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| 內容簡介： |
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《医学计算机基础教程》是一本为医学专业学生和从业者编写的实用教材，旨在提升医学领域的信息化应用水平。《医学计算机基础教程》分为7章，内容涵盖计算机与信息技术基础、操作系统、WPS办公软件、计算机网络应用基础、多媒体技术应用、医院信息系统以及医学中的计算机前沿技术等核心主题。同时，教材凭借系统性、实用性和前瞻性的内容设计，力求成为帮助医学学子和从业者提升信息化能力的重要资源，助力其在数字化医疗时代中高效学习、工作和创新。
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目录第1章 计算机与信息技术基础 11.1 计算机概述 11.1.1 计算机的发展 21.1.2 计算机的分类 31.1.3 计算机的特点 51.1.4 计算机的应用 61.1.5 计算机发展趋势及未来可能的突破 81.2 计算机中信息的表示 101.2.1 数制转换 111.2.2 计算机中数据表示 141.3 计算机系统 171.3.1 计算机系统概述 171.3.2 计算机的工作原理 171.3.3 计算机硬件系统 181.3.4 计算机软件系统 331.4 计算思维 361.4.1 计算思维的起源和概念 361.4.2 计算思维的描述 371.4.3 用计算思维解决问题 371.4.4 计算思维与学科间的融入 39第2章 操作系统 412.1 操作系统概述 422.1.1 操作系统的概念 422.1.2 操作系统的功能 422.1.3 操作系统的分类 452.1.4 常用的操作系统 472.2 Windows操作系统的使用 482.2.1 Windows操作系统的安装与基本设置 482.2.2 Windows 操作系统桌面与窗口操作 522.3 Windows操作系统文件管理及操作实践 582.3.1 Windows操作系统文件管理 582.3.2 文件管理操作实践 602.4 操作系统的个性化设置与维护 632.4.1 Windows控制面板 632.4.2 用户账户管理 642.4.3 系统性能优化 652.4.4 系统安全防护 67第3章 WPS办公软件 703.1 初识WPS Office 713.1.1 认识WPS Office*页 713.1.2 在WPS中新建、访问和管理文档 723.1.3 WPS的文档编辑界面 753.2 WPS文字处理 763.2.1 任务一：职业生涯报告文档创建 773.2.2 任务二：职业生涯报告内容完善 873.2.3 任务三：职业生涯报告版式优化 963.3 WPS电子表格应用 1033.3.1 任务一：创建医学数据表格 1033.3.2 任务二：运用公式与函数计算医学数据 1133.3.3 任务三：医学数据的管理与分析 1223.4 WPS演示文稿的应用 1323.4.1 任务一：制作医学科普演示文稿 1323.4.2 任务二：美化医学科普演示文稿 1403.4.3 任务三：放映医学科普演示文稿 156第4章 计算机网络应用基础 1694.1 计算机网络概述 1704.1.1 计算机网络定义及发展 1704.1.2 计算机网络组成与分类 1734.1.3 计算机网络功能与性能指标 1774.2 Internet基础与应用 1784.2.1 Internet基本知识 1784.2.2 Internet应用 1844.3 信息安全及防护 1884.3.1 信息安全的基本概念 1884.3.2 信息安全防护 1904.4 新一代信息技术及运用 1924.4.1 云计算 1924.4.2 物联网 1944.4.3 大数据 1984.4.4 人工智能 2004.4.5 区块链 2034.5 实训拓展 204第5章 多媒体技术应用 2075.1 多媒体技术概述 2085.1.1 多媒体技术的基本概念 2085.1.2 多媒体技术的应用领域 2095.1.3 常见多媒体文件格式（图像、音频、视频） 2105.2 多媒体编码基础 2135.2.1 编码原理与压缩技术 2145.2.2 常见编码标准 2155.2.3 码率、分辨率与文件大小的关系 2195.3 音视频处理技术—剪映 2205.3.1 软件安装与界面熟悉 2205.3.2 视频剪辑与效果增强 2235.3.3 音频处理与音效设计 2305.3.4 成品导出与参数优化 2345.4 图像处理技术—豆包 2365.4.1 基础操作与界面认识 2365.4.2 图像绘制与编辑技巧 2385.4.3 图像美化与特效应用 2405.5 多媒体综合应用 2415.5.1 多媒体项目策划与素材准备 2415.5.2 多媒体作品制作与优化 242第6章 医院信息系统 2446.1 医疗信息化 2456.1.1 医疗信息化概述 2456.1.2 医疗信息化发展历程 2466.1.3 医学信息标准 2506.2 医院信息系统 2526.2.1 医院信息系统概述 2526.2.2 医院信息系统的开发与运行 2546.2.3 医院管理信息系统 2566.2.4 电子病历系统 2586.2.5 医学影像与检验信息体系 2606.2.6 医院信息系统的集成与平台管理 2626.2.7 临床决策支持系统 2636.3 互联网 + 健康医疗 2646.3.1 电子健康卡 2646.3.2 医保电子凭证 2656.3.3 移动医疗 2666.3.4 互联网医院 266第7章 医学中的计算机前沿技术 2687.1 人工智能与医学的深度融合 2697.1.1 人工智能在疾病诊断中的应用 2707.1.2 自然语言处理与电子健康档案 2707.1.3 AI驱动的药物研发 2717.2 医疗大数据与精准医学 2727.2.1 医疗大数据的采集与治理 2727.2.2 数据驱动的精准诊疗 2737.2.3 隐私保护与数据安全技术 2737.3 医学影像技术的智能化突破 2747.3.1 医学影像增强与重建 2757.3.2 影像引导的介入治疗 2757.3.3 三维可视化与虚拟解剖 2767.4 可穿戴设备与远程医疗 2777.4.1 智能健康监测设备 2777.4.2 远程医疗与物联网（IOT） 2787.5 机器人技术在医学中的应用 2807.5.1 手术机器人 2807.5.2 康复与护理机器人 2817.6 虚拟现实（VR）与增强现实（AR） 2827.6.1 医学教育与技能培训 2837.6.2 AR辅助临床操作 2847.7 生物信息学与计算生物学 2857.7.1 基因组学与蛋白质组学分析 2857.7.2 系统生物学与疾病网络建模 2867.8 医学伦理与技术的平衡 2877.8.1 AI医疗的伦理挑战 2877.8.2 技术普惠性与医疗公平 2877.9 未来趋势与挑战 2887.9.1 量子计算在医学中的潜力 2887.9.2 脑机接口与神经工程 2897.9.3 全球协作与标准化建设 290主要参考文献 291
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第1章计算机与信息技术基础 【学习目标】 1.知识目标 掌握计算机的发展、信息在计算机中的表示机制；掌握计算机系统；掌握计算机原理；掌握CPU、运算器、控制器、存储器等的工作原理；掌握打印机、显示器的分类。 2.能力目标 熟练运用信息技术解决实际问题；熟悉信息技术知识体系，了解处理器、显卡、计算思维等的最新发展。 3.素质目标 养成规范的操作习惯，培养严谨求实、精益求精的科学态度，树立医生的职业道德意识。 数字革命是一场由数字技术全面驱动、深刻重塑人类社会形态的变革进程。作为人类文明发展的重要里程碑，这场革命以构建高度发达的信息社会为根本目标，而计算机的诞生则成为推动人类文明进入信息化时代的决定性力量。 当前，以计算机技术为核心的新一代信息技术集群，正在以前所未有的深度和广度重构人类社会的生产方式、工作模式乃至思维方式。在此背景下，系统掌握以计算机为基础的信息技术知识体系，熟练运用信息技术解决实际问题，已成为当代大学生适应数字时代发展需求的**核心素养。本章将重点探讨以下四个关键维度：计算机技术的发展脉络与时代意义、信息在计算机中的表示机制、计算机系统的体系结构与运行原理、面向未来的计算思维培养。 1.1 计算机概述 “计算机”这一术语在英语中可追溯至1646年，但值得注意的是，在20世纪40年代之前的词典中，该词被明确定义为“执行计算工作的人员”。当时，用于计算的机械设备被严格区分为“计算器”和“制表机”等特定称谓。这一语言学现象生动反映了人类计算工具的发展历程—从人工计算到机械计算的演进。直到电子技术取得突破性进展，现代意义上的电子计算机才真正诞生。如今，“计算机”一词已完成了其语义的现代化转型，专指基于电子技术构建的数字计算设备，这一术语的演变过程本身就是计算机科技发展史的一个缩影。 1.1.1计算机的发展 计算机的产生是人类科技发展史上的重要里程碑，其诞生源于数学、物理学、工程学等学科的交叉融合，同时也受到军事和科研的推动。计算机的产生是一个跨越数个世纪的漫长历程，其核心驱动力是人类对自动化计算和处理复杂信息的迫切需求。以下是其发展的关键阶段和里程碑。 1.计算工具的早期探索（19世纪以前） 算盘时期，算盘是*早的辅助计算工具之一。机械计算器时期，帕斯卡计算器（1642年由布莱士？帕斯卡发明的齿轮驱动装置）可进行加减法，这是**台有据可查的机械计算器。1673年，戈特弗里德？威廉？莱布尼茨改进了帕斯卡的设计，在帕斯卡计算器上增加了乘除法功能。1834年，查尔斯？巴贝奇提出分析机的概念，他被公认为通用计算机概念的鼻祖。巴贝奇设计的分析机是由蒸汽驱动的机械装置，包含“储存器”（内存）、“运算器”（处理器）、“控制器”（指令控制）和输入/输出装置（穿孔卡片）。分析机虽然由于技术和资金限制未能完全建成，但其可编程性（使用穿孔卡片）和通用性理念极具革命性。阿达？洛芙莱斯为巴贝奇的分析机编写了历史上的**套算法，她被视为世界上的**位程序员。 2.机电计算时代（19世纪末至20世纪40年代初） 机电计算时代，利用电力和机械继电器（电磁开关）来构建更强大、更快速的计算设备成为趋势。1886年，赫尔曼？霍勒瑞斯基于穿孔卡片技术发明了制表机。该机器用于自动化处理1890年美国人口普查数据，操作过程中使用穿孔卡片输入数据，通过机电方式进行统计和制表，实现快速统计。这项技术催生了IBM的前身—计算制表记录公司CTR，更使穿孔卡片成为此后几十年主流的数据输入/存储介质。1944年由霍华德？艾肯设计、IBM制造的哈佛马克一号是一台巨大的机电式计算机（长15.5m，高2.4m），其搭载约76万个零部件。其编程通过纸带完成，虽然可以进行复杂计算，但速度较慢（完成一次乘法需6s）。 3.电子计算机的诞生（20世纪40年代） 第二次世界大战对高速、复杂计算（如火炮弹道计算、密码破译）的需求成为计算机技术发展的强大催化剂。阿塔纳索夫-贝瑞计算机（ABC，1937～1942年）由约翰？文森特？阿塔纳索夫和克利福德？贝瑞研制，ABC被公认为**台电子数字计算机（使用真空管进行二进制计算），但它并非通用且未实现完全可编程。巨人计算机（Colossus computer，1943～1944年）由汤米？弗劳尔斯等在英国布莱切利园研制，用于破译德军的洛伦兹密码。它使用了大量真空管（约2000个），是**台可编程的电子数字计算机，但其程序通过插拔线缆和开关设置，灵活性受限。1946年2月14日，约翰？莫奇利和普雷斯伯？埃克特团队在美国宾夕法尼亚大学研制的ENIAC诞生。这是世界上**台通用的、完全电子化的可编程计算机。其体积庞大（占地167m2，重30t），搭载约18000个真空电子管，耗电量惊人。ENIAC编程通过重新连接线路和设置开关实现，非常烦琐。1945年，冯？诺依曼在参与ENIAC后续项目EDVAC的设计时，撰写了著名的《关于EDVAC的报告草案》。报告提出了“存储程序”的概念，即将程序指令和数据一起存储在同一个内存中。这解决了ENIAC编程烦琐的问题，成为现代几乎所有计算机（冯？诺依曼架构）的基础设计原则。1948年的曼彻斯特小型实验机（Baby）和1949年的EDSAC，作为*批成功实现冯？诺依曼存储程序概念的计算机，标志着现代计算机架构的正式确立。 4.现代计算机的发展（20世纪50年代至今） （1）晶体管（1947年发明，20世纪50年代商用）：取代庞大、易损、耗电的真空管，使计算机变得更小、更可靠、更节能、更便宜。 （2）集成电路（1958年/1959年发明）：由杰克？基尔比和罗伯特？诺伊斯几乎同时*立研制成功，其将多个晶体管、电阻等元件集成在一块硅芯片上，推动计算机在小型化、性能提升和成本降低方面实现跨跃式发展。 （3）微处理器（1971年）：英特尔4004作为第一个商用单芯片微处理器，将CPU的核心功能集成到一块芯片上，开启了个人计算机（PC）革命的大门。 （4）个人计算机（20世纪70年代中期起）：Altair 8800、AppleI/II、IBMPC等相继出现，计算机从大型机构走入家庭和个人生活。 操作系统（如UNIX、DOS、Windows）、高级编程语言（如Fortran、C、Python）和应用软件（如电子表格、文字处理）的蓬勃发展，极大地拓展了计算机的用途和易用性。遵循摩尔定律，集成电路上的晶体管数量大约每两年翻一番，推动计算机性能持续呈指数级增长，形态也日益多样化（服务器、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、嵌入式系统等）。因此，计算机的产生并非一蹴而就，而是数百年间众多科学家从构想到工程实践，不断探索创新，持续迭代的结果，最终彻底改变了人类社会的方方面面。 1.1.2计算机的分类 1.按照规模和性能分类 （1）巨型计算机。巨型计算机具有极高的运算速度和强大的数据处理能力，通常用于大规模的科学计算、气象预测、航空航天等领域。它们的运算速度可以达到每秒数十亿亿次甚至更高，拥有海量的存储容量和高速的输入输出设备。应用举例：在气象部门，巨型计算机可以对全球范围内的气象数据进行实时分析和模拟，预测未来几天甚至几周的天气变化，为防灾减灾提供科学依据。 （2）大型计算机。大型计算机的运算速度和存储容量介于巨型计算机和小型计算机之间，能够满足企业级或部门级的数据处理需求。它们通常用于企业的财务系统、生产管理系统等，具有较高的可靠性和稳定性。应用举例：银行的核心业务系统，如储蓄业务、贷款业务等，需要大型计算机来保证数据的安全、准确和快速处理。 （3）小型计算机。小型计算机体积相对较小，价格相对较低，适合小型企业、学校、科研机构等使用。它们的性能可以满足一般的数据处理和办公自动化需求。应用举例：在小型工厂的车间管理系统中，小型计算机可以用于记录生产进度、原材料库存等信息。 （4）微型计算机。微型计算机体积小、价格低、使用方便，是目前*为普及的计算机类型。常见的微型计算机包括台式计算机、笔记本电脑、平板电脑等。它们的性能不断提升，已经能够满足大多数个人用户和家庭用户的各种需求，如办公、娱乐、学习等。应用举例：在家庭中，人们可以使用微型计算机进行网上购物、观看电影、学习编程等多种活动。 2.按照用途分类 （1）通用计算机。通用计算机可用于多种用途，能够运行各种类型的软件，完成各种不同的任务。用户可以根据自己的需求安装不同的应用程序，如文字处理软件、图像处理软件、游戏软件等。应用举例：在办公室环境中，通用计算机可以用于文档撰写、表格制作、演示文稿制作等。 （2）专用计算机。专用计算机针对特定的用途而设计，其硬件和软件都是为特定的任务量身定制的，因此在该特定任务上具有很高的效率和性能。但专用计算机通常不具备通用计算机的灵活性，不能用于其他用途。应用举例：在医院的放射科，用于医学影像处理的计算机就是专用计算机，它能够快速、准确地对X射线、CT等影像数据进行分析和处理，帮助医生进行诊断。 3.按照工作原理分类 （1）电子数字计算机。电子数字计算机以数字形式表示和处理数据，采用二进制编码来表示各种信息，如文字、数字、图像等。它的运算速度快、精度高，是目前*为常见的计算机类型。电子数字计算机能够进行各种复杂的数学运算和逻辑运算。应用举例：在科学研究中，需对大量的实验数据进行分析和建模，电子数字计算机可以快速准确地完成这些任务。 （2）电子模拟计算机。电子模拟计算机以连续变化的模拟信号来表示和处理数据，主要用于模拟连续的物理过程。它能够对连续变化的物理量进行实时模拟和分析，但精度相对数字计算机较低。应用举例：在航空航天领域，用于模拟飞行器的飞行状态，如飞行速度、高度、姿态等参数的变化，帮助工程师进行飞行器的设计和测试。 （3）混合计算机。混合计算机结合了电子数字计算机和电子模拟计算机的优点，既可以处理数字信号，也可以处理模拟信号。它在一些需要同时处理数字和模拟数据的复杂系统中具有重要应用。应用举例：在电力系统中，混合计算机可以用于监测和控制电力设备的运行状态，同时对电力系统的运行数据进行实时分析和处理。 4.按照数据处理方式分类 （1）单片机。单片机是一种集成电路芯片，它将计算机的中央处理器、存储器、输入输出接口等功能集成在一块芯片上。单片机具有体积小、功耗低、成本低等优点，广泛应用于各种嵌入式系统中。应用举例：在家电产品中，如空调、洗衣机等，单片机用于控制设备的运行状态，如温度调节、电机转速控制等。 （2）单板机。单板机由一块印刷电路板组成，上面集成了计算机的主要部件，如中央处理器、存储器、输入输出设备等。单板机通常用于教学、科研和一些小型的控制系统中，便于用户进行学习和开发。应用举例：在电子技术教学实验室中，学生可以使用单板机进行各种电子电路和程序设计的实验。 （3）多机系统。由多个计算机组成，它们之间通过网络或其他通信方式相互连接，协同工作。多机系统可以提高系统的性能、可靠性和可扩展性，适用于大型的分布式计算和数据处理任务。应用举例：在互联网数据中心，多机系统用于存储和处理海量的用户数据，同时保证数据的安全和快速访问。 1.1.3计算机的特点 1.高速运算能力 （1）快速处理数据。计算机能够以极高的速度进行各种运算和数据处理。在科学计算领域，超级计算机可以在短时间内完成复杂的数学建模和大规模数据的数值计算，如在气象预测中对大量气象数据进行分析和模拟，能够在短时间内得出较为准确的预测结果。 （2）高效信息检索。可以迅速从海量数据中查找和提取所需信息。例如，在搜索引擎中，用户输入关键词后，计算机能在
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