高级语言程序设计-前言.ppt

高级语言程序设计,前言,Contents,2,内容,1.互相认识,2.计算机历史,3.什么是程序,4.程序举例,让我们成为朋友 人与人 人与知识,Who am I？,3,Who are you?,我点名，点到的同学 请站起来 说一句话：对这门课程的期望 关于你们的更详细的信息，请课后登陆课程的辅助学习网站，填写并提交问卷,4,Contents,5,内容,1.互相认识,2.计算机历史,3.什么是程序,4.程序举例,让我们成为朋友 人与人 人与知识,计算机改变了人们传统的工作和生活方式。,这是一幅很著名的人类进化幽默图,机器改变人类的生活方式,信息化：人类的第二次进化,计算机器的发展历史,电子计算机,第一代: 19461958年,电子管 第二代: 19581964年,晶体管 第三代: 19641971年,集成电路 第四代: 1971年至今,大规模/超大集成电路,基于齿轮机械的计算机器,1642年，法国物理学家帕斯卡Pascal 1673年，德国数学家莱布尼茨Leibnitz 1822年，英国数学家巴贝奇Babbage,理论计算机,1936年，图灵,冯诺依曼计算机,1945年，冯.诺依曼,基于齿轮机械的计算机器,差分机：有3个齿轮式寄存器，可以保存3个5位数字,机械式乘除法器：连续重复加减法,机械式加法机：六位数字的加减法,1642,1673,1822,法国物理学家帕斯卡(1623-1662)： 1642年发明了第一台机械式加法机。 齿轮组成 发条驱动 专用的铁笔拨动转轮以输入数字,可完成六位数字的加减法。,帕斯卡加法机,德国数学家莱布尼茨： 1673年机械式乘除法器。 继承于帕斯卡的加法机 由一系列齿轮组成，连续重复地做加减法，实现乘除运算。,莱布尼茨乘除法器,英国数学家巴贝奇：1822年，在历经10年努力终于发明了“差分机”。它有3个齿轮式寄存器，可以保存3个5位数字，计算精度可以达到6位小数。,英国女数学家爱达 (1815-1852)：巴贝奇的合作伙伴。她用穿孔卡片设计了世界上“第一件计算机程序”。她还建议分析机用二进制存储。预言分析机能唱歌、绘画。,英国诗人拜伦的女儿,巴贝奇差分机,计算机器的发展历史,电子计算机,第一代: 19461958年,电子管 第二代: 19581964年,晶体管 第三代: 19641971年,集成电路 第四代: 1971年至今,大规模/超大集成电路,基于齿轮机械的计算机器,1642年，法国物理学家帕斯卡Pascal 1673年，德国数学家莱布尼茨Leibnitz 1822年，英国数学家巴贝奇Babbage,理论计算机,1936年，图灵,冯诺依曼计算机,1945年，冯.诺依曼,理论计算机： “图灵机”,计算机器的发展,基于齿轮机械的计算机器,电子计算机,1642年，法国物理学家帕斯卡Pascal 1673年，德国数学家莱布尼茨Leibnitz 1822年，英国数学家巴贝奇Babbage,理论计算机,1936年，图灵,第一代: 19461958年,电子管 第二代: 19581964年,晶体管 第三代: 19641971年,集成电路 第四代: 1971年至今,大规模/超大集成电路,冯诺依曼计算机,1945年，冯.诺依曼,七十多年来，现代计算机基本结构仍然是“冯诺依曼计算机”。,美籍匈牙利数学家 冯诺依曼 (计算机鼻祖),计算机应由运算器、控制器、存储器、 输入设备和输出设备五大部件组成； 应采用二进制简化机器的电路设计； 采用“存储程序”技术,以便计算机能保存和自动依次执行指令。,冯诺依曼： “如果不考虑巴贝奇、爱达和其他人早先提出的有关思想，计算机基本概念只能属于阿兰图灵”,冯诺依曼计算机,现代计算机基本结构 “冯诺依曼计算机”,计算机器的发展,基于齿轮机械的计算机器,电子计算机,1642年，法国物理学家帕斯卡Pascal 1673年，德国数学家莱布尼茨Leibnitz 1822年，英国数学家巴贝奇Babbage,理论计算机,1936年，图灵,第一台电子数字计算机: 1946年,ENIAC 第一代: 19461958年,电子管 第二代: 19581964年,晶体管 第三代: 19641971年,集成电路 第四代: 1971年至今,大规模/超大集成电路,冯诺依曼计算机,1945年，冯.诺依曼,1946年由美国宾夕法尼亚大学研制出世界上第一台电子数字计算机，取名ENIAC。由此 诞生了“第一个电子的大脑”,重30吨，占地167m2，耗电150千瓦 主要元件为电子管、继电器，可保 存80个字节，每秒钟做5000次加减 法或400次乘法运算。,致命缺陷：没有存储程序。,第一台电子数字计算机ENIAC,第一代计算机 19461958年 以电子管为主要元件 代表机型：ENIAC,第一、二代计算机,第四代计算机 1971年至今 以大规模/超大集成电路为主要元件 巨型机、大型机、小型机、微型机以及便携机,未来的第五代计算机是智能计算机,第三代计算机 19641971年 以集成电路为主要元件,采用集成电路的第一台电子计算机IBM360型,电子技术的发展促进了电子计算机的更新换代。,第三、四代计算机,百万条指令/秒 (mips),每平方英寸硅芯片上的晶体管数量 （集成度）每18个月将增长一倍,晶体管数,Gordon Moore,IT第一定律摩尔定律,IBM S/390大型机 Mainframe Computer 522公斤，1.98米高,工作站 Workstation 品牌:Sun Sparc,有时也称 局域网内的 个人计算机为工作站,其它 计算机：,现有电子计算机种类,巨型化,超级计算机：存储容量更大、运算速度更快。运算速度达每秒千亿、万亿次运算。 主要应用：天气预报、地震机理研究、石油和地质勘探，卫星图像处理等的高科技领域。,微型化： 嵌入式计算机,计算机不再是单一的计算机器，而是一种个人的信息机器。,计算机发展趋势,网络化,通过计算机网络可共享远程资源，实现通信和合作。,智能化,智能计算机将是一种具有类似于人的思维能力，能听会说，能想会做，能代替人的体力劳动以及脑力劳动的智能机器人。,计算机发展趋势,无论经历怎样的发展，目前的计算机基本结构仍然是 “冯.诺依曼计算机”: 5个部件，2进制，存储程序,小结,27,Have a fun!,/movie/2010/3/U/R/M6U6LS8CV_M6U6MHDUR.html,Contents,28,内容,1.互相认识,2.计算机历史,3.什么是程序,4.程序举例,让我们成为朋友 人与人 人与知识,什么是程序？什么是文件？,29,下列均是名称为best1的文件,什么是程序？什么是数据？,30,程序用来处理数据,计算机中的数据,31,计算机中数据的表述,32,数制的概念,常 用 数 制 的 对 应 关 系,西文字符的编码ASCII码,ASCII码(American Standard Code for Information Interchange) 128个常用字符，用7位二进制编码，占一个字节，最高位0。 其中，控制字符：032，127；普通字符：94个。,计算机处理汉字的基本过程,用户用键盘输入汉字的外码(输入码)，然后通过代码转换程序到码表中去检索机内码，汉字内码负责对汉字进行储存、处理、加工。输出时，利用字形检索程序在汉字字模库中查到表示这个汉字的字形码，然后在显示器或打印机上输出。,应用软件,程序发展历程,36,其它系统软件,操作系统,硬 件,Contents,37,内容,1.互相认识,2.计算机历史,3.什么是程序,4.程序举例,让我们成为朋友 人与人 人与知识,基于指令系统的程序 C语言程序 Scratch程序,1.2.1 程序与指令,指令 计算机的一个最基本的功能，如实现一次加法运算或实现一次大小的判别 计算机的指令系统 计算机所能实现的指令的集合 与硬件相关 不同的型号的CPU，其指令系统不同 机器语言程序 一系列计算机指令的有序组合 高级语言程序 一条高级语言对应一个计算机指令的有序集合,高级语言程序,编译解释,可执行程序,指令执行,程序举例,有序集合,硬件无关,硬件相关,一个虚拟的指令系统,将内存X单元的数据输出,将内存X与Y单元数据相加并将结果存储到Z单元,将内存X与Y单元数据相减并将结果存储到Z单元,比较X与Y，若相等跳到P处，否则执行下一条指令,程序跳转到P处执行,7条指令即7个原语,将当前输入数据存储到内存的X单元,将内存Y单元的值设为X,Input X,Output X,Add X Y Z,Sub X Y Z,BranchEq X Y P,Jump P,Set X Y,语法,语义,指令构成的程序1,输入3个数A, B和C，求A+B+C的结果 Input A; 输入第1个数据到存储单元A中 Input B; Input C; Add A B D; 将A、B相加并将结果存在D中 Add C D D; 将C、D相加并将结果存在D中 Output D; 输出D的内容,对应的C语言程序： int a,b,c,d; scanf(“%d,%d,%d“,指令构成的程序2,输入A，求A+A+A的结果 解1: Input A; Add A A D; Add A D D; Output D;,解2: Input A; Set 0 Z; Add Z A Z; Add Z A Z; Add Z A Z; Output Z;,对应的C语言程序： int a; scanf(“%d“,指令构成的程序3,输入2个数A和B，求A*B A*B = A+A+A（B个A相加）,1Input A; 2Input B; 3Set 0 X; 4Set 0 Z; 5BranchEq X B 9; 6Add Z A Z; 7Add 1