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文档简介
1、C语言程序设计基础本课程基本情况总学时: 64学时其 中:上课:44学时:20学时 至少20学时自由上机课程简介学习目的了解计算机的组成,工作原理,以及与计算机有关基础知识,掌握计算机中数据的表示和存贮方法熟练掌握C语言的基本概念,语法规则,程序结构及常用的编程技巧,能够编写比较简单的程序了解结构化程序设计的概念和思路,掌握算法的概念和表示方法,能够用C语言实现几种常用的算法本课程的特点计算机程序设计是一门实验性很强的课程,上课要认真听课,多看书,更要多上机实践,仅仅听课,看不可能学好本课程.学习本课程的方法:读懂程序-上机模仿-自己编程要求上课作业上机;第1章 计算机基础知识第节计算机系统的
2、组成一个完整的计算机系统包括: 硬件系统和软件系统 硬件系统: 计算机系统的基础,核心 软件系统: 以硬件系统为平台,对硬件进行控制管理,并完成各种任务 .硬件系统计算机处理问题的过程与人类处理问题的过程较为相似: 大脑,眼,耳,手,纸笔计算机处理问题所用到的设备:运算器、控制器、存贮器、输入设备、输出设备。运算器与控制器合称为CPU(中央处理器)作用与人的大脑相同。硬件系统主机中央处理器(CPU)运算器控制器内存储器只读存储器(ROM)随机存储器(RAM)外存储器硬盘、软盘、光盘外部设备输入设备键盘、鼠标、光笔、扫描仪输出设备显示器、打印机、绘图仪计算机系统组成框图2.冯诺依曼存储程序工作原
3、理冯诺依曼是 20 世纪最杰出的数学家之一,于1945年提出了“ 程序内存式 ”计算机的设计思想。这一卓越在思想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础,已成为计算机设计的基本原则。 由于 他在计算机逻辑结构设计上的伟大贡献,他被誉为“计算机之父”。 所以计算机都遵循同一原理:二进制: 计算机中所有信息都必须用二进制表示存储程序控制:将需要解决的问题用程序设计语言写成程序,与处理问题所需的原始数据一起通过输入设备送给计算机的内存,即存储程序;然后,控制器按照程序规定的运算步骤或用户提出的要求向计算机的有关部件发布命令并控制它们执行相应的操作,对数据进行处理,即程序控制。计算机各组成部分的联系存贮器
4、输入设备输出设备控制器运算器数据线控制线存贮程序计算机的基本组成原理图3. 各模块之间的联系地址总线, 数据总线, 控制总线 二. 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,可以扩大计算机的功能,提高计算机的效率。 软件系统着重研究管理计算机和使用计算机的问题,也就是研究如何通过软件的作用发挥计算机的功能。1.软件系统的分类系统软件:实现某一系统方面的功能,如高级语言、操作系统等。应用软件:实现某一应用领域的功能,是计算机用户利用计算机的软硬件资源为某一专业应用目的开发的程序,如工资管理程序、电话区位查询程序等。2.操作系统(Operating
5、System OS) 所有软件的核心,它是一个庞大的程序,它控制所有运行在计算机上的程序并管理计算机的所有资源。 有Windows、Dos和Unix 等,Dos属于单用户单任务磁盘操作系统、Unix属于多用户多任务操作系统、Windows属于单用户多任务操作系统。计算机系统硬件主机中央处理器(CPU)运算器控制器内存储器只读存储器(ROM)随机存储器(RAM)外存储器硬盘、软盘、光盘外部设备输入设备键盘、鼠标、光笔、扫描仪输出设备显示器、打印机、绘图仪软件系统软件操作系统语言编译系统数据库管理系统服务性软件应用软件文字处理软件信息管理软件图形软件辅助设计软件各种程序包计算机系统组成框图第节 计
6、算机中数据的表示和存贮数据(信息): 对客观事物的符号表示, 能够输入计算机,并能被计算机存贮和处理的所有符号的总称. 如: 数值、文字、语音、图形和图象等。一. 数据的表示 数据必须转化为二进制数,才能被计算机存储,传送,处理。1. 数制: 按照进位原则进行计数,进位计数制. 常用数制: 十进制, 二进制, 八进制, 十六进制. 不同进制的书写方法: 二进制: 101(B),(101)2,(101)B 十进制: 101(D),(101)10,(101)D 八进制: 101(O),(101)8,(101)O 十六进制: 10(H),(10)16,(10)H N进制: 逢N进一, N称为基数N进
7、制的位权表示: an an-1.a1a0.a-1a-2 (N) = anNn+ an-1Nn-1+ a1N1 + a0N0+ a-1N-1 + a-2N-2+如: 2345(D)=2x103 +3x102+4x101+5x100 =2345N进制转化的十进制的基本公式2. 计算机中数据的表示:二进制, 逢二进一, 数字符号: 0, 1, 基数: 2优点: 便于实现, 运算简单, 便于存贮缺点: 数据长度大, 不易书写,记忆, 容易出错为了使用方便, 常使用八进制和十六进制. 数制转换1) 十进制转化成N进制, 基本方法: 整数部份: 除基逆序取余法. 小数部份: 乘基顺序取整法.例1: 100
8、 (D)=1100100(B) =144(O)=64(H)01100250225212262321001001210081281804411441001661604664例2: 0.75 (D)=0.11(B) 0.64(D)=0.1010(B)0.75X 21.50X 21.00X 20110.64X 21.28X 20.56X 2101.12X 20.24X 20.4810工程问题上, 误差总是存在的, 追求绝对准确是毫无意义的, 也是做不到的, 只要满足精度要求即可.二进制数: 0,1 八进制数: 0,1,2,3,4,5,6,7十六进制: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,
9、C,D,E,F2) N进制转化为十进制N进制的位权表示: an an-1.a1a0.a-1a-2 (N) = anNn+ an-1Nn-1+ a1N1 + a0N0+ a-1N-1 + a-2N-2+例: 10101(B)=1x24+1x22+1=21(D)101(B)=1x22+1=5(D)101(O)=1x82+1=65(D)75(O)=7 x 8+5=61(D)101A(H)=1x163+1x161+10 x1604106(D) A12(H)=10 x162+1x161+2x160=2578(D)3) 二进制转化成八进制和十六进制 为了便于使用, 计算机中常使用八进制和十六进制数 二进制
10、转八进制 从低位向高位(从右向左)每三位分一组每组用一位八进制数表示。 例 1 101 101 110(B)= 1556(O) 1 5 5 6 二进制转十六进制 从低位向高位(从右向左)每四位分一组每组用一位十六进制数表示。 例 11 0110 1110(B)=36E(H) 3 6 E 000 0001 1010 2011 3100 4101 5110 6111 70000 00001 10010 20011 30100 40101 50110 60111 71000 81001 91010 A1011 B1100 C1101 D1110 E1111 F4)八进制和十六进制转化成二进制八进制转
11、二进制: 每一位八进制数用三位二进制数表示。例: 7123(O)=111 001 010 011(B) 7 1 2 3十六进制转二进制:每一位十六进制数用四位二进制数表示。例: 2C1D(H)=0010 1100 0001 1101(B) 2 C 1 D注意: 二、八、十六进制数的读法。 不同进制数的对应1. 内存的相关知识位(bit): 每一个电子线路单元字节(byte): 连续的个位字(word): 连续的两个字节双字(dword): 连续的两个字地址(address): 针对字节的编号字长:一次传输的数据或指令的长度(位数) 数据以字节为单位存贮 一个字节为一个存贮单元 存贮单元与地址一
12、一对应 bitbyteword2000H2001H2002H2003H二. 数据的存贮2. 数据在内存中的表示1) 两个概念机器数:一个数及其符号在机器中的表示。真值: 机器数所代表的数。2) 整数的存储(假定一个整数占两个字节)a. 有符号整数符号位:表示负数:表示非负数数据位整数是按照其补码存储的例:65,-65的存储?65(D)=1000001(B)=00000(原码、反码、补码)机器码也可以表示为:101O,41H 2000H2001H2002H2003H-65(D)=-1000001(B)=10000(原码)=11111111 10111110(反码)=11111111 101111
13、11(补码)机器码也可以表示为:177677O,ffbfH1011111111111111有符号整数的存储范围:正数:机器码0000H7fffH,对应的真值032767负数:机器码ffffH8000H,对应的真值-1-32768b. 无符号整数 16位全部都是数据位。 范围:机器码0000HffffH,对应的真值065535.3) 字符的存储每一个字符有一个编码。总共有256个字符ASCII码 (American Standard Code for Information Interchange) 常用字符有128个,编码从0到127。 空格 20H32 09 30H39H 4857 AZ 4
14、1H5AH 6590 az 61H7AH 97122 控制字符:032,127;普通字符:94个。 扩展的字符:128个每个字符占一个字节,存储的是其ASCII码值。如:A的存储为: 65(D) -01000001(B)-41(H)a的存储为: 97(D)-01100001(B)-61(H)字符的 ASCII码的范围是:02550100000101100001a. 机器语言机器指令:是由和组成的指令代码,用来控制计算机完成一个操作。机器语言:机器指令的集合机器语言的缺点:编程效率太低,难写、难记、难修改、难调试,最重要的是可移植性差。只有经过专门训练的人才能使用,给计算机的普及与推广应用造成很大障碍。第3节 计算机语言简介b. 汇编语言为了克服机器语言的缺点, 引入助记符和十六进制数用助记符表示机器指令, 如: 用ADD表示加法.用十六进制表示运算数据.汇编语言又称符号语言, 需专门的汇编程序翻译成机器语言无法解决可移植性(通用性)差的问题c. 高级语言1954年出现了第一个高级语言: Fortran(主要用于科学计算)。高级语言的特点: 1、比较接近于“自然语言”(英文)和“
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