计算机程序设计基础知识.ppt

1 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China C程序设计基础 课程介绍： w总学时：64学时 w学时安排：实验学时:20学时， 讲授学时:44学时 w教学时间：116周 w实验地点：计算机实习基地(11号楼6层) w作业：电子作业(上传到ftp服务器) 书面作业(作业本) 实验报告 主讲教师：李军莉主讲教师：李军莉 中北大学计算机系基础课程组中北大学计算机系基础课程组 C语言程序设计基础 第1章 计算机基础 3 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 本章主要内容 w计算机系统 n计算机软件系统 n计算机硬件系统 n计算机工作原理 w数据及其在内存中的存储 n进位计数制计数制之间的转换 n计算机内存组织形式 n数据在内中的存储形式 4 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 计算机系统都由硬件系统和软件系统构成。 1、计算机系统的组成 1.1计算机系统 5 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 输入设备 计算机系统的组成 随机存储器 只读存储器 软件系统 硬件系统 控制器 运算器 输出设备 应用软件 系统软件 计算机 系统 操作系统、 语言处理 程序等字处理、 计算机辅 助设计等 主 机 外部设备 外部存储器 6 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 软件系统：计算机上除硬件之外的所有东西， 是为运行、管理和维护计算机而编制的程序 和文档的总和。 硬件系统：构成计算机的各种物理设备的总称。 硬件躯体 软件灵魂 其 裸 机 操 系 统 作 其 它 系 统 软 件 各 种 应用 软 件 形成一个 完整的计 算机系统 7 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 2 2、微型计算机硬件系统、微型计算机硬件系统 微型计算机的组成和其他的计算机 一样，都符合“冯诺依曼” 体系结构 ，均由五大功能部件组成（即运算器、控 制器、存储器、输入设备和输出设备五大 部分）, 遵循“程序存储”的原理。并且 微型计算机中已经开始采用了组装在主板 上的“总线”结构。 8 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 软件的概念：电子计算机为解决某问题而编写的程序及运 用数据处理系统所需的手续、规则、文件的总称。 软件的分类： 1)、系统软件：充分利用计算机资源，便于使 用、管理、操作维护计算机编制的程序的总称。 2)、应用软件： 为解决各类实际应用问题 而编制的程序。 3 3、微型计算机的软件系统的组成、微型计算机的软件系统的组成 用 程 应 序 作 系 操 统 裸机 用户 9 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 4 4、计算机的工作原理、计算机的工作原理 冯诺依曼原理： 1)：采用二进制表示数据和指令。 2)：采用存储程序方式。 3)：计算机由运算器、存储器、控制器、 输入设备和输出设备五大部分组成。 输入设备 存储器 运算器 处理结果 请求信号 程序+数据 控制器 输出设备 取数 存数 地址 指令 反馈信号 操作命令 响应信号 请求信号 响应信号 冯诺依曼结构框图 10 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 1.21.2数据及其在内存中的存储数据及其在内存中的存储 一、计算机中的数制与编码及数的表示 二、数据在内存中的存储 11 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 1、进位计数制 3、二进制与十进制之间的相互转换 2、计算机中采用二进制数的优点 一、计算机中的数制与编码及数的表示一、计算机中的数制与编码及数的表示 4、二进制与八进制、十六进制之间的相 互转换 12 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 1、进位计数制 进 位 计 数 制 逢 几 进 一 计 数 方 法 逢十进一 十 进制 逢八进一 八 进制 逢二进一二 进 制 逢十六进一 十六进制 逢n进一 n 进 制 13 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China （1）十进制数制 主要特点： 有十个不同的计数符号：0、1、2、3、4 、5、6、7、8、9，故其基数为10； 按“逢十进一”的规则进行计数。 例：666.66 = 610261016100 610-1610-2 14 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China （2）二进制数制 主要特点： 仅有两个不同的计数符号：0和1，其基数为2； 按“逢二进一”的规则计数。 例：(101101.11) 2= 125024123122 02112012-112-2 32 + 0 + 8 + 4 + 0 +1 + 0.5 + 0.25 (45.75)10 = = 15 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China （3）八进制数制 主要特点： 有八个不同的计数符号：0、1、2、3、4、5、 6、7，其基数为8； 按“逢八进一”的规则计数。 例：(642)8 = 682 + 481 + 280 = (418)10 16 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China （4）十六进制数制 主要特点： 有16个不同的计数符号：0、1、2、3、4、5 、6、7、8、9、A(10)、B(11)、C(12)、 D(13)、E(14)、F(15)，其基数为16位； 按“逢十六进一”的规则计数。 例: (9B4.4)16 = 9162 + 11161 + 4160 + 416 -1 = (2484.25)10 17 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 小结：无论是什么进制的数，均可以写成相应的展 开式。设有一个A进制的数，则若该数为 BnBn1B2B1B0.B-1B-2B-m，则该数可以写成其对 应的展开式如下： BnAn + Bn-1An-1 + B2A2 + B1A1 + B0A0 + B-1A-1 + B-2A-2 + + B-mA-m 18 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 2、计算机中采用二进制数的优点 （1）便于用电子器件模拟表示 （2）运算简单 （3）可靠性高 19 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 3、二进制与十进制之间的相互转换 （1）十进制整数转换为二进制整数 “除2逆序取余” （2）十进制小数转换为二进制小数 “乘2取整” （3）带整数和小数的十进制数转换为二进制 数由方法一和方法二综合组成。 20 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 4、二进制与八进制、十六进制之间的相互转换 (1) 二进制数转换成八进制数：以小数点为分界点 ，左右三位一节，不足三位以零补足三位。 例 (101101.01) 2=(101,101.010)=(55.2)8 (2)八进制数转换成二进制数：将每位八进制数码 以三位二进制数表示。 例 (76.42) 8=(111110.100010)2=(111110.10001)2 21 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China (3)二进制数转换成十六进制数：以小数点为分界 点，左右每四位一节，不足四位以零补足四位。 (1111011011.100101011)2 = (11,1101,1011.1001,0101,1000)2 =(3DB.958)16 (4)十六进制数转换成二进制数：将每位十六进制 数码以四位二进制数表示。 例 (A3B.C) 16=(101000111011.1100)2 = (101000111011.11)2 22 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 存储空间 1001 1002 1003 1004 1005 1006 内存地址 内存片 1、内存的组织形式 二、数据在内存中的存储二、数据在内存中的存储 23 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 内存中的几个概念： 1、信息存储单位：在计算机内部，所有信息的存储 、处理和传送均是采用二进制代码来实现的。 1)位（bit）：一个二进制的数值“1”或“0”叫做 一个位。 2)字节(Byte)：8个相邻的位组成一个字节，它 是计算机中存储的最基本单位。即 1Byte=8bit 3)字长：字节的整数倍，指表示一个数需用到的 二进制位数。 24 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 2、地址：内存中各种信息存放的位置，一个字 节为一个地址。 3、存储容量：描述计算机存储能力的指标。 1 KB=1024字节 1 MB=1024 KB 1 GB=1024 MB 1 TB =1024 GB 25 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 2、计算机中带符号数的表示 （1 1）原码）原码 原码就是用最高位表示数的正、负号，0表示正，1表示负， 而数值部分用最高位以后的若干位来表示。 （3 3）补码）补码 补码的取码原则是：正数的补码和其原码相同；负数 的补码是它的原码除符号位外逐位取反（即0变1，1 变0），最后在末位加1。 （2 2）反码）反码 原码变反码的规则为：正数的反码与原码相同；负数的 反码是将它的原码除符号位外逐位取反。 26 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 3、数的定点表示和浮点表示 （1）数的定点表示：将计算机中的小数点的位置 视为是固定不变的。 定点整数 格 式 定点小数 格 式 27 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China （2）数的浮点表示 格 式 阶码是指数部分的值，表示幂次，其基数通常取2。 X = + d 2+E 例如 256.5 的浮点格式(32位)为： 00001001010000000010000000000000 所以（256.5)10 = (0.1000000001)221001 阶码：7位 数符尾数:23位 阶符 28 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China 信息：数值、文字、语音、图形和图象。 信息必须数字化编码，才能传送、存储和处理。 4. 数字化信息编码 1 1 0 0 1 1 0 1 29 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China A）数值型数据的编码 u纯二进制 u8421BCD码 B)字符数据的编码 u西文字符 ASCII编码 u汉字字符 30 *中北大学计算机系基础教研室 * 2009-1 North University of China