C语言课件第1章C语言概述

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1、C语言程序设计2010年9月 刘梅彦 计算中心 计算机教研室1C语言程序设计n教学要求掌握程序设计语言的基本知识常用算法（用计算机解决问题时常用的算法 ）初步的程序设计能力n学习方法自主学习重视上机实践23本课程着重培养的能力点问题分析与算法设计能力程序阅读和编写能力程序调试与排错能力3如何尽快学会用C语言进行程序设计n了解程序设计语言(C语言)n模仿、改写、编写n通过不断的编程实践，逐步领会和掌握程 序设计的基本思想和方法。45关于大学的学习.n拥有一套学习方法n培养自学能力n拓宽知识面n充分利用各种资源56大学教育与中小学教育 有什么不同？n给学生以更大的发挥空间，教师仅进行基础性、引

2、导性的教育，更深入的知识要靠学生自学。n课堂学习可持续发展的必备知识n基本理论、思想、技术n一定的新知识关键是学会思考n尊重权威人士、挑战权威理论n自学能力是跨进大学校门后必备的素质之一6教材和参考书nC语言程序设计，李文杰等，清华大学出版社n实验指导书与自测练习集 参考书：nC语言程序设计，何钦铭、颜晖主编，高等教育出版社nC语言编程（第3版），美Stephen, G.Kochan，张小潘 译，电子工业出版社，2006nC语言教程（第4版），美Al Kelley, Ira Pohl，徐波译， 机械工业出版社，2007nC程序设计语言，美Brian W. Kernighan, Dennis M

3、. Ritchie，徐宝文等译，机械工业出版社，20067课程情况介绍n本课学时数共64学时，其中：n上课学时数：48n上机学时数：16（共 8 次）)n课程安排：n 上课时间：周二5，6节，周四5，6节（双周 ）n 上机时间：在第4/5, 9-12，14-15，17周n 电信1001班：周一 1，2节 n 电信1002班：周三 7，8节 n 电信1003班：周三 9，10节 n地点：计算中心清河校区机房（二教四层401机房 ） 8程序、计算机n 程序一词来自生活，通常指完成某些事务 的一种既定方式和过程。n 从表述方面看，可以将程序看成对一系列 动作的执行过程的描述。日常生活中也可以 找到许

4、多“程序”实例。n 例如，一个学生早上起床后的行为可以描 述为：91.起床；2.刷牙；3.洗脸；4.吃饭；5.早自习； 这是一个直线形程序，是最简单形式的 程序。描述这种程序的就是给出一个包含 其中各个基本步骤的序列。如果按顺序实 施这些步骤，其整体效果就完成该项事务 。10现在考虑另一个复杂些的过程：到食堂吃饭。这一常见过 程可以描述为： 1.进入食堂； 2.查菜谱； 3.向服务员点菜； 4.可能由于某种原因，菜谱上的菜没有； 食客可以有两种选择：4.1.回到第2步（进一步查找其它想吃的菜）；4.2.放弃在此吃饭，离开食堂； 5.若点的菜有，在此吃饭。 6.吃完饭离开食堂。 这个程序比前一个

5、复杂得多。可以看到，这一程序不是一 个平铺直叙的动作序列，其中步骤更多，还出现了分情况处理 和可能出现的重复性动作。11计算机是人类发明的一种自动机器，计算机是人类发明的一种自动机器， 它能完成的工作就是计算它能完成的工作就是计算。计算机的最 基本功能是可以执行一组基本操作，每 个操作完成一件很简单的计算工作，例 如整数的加减乘除运算等等。为使计算 机能按人的指挥工作，每种计算机都提 供了一套指令，其中的每一种指令对应 着计算机能执行的一个基本动作。12预备知识：计算机的工作原理n计算机系统的组成n硬件系统n计算机基本组成n指令的执行过程n程序n软件系统13系统软件 应用软件计算机系统包括：硬

6、件+软件硬 件软 件计算机系统14CPU存储器数据流控制流运算器外存储器输 出 设 备内存储器输 入 设 备控制器地址流计算机系统的硬件组成 演示：计算机的五大部件15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，可读写其中的数据。存储器存储器通常分为内存储器和外存储器存放大量信息 的外存储器信息交流中心 内存储器存储器16CPU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 和逻辑运算中央处理器（CPU）17常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、麦克风等。常用输出设备：显示器、打印机、音箱、绘图仪等。输入设备和输出设备：18指令是能被计算机识别并执行的

7、的二进制代码，完成一种操作。操作码 操作数 数据传送指令数据处理指令程序控制指令输入输出指令 其它指令 If Goto And OrCPU内存I/O设备存储器对计算机的硬件进行管理等指令 结构分 类操作码 要完成的操作类型或性质 操作数 操作的内容或所在的地址 计算机指令 19通常包含以下3个步骤： 取指令 按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并 送往指令寄存器。 分析指令 对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对操 作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地 址码确定操作数地址。 执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制 信息，去完成该指令所要求

8、的操作。一条指令执行完成后，指令计数器加1 或将转移地址码送入程序计 数器，然后回到。指令的执行过程（了解）20计算机软件n什么是计算机软件，软件的作用是什么 ？n什么是计算机语言？n如何创建一个程序？n了解程序的执行过程21软件系统软件实用程序（诊断程序 排错程序等 ）操作系统 （Windows, Unix, Linux)语言处理程序 （例C语言编译器程序， 链接程序等） 应用软件系统软件：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。应用软件：完成一个特定的任务，在系统软件的支持下，才能运行22计算机语言：即程序设计语言n程序要需要用某种形式（语言）来描述。现代

9、计算机的程序则是用计算机程序设计语言来描 述的。n从计算机诞生到今天，程序设计语言也在伴着 计算机技术的进步不断升级换代。n 机器语言 汇编语言 高级语 言23机器语言n一种CPU的指令系统，也称该CPU的机器语言，它是该 CPU可以识别的一组由0和1序列构成的指令码。n下面是某CPU指令系统中的两条指令： 1 0 0 0 0 0 0 0 （进行一次加法运算）1 0 0 1 0 0 0 0 （进行一次减法运算）n用机器语言编程序，就是从所使用的CPU的指令系统中 挑选合适的指令，组成一个完成特定任务的指令系列 。n计算机自动执行这个程序。24机器语言n这种程序虽然可以被机器直接理解和执行，却由

10、于它 们不直观，难记、难认、难理解、不易查错，只能被 少数专业人员掌握，同时编写程序的效率很低，质量 难以保证。n这种繁重的手工方式与高速、自动工作的计算机极不 相称。这种方式仅使用于计算机出现的初期(使用穿孔 纸带的时期)的编程（用有孔、无孔，分别代表1、0） 。现在已经不再使用。 25汇编语言n为减轻人们在编程中的劳动强度，20世纪50年 代中期人们开始用一些“助记符号”来代替0 ，1码编程。如前面的两条机器指令可以写为A+B A 或 ADD A，BA-B A 或 SUB A，Bn这种用助记符号描述的指令系统，称为符号语 言或汇编语言。26汇编语言n用汇编语言编程，程序的生产效率及质量都有

11、所 提高。但是汇编语言指令是机器不能直接识别、 理解和执行的。n用它编写的程序经检查无误后，要先翻译成机器 语言程序才能被机器理解、执行。这个翻译转换 过程称为“代真”。n代真后得到的机器语言程序称为目标程序 (object program)n代真以前的程序，称为源程序(source program) 。27高级语言n汇编语言和机器语言是面向机器的，不同类型的计算 机所用的汇编语言和机器语言是不同的。n1954年出现的FORTRAN语言以及随后相继出现的其它 高级语言，开始使用接近人类自然语言的、但又消除 了自然语言中的二义性的语言来描述程序。n这些高级语言使人们开始摆脱进行程序设计必须先熟

12、悉机器的桎梏，把精力集中于解题思路和方法上。高级语言源程序目标程序（二进制表示的 ）翻译28第 1章 C语言概述n一个C语言程序n程序与程序设计语言nC语言的发展历史与特点n实现问题求解的过程29本章要点n什么是程序？程序设计语言包含哪些功能 ？n程序设计语言在语法上包含哪些内容？n结构化程序设计有哪些基本的控制结构？nC语言有哪些特点？nC语言程序的基本框架如何？n形成一个可运行的C语言程序需要经过哪些 步骤？n如何用流程图描述简单的算法？301.1 C语言的发展历史与特点 n 历史 1972年：贝尔实验室的Dennis Ritchie在B 语言的基础上设计并实现了C语言。1978年：B.W

13、.Kernighan和D.Ritchie（简称 K int factorial(int n); scanf(“%d”, result = factorial(n); printf(“%dn”, result); return 0;int factorial(int n) int i, fact = 1;for(i = 1; i （大于）请对照一个C语言 程序来理解本页中 的概念50程序设计语言的语法n C语言的主要语法单位 （1）表达式: 运算符与运算对象组合就形成了 表达式。如，2 + 3 * 4 （2）变量: 变量也有数据类型，所以在定义变 量时要说明相应变量的类型。如: int i; （

14、3）语句: 语句是程序最基本的执行单位，程 序的功能就是通过对一系列语句的执行来实现 的。 （4）函数：定义一个函数，调用一个函数。 请对照一个C语言 程序来理解本页中 的概念51程序设计语言的语法其中，(3)语句：表达式语句：表达式加分号“;” 分支语句：实现分支控制过程 if (a b) x = a; else x = b;循环语句：实现循环控制的过程 sum = 0; /* 初始化sum和i */ i = 1; while (i int main(void) int i, sum = 0; for(i = 1; i = 100; i+) if (i%2 = 0) sum = sum +

15、i; printf(“%d“, sum); return 0; 59实现问题求解的过程3程序编译、连接编辑程序后，用该语言的编译程序对其进行 编译，以生成二进制代码表示的目标程序 (.obj)。与编程环境提供的库函数进行连接（Link） 形成可执行的程序(.exe)。编译程序指出语法错误 语法错误VS逻辑错误60实现问题求解的过程4运行与调试 经过编辑、编译、连接，生成执行文件后，就可以在编 程环境或操作系统环境中运行该程序。 如果程序运行所产生的结果不是你想要的结果，这是程 序的语义错误（逻辑错误）。调试：在程序中查找错误并修改错误的过程。 调试的方法n设置断点n单步跟踪调试是一个需要耐心和经验的工作，也是程序设计最基 本的技能之一。61开始结果语法 错误源程序 .c / .cpp目标程序 .obj可执行程序 .exe编辑编译连接运行连接 错误运行 错误C语言程序的调试、运行步骤62作业63