计算机CC语言编程前言.ppt

1,北京邮电大学计算机学院 通信软件工程中心 周春燕 办公电话:62283778,2,欢迎同学们来到 北京邮电大学 计算机学院！,3,新的起点，新的征程，我们整装待发,相信，你也有很多的疑惑.,4,惑,大学学习和初高中学习有什么区别？ 未来四年，我们会学到什么？ 如何正确度过大学四年？ 四年后，读研、出国留学、复习考研、工作 四年后，我应该具备哪些专业素质？ 计算导论与程序设计这门课讲什么？在整个课程体系中的地位如何？课程重点是什么？如何学好这门课？需要注意哪些问题？ ,5,提纲,大学培养的目标 关于“科学与技术” 关于“计算机科学与技术” 大学专业能力的培养 本科的培养方式 大学学习几个注意点 关于本课程 本课程教学内容 本课程教学目的 本课程教学方式 本课程考核方式,6,一.大学培养的目标,知识、能力、素质,7,知识： 工具性知识：外语、文献检索等； 人文社会科学知识：文学、哲学、政治学、心理学、思想道德、职业道德等； 自然科学知识：数学、物理学等； 专业技术基础知识：电子学、离散数学、程序设计等； 专业知识：算法与复杂性、计算机组织与体系结构、操作系统、网络等 经济管理知识：经济学、管理学等；,一.大学培养目标: 知识、能力、素质,8,一.大学培养目标: 知识、能力、素质,近代著名物理学家爱因斯坦说过: “应该把发展独立思考与判断的能力放在首位, 而不是把获得知识放在首位, 如果一个人掌握了学科的基本理论又有独立工作的能力, 他就会找到自己的道路”。,9,一.大学培养目标: 知识、能力、素质,能力： 获取知识的能力：自学能力、信息获取和表达能力等（读大学最重要的是学习“如何学习”，这才是你终身受用不尽的知识 ）； 应用知识能力：系统级的认知能力，理论联系实际的能力（防止读死书、死读书）； 创新能力：创造性思维能力、创新实验能力、科技开发能力、科学研究能力以及对新知识、新技术的敏感性；,10,一.大学培养目标: 知识、能力、素质,素质： 素质教育：注重开发人的潜能，形成人的健全人格，使得知识和能力更好的发挥作用。 思想道德素质 文化素质：具有一定的文学艺术修养、人际沟通修养和现代意识； 专业素质：掌握科学思维方法和科学研究方法；具备求实创新意识和严谨的科学素养；具有一定的工程意识和效益意识； 身心素质：具有较好的身体素质和心理素质；,11,二.关于“科学与技术“,12,二.关于科学与技术,科学的基本概念： 科学一词，英文为Science，源于拉丁文的Scio，后来演变为scientia，其本意是学问、知识。 可以从以下三个层面来理解科学的基本含义： 科学是一种特殊形式的社会活动，即知识生产活动，是一种创造性智力活动(观察、思考、综合、求证等） “科学是一种特殊的思想和行为” 科学是一种知识体系。我国的辞海给科学下的定义是：“科学是关于自然界、社会和思维的知识体系”。这是科学概念的最基本内涵。科学知识体系是一个动态系统，随着实践的发展而不断变化； “科学是人类对事物本质特征和变化规律的理性认识” 科学是社会发展的实践力。科学作为实践力量，通过被人们掌握、利用而发展着，起到改造客观世界的作用。所以说，“知识就是力量”。 “认识世界是为了改造世界”,13,二.关于科学与技术,技术的基本概念： 技术一词来源于古希腊语，伟大的思想家亚里士多德称：技术是制造的智慧。 在现代，对技术有狭义和广义两种不同的理解： 狭义的理解，只把技术限制在工程学的范围内，如机械技术、电子技术、化工技术、建筑技术等； 广义的理解，则把技术概念扩展到社会、生活、思维的领域。我国学者给技术下的广义定义是：“人类在为自身生存和社会发展所进行的实践活动中，为了达到预期目的而根据客观规律对自然、社会进行调节、控制、改造的知识、技能、手段、规则方法的集合。“这表明，现代技术已经超越了工程学的范围，从生产领域向社会生活的各领域扩展了。,二.关于科学与技术,科学与技术的关系： 科学是反映客观事物属性及运动规律的知识体系 ( 概念、范畴、定律、原理、假说,“是什么”，“为什么”)。 技术是利用客观规律，创造人工事物的过程、方法和手段(“做什么”，“怎么做”)。 二者既有原则性的区别，又有着相互依存、相互转化的密切关系。 例如，电子在导体内如何流动是科学的成果。此知识即可能会被工程师拿来创造工具或设备，如半导体、电脑及其他类型的先进技术。,15,二.关于科学与技术,科学与技术的区别： (一)科学与技术的任务不同 科学的任务是认识世界，有所发现，揭示自然界的新现象、新规律，从而增加人类的知识财富；主要解决“是什么”和“为什么” 的问题。 技术的基本任务是有所发明，以创造人类的物质财富，丰富人类社会的精神文化生活；主要解决“做什么”和“怎么做” 的问题。,16,二.关于科学与技术,(二)科学与技术的构成要素不同 科学的要素：概念、范畴、定律、原理、假说。 技术的要素分为两类： 主体要素：即经验、技能； 客体要素：即工具、机器等装置。,17,二.关于科学与技术,(三)科学与技术的研究过程不同 科学研究的目标有较大不确定性，往往难以预见在未来会作出什么发现，也难以计算出做出某种新发现需要多少时间，付出多大代价；科学的思维方式是纵向的，强调调查研究，对科学的评价着重于正确性和深刻性。 技术开发虽然也有一定不确定性，但新产品的研制、新工艺的开发还是有既定的目标的，有较明确的步骤和经费预算，技术开发工作的计划性比较强。技术的思维方式是横向的，强调利用知识的创造能力，对技术的评价着重于先进性、经济性和可行性。,18,二.关于科学与技术,(四)科学与技术的劳动特点不同 科学研究的自由度要大些，个体性较强； 技术开发活动虽然必须发挥个人的独创性，但是，其活动的集体性较强。,科学：“是什么”，“为什么”； 技术：“做什么”，“怎么做”；,19,三.关于“计算机科学与技术“,20,三.关于计算机科学与技术,计算机科学与技术是研究计算机的设计、制造以及利用计算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制和传输等的理论、原则、方法和技术的学科。 它包括科学与技术两方面。科学侧重于描述构成计算基础的一些基本概念和模型；如：可计算性理论、自动机论、形式语言理论、程序设计理论、算法设计与分析和计算复杂性理论等等。 技术则侧重于研制计算机和研究使用计算机进行信息处理的方法与技术手段。如：设计 各类计算机器件的制造技术；计算机通信技术；程序设计技术；编译技术；并行计算机技术等。,21,三.关于计算机科学与技术,科学是技术的依据，技术是科学的体现。科学与技术相辅相成、互为作用，二者高度融合是计算机科学与技术学科的突出特点。 计算机科学技术学科还具有较强的工程性，因此，它是一门科学性与工程性并重的学科，表现为理论性和实践性紧密结合的特征。,22,三.关于计算机科学与技术,和其他学科的关系： 与数学、电子科学有很深的渊源。 与数学的关系： 建立物理符号系统并对其实施变换是计算机科学与技术学科进行问题描述和求解的重要手段。 数学是计算机科学与技术学科的重要基础之一，为计算提供了理论、方法和技术。数学及其形式化描述、严密的表达和计算是计算机科学与技术学科所用的重要工具。 用计算机求解实际问题，首先要从这个实际问题中用数学的方法抽取其主要的本质的内容，形成一个数学模型，然后设计一个求解此数学模型的算法。,23,三.关于计算机科学与技术,与电子科学的关系 为计算机硬件的研制提供了实现技术。,24,四.计算机学科的研究范畴,25,四.计算机学科的研究范畴,计算机学科的研究范畴 1. 计算机理论 2. 计算机硬件 3. 计算机软件 4. 计算机网络 5. 计算机应用,26,四.计算机学科的研究范畴,1、计算机理论研究纯理论、纯数学性的计算 机相关问题 （1）离散数学 是计算机科学的理论基础，主要研究数理逻辑、集合论、近世代数和图论等。计算机处理的对象是离散的，所以“离散数学”对于本学科很重要。 （2）算法设计与分析 算法：求解问题的步骤序列。主要研究算法设计与分析中的数学方法与理论，如组合数学、概率论、数理统计等，用于分析算法的时间复杂性和空间复杂性。,27,四.计算机学科的研究范畴,（3）形式语言与自动机 人们把用一组数学符号和规则来描述事物的方式称为形式描述，而把所用的数学符号和规则称为形式语言。研究程序设计语言以及自然语言的形式化定义、分类、结构等有关理论，以及识别各类语言的形式化模型（自动机模型）及其相互关系。 （4）程序设计语言理论 运用数学和计算机科学的理论研究程序设计语言的基本规律，包括形式语言文法理论、形式语义学（如代数语义、公理语义、操纵语义、指称语义等）和计算机语言学等。 （5）程序设计方法学 研究如何从好结构的程序定义出发，通过对构成程序的基本结构的分析，给出能保证高质量程序的各种程序设计规范化方法等。,28,四.计算机学科的研究范畴,2、计算机硬件 （1）元器件与存储介质 研究构成计算机硬件的各类电子的、磁性的、机械的、超导的元器件和存储介质。 （2）微电子技术 研究构成计算机硬件的各类集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路芯片的结构和制造技术等。 （3）计算机组成原理 研究通用计算机的硬件组成结构以及运算器、控制器、存储器、输入和输出设备等各部件的构成和工作原理。,29,四.计算机学科的研究范畴,（4）微型计算机技术 研究目前使用最为广泛的微型计算机的组成原理、结构、芯片、接口及其应用技术。 （5）计算机体系结构 研究计算机硬件的总体结构、计算机的各种新型体系结构（如并行处理机系统、精简指令系统计算机RISC、共享存储结构计算机、阵列计算机、集群计算机、网络计算机、容错计算机等）以及进一步提高计算机性能的各种新技术。,30,四.计算机学科的研究范畴,3、计算机软件 （1）程序设计语言的设计 根据实际需要设计新颖的程序设计语言，即定义程序设计语言的词法规则、语法规则和语义规则。 （2）数据结构与运算 研究数据的逻辑结构和物理结构，以及它们之间的关系，并对这些结构定义相应的运算，设计出实现这些运算的算法，而且确保经过这些运算后所得到的新结构仍然是原来的结构类型。,31,四.计算机学科的研究范畴,（3）程序设计语言翻译系统 研究程序设计语言翻译系统（如编译程序）的基本理论、原理和实现技术。 （4）操作系统 研究如何自动地对计算机系统的软硬件资源进行有效的管理，并最大限度地方便用户。,32,四.计算机学科的研究范畴,（5）数据库系统 主要研究数据模型以及数据库系统的实现技术。包括层次数据模型、网状数据模型、关系数据模型、ER数据模型、面向对象数据模型、基于逻辑的数据模型、数据库语言、数据库管理系统、数据库的存储结构、查询处理、查询优化、事务管理、数据库安全性和完整性约束、数据库设计、数据库管理、数据库应用、分布式数据库系统、多媒体数据库以及数据仓库等。,33,四.计算机学科的研究范畴,（6）软件工程学 是指导计算机软件开发和维护的学科，研究如何采用工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件。包括软件开发和维护中所使用的技术和描述工具。 （7）可视化技术 是研究如何用图形和图像来直观地表征数据，并能与人进行交互式对话。它不仅要求计算结果可视化，而且要求计算过程可视化。,34,四.计算机学科的研究范畴,4计算机网络 （1）网络结构 研究局域网、远程网、Internet(互联网)、Intranet(企业内部网)等各种类型网络的拓扑结构和构成方法及接入方式。 （2）数据通信与网络协议 研究实现连接在网络上的计算机之间进行数据通信（如有线、无线、光纤、宽带、微波、卫星通信等）的介质、原理、技术以及通信双方必须共同遵守的各种协议。如：下一代的互联网协议IPV6（地址量、安全性、移动性、服务质量等方面有巨大优势）。,35,四.计算机学科的研究范畴,（3）网络服务 研究如何为网络用户提供方便的远程登录、文件传输、电子邮件、信息浏览、文档查询、网络新闻以及全球范围内地超媒体信息浏览等服务。 （4）网络安全 研究网络的设备安全、软件安全、信息安全以及病毒防治等技术，以提供计算机网络的可靠性和安全性。,36,四.计算机学科的研究范畴,5计算机应用 研究计算机在一些具体领域中的应用。例如：计算机在通信领域的应用、计算机仿真在专业领域的研究、工业机器人的研制、电子商务的研究等等。 （1）软件开发工具 研究软件开发工具的有关技术（如软件描述技术、程序验证与测试技术、程序调试技术、代码优化技术、软件重用技术等）以及研制各种新型程序设计语言及其翻译程序、文字和处理工具、数据库开发工具、多媒体开发工具，以及如CAD等计算机辅助工程使用的工具软件等。,37,四.计算机学科的研究范畴,（2）完善既有应用系统 根据新的技术平台和实际需求，对既有的应用系统进行升级、改造，使其功能更加强大、更加便于使用。 （3）开拓新的应用领域 研究如何打破计算机的传统应用领域，扩大计算机在国民经济以及社会生活中的应用范畴。,38,五. 本学科 专业能力的培养,1.计算思维能力抽象思维能力、逻辑思维能力,抽象思维：抽取事物本质的、关注的方面进行研究，抛弃其他不关心或者细节的部分。,逻辑思维：逻辑思维包括概念、判断和推理。 认识客观世界的规律需要逻辑思维。,小岛化为点，桥则用线，七桥问题就相当于能不能一笔画出此图形的问题,美丽的哥尼斯堡 ,如何才能走遍七座桥，而每座桥都只能经过一次，最后又回到原先的出发点,39,五. 本学科 专业能力的培养,计算机科学与技术学生所要解决的根本问题是：什么能被（有效地）自动化。现代计算机技术认为，要想实现有效的自动化，必须经过抽象进行形式化处理。 计算思维能力的培养主要由基础理论系列课程实现，包括：数学分析、高等代数、数值分析、概率与数理统计、近世代数、集合和图论、数理逻辑、形式语言自动机、数学建模等。,40,五. 本学科 专业能力的培养,2. 算法设计与分析能力; 3. 程序设计与实现能力; 4. 计算机系统的认知、分析、设计和应用能力;,41,通过设置系列课程循序渐进地进行以上能力的培养,六.本科培养方式,程序设计系列课程： C 程序设计- C程序设计课程设计-C+程序设计 -算法与数据结构-算法分析与设计- JAVA程序设计-,本课程,42,如何正确对待基础知识和热点知识 作为计算机系的学生，第一二年基础课程的学习非常重要，要能静下心来听课、看书、练习、思考、体会；不要将精力过多放到计算机操作以及软硬件开发技术上，造成本末倒置； 课程学习要成体系 每学习一门新课程，要设法弄清楚本课程在整个课程体系中的位置，本课程的教学目的和教学重点。每学完一门课程，能将其与之前学习的课程进行联系，做到知识点的融会贯通。 “师傅领进门，修行在个人” 高中：老师反复讲解知识； 大学：自我总结、实践、自学、独立思考、答疑、网络、图书馆、和同学间讨论（独学而无友，则孤陋而寡闻）；,七.几个注意点,43,八.关于本课程,课程名称：,教材： 1.计算机导论与程序设计基础 北京邮电大学出版社 2. C程序设计教程 机械工业出版社 3. 计算导论与程序设计实验讲义,计算导论与程序设计,基础课程，是学好后续一系列课程的基础，在计算机专业教学中占有重要的地位。,44,八.关于本课程,电路与系统,通信网,计算机网,计算机硬件,通信软件 系统软件,电路与电子学基础 数字逻辑与数字系统 信号与系统,通信原理 现代交换原理 现代通信网 接入网技术,数学/物理,计算机网络 Internet技术 网络工程 信息与网络安全,计算机组成原理 计算机系统结构 微机系统与接口技术 嵌入式系统,数据库系统原理 UNIX编程环境 操作系统,通信软件设计 多媒体技术 无线通信技术,程序设计语言 算法与数据结构 算法设计与分析 面向对象分析与设计 形式语言与自动机 编译原理与技术 软件工程 Web开发技术,高等数学 离散数学 线性代数 概率论与随机过程 组合数学 运筹学 大学物理,计算机与通信新技术讲座,45,参考书 计算科学导论（第3版） 赵致琢 著 科学出版社 计算机科学导论 （美）Behrouz A.Forouzan著 刘艺等译 机械工业出版社,八.关于本课程,46,C程序设计 张长海、陈娟 著 高等教育出版社 C语言解析教程 AI kelly,Ira Pohl著 麻志毅译 机械工业出版社 C 程序设计语言(第二版新版) （美）Brian W.Kernighan,Dennis M.Ritchie 徐宝文 李志 等译 机械工业出版社,八.关于本课程,47,计算机硬件系统的组成结构和工作原理 计算机系统 计算机中数据的表示方法和编码 *计算机科学的数学基础（谓词逻辑、集合、关系、函数） 抽象和模型：可编程结构模型、有限状态自动机模型 计算学科基本形态和知识体系 程序设计的基本概念和方法 C程序设计语言,九.教学内容,计算导论,程序设计,48,十.教学目的,了解计算机科学的数学基础 了解计算机硬件系统的结构和基本工作原理 了解计算机系统的组成 了解计算机程序设计语言的发展史和分类 初步建立抽象和模型的概念 了解本学科特点、知识体系和方法论 掌握程序设计语言的基本概念和自顶向下、逐步求精的程序设计方法 熟练掌握C程序设计语言，养成良好的程序设计习惯 掌握