內容提要本書是在教育部高等學校醫藥類計算機基礎課程教學指導分委員會的指導下,以《高等學校醫藥類計算機基礎課程教學基本要求及實施方案》為依據,結合醫藥類院校的實際教學情況而組織編寫的。

全書共分7章,包括信息技術概論、計算機組成原理、計算機軟件係統、計算機網絡、數字媒體及應用、數據庫原理以及醫院信息係統。本書編寫的宗旨是使讀者較全麵、係統地了解計算機基礎知識,具備計算機實際應用能力,並能在各自的專業領域中自覺地應用計算機進行學習與研究。

本書在內容組織上,不僅涵蓋了計算機等級考試要求的相關知識,而且還加入了信息技術在醫藥行業實際應用的知識和案例,為醫藥類專業學生將信息技術與專業知識更好地融合打下堅實的基礎。本書既可作為醫藥類高等院校各專業及護校各專業的大學計算機信息技術課程的實驗教材,也可作為醫藥類研究生計算機應用基礎課程的參考教材,還可供醫院醫護人員、製藥企業職工進行計算機知識能力培訓時使用。

圖書在版編目(CIP)數據新編大學計算機信息技術教程/周金海,印誌鴻主編.2版.南京:南京大學出版社,2017.8江蘇省醫藥類院校信息技術係列課程規劃教材ISBN9787305191374Ⅰ.①新…Ⅱ.①周…②印…Ⅲ.①電子計算機-醫學院校-教材Ⅳ.①TP3中國版本圖書館CIP數據核字(2017)第187028號出版發行南京大學出版社社址南京市漢口路22號郵編210093出版人金鑫榮叢書名江蘇省醫藥類院校信息技術係列課程規劃教材書名新編大學計算機信息技術教程(第2版)主編周金海印誌鴻責任編輯鍾亭亭王南雁編輯熱線02583597482照排南京理工大學資產經營有限公司印刷贛榆縣贛中印刷有限公司開本787×10921/16印張13.25字數331千版次2017年8月第2版2017年8月第1次印刷ISBN9787305191374定價31.80元網址:http://www.njupco.com官方微博:http://weibo.com/njupco官方微信號:njupress銷售谘詢熱線:(025)83594756版權所有,侵權必究凡購買南大版圖書,如有印裝質量問題,請與所購圖書銷售部門聯係調換書前言隨著信息技術的飛速發展,信息技術的應用已經滲透到高等院校的各個學科和專業中,大學信息技術課程的改革必須與時俱進。大學開設信息技術課程已經有較長的時間,相關教材也比較多,但是適用於醫藥類院校的好教材較為缺乏。

大學計算機基礎是非計算機專業高等教育的公共必修課程,是學習其他計算機相關技術課程的前導和基礎課程。本教材是針對醫藥類院校中非計算機專業“大學信息技術基礎”課程的教學而編寫的理論教材。本教材編寫的宗旨是使讀者較全麵、係統地了解計算機基礎知識,具備計算機實際應用能力,並能在各自的專業領域中自覺地應用計算機進行學習與研究。

本教材是在教育部高等學校醫藥類計算機基礎課程教學指導分委員會的指導下,以《高等學校醫藥類計算機基礎課程教學基本要求及實施方案》為依據,結合醫藥類院校的實際教學情況而組織編寫的。本書在內容組織上,不但涵蓋了計算機等級考試要求的相關知識,而且還加入了信息技術在醫藥行業實際應用的知識和案例,為醫藥類專業學生將信息技術與專業知識更好地融合打下堅實的基礎。

本教材概念講解清晰正確、原理闡述簡單明白、案例組織新穎實用。全書共7章,包括信息技術概論、計算機組成原理、計算機軟件係統、計算機網絡、數字媒體及應用、數據庫原理、醫院信息係統等。

本教材是由多位具有多年從事計算機基礎課程教學、具有豐富教學實踐經驗的教師編寫,與本教材實踐教程配套的還有相關的PPT教學課件等(供學生參考使用)。本書還配套有不少網絡資源,內容包括導學、知識點講解、習題解答,其他資源等,覆蓋各章節,能夠讓學習者隨時隨地用手機觀看。這些網絡資源以二維碼的形式在書中呈現,無需下載與注冊,隻需用微信掃描即可觀看。

本教材是在前一版的基礎上針對信息技術的發展做了修訂,全書整體結構不變。由周金海、印誌鴻擔任主編,編寫組成員有鄭曉梅、王珍、張衛明、張季、佘侃侃、高治國、董海豔、顧金媛、程月、範永龍等。全書由中國醫藥信息學會(CMIA)理論與教育分會主任施誠教授主審。

本教材在編寫過程中得到了編者所在學校各級領導及專家的大力支持和幫助,編寫過程中也參閱了大量的書籍與網絡資源,書後僅列出主要參考資料,在此一並表示感謝。

由於時間倉促,加上編者水平有限,書中難免有不妥之處,敬請讀者批評指正。Email:zhoujh2003@126.com。

編者2017年5月第1章信息技術概論【微信掃碼】本章導學&拓展閱讀11信息與信息技術信息時代,人通過獲得、識別自然界和社會的不同信息來區別不同的事物,得以認識和改造世界。在一切通信和控製係統中,信息是一種普遍聯係的形式。信息像傳統的物質和能量一樣,已成為了組成現代信息社會很重要的要素,它正在改變人們的生存環境和生活方式。

111信息的定義與特征現實世界中每時每刻都產生大量的信息,但信息需要用一定形式表述出來才能被記載、傳遞和應用。這就要求人們必須使用一組符號及其組合來對信息進行表示,通常稱為數據。在計算機領域中,數據的含義非常廣泛,它包括數值、文字、語音、圖形和圖像等反映各類信息的可鑒別的符號。

信息究竟是什麼?作為一個嚴謹的科學術語,信息的定義沒有統一的觀點,這是由它的極端複雜性決定的。信息的表現形式包括:聲音、圖片、溫度、體積、顏色等;信息的分類包括:電子信息、財經信息、天氣信息、生物信息等。信息論的創始人香農(ClaudeElwoodShannon)對信息作了如下的定義:“信息是用來消除某種不確定性的東西”。現代控製論創始人維納認為“信息就是信息,不是物質,也不是能量”。經濟管理學家認為“信息是提供決策的有效數據”。

李宗榮教授在他的《醫學信息學導論》一書中指出:任何一個有目的的係統,都必然是材料、能量和信息的和諧結合,材料構成係統的形成,能量產生運轉的活力,信息是指揮係統動作的靈魂。信息是事物的屬性及內在聯係的表征。

國際標準化組織(InternationalOrganizationforStandardization,ISO)對信息的定義是:信息是對人有用的數據,這些數據將可能影響到人們的行為與決策。ISO對數據的定義是:數據是對事實、概念或指令的一種特殊的表達形式,這種特殊的表達形式可以用人工的方式或者用自動化的裝置進行通信、翻譯轉換或者進行加工處理。根據這一定義,日常生活中的數值、文字、圖像、聲音、動畫、影像等都是數據,因為它們都能負載信息———有用的數據,它們均可以通過人工的方式(或計算機)進行處理。總的來說,數據是對客觀事物記錄下來的,可以鑒別的符號,其特點是:數據經過處理仍然是數據,數據是信息的基礎,經過解釋才有意義。

信息的特征有:普遍性、動態性、時效性、多樣性、可傳遞性、可共享性和快速增長性。

當今人類正處於信息爆炸的時代,隨著信息技術的高速發展,人們積累的數據量急劇增長。在這樣的時代,為了有效地管理這些數據,為了從浩瀚的數據海洋中及時發現有用的信息,提高信息利用率,使數據能真正為人們的決策生成和戰略預測服務,一個新的研究方向———計算機數據挖掘和知識發現技術應運而生。

在數據量成幾何倍數增加的情況下,大數據和雲計算成為當今研究的熱點。大數據(bigdata,megadata)或稱巨量資料,指的是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察力和流程優化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。大數據在醫療方麵的應用前景廣書2新編大學計算機信息技術教程(第2版)闊,它能讓更多的創業者更方便地開發產品。比如,通過社交網絡來收集數據的健康類App。也許未來數年後,它們搜集的數據能讓醫生的診斷變得更為精確。比如,不是所有成人吃藥都是每日三次、一次一片,而是通過檢測血液中的藥劑代謝完成情況來自動提醒患者再次服藥。

總之,數據是信息的源泉,信息是知識的基礎。這些概念都是相對的。例如,護士測量患者體溫為39℃,這對急診室來講是允許掛急診號的信息,但對處理急診的臨床醫生來講,體溫39℃僅是醫生處理患者信息中的一個數據;再如,一張化驗報告,對化驗室來講是經過數據處理後獲得的信息,而對臨床醫生來講則是分析疾病的數據。同樣,在知識挖掘的過程中,又將已經積累的許多知識視為數據。

112信息技術與信息技術產業信息技術(InformationTechnology,IT)是主要用於管理和處理信息所采用的各種技術的總稱,是用來擴展人們信息器官功能、協助人們更有效地進行信息處理的一類技術。人的信息器官係統包括感覺器官、神經網絡、大腦以及效應器官,主要用於信息的獲取、傳遞、處理及反饋。因此,信息技術主要包括信息的獲取、存儲、傳輸及控製等方麵的技術,是所有高新科技的基礎和核心。基本的信息技術包括以下4種:(1)擴展感覺器官功能的感測(即獲取)與識別技術。

(2)擴展神經係統功能的通信技術。

(3)擴展大腦功能的計算(即處理)與存儲技術。

(4)擴展效應器官功能的控製與顯示技術。

自20世紀以來,現代信息技術取得突飛猛進的發展,在擴展人類信息器官功能方麵取得了傑出的成果,極大地拓展了人類的信息功能水平。雷達、衛星遙感、電話、通信技術、計算機、因特網等產品的問世,代表了人類正在積極地向信息化、智能化社會邁進。

信息技術產業是一項新興的產業。從20世紀90年代末開始,人類正走進以信息技術為核心的知識經濟時代,而信息資源已成為與材料、能源同等重要的戰略資源。信息技術正在積極地與傳統產業結合,通過它的活動使經濟信息的傳遞更加及時、準確、全麵,有利於各產業提高勞動生產率和對傳統產業進行改造。信息技術還催生了許多新興產業的發展。信息技術產業的發展對整個國民經濟的發展意義重大;信息技術產業加速了科學技術的傳遞速度,縮短了科學技術從研製到應用於生產領域的距離;信息技術產業的發展推動了技術密集型產業的發展,有利於國民經濟結構上的調整。

物聯網和雲計算作為信息技術新的高度和形態被提出、發展。根據中國物聯網校企聯盟的定義,物聯網是當下幾乎所有技術與計算機互聯網技術的結合,讓信息更快、更準地搜集、傳遞、處理並執行,是科技的最新呈現形式與應用。

113信息社會信息社會也稱信息化社會,是脫離工業化社會以後,信息起主要作用的社會。在信息社會中,信息成為比物質、能源更為重要的資源,以開發和利用信息資源為目的信息經濟活動迅速擴大,逐漸取代工業生產活動而成為國民經濟活動的主要內容。信息經濟在國民經濟中占據主導地位,並構成社會信息化的物質基礎。以計算機、微電子和通信技術為主的信息技術革命是社會信息化的動力源泉。

第1章信息技術概論3由於信息技術在資料生產、科研教育、醫療保健、企業和政府管理以及家庭中的廣泛應用,從而對經濟和社會發展產生了巨大而深刻的影響,從根本上改變了人們的生活方式、行為方式和價值觀念。

信息社會的特點:(1)在信息社會中,信息、知識成為重要的生產力要素,信息、物質、能量一起構成社會賴以生存的三大資源。

(2)信息社會是以信息經濟、知識經濟為主導的經濟,它有別於農業社會是以農業經濟為主導,而工業社會則是以工業經濟為主導的經濟。

(3)在信息社會,勞動者的知識成為基本要求。

(4)科技與人文在信息、知識的作用下更加緊密的結合起來。

(5)人類生活不斷趨向和諧,社會可持續發展。

114醫藥行業信息化建設信息化是指培養、發展以計算機為主要智能化工具所代表的新生產力,並使之造福於社會的曆史過程。信息技術在醫藥領域中的應用給醫藥衛生領域帶來了前所未有的變革,醫護人員的工作效率及病人就醫效率都得到極大的提高,醫療服務信息化是國際發展趨勢。隨著信息技術的快速發展,國內越來越多的醫院正加速實施醫院信息係統(HospitalInformationSystem,HIS)平台,以提高醫院的服務水平與核心競爭力。製藥企業信息化建設有利於對藥品生產全過程的數據追溯,使其更加符合《藥品生產質量管理規範》(GoodManufacturingPractice,GMP)要求,確保用藥安全。

在過去幾年中,美國醫療服務信息化行業取得了長足發展。穀歌公司與美國的醫療中心合作,為幾百萬名社區病人建立了電子檔案,醫生可以遠程監控;微軟公司推出了一個新的醫療信息化服務平台,幫助醫生、病人和病人家屬實時了解病人的最新狀況;英特爾公司推出了數字化醫療平台,通過信息技術幫助醫生與患者建立互動;IBM公司的“智慧地球”項目工程也已把醫療信息化納入發展戰略。

中國醫療信息化的發展起步較遲,在20世紀80年代末至90年代初,南方經濟發達的城市和國內一級城市的大醫院開始嚐試醫院信息化,醫療信息化軟件主要以醫院IT部門自己開發為主,軟件功能較弱,軟件的設計、開發、測試、培訓、支持都較弱,且不規範,操作係統也大部分為DOS係統,使用的存儲數據庫大部分為單機數據庫,操作複雜,而且無法良好地實現信息共享與互聯,係統性能和穩定性較差。

隨著醫院環境、設備的改善,醫護人員數量和技能不斷提高以及人們健康意識的不斷增強,醫院的門診量日益增加,人們對於醫療質量、醫療態度、醫療速度、醫療價格的要求也越來越高。醫院開始與專業軟件公司合作開發醫療信息係統,醫院IT部門的人員需做好與業務部門銜接、項目組協調、配合實施與培訓、專職運營維護等工作。此時的信息化係統已經以Windows為主,大型數據庫如MSSQLServer和Oracle被廣泛使用,主從C/S結構流行,有部分先進的IT廠商已經在係統中采用中間件技術,將業務分解成業務組件,可靈活組合,業務與用戶界麵(UserInterface,UI)分離,這使得醫院信息化提升到了一個新的水平。

自2000年以來,醫院信息係統開始與醫保係統進行集成互聯,此時社區衛生服務站已經在全國開始建設。隨著網絡技術進入高速發展期,我國建立了全國性的突發疾病疫情監控與上報係統,出現了藥品和醫療設備網上招標采購,網上預約、網上醫患交流、網上數據上報,各4新編大學計算機信息技術教程(第2版)種專業的醫療信息係統不斷湧現。醫院信息化從結算收費、藥品進銷存及以財務計費為目標,逐步轉向以臨床信息化為目標。

目前,電子病曆、健康檔案、區域衛生醫療被炒得非常火熱。健康檔案是記錄每個人從出生到死亡的所有生命體征的變化,以及自身所從事過的與健康相關的一切行為與事件的檔案。

區域衛生醫療是在一定區域內的所有醫院實現資源共享、信息互聯、患者轉接等。目前,由於涉及隱私、利益衝突等相關問題,此項工作進展緩慢,各方專家正在積極探索,力爭早日全麵實現區域醫療信息化。

自2012年以來,中國醫療衛生行業信息化市場保持著高速發展,縣醫院和社區衛生服務機構的信息化、區域衛生信息化平台建設和各省的公共衛生係統建設成為推動醫療行業信息化發展的主要動力。移動應用係統開始在大型醫院使用,社交媒體繼續嚐試提供新的醫療服務模式,雲計算技術被大力推廣並且逐漸應用。有統計顯示,2012年中國醫療衛生行業信息化市場規模約為170億元,比2011年增長21%;2014年,這一市場規模達到276.9億元人民幣;2015年醫療衛生行業的信息化投入規模達到334.4億元人民幣,比2014年增長20.77%。

醫療衛生事業的信息化建設已成為新一輪醫療體製改革的重要方麵,並且對促進經濟轉型發揮了積極作用。智慧醫療將物聯網技術用於醫療領域,借助數字化、可視化模式進行生命體征采集與健康監測,將有限的醫療資源讓更多人共享,特別是在疾病預防和個性化醫療兩個方麵,智慧醫療將扮演日益重要的角色。

互聯網公司在移動醫療業務上已經開始了跑馬圈地的快速布局,健康管理類的移動應用在功能上也需要實現區域內診療信息與健康檔案的整合與共享,因此與金融等領域相似,相關領域中後台離不開專業信息化廠商。所以,擁有更多醫院信息化係統入口的廠商將可能首先成為這類商業信息交換平台的合作對象而得到快速發展。

綜上所述,中國醫藥衛生信息化事業正隨著新醫改的進行而不斷蓬勃發展,IBM、惠普、微軟、思科、東軟、方正等越來越多的國內外知名IT企業已經進軍中國醫藥信息化領域。隨著醫藥信息化的不斷深入,中國的醫藥衛生事業將會得到前所未有的巨大發展。

12計算機的發展及應用在人類文明的發展過程中,人類通過自己的聰明才智不斷發明和創造各種計算工具,從13世紀中國的算盤到17世紀英國的計算尺,再到電子計算機,人類的計算工具經曆了階梯式的發展。電子計算機的發明與發展給現代科學技術和社會的發展帶來了革命性的影響,當今信息技術也是隨著計算機技術的發展而不斷前進的。

121計算機的發展史1計算機的元器件發展計算機具有運算快、精度高、存儲記憶強、可進行邏輯判斷、高度自動化和人機交互的特點。1946年2月15日,世界上第一台電子計算機———ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator,電子數字積分計算機)在美國賓夕法尼亞大學誕生。1946年6月,美籍匈牙利數學家馮·諾依曼首次提出“存儲程序”思想模型(相關概念詳見第2章),從而為以後電子計算機的發展奠定了理論基礎。

經曆了半個多世紀的發展,計算機已經成為信息處理係統中最重要的一種工具,它不僅承擔著信息加工、存儲的任務,而且在信息傳遞、感測、識別、控製和顯示等方麵也發揮著非常重第1章信息技術概論5要的作用。計算機的發展根據其結構中采用的主要電子元器件,一般分為四個時代:第一代計算機(1946~1959年)———電子管計算機。如圖11所示,采用電子管作為主要邏輯元件,如圖12(a)所示,這時的計算機運算速度慢,內存容量小,使用機器語言和彙編語言編寫程序,主要用於軍事和科研部門的科學計算。典型的計算機有ENIAC、EDVAC、UNIVAC、IBM650等。

圖11第一代計算機第二代計算機(1959~1964年)———晶體管計算機。采用晶體管作為主要元器件,如圖12(b)所示,典型的計算機有IBM7090、IBM7094、CDC6600等。由於晶體管計算機采用磁心存儲技術,故此類計算機與第一代計算機相比速度快、體積小、成本低、可靠性強。此時軟件方麵也有了重大的突破,出現了FORTRAN、COBOL、ALGOL等多種高級編程語言。

第三代計算機(1964~1975年)———中、小規模集成電路計算機。采用小規模集成電路(SmallScaleIntegration,SSI)和中規模集成電路(MediumScaleIntegration,MSI)作為基礎元件,並且有了操作係統,如圖12(c)所示。這是微電子與計算機技術相結合的一大突破。

典型的計算機有IBMS/360、GRAY1等。首次實現了億次浮點運算/秒,運算速度和效率大大提高。

第四代計算機(1975年~至今)———大規模(LargeScaleIntegration,LSI)和超大規模集成電路(VeryLargeScaleIntegration,VLSI)計算機。計算機邏輯元器件采用超大規模集成電路技術,如圖12(d)所示。器件的集成度得到了極大的提高,體積更小,攜帶方便,運算速度達到上百億次浮點運算/秒,高集成度的半導體芯片取代了磁心存儲器。此外,計算機操作係統也得到了進一步的完善,形成了軟件工程理論與方法,應用軟件層出不窮。此時,計算機才真正進入社會生活的各個領域。