大学C语言第一章课件.ppt

1、,级,高,语,言,设,计,程,序,1,章节自测及在线编程练习：,2020/9/4,2,2020/9/4,3,内容提要,内容提要,2020/9/4,软件系统,软件系统,硬件系统,计算机,4,1.计算机的前世今生,2020/9/4,5,冯诺依曼的程序存储思想,“计算机之父”冯诺依曼的程序存储思想: 计算机应该采用二进制 操作指令也是一种信息 ,也用二进制数表示 程序和数据的存储形式可以完全相同 程序本身也可包含数据,2020/9/4,6,关于第一台计算机,1946.2.14 ENIAC(埃尼阿克) 现在保存在宾夕法尼亚大学 这台机器名为“电子数值积分和计算机”(简称埃尼阿克，完全是一个庞然大物，占

2、地面积达170m2，质量达30t，耗电量也很惊人，功率为150kW，共使用了近两万个电子管，在工作时这些管子看上去活像两万只点着的灯泡。 埃尼阿克主要用来进行弹道计算的数值分析,2020/9/4,7,其他版本的第一台计算机,图灵机:计算机科学之父、人工智能之父, “图灵奖” 德国人Conran Euse代号为“Z”的计算机 哈佛，IBM的Mark系列大型电子计算机 真正的第一台计算机是上面三台中之一,无从考证,2020/9/4,2020/9/4,8,计算机组成,计算机的组成: 硬件系统+软件系统 计算机的作用:用来处理存储的数据,处理和存储是一个整体.,comput + er 计算的机器 计算

3、机是一种具有记忆能力，能自动执行指定的任务并能高速执行运算功能的电子设备。,2020/9/4,9,控制总线,CPU,计算机硬件的组成,运算器,控制器,存储器,接口,输入设备,输出设备,地址总线,数据总线,进行各种算术运算和逻辑运算,控制和指挥整个运算过程，使指令按要求一条一条执行。,存放程序指令及数据,输入指令代码和原始数据,显示或打印计算结果,处理,10,关于CPU,CPU：Central Processor Unit,中央处理器，完成各种处理（运算+控制），是计算机最核心部件。 CPU中设寄存器的目的：存放数据或计算的中间结果，不通过地址总线和数据总线 ，处理速度快 。 寄存器有两种：通用

4、寄存器和专用寄存器。,是运算器的组成部分，暂存操作数及运算的中间结果,每一个都有特定的作用,2020/9/4,11,关于存储器,存储器的组成：由存储单元组成，每个单元1个字节（1B），1B=8bit，每个单元有一个地址。 存储单元中的内容与存储单元的地址是两个概念，其区别如同房间里的东西与房间号码。 存储器的大小指它有多少个字节，也就是有多少个不同的地址号，取决于地址总线的根数，n根地址总线，存储器容量为：2n 常用存储单位：1TB=210GB=220MB=230KB=240B,2020/9/4,位与字节,一个位有多大？ 只能是1位“0”或者“1”，换言之，可以表示两个数。 一个字节有多大？

5、8个bit，可以表示2*2*2*2*2*2*2*2 = 28 = 256个数 计算机常用一个字节来表示字符，即8位bit对应一个字符，一个字节共能表示256个不同字符,2020/9/4,12,bit，称为比特或者位。1比特可以存放一位二进制的0或者1 Byte，字节。 1 B = 8 b Kilobyte(KB)。 1 KB = 1,024 B Megabyte(MB)。 1 MB = 1,024 KB Gigabyte(GB)。 1 GB = 1,024 MB Terabyte(TB)。 1 TB = 1,024 GB,存储容量的衡量单位,2020/9/4,13,2.进制,我们使用得最多的是

6、十进制。 日常生活中的其它进制： 六十进制(分、秒)，十二进制(月份)等。 计算机中采用二进制。,2020/9/4,14,计算机为什么使用二进制？,为什么不使用十进制？ 二进制在电器元件中容易实现 二进制运算比十进制运算简单 计算机中采用二进制，是由冯诺伊曼提出的。,2020/9/4,15,二进制,二进制采用0、1两个符号来表示所有的数，其特点是“逢2进1”。 0、1、10、11 二进制中的“二”称为“基数”。表示该数制中允许使用的基本符号个数。,2020/9/4,16,二进制,“世界上有10种人，一种人懂二进制，另一种人不懂。” 问题：在书写二进制数时，有可能与习惯用的十进制数发生混淆。 解

7、决办法：用后缀“B”（Binary）或者下标“2”注明。 (1101)10：十进制数1101。 (1101)2 1101B ：二进制数1101。,2020/9/4,17,二进制数的算术运算基本规则,1.二进制数的加法运算,2.二进制数的减法运算,加法运算法则 0+0=0 1+0=1 0+1=1 01+01=10,减法运算法则 0-0=0 1-1=0 1-0=1 10-01=01,2020/9/4,18,二进制转换为十进制,(1101)2 = 123+122+021+120 = 13 (101.11)2 = 122+021+120+12-1+12-2 = 5.75,2020/9/4,19,进制数

8、的展开 (1101)10=1103+1102+0101+1100 (1101)2=123+122+021+120 如果出现了小数？ (101.11)10 = 1102+0101+1100+110-1+110-2 (101.11)2 = 122+021+120+12-1+12-2,十进制整数转换为二进制,除二求余法（“逐次除以2，倒着排余数”） 例：将十进制数68转化为二进制数 解： 2 68 余 数 2 34 0 低位 2 17 0 2 8 1 2 4 0 2 2 0 2 1 0 0 1 高位 所以 681010001002,2020/9/4,21,8进制 16进制,2020/9/4,3.由低

9、级语言到高级语言,程序是用计算机“理解”的语言所编写的一组命令，让计算机来完成某个任务。,2020/9/4,22,机器语言,计算机能直接理解的语言 机器语言（Machine Language） 由一系列二进制0和1组成,10111000 00000001 00000000 00000101 00000001 00000000,所编写的计算机程序体现为一系列指令的集合，每条指令的操作码和操作数都用二进制数表示。 用机器语言编写的源程序就是机器能识别并执行的目标程序,2020/9/4,23,机器语言,很久以前，那还是我用win98的时候有次我系统崩溃了，因为我是电脑白痴，我朋友给我介绍了一个高手来

10、帮我修电脑。 他看了一下电脑，问我有没有98的盘，我说没有。 他想了一下，叫我把固定电话拿给他，我想修电脑要电话干什么，但人家是高手，我也不好说什么，就把电话拔下来给他了。 他把电话线空着的一头接在电脑的一个插孔内，然后进入了dos，然后就开始在电话上不停的按着键，他按键的速度非常快，但是只按0，1两个键，我搞不懂这有什么用，但也不敢问，看了半个多小时，他还是不停的按这两个键，我渐渐的有些困，我问他这东西要搞多久，他说要几个小时，我给他倒了杯茶，就一个人去隔壁睡觉了。 醒来的时候，一看已经过了4个多小时，我起身到隔壁，看见他正在98里面调试，过了一会儿，他说，你试试，我坐上椅子用了一下，真的好

11、了，我当时也不懂电脑，谢过人家就走了。 后来我慢慢对电脑有了了解，终于了解，原来当时那位高手是用机器语言编了一个98系统，我后来问我朋友那位高手的下落，我朋友说前几年去了美国之后，杳无音讯.,2020/9/4,24,汇编语言与高级语言,汇编语言：比机器语言“高级”一些的语言，引入一些助记符来表示代码和数据。 MOV AX , 1 ADD AX , 1 高级语言：比汇编语言“高级”一些的语言。如Basic、Fortran、C、C+、Java等。,2020/9/4,25,C程序设计语言,硬件（Hardware）,操作系统（OS）,应用程序（Application）,低级语言的地盘,高级语言的地盘,

12、C语言的地盘,2020/9/4,26,计算机如何读懂高级语言？,编译器（Compiler） 作用：把源代码转换为计算机能读懂的机器代码。 本身也是一个程序。 机器代码以可执行文件的形式保存。 不同的语言编译器不同 同一种语言可以有多种编译器,2020/9/4,27,一次转换的过程,程序员用高级语言编写源程序 编译器把高级语言源程序变成目标程序（可执行程序） 用户在计算机上执行目标程序,C语言源程序,可执行程序,编译器,2020/9/4,28,29,由低级语言到高级语言,机器语言：是第一代程序设计语言，是计算机硬件系统能识别和执行的唯一语言。 机器语言的3个局限性： （1）程序不容易读写，操作码

13、和操作数都是二进制数 （2）对计算机硬件的依赖性很强，可移植性差 （3）指令功能简单，没有按照数据类型分类,改进：用助记符代替机器的数字指令，用符号地址表示存储 单元的数字地址汇编语言(第二代程序设计语言),改进：面向问题而非面向机器，与计算机硬件结构无关,改进：提供丰富的数据类型，语句一般都采用自然语汇， 一条语句往往相当于多条指令。,2020/9/4,30,由低级语言到高级语言,第一种高级程序设计语言：Fortran语言(1954年) 第一种结构化程序设计语言：Pascal语言(1970年) 面向问题而不是面向机器 通用性、可移植性、效率提高 高级语言的发展： （1）从早期语言到结构化程序

14、设计语言 （2）从面向过程到非过程化程序设计语言(面向对象） （3）发展趋势：面向应用,2020/9/4,2009.8 朱立华 俞琼 王立柱,31,由低级语言到高级语言,区分两组概念： （1）程序设计语言与程序(类似于汉语与文章的关系) （2）源程序与目标程序： 源程序：程序员编写的程序 目标程序：计算机最终能识别并运行的程序(二进制),源 程 序,目 标 程 序,用机器语言编写,用汇编语言编写,汇 编 程 序,用高级语言编写,编 译 程 序,汇编,编译,32,4.C is the most beautiful language!,C 语言最早的原型是 ALGOL 60 1973 年，AT&T

15、 贝尔实验室的 Dennis Ritchie (D.M.RITCHIE，被尊为“C语言之父”) 在 BCPL 和 B 语言的基础上设计出了一种新的语言C语言，开发UNIX操作系统及其上的应用程序。 1999 年，ANSI 和 ISO 通过了最新版本的 C 语言标准C99，这是关于 C 语言的最新、最权威的定义。 选择学习C语言的理由：C语言不仅是面向过程的程序设计语言中功能最强、效率最高的语言，更是面向对象程序设计语言C+、Java和C#的基础。,2020/9/4,33,C is the most beautiful language!,C语言具有很多优点： 简洁紧凑、灵活方便 运算符丰富（3

16、4个） 数据类型丰富 C是结构式语言，程序层次清晰 C语法限制不太严格，语法比较灵活。 C语言允许直接访问物理地址，可直接对硬件进行操作 ，既可以开发系统软件，又可以开发应用软件（中级语言） C语言程序生成代码质量高，程序执行效率高 C语言适用范围大，可移植性好，适合多种操作系统，多种机型,2020/9/4,5.程序开发步骤,扩展名为.exe的可执行文件,扩展名为.c的文件,扩展名为.obj的文件,2020/9/4,34,35,在VC+6.0下开发程序的过程,C程序的开发在特定的集成开发环境下进行 本教材中所有的程序在VC+6.0下通过，并且课程配套实验也要求在VC+6.0下 VC+6.0集成环境中提供了编辑器、编译器、链接器、调试器等多种工具，使得程序员从源程序的编辑到最后的运行均可在集成环境中完成,2020/9/4,答疑安排 时间：每周二中午 12:00-13:30 地点：行政楼北楼508 每节课下亦可,return,2012.10,36,37,本章小结,重点掌握：冯诺依曼体系结构的计算机 程序存储思想的主要内容 五大部件：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 重点掌握：二进制 重点掌握：程序设计语言与程序、源程序与目标程序的关系 程序设计语言是编写程