)算技術(shù)與應(yīng)用1．云計(jì)算的產(chǎn)生與發(fā)展(1)云計(jì)