第01章C语言程序设计预备知识

1、于燕丽QQ:QQ:294489551294489551办公室：办公室：行政楼行政楼409409手机：手机：1895329337018953293370课课 程程 要要 求求 不迟到、不迟到、不旷课不旷课、不早退、不早退 课前请做好预习课前请做好预习 保持课堂安静，保持课堂安静，头脑清醒头脑清醒，思维活跃，做好课堂笔记，思维活跃，做好课堂笔记 课后认真复习，不要放过任何一个看上去很简单的小课后认真复习，不要放过任何一个看上去很简单的小 问题问题它们往往并不那么简单，或者可以引申出很多它们往往并不那么简单，或者可以引申出很多 知识点；知识点；不会举一反三你就永远学不会不会举一反三你就永远学不会。

2、看得懂的书，请仔细看；看不懂的书，请硬着头皮看。看得懂的书，请仔细看；看不懂的书，请硬着头皮看。 认真、独立、按时完成并提交作业认真、独立、按时完成并提交作业 重视上机实践重视上机实践，有效利用宝贵的上机时间，有效利用宝贵的上机时间 教材、参考书与课时安排教材、参考书与课时安排参考书C语言程序设计教程（第2版）习题解答与实验指导 王敬华编著 清华大学出版社C语言程序设计（第2版）谭浩强 高等教育出版社C高级实用程序设计 王士元 清华大学出版社 课时安排授课 ：50学时上机 ：30学时1 1、什么是计算机？、什么是计算机？ 计算机是以逻辑部件为物质基础，能够对信息进计算机是以逻辑部件为物质基础，

3、能够对信息进行自动处理的机器行自动处理的机器。逻辑部件其实就是指计算机的硬。逻辑部件其实就是指计算机的硬件系统，而对信息的自动处理则是由计算机的软件系件系统，而对信息的自动处理则是由计算机的软件系统来实现的统来实现的 2 2、何为、何为“信息信息”？ 可以是数字、文字、图像、声音等可以是数字、文字、图像、声音等 3 3、计算机中如何表示、计算机中如何表示“信息信息”？ 不管哪种类型的信息在计算机中最终都是以不管哪种类型的信息在计算机中最终都是以二进二进制制数据信息来表示和处理数据信息来表示和处理 101010111111.101010111111.语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版

4、第第一一章章 预预备备知知识识C C4、什么是、什么是C语言？语言？结论：结论： C C语言就是编制计算机软件的开发工具。具体就语言就是编制计算机软件的开发工具。具体就是对这些信息进行处理的软件工具。是对这些信息进行处理的软件工具。 了解计算机硬件系统的组成（因为硬件是软件的物了解计算机硬件系统的组成（因为硬件是软件的物质基础）。质基础）。 了解计算机软件系统的组成（因为软件是硬件的灵了解计算机软件系统的组成（因为软件是硬件的灵魂）。魂）。 更重要的是：更重要的是：了解二进制数在计算机中的表示形式、了解二进制数在计算机中的表示形式、表示范围以及二进制数的算术运算和逻辑运算，另外表示范围以及二进

5、制数的算术运算和逻辑运算，另外就是数据在计算机中是如何存储的就是数据在计算机中是如何存储的 。 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C了解计算机的系统组成及工作原理；了解计算机的系统组成及工作原理；掌握二进制数的表示及二进制数与其它进制数的掌握二进制数的表示及二进制数与其它进制数的转换方法；转换方法；掌握机器数的表示形式和表示范围，特别是补码掌握机器数的表示形式和表示范围，特别是补码表示形式；表示形式；掌握补码的加、减运算方法；掌握补码的加、减运算方法；掌握二进制数的位运算方法；掌握二进制数的位运算方法； 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第

6、第一一章章 预预备备知知识识C计算机系统组成及工作原理简介计算机系统组成及工作原理简介 进位计数制及其转换（二进制、八进制、十进位计数制及其转换（二进制、八进制、十六进制）六进制） 机器数的表示形式及其表示范围（原码、补机器数的表示形式及其表示范围（原码、补码、反码）码、反码） 二进制数的位运算（与、或、非、异或）二进制数的位运算（与、或、非、异或） 本章小结本章小结 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C 计算机系统计算机系统 硬件系统硬件系统软件系统软件系统 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C C语语言言程

7、程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C ) 运算器又称运算器又称算术逻辑部件算术逻辑部件，简称，简称ALUALU，是，是计算机用来进行数据运算的部件。数据运算包计算机用来进行数据运算的部件。数据运算包括括算术运算算术运算和和逻辑运算逻辑运算。) 控制器是计算机的指挥系统，计算机的工控制器是计算机的指挥系统，计算机的工作就是在控制器控制下有条不紊协调工作的。作就是在控制器控制下有条不紊协调工作的。控制器通过地址访问存储器，逐条取出选中单控制器通过地址访问存储器，逐条取出选中单元的指令，分析指令，根据指令产生相应的控元的指令，分析指令，根据指令产生相应的控制信号作用于

8、其它各个部件，控制其它部件完制信号作用于其它各个部件，控制其它部件完成指令要求的操作。成指令要求的操作。语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C 一般把运算器和控制器做在一块集成电路一般把运算器和控制器做在一块集成电路芯片上，称为芯片上，称为中央处理器中央处理器，简称为，简称为CPUCPU（Central Processing UnitCentral Processing Unit）。它是计算机）。它是计算机核心和关键，计算机的性能主要取决于核心和关键，计算机的性能主要取决于CPUCPU。 ) 存储器是计算机中具有记忆能力的部件，存储器是计算机中具有记忆能

9、力的部件，用来存放用来存放程序程序或或数据数据。程序和数据是两种不同。程序和数据是两种不同的信息，应放在不同的地方，两者不可混淆的信息，应放在不同的地方，两者不可混淆 。指令总是送到控制器，而数据则总是送到运算指令总是送到控制器，而数据则总是送到运算器。存储器就是一种能根据地址接收或提供指器。存储器就是一种能根据地址接收或提供指令或数据的装置。令或数据的装置。 存储器可分为两大类存储器可分为两大类：即：即内存储器内存储器和和外存储器外存储器。 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C 内存储器内存储器简称内存，又称主存，是简称内存，又称主存，是CPUCPU

10、能根能根据地址线直接寻址的存储空间，是计算机内部存放据地址线直接寻址的存储空间，是计算机内部存放数据的硬件设备，是程序和数据存储的基本要素。数据的硬件设备，是程序和数据存储的基本要素。 内存中存放数据是以相应的内存单元为单位进内存中存放数据是以相应的内存单元为单位进行存放的，内存单元的大小可以是一个字节，也可行存放的，内存单元的大小可以是一个字节，也可以是多个字节，每个内存单元都有一个编号，它表以是多个字节，每个内存单元都有一个编号，它表示该内存单元所对应的示该内存单元所对应的内存地址内存地址。 内存的特点是存取速度快，基本上能与内存的特点是存取速度快，基本上能与CPUCPU速度相匹配。速度相

11、匹配。 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C外存储器简称外存，它作为一种辅助存储设备，主要用来存放一些暂时不用而又需常期保存的程序或数据。当需要执行外存中的程序或处理外存中的数据时，必须通过CPU输入输出指令，将其调入内存中才能被CPU执行处理，所以外存实际上属于输入输出设备。 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C ) 输入设备是用来输入程序和数据的部件。常输入设备是用来输入程序和数据的部件。常见的输入设备有：键盘、鼠标、麦克风、扫描见的输入设备有：键盘、鼠标、麦克风、扫描仪、手写板、数码相机、摄像头等。仪、手

12、写板、数码相机、摄像头等。) 输出设备是用来输出结果的部件。要求输出输出设备是用来输出结果的部件。要求输出设备能以人们所能接受的形式输出信息，如以设备能以人们所能接受的形式输出信息，如以文字、图形的形式在显示器上输出。除显示器文字、图形的形式在显示器上输出。除显示器外，常用的输出设备还有音箱、打印机、绘图外，常用的输出设备还有音箱、打印机、绘图仪等。仪等。 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C 各种各样的信息，通过输入设备，进入计各种各样的信息，通过输入设备，进入计算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把结果送到

13、存储器存储，最后通过输出设备显示结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来。整个过程由控制器进行控制。出来。整个过程由控制器进行控制。 软件是指计算机程序及有关程序的技术软件是指计算机程序及有关程序的技术文档资料。在不太严格情况下，认为程序就是文档资料。在不太严格情况下，认为程序就是软件。软件。 根据软件用途将其分为两大类：根据软件用途将其分为两大类：系统软件系统软件和和应用应用软件软件 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C 系统软件是指管理、监控、维护计算机正常工作和供系统软件是指管理、监控、维护计算机正常工作和供用户操作使用计算机的软件。用户操作

14、使用计算机的软件。 系统软件主要包括以下两类：系统软件主要包括以下两类：一类是面向计算机本身一类是面向计算机本身的软件的软件，如操作系统、诊断程序等。，如操作系统、诊断程序等。另一类是面向用户的另一类是面向用户的软件软件，如各种语言处理程序（象，如各种语言处理程序（象BCBC、VCVC等）、实用程序、等）、实用程序、字处理程序等字处理程序等。 应用软件是指某特定领域中的某种具体应用软件是指某特定领域中的某种具体应用，供最终用户使用的软件，它必须在操作应用，供最终用户使用的软件，它必须在操作系统的基础上运行。如财务报表软件、数据库系统的基础上运行。如财务报表软件、数据库应用软件等。应用软件等。语

15、语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C 硬件和软件是一个完整的计算机系统互硬件和软件是一个完整的计算机系统互相依存的两大部分，它们的关系主要体现在相依存的两大部分，它们的关系主要体现在以下几个方面。以下几个方面。 （1 1）硬件和软件互相依存。）硬件和软件互相依存。 （2 2）硬件和软件无严格界线。）硬件和软件无严格界线。（3 3）硬件和软件协同发展。）硬件和软件协同发展。 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C数码、基与权数码、基与权n 数码：数码：表示数的符号表示数的符号n 基数基数：数码的个数：数码的个数n 权

16、权 ：每一位所具有的值每一位所具有的值数制数制语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C09,AF,af161616，16，16，逢十六进一十六进制：81AE=816+116 +1016+1416语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C1. 1. 常用的进位计数制常用的进位计数制 2. 2. 数制的转换数制的转换 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C2. 2.数制之间的转换数制之间的转换1 1、R R进制转换为十进制进制转换为十进制方法：方法：按权展开求和按权展开求和解：（解：（

17、1100.111100.11）2 2= 1= 12 23 3+1+12 22 2+0+02 21 1+0+02 20 0 +1 +12 2-1-1+1+12 2-2-2 = 8+4+0+0+0.5+0.25 = 8+4+0+0+0.5+0.25 = =（12.7512.75）1010例（例（1100.111100.11）2 2 = = （ ？ ）1010语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C将下列两数转化为十进制将下列两数转化为十进制= 1 12 23 3 + 1 + 12 22 2 + + 1 12 21 1 + 1 + 12 20 0 + 1+ 12

18、 2-1-1 + 1+ 12 2-2-2 = = 15.75 15.75（A10B.8A10B.8）1616（1111.111111.11）2 2 = 10163 + 1162 + 0161 + 11160 + 816-1 = 41 227.5 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C2 2、十进制转换为、十进制转换为R R进制进制数制之间的转换数制之间的转换方法：方法：整数部分采用除基数逆取余法；整数部分采用除基数逆取余法； 小数部分采用乘基数取整法。小数部分采用乘基数取整法。举例说明：（举例说明：（286.8125286.8125）10=10=（ ？

19、）2 2语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C2 2862 286 2 143 2 143 0 0 ( (最低位）最低位）2 71 2 71 1 12 35 2 35 1 12 17 2 17 1 12 8 2 8 1 12 4 2 4 0 02 2 2 2 0 02 1 2 1 0 0 0 0 1 1 ( (最高位）最高位）余数余数（286286）10 10 = = （100011110100011110）2 2对于整数部分：除对于整数部分：除2 2取余取余语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C对于小数部分：对于

20、小数部分： 乘乘2 2取整取整0. 81250. 81252=1.625 2=1.625 取出整数取出整数1 1 （最高位）（最高位）0. 6250. 6252=1.25 2=1.25 取出整数取出整数1 1 0.25 0.252=0.5 2=0.5 取出整数取出整数0 00. 50. 52=1.0 2=1.0 取出整数取出整数1 1 （最低位）（最低位） （0.81250.8125）1010 = = （0.11010.1101）2 2则（则（286.8125286.8125）1010 = (100011110.1101) = (100011110.1101)2 2语语言言程程序序设设计计教教

21、程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C例：将十进制数例：将十进制数100.125转化为二进制。转化为二进制。先对整数先对整数100100进行转换：进行转换：由上得出，由上得出，100D = 1100100B 100D = 1100100B 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C0.1252 = 0.2500a-10.252 = 0.50a-20.52 = 1 1a-3由上得出，0.125D = 0.001B。将整数和小数部分组合，得出：100.125D = 1100100.001B。对于小数部分对于小数部分0.1250.125的转换：的转换：

22、语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C数制之间的转换数制之间的转换3 3、二进制、八进制、十六进制之间转换、二进制、八进制、十六进制之间转换二进制数、八进制数、十六进制数的基数有着二进制数、八进制数、十六进制数的基数有着整幂关系，整幂关系，2 23 3=8,2=8,24 4=16,=16,即即2 2n n=R;=R;具体方法如下：具体方法如下：二进制二进制RR进制是以小数点为中心，分别向前、后进制是以小数点为中心，分别向前、后每每n n位一组，不足位一组，不足N N位则以位则以“0”0”补足，再把每组二补足，再把每组二进进制数转换为相应的制数转换为相应的

23、R R 进制数即可。进制数即可。例如：（例如：（10110.100110110.1001）2 2= = （ ？ ）8 8语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C解：解： （10110.100110110.1001）2 2 = = （010 110.100 100010 110.100 100）2 2 N N进制进制二进制只要把每个二进制只要把每个N N进制对应的二进制数进制对应的二进制数码写出来即可。码写出来即可。例如：例如： （3DB.4A3DB.4A）16 16 = =（ ？ ）2 2解：解： （ 3 D B . 4 A 3 D B . 4 A ）16

24、 16 = =（26.4426.44）8 8= =（000011 1101 1011.0100 10111 1101 1011.0100 1010 0）2 2 = =（111101 1011. 0100101111101 1011. 0100101）2 2语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C下列各数中，最大的一个数是 _?_ A. (11011001)2 B. (75)10 C. (37)8 D. (A7)16想一想想一想A思考题思考题语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C作业作业1.将下列数转换成十进制（137

25、）8（15.B2）16（10110111.110）22.将下列数转换成二、八、十六进制 37.3 107语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C作业作业答案答案1、（137）8=（95）10（15.B2）16=（21 ）10 （10110111.110）2=（183.75）102、 37.3=（100101.01）2=(45.23)8=(25.4C)16 107 =(1101011) 2=(153) 8=(6B)161281288989语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C真值与机器数真值与机器数 真值：真值：用正号

26、用正号“”和负号和负号“”来表示来表示的二进制数，叫做符号数的真值。的二进制数，叫做符号数的真值。 机器数机器数：把一个数连同其符号在内在机器：把一个数连同其符号在内在机器中的表示加以数值化，这样的数称为机器数。中的表示加以数值化，这样的数称为机器数。 一般用最高有效位来表示数的符号，正数用一般用最高有效位来表示数的符号，正数用0 0表示，负数用表示，负数用1 1表示。表示。 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C 数值的表示方法数值的表示方法原码、反码和补码原码、反码和补码p原码：最高位为符号位，其余各位为数值 本身的绝对值p反码：p正数：反码与原码相

27、同p负数：符号位为1，其余位对原码取反语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识Cp补码：p正数：原码、反码、补码相同p负数：最高位为1，其余位为原码 取反，再对整个数加1 数值的表示方法数值的表示方法原码、反码和补码原码、反码和补码语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C举例举例1 1n将-1转换成补码表示语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C举例2n求-10的补码。 语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C由补码转换成原码语语言言程程序序设设

28、计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C无符号整数无符号整数 在某些情况下，要处理的数全是正数，此在某些情况下，要处理的数全是正数，此时再保留符号位就没有意义了。我们可以把最时再保留符号位就没有意义了。我们可以把最高有效位也作为数值处理，这样的数称为高有效位也作为数值处理，这样的数称为无符无符号数号数。 1616位无符号数的表示范围是：位无符号数的表示范围是：0 N 0 N 6553565535，8 8位无符号数的表示范围是：位无符号数的表示范围是：0 N 0 N 255 255。语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C C字符表示法语语

29、言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C字符表示法字符表示法语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C C 这些字符在机器里必须用二进制数来表示。计算机中常采用美国信息交换标准代码ASCII（American Standard Code for Information Interchange）来表示。这种代码用一个字节（8位二进制码）来表示一个字符，其中低7位为字符的ASCII值，最高位一般用作校验位。在附录5中给出了常用字符的ASCII值。语语言言程程序序设设计计教教程程 第第二二版版第第一一章章 预预备备知知识识C字符表示法逻辑变量逻辑变量 其值只能有其值只能有0 0或或1 1两种取值的变量两种取值的变量“与与”运算运算(AND)(AND) 与运算又称为与运算又称为逻辑乘逻辑乘，可用符号，可用符号“”或或“”来表示，来表示，C C语言中用语言中用“&”