大学计算机符号化计算化自动化.ppt

大学计算机-计算思维导论第2讲符号化-计算化-自动化本讲学习什么?---符号化-计算化-自动化：0和1的思维符号化-计算化-自动化
本讲内容的基本脉络符号化-计算化分层次符号化、分层次编码与计算为什么要符号化-计算化?
暨怎样用计算手段研究社会/自然问题?
易经是一个很好的例子什么是易经?将现象抽象为符号，进行符号组合，利用符号组合及其变化表达自然现象，进行计算！---一卦是如何变化到另一卦的？将符号再赋予语义---“本”与“用”：抽象与具体化为什么要符号化-计算化?
暨怎样用计算手段研究社会/自然问题?
“信息隐藏”是一个很好的示例符号化-计算化
(2)语义符号化表达与计算的另一个示例怎样基于0和1计算?
暨基本的逻辑运算?用0和1来表示逻辑运算

“与”运算AND：
有0为0，全1为1
“或”运算OR：
有1为1，全0为0
“非”运算NOT：
非0则1，非1则0
“异或”运算XOR：
相同为0，不同为1数值性信息怎样表达与计算?
算术运算可否用逻辑运算来实现?
为什么用二进制?降低实现的复杂性及难度进位制：用数码和带有权值的数位来表示有大小关系的数值性信息的表示方法。
二进制r进制：基于二进制的算术运算
计算规则简单,与逻辑运算能够统一起来；元器件容易实现。减法运算是否可用加法运算来实现?
降低实现的复杂性及难度?数值的正负符号处理：机器数的原码、反码和补码数值的正负符号也可和数值一样参与运算：补码运算示意非数值性信息怎样表达与计算?
编码/变换及其基于0和1的运算?非数值性信息可以用编码表示
编码：编码是以若干位数码或符号的不同组合来表示非数值性信息的方法，它是人为地将若干位数码或符号的每一种组合指定一种唯一的含义。ASCII码----英文字母符号的编码“大”0和1与电子技术实现0和1怎样用电信号表达?
基于0和1的电子实现?实现0和1的基本元器件:电信号和继电器开关实现0和1的基本元器件:二极管
二极管的基本特性实现0和1的基本元器件:三极管
三极管的基本特性：
开关和放大
以较小的b极电流信号可控制较大的e极流过的电流--放大。怎样用电信号实现逻辑运算?
基本的门电路实现思路?用二极管、三极管可实现基本的集成电路:与门、或门和非门
这些电路被封装成集成电路(芯片)，即所谓的门电路。怎样用基本门电路实现复杂运算?
门电路的符号化表达及其复杂电路的构造与集成?基本门电路的符号表示及其特性
与门电路：是实现逻辑与运算的集成电路，即：只有当两个输入端为高电平(1)时，则输出端为高电平(1)；否则，输出端为低电平(0)。
或门电路：是实现逻辑或运算的集成电路，即：只有当两个输入端为低电平(0)时，则输出端为低电平(0)；否则，输出端为高电平(1)。
非门电路：是实现逻辑非运算的集成电路，即：当输入端为高电平(1)时，则输出端为低电平(0)；输入端为低电平(0)时，则输出端为高电平(1)。
异或门电路：是实现逻辑异或运算的集成电路，即：当两个输入端同为高电平(1)或同为低电平(0)时，则输出端为低电平(0)；否则，输出端为高电平(1)。基于门电路的复杂组合逻辑电路
示例1：一位加法器的示例。1基于门电路的复杂组合逻辑电路
示例：多位加法器的实现
用已验证正确的一位加法器，来实现更为复杂的多位加法器
用已验证正确的多位加法器，来实现更为复杂的乘法器/除法器等(略)
分层构造：低层电路已验证正确，可被封装起来；用已封装的已验证的低层电路可构造更为复杂的高层电路；如此一层层构造。基于门电路的复杂组合逻辑电路
另一个示例：2-4译码器及其电路实现。微处理器芯片即是复杂组合逻辑集成在一块板上并封装而成的电路:
从Intel4004在12平方毫米的芯片上集成了2250颗晶体管到Pentium4处理器内建了4200万颗晶体管，以及采用0.18微米的电路再到英特尔的45纳米Core2至尊/至强四核处理器上装载了8.2亿颗晶体管。再总结本讲讲了什么?
语义符号化-符号计算化-计算0和1化-
0和1自动化-分层构造化-构造集成化?符号化-计算化-自动化
0和1的思维概述