最新第01章-计算机与程序设计基础

应用软件（各种MIS系统、Office、 Photoshop等）
（1）操作系统
是计算机系统的核心软件，是用户与计算机的接口。 操作系统功能：处理机管理（CPU管理）、设备管理、存 储器管理、文件管理、作业管理（P7)。 目的是使各种资源之间能够相互配合，协调一致地工 作，提高计算机运行效率和用户使用效率。
• 喷墨打印机 这种打印机不用色带，而把墨水储存于可更换的盒子之 中，通过毛细管作用将墨水直接喷到纸上。喷墨打印机 的打印质量较高、噪音小，家庭环境中常选这种打印机。
• 激光打印机
激光式打印机是一种高精度、低噪声的页式打印机。先将打印的 图象转换成点阵图，再使用激光束把所有要打印的图像形成肉眼 看不到的电子潜像，然后再在打印纸上转印成像。
软件和硬件相辅相承，缺一不可。
计算机硬件系统的组成结构示意图

输入设备
内存
输出设备
运算器
控制器
CPU
1、运算器（ALU） 进行算术和逻辑运算的部件。
2、控制器（CU） 计算机指挥中心。控制和协调各部件自动、 连续、协调工作。
3、存储器 保存各类程序和数据信息。
4、输入设备 用于从外界将数据、命令输入到内存中。
2)存储器的一些概念
– 存储单元：字节（8位 二进制位）
– 存储单元地址
– 存储容量：存储设备 上可以存储数据的最 大数量，通常用字节 (Byte) 、 千 字 节 (KB) 、 兆字节(MB)和千兆字 节(GB)来衡量。
2）存储器的一些概念
•存储器采用字节（byte）作为计算机存储信息的基本 计量单位。
系统总线
数据总线（DB）：用于传输数据信息 地址总线（AB）：用于传输地址信息
控制总线（CB）：用于传输控制信息

第一章程序设计基础计算机就是一台能存储程序和数据并能自动执行程序的机器，计算机只所以能够自动完成一系列的工作是因为在计算机中存储了相应的程序。

程序是由人按照功能需求进行设计的，在进程序设计时需要一种特定人机能够共同识别的语言，这种语言就是计算机语言也叫程序设计语言。

人们使用程序设计语言编写程序的过程叫程序设计，在程序设计过程中所编写的代码称为程序。

§1.1 程序设计语言随着计算机的诞生，产生了程序，程序由指令组成，用来描述解决某一问题的步骤，程序设计语言是人们编写程序时所使用的指令系统，是书写程序的工具。

随着计算机技术的发展，程序设计语言也经历了由低级向高级发展的过程。

计算机语言按照其发展程度可划分为：机器语言、汇编语言、高级语言。

一、机器语言机器语言是用二进制代码表示指令系统的语言，用机器语言编写的程序称为机器语言程序。

在机器语言中，无论指令还是数据都是用二进制代码表示的，难以阅读、识别，如果出错，也难以检查和修改。

但机器语言与计算机的硬件密切相关，是计算机直接能够识别的语言，且速度快。

二、汇编语言汇编语言是用英文助记符表示指令系统的语言，它与机器语言一样与硬件密切相关，一条汇编语言指令对应一条机器语言指令，因此也是一种面向机器的语言。

但计算机不能直接识别汇编语言程序，须由汇编程序将其转换成机器语言之后才能执行，这个过程叫做汇编，汇编过程如图1-1所示。

经汇编而产生的机器语言程序称为目标程序（.OBJ）。

由于汇编语言接近于机器语言，因此执行速度快，常用于实时控制。

语言处理程序图1-1 汇编过程三、高级语言高级语言是一种接近于人类自然语言的程序设计语言，它按照人们的日常习惯，使用日常用语、数学公式和符号表示各种指令，一条语句相当于一条或多条指令。

用高级语言编写的程序称为高级语言源程序，计算机不能直接识别和执行，必须由一个承担翻译工作的语言处理程序把高级语言源程序翻译成机器能够识别的目标程序，这个处理程序称为翻译程序。

课程目标
• 掌握计算机系统的基本组成和工作原理。 • 掌握C 语言的特点、规则、语句和C 语言的基本算 法。 • 具有较强的阅读分析程序的能力。 • 理论与实践相结合，能运用算法编写基本的C 语 言程序。
第一章计算机及程序设计基础知识
• • • • 第一节 第二节 第三节 第四节 计算机系统组成及基本工作原理 微型机的系统结构 计算机中数据的表示及存储形式 计算机程序与算法
第一节计算机系统组成及基本工作原理
• 一、计算机系统概述 • 一个完整的计算机系统有硬件系统和软件系统 两大部分组成。 • 硬件系统指的是组成计算机的具体的物理设备 （看的见，摸得着的，举例）。
• 软件系统包括了计算机运行所需的各种程序及其 有关的文档资料。根据程序的不同用途，通常分 为系统软件和应用软件。
• 指令系统。计算机所能识别的所有基本指令的集合称为指 令系统。指令系统的丰富与否，决定了计算机对数据的运 算和处理能力的强弱。 • 程序。程序就是解题步骤的实现。
•
根据解决某一问题的过程和步骤，选用一条条 指令进行有序的排列，这一指令序列就是程序。
• 程序在计算机中的执行过程。计算机执行程序是 依规定顺序执行一条条指令，每一条指令的执行 都分为两个阶段：一是从存储器将指令码取到cpu 中；二是cpu对取入的指令进行分析译码，判断该 指令要做什么，然后向各部件发出完成该操作的 控制信号，使各部件产生相应的动作，这样就完 成了一条指令的执行过程。
• 存储器是计算机存储信息的“仓库”，所谓信息是指 计算机系统所要处理的数据和程序。 • 按照存储器和CPU的关系，被分为内部存储器（简称 内存）和外部存储器。 • 内存用来存放当前计算机运行立刻就需要的程序和数 据，内存的大小直接影响程序的运行效果。 • 内存的存取速度与CPU相当，它直接通过系统总线和 CPU相连；外存用来存放不立刻运行的程序和数据， 它可以和内存进行大量的信息交换，既可以将外存中 的信息调入内存进行运算，也可以将内存中处理过的 程序和数据写入外存，以便保存。

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面向对象程序设计技术中的基本概念
• 5、事件
– 导致某个对象的“操作”被执行的过程称为 事件。
– 某个事件发生时，对象所执行的操作称为事 件响应。
– 面向对象的程序设计语言为每一个对象都预 先定义了许多事件，一个事件发生时系统要 作何响应，需要由程序员根据具体功能来编 写相应的响应代码，该代码称做事件过程。
习题 1
• 1.1 什么是程序？什么是程序设计？ • 1.2 程序设计过程主要包括哪些步骤？各步骤的主要任
务是什么？ • 1.3 程序设计工作具有哪些特性？ • 1.4 怎样评价一个程序质量的好坏？ • 1.5 什么是解释型程序设计语言？什么是编译型程序设
计语言？ • 1.6 解释下列概念：对象，属性，方法，事件。 • 1.7 什么是算法？ • 1.8 简述算法与程序有什么关系？
• 严谨性
– 编制程序所使用的程序设计语言是上下文无关的 形式语言，需要程序员具有认真的工作作风和缜 密的逻辑思维能力等基本素质。
• 抽象性
– 要让计算机来求解现实世界中的某一实际问题， 程序员必须将该问题的求解方法和步骤进行归纳
2021年1和月7日抽象，用计算机能够6理解和执行的操作指令来
1.1.3 程序设计语言
三种基本结构
S1 S2 S3
图1.5 顺序结构
C
否 S2
是 S1
C 否 S1
(a)
(b)
图1.6 分支（选择）结构
2021年1月7日
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三种基本结构（续）
否 C
是 S
S 否C
(a)
(b)
图1.8 循环结构
2021年1月7日
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图1.7 使用多次判断的部分流程