C语言程序设计第1章计算机的组成与程序设计基础.ppt

第1章计算机的组成与程序设计基础 2020年1月9日 1 1计算机的组成及基本工作原理 一个完整的计算机系统应包括两个部分 即硬件系统和软件系统 如表1 1所示 2020年1月9日 2020年1月9日 1 计算机硬件的基本结构当今计算机已发展成由巨型机 小巨型机 大型机 小型机 微型机组成的一个庞大 家族 这个家族中的成员尽管在规模 结构 性能和应用等方面存在着一定差异 但它们的基本硬件结构仍沿用着冯 诺依曼设计的传统结构 即由运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备五部分组成 一个计算机的基本硬件结构图如图1 1所示 1 1 1计算机硬件的系统 2020年1月9日 2020年1月9日 运算器 进行算术运算和逻辑运算的部件 ArithmeticandLogicUnit 算术运算 逻辑运算 AND OR NOT 计算机系统组成 运算器 2020年1月9日 计算机系统组成 控制器 控制器 指挥中心 指挥各部件协调的工作 2020年1月9日 计算机系统组成 存储器 存储器 存储程序和数据内存 存储正在运行的程序和数据以及中间结果 最终结果 2020年1月9日 计算机系统组成 I O设备 输入设备输出设备 2020年1月9日 硬件系统 主机外部设备 整个系统运行的物理平台 硬件系统的核心是主机 主机的核心是CPU 2020年1月9日 1 1 2计算机的软件系统 软件概念及分类软件相关概念计算机语言 2020年1月9日 软件 概念及分类 软件 程序 文档 数据 系统软件 用来管理 维护计算机并协调计算机各部件有效工作的软件 应用软件 实现具体应用的软件 软件 操作系统 硬件 应用软件 2020年1月9日 软件 相关概念 指令系统 计算机能够识别的所有指令的集合 不同类型的计算机所识别的指令和指令系统是不一样的 面向机器 通用性差 指令 计算机能够识别并执行的 操作命令 指令 操作码 操作数 例 1011000000001111 程序 为解决某一问题而设计的一系列指令或语句 机器语言 计算机能唯一识别并可直接执行的语言 由二进制数 0或1 排列组合而成 2020年1月9日 计算机语言 高级语言的执行 汇编语言源程序 目标程序 OBJ 可执行程序 EXE 高级语言源程序 编译程序 连接程序 汇编程序 汇编 连接 编译 2020年1月9日 1 1 3计算机工作原理 内存储器 外存储器 操作系统 Word软件 计算机的工作过程就是执行程序的过程 2020年1月9日 指令的执行过程 从内存某地址取出要执行的指令 把取出的指令送指令译码器 译出对应操作 向相关部件发送控制命令 完成操作 2020年1月9日 程序设计基础知识 2020年1月9日 程序设计是一门技术 需要相应的理论 技术 方法和工具来支持 就程序设计方法和技术的发展而言 经过了结构化程序设计和面向对象的程序设计阶段 除了好的程序设计方法和技术之外 程序设计风格也是很重要的 因为程序设计风格会深刻影响软件的质量和可维护性 良好的程序设计风格可以使程序结构清晰合理 使程序代码便于维护 因此 程序设计风格对保证程序的质量是很重要的 程序设计方法与风格 2020年1月9日 程序设计方法与风格 续 要形成良好的程序设计风格 应考虑以下几个因素 1 源程序文档化源程序文档化一般要考虑 标识符的命名 程序注释信息 视觉组织等几个方面 标识符的命名应遵循 见名知义 的原则 程序注释信息应能帮助读者正确理解整个程序 注释信息一般包括序言性注释和功能性注释 所谓序言性注释一般位于程序的开始部分 主要包括 标题 程序的主要功能 主要算法 程序作者等 所谓功能性注释一般位于程序的中间 主要描述变量的含义 语句的作用等 视觉组织主要是书写程序时应尽量清晰便于阅读 一般利用空格 空行 缩进等技巧 2020年1月9日 include 编译预处理 main 主函数 inta b sum 定义整型变量a b sum printf Pleaseinputtwointegers n 输出提示信息 增强交互性 scanf d d 输出a b sum 语句 注释 1 2C程序程序的基本结构 求两个整数之和 运行结果 Pleaseinputtwointegers 6 8 表示空格 表示按Enter键 6 8 14 inta b sum 输入两个整数 并赋给a b 2020年1月9日 程序设计方法与风格 续 2 数据说明的方法数据说明的次序规范化 鉴于程序理解 阅读和维护的需要 使数据说明次序固定 当一个说明语句说明多个变量时 变量按照字母顺序排列 使用注释来说明复杂数据的结构 2020年1月9日 程序设计方法与风格 续 3 语句构造除非对效率有特殊要求 程序编写要做到清晰第一 效率第二 A A BB A BA A B4 输入和输出输入和输出信息是用户直接关心的 输入和输出方式和格式应尽可能方便用户的使用 2020年1月9日 结构化程序设计 由于软件危机的出现 人们开始研究程序设计方法 其中最受关注的是结构化程序设计方法 20世纪70年代提出了 结构化程序设计 structuredprogramming 的思想和方法 结构化程序设计方法引入了一些工程的思想和结构化思想 使大型软件的开发和编程都得到了一些改善 2020年1月9日 结构化程序设计的原则 1 采用自顶向下 逐步细化的方法进行设计 2 采用模块化原则和方法进行设计 即将大型任务从上向下划分为多个功能模块 每个模块又可以划分为若干子模块 然后分别进行模块程序的编写 3 限制使用goto语句 2020年1月9日 结构化程序设计的原则 结构化程序设计方法的主要原则可以概括为自顶向下逐步求精模块化限制使用goto语句 2020年1月9日 结构化程序的基本结构与特点 结构化程序的基本结构 顺序结构 选择结构 重复结构 2020年1月9日 1 顺序结构顺序结构是程序的最基本 最常用的结构 也是最简单的程序结构 它是按照书写顺序依次执行语句的结构 如图1 5所示 2020年1月9日 a 流程图 b N S结构图图1 5顺序结构 2020年1月9日 2 选择结构选择结构又称为分支结构 这种结构是按照给定的条件判断选择执行相应的语句序列 如图1 6所示 分支结构一般根据条件判别来决定执行哪一个程序分支 满足条件则执行语句序列A 不满足条件 则执行语句序列B 通常 CPU每执行完一条指令后 便自动执行下一条指令 但分支结构的执行可以改变程序的执行流程 2020年1月9日 a 流程图 b N S结构图图1 6选择结构 2020年1月9日 3 循环结构循环结构又称为重复结构 通过循环控制条件来决定是否重复执行相同的语句序列 在计算机程