（演示）计算机程序设计基础(c语言)-第1章_程序设计ABC(计算机专业用)

null第一章 程序ABC第一章 程序设计ABC主要内容主要内容计算机与人 数制转换及运算 程序设计语言 计算机与人计算机与人计算机是用来延伸人的能力的工具，需要人来驾驭 计算机工作的整个过程的执行者是硬件，但硬件是受软件控制的 完成这一目标的主要手段之一就是“编程 ”,就是编写软件，使硬件按照人的意图工作著名计算机科学家现代计算机体系结构 冯·诺依曼机：“存储程序”的概念 五十多年来，计算机系统基本结构没有变。 阿兰.图灵 英国科学家,” 计算机科学之父”建立图灵机（Turing machine）模型，奠定了可计算理论的基础； 美国计算机学会（ACM）的年度“图灵奖”，自从1966年设立以来，一直是世界计算机科学领域的最高荣誉，相当于计算机科学界的诺贝尔奖。 冯.诺依曼 美籍匈牙利数学家,”计算机之父 “著名计算机科学家计算机系统的组成计算机系统的组成计算机软件计算机软件软件（Software）:是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合. 分为: 系统软件:任务是控制和维护计算机的正常运行,管理计算机的各种资源,以满足应用软件的需要。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。 应用软件完成一个特定的任务,在系统软件的支持下,用户才能运行各种应用软件 计算机硬件组成(外观)计算机硬件组成(外观)主机输入设备:键盘输出设备:显示器,打印机外设外存:磁盘 计算机硬件组成的原理图 计算机硬件组成的原理图 中央处理器(CPU)处理器处理器处 理 器控制器运算器控制整个计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算存储器存储器存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合 每个记忆单元由8位二进制位组成。cpu可读写其中的数据。 分外存和内存.1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB内存示意图地址0F01数据存储容量单位:输入设备和输出设备输入设备和输出设备输入设备:接受用户输入的原始数据和程序,并将它们转变为主机可以识别的形式(二进制代码),存放在内存中. 输出设备：用于将存放在内存中的由主机处理的结果转变为人们所能接受的形式计算机基本工作原理计算机基本工作原理冯·诺依曼原理 基本思想是：存储程序与程序控制。 存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列（即程序）及运行中所需的数据，通过一定方式输入并存储在计算机的存储器中。 程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条指令，加以分析并执行规定的操作。 (背诵) 计算机基本工作原理计算机基本工作原理 冯·诺依曼在计算机中引入二进制 计算机为什么用二进制呢？而不用我们日常熟悉的十进制呢？ 二进制只有两个状态,0或1,这在电器元件中容易实现 计算机进行二进制运算比进行十进制运算要简单得多 人与计算机的对话过程人与计算机的对话过程 用户从键盘输入程序和数据 程序与数据被存入计算机内存;然后由CPU逐一读出每一条指令,数据,按指令对数据进行运算;运算的结果写回内存,并通过显示器将结果显示给用户。如果用户认为有长期保存的必要,则将其存入外存备用. （背诵）1.2 数制转换及运算1.2 数制转换及运算数码:固定的基本符号。 基数:R进制数用 r个基本符号（例如0，1，2，…，r-1）表示数值 权:数制中每个固定位置的单位值。基数权数码一. 进位计数制r进制数N可表示为：r进制数N可表示为：常用的四种进制 二进制 ：0，1。 逢二进一。 例:101(B) 八进制 ：0，1，2，3，4，5，6，7。 逢八进一。 例 101(O) 十六进制：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F。逢十六进一。例 101(H) 十进制 ：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。逢十进一。例 101(D)进制表示符号 B 二进制 O八进制 D十进制 H十六进制不同进位计数制间的转换 不同进位计数制间的转换 r 进制转化成十进制 r 进制转化成十进制：数码乘以各自的权的累加 例： 101(B)=1 22+ 0 21+ 1 20 =5 (D) 101(O)=1  82+ 0 81 +1=65 (D) 101(H)=1 162+ 0 161+ 1 160 =272(D) 101(D)进制表示符号 B 二进制 O八进制 D十进制 H十六进制二进制数与 八进制数、十六进制数,十进制数间的关系二进制数与 八进制数、十六进制数,十进制数间的关系二进制、八进制、十六进制数间的相互转换 二进制、八进制、十六进制数间的相互转换 1 101 101 110.110 101(B)= 1556.65(O) 1 5 5 6 6 5 11 0110 1110.1101 01(B)=36F.D4(H) 3 6 F D 4一位八进制数对应三位二进制数 一位十六进制数对应四位二进制数 二进制转化成八(十六)进制) 整数部分：从右向左按三(四)位进行分组 小数部分：从左向右按三(四)位进行分组 不足补零十进制转化成 r 进制十进制转化成 r 进制整数部分：除以 r取余数，直到商为0，余数从右到左排列。 小数部分：乘以 r取整数，整数从左到右排列。100(D)=144(O)=64(H)100.345(D)=1100100.01011(B)八进制0取余数10025022521226232100010011201011取走整数低高高低二进制数的算术运算 二进制数的算术运算 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 0+1=1+0=1 1+1=0 减法运算法则 0-0=1-1=0 1-0=1 0-1=1二进制数的算术运算 二进制数的算术运算 3.二进制数的乘法运算 4.二进制数的除法运算乘法运算法则 0×0=0 0×1=1×0=0 1×1=1除法运算法则 0÷0=0 0÷1=0 1÷1=1 二进制数的逻辑运算 二进制数的逻辑运算 逻辑非 0 ＝1 1 ＝0 逻辑与（乘） 0×0＝0 0×1＝0 1×1＝1 逻辑或（加） 0＋0＝0 0＋1＝1 1＋1＝1 逻辑代数起源于1854年，英国数学家布尔提出用符号表达语言和思维逻辑的思想。20世纪布尔的这种思想发展成为一种现代数学方法，叫逻辑代数或布尔代数。 下面简单介绍逻辑数据的表示和逻辑运算规则1.逻辑数据的表示： 对二进制数的1与0在逻辑上可代表真与假，是与非，对与错，有与无。这种具有逻辑性的变量称为逻辑变量。 2.逻辑运算：逻辑变量之间的运算 二进制数的逻辑运算 二进制数的逻辑运算逻辑非运算 的物理表示 逻辑非的真值表 逻辑与运算的物理表示 逻辑与的真值表 二进制数的逻辑运算二进制数的逻辑运算逻辑或运算 的物理表示 逻辑或的真值表 1.3 程序设计语言 1.3 程序设计语言 程序设计语言（Programming Language）是人与计算机进行交流的语言 程序—用程序设计语言描述的计算机可执行的指令序列。 程序设计语言的分类: 机器语言—直接理解执行，难理解，难记。计算机能直接读懂 汇编语言—要翻译成机器语言，依赖硬件。 高级语言—简单接近于人们的习惯，不依赖于机器，需编译、执行 易学、易用、易读、易懂、强大、可移植程序设计语言 程序设计语言 例:编写程序,功能是计算1+1的值. 用机器语言编写的1+1程序 10111000,00000001,00000000,00000101,00000001,00000000 用汇编语言 编写的1+1程序 MOV AX, 1 ADD AX, 1 用高级语言(C语言)编写的1+1程序 #include main() { printf("%d\n", 1+1); }程序设计语言的工作原理程序设计语言的工作原理编辑（Edit） 扩展名为.c的文件（对C语言而言） 编译（Compile） 扩展名为.obj的文件 链接（Link） 形成最后的可执行文件 扩展名为.exe的文件 运行 （Run） (背诵)C语言C语言目前影响最大、寿命最长的高级语言 诞生于上世纪70年代初，成熟于80年代 “ANSI C”标准的发布是C语言成熟的标志. ANSI:美国国家标准协会 很多重量级软件都是用C写的 C语言被分类为高级语言，但实际上它是一种介于高级语言和低级语言之间的语言。 很多流行语言、新生语言都借鉴了它的思想、语法 从C++，到Java，再到C# 正确地学好C语言，是学习其他语言的基础思考题思考题简述计算机的基本组成及各部分的作用. 假设在某类型计算机中整型数据在内存占4个字节,那么当存储无符号数据,其存储的数据的的数值范围是什么?给出计算过程. (作业) 存储器的容量单位有哪些?若内存大小为256MB,则它有多少字节? (作业) 简述冯·诺依曼原理的主要内容.（作业） 说明下列名词的含义 程序,程序设计语言,指令,地址,位,字节,编译器 P12)1.3 (作业) 数制转换100111001010(B)分别转换为8进制,16进制,10进制数.(作业) 将173(D), 0.8125(D)转换为二进制数。(作业) 二进制数的算术运算法则