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1、教材、参考书与课时安排,教材 C语言程序设计教程 王敬华编著 清华大学出版社 参考书 C语言程序设计教程习题解答与实验指导 王敬华编著清华大学出版社 C语言程序设计教程 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 ：54学时 上机 ：36学时,学习要求及成绩构成,学习要求 课前请做好预习，课后请做好复习 保持课堂安静，头脑清醒，思维活跃 认真、独立、按时完成并提交作业 重视上机实践，有效利用宝贵的上机时间 成绩构成 平时考勤：10% 平时作业：10% 平时上机：20% 期末考试：上机考10%+笔考50%,第1章：C语言程序设计预备知识,学习的意义,1、什
2、么是计算机？,计算机是以逻辑部件为物质基础，能够对信息进行自动处理的机器。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统来实现的,2、何为“信息”？,“信息”包括的范围很广，它可以是数字、文字、图像、声音等,3、计算机中如何表示“信息”？,不管哪种类型的信息在计算机中最终都是以二进制数据信息来表示和处理,101010111111.,4、什么是C语言？,结论：,C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。,除了： 了解计算机硬件系统的组成（因为硬件是软件的物质基础）。 了解计算机软件系统的组成（因为软件是硬件的灵魂）。 更重要的是：了解
3、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，另外就是数据在计算机中是如何存储的 。,学好C语言必须掌握的基础知识！,学习目标,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转换方法； 掌握机器数的表示形式和表示范围，特别是补码表示形式； 掌握补码的加、减运算方法； 掌握二进制数的位运算方法；,这些是更好地理解和掌握C语言数据类型（第3章）的基础。,学习内容,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、十六进制） 机器数的表示形式及其表示范围（原码、补码、反码） 二进制数的位运算（与、或、非、异或） 本章小结,1.1
4、 计算机系统组成及工作原理简介,计算机系统,硬件系统,软件系统,运算器,控制器,存储器,输入设备,输出设备,内存,外存,CPU,主机,外围设备,系统软件,应用软件,硬件是指构成计算机的物理装置，看得见、摸得着，是一些实实在在的有形实体,软件是指计算机程序及有关程序的技术文档资料,硬件系统的基本组成及工作原理,(1) 运算器 (ALU-Arithmetic Logic Unit ),运算器又称算术逻辑部件，简称ALU，是计算机用来进行数据运算的部件。数据运算包括算术运算和逻辑运算，后者常被忽视，但恰恰是逻辑运算使计算机能进行因果关系分析。一般运算器都具有逻辑运算能力,(2) 控制器 (Contr
5、oller),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。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。上述过程周而复始，保证了计算机能自动、连续地工作,一般把运算器和控制器做在一块集成电路芯片上，称为中央处理器，简称为CPU（Central Processing Unit）。它是计算机核心和关键，计算机的性能主要取决于CPU。,(3) 存储器 (Memory),存储器是计算机中具有记忆能力的部件，用来存放程序或数据。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
6、混淆 。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令或数据的装置。,存储器可分为两大类：即内存储器和外存储器。,内存储器简称内存，又称主存，是CPU能根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，由半导体器件制成。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内存地址。内存的特点是存取速度快，基本上能与CPU速度相匹配。 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
7、。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。,(4) 输入设备 (Input Device ),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、扫描仪、手写板、数码相机、摄像头等。,(5) 输出设备 (Output Device),输出设备正好与输入设备相反，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、绘图仪等。,计算机的工作原理：,各种各样的信息，通过输入设备，进入计算
8、机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把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。,软件系统的组成及分类,软件是指计算机程序及有关程序的技术文档资料。两者中更为重要的是程序，它是计算机进行数据处理的指令集，也是计算机正常工作最重要的因素。在不太严格情况下，认为程序就是软件。,根据软件用途将其分为两大类：系统软件和应用软件,(1) 系统软件,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。这类软件一般与具体应用无关，是在系统一级上提供的服务。系统软件主要包括以下两类：一类是面向计算机本身的软件，如操作系统、诊断程序等。另一类是面向用户的软件，如
9、各种语言处理程序（象BC、VC等）、实用程序、字处理程序等。,(2) 应用软件,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，它必须在操作系统的基础上运行。如财务报表软件、数据库应用软件等。初学C语言的读者主要任务是学习如何编写应用软件。,软件与硬件的关系,硬件与软件是相互依存的，软件依赖于硬件的物质条件，而硬件则需在软件支配下才能有效地工作。在现代，软件技术变得越来越重要，有了软件，用户面对的将不再是物理计算机，而是一台抽象的逻辑计算机，人们可以不必了解计算机本身。可以采用更加方便、更加有效地手段使用计算机。从这个意义上说，软件是用户与机器的接口。,1.2 进位计数制及其转换
10、,数码、基与权 数码：表示数的符号 基数：数码的个数 权 ：每一位所具有的值 数制,十进制：4956= 410+910 +510+610,二进制：1011=12+02 +12+12,十六进制：81AE=816+116 +1016+1416,八进制：4275=48+28 +78+58,进制之间的相互转换 二进制、八进制、十六进制转换成十进制 方法：按权相加,进制之间的相互转换 二进制、八进制、十六进制转换成十进制 方法：按权相加,十进制转换成二进制、八进制、十六进制,步骤：首先进行整数部分转换，然后进行小数部分转换。 （1）整数部分转换 原理：,方法：连续除以基，从低到高记录余数，直至商为0,整
11、数部分转换举例,（2）小数部分转换,原理： 方法：连续乘以基，从高到低记录整数部分，直至结果的小数部分为0 在十进制的小数部分转换中，有时连续乘以2不一定能使小数部分等于0，这说明该十进制小数不能用有限位二进制小数表示。这时，只要取足够多的位数，使其误差达到所要求的精度就可以了。,二进制八进制 方法：从小数点开始，分别向左、右按3位分组转换成对应的八进制数字字符，最后不满3位的，则需补0。,二进制、八进制、十六进制之间的转换,000 0 001 1 010 2 011 3 100 4 101 5 110 6 111 7,例 将二进制数(1101101.10101)2转换成八进制数,所以 (11
12、01101.10101)2 (155.52)8,二进制数： 001 101 101 . 101 010,八进制数：,八进制二进制 方法：将每位八进制数用3位二进制表示即可 。,二进制、八进制、十六进制之间的转换,000 0 001 1 010 2 011 3 100 4 101 5 110 6 111 7,例 将八进制数(345.64)8转换成二进制数,所以 (345.64)2 (11100101.1101)2,八进制数： 3 4 5 . 6 4,二进制数：,二进制十六进制 方法：从小数点开始，分别向左、右按4位分组转换成对应的十六进制数字字符，最后不满4位的，则需补0。,二进制、八进制、十六
13、进制之间的转换,例 将二进制数(1101101.10101)2转换成16进制数,所以 (1101101.10101)2 (6D.A8)16,二进制数： 0110 1101 . 1010 1000,十六进制数：,0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 1010 A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F,十六进制二进制 方法：将每位十六进制数用4位二进制表示即可 。,二进制、八进制、十六进制之间的转换,例 将十六进制数(A9D.6C)16转换成二进制数,所以 (A9D
14、.6C)2 (101010011101.011011)2,十六进制数： A 9 D . 6 C,二进制数：,0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 1010 A 1011 B 1100 C 1101 D 1110 E 1111 F,请问.? (9FDA.4B)16 = (_)8 (256)7 = (_)6,1.3 机器数的表示形式及其表示范围,真值与机器数 真值：一个带符号数由两部分组成：一部分表示数的符号，另一部分表示数的数值。一般，直接用正号“”和负号“”来表示符号的二进制数，叫做符号数的真
15、值。 机器数：计算机中的数是用二进制来表示的，数的符号也是用二进制来表示的。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。 一般用最高有效位来表示数的符号，正数用0表示，负数用1表示。,1.3 机器数的表示形式及其表示范围,原码 原码又称为“符号-数值表示”。在以原码形式表示的正数和负数中，第1位表示符号位，对于正数，符号位记为0，对于负数，符号位记为1，其余各位表示数值部分。,例：N1 +10011 N2 -01010 N1原 010011 N2原 101010,根据上述原码形成规则，一个n位的整数N（包含一位符号位）的原码一般表示为：,1.3 机器数的表示形式及其表示范围,原码,对于这样的n位整数其原码表示的数的范围为： (2n-11) (2n-1 1)。,对于定点小数，通常小数点定在最高位的左边，这时数值小于1。定点小数原码一般表示为：,对于这样的m位小数(含一符号位)其原码表示数的范围为： (1 2-(m-1) (1 2-(m-1)。,1.3 机器数的表示形式及其表示范围,原码,总结： 当N为正数时，N原和N的区别只是增加一位用0表示的符号位。由于在数的左边增加一位0对该数的数值并无影响，所以N原就是N本身。 当N为负数时，N原和N的
