[电脑基础知识]c语言教案

C语言程序设计 课程介绍 第一章 计算机组成与程序设计语言 内容提要 计算机组成及工作过程 机器语言程序设计 由低级语言到高级语言 C is the most beautiful language! C程序开发过程 计算机组成及工作过程 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. “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 关于二进制等进制问题 计算机硬件的组成 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 存储器按功能分为3大区域：程序存储区、数据存储区和栈 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：通用寄存器和专用寄存器。 熟悉两个专用寄存器： (1)累加器A：与算术逻辑运算器ALU一起完成各种运算 (2)程序计数器PC：寄存指令的地址，CPU通过PC取来一条指令执行时，PC便“指向”下一条指令，即PC的值变为下一条将要执行的指令的地址。除非遇到转移指令或子程序调用指令，CPU都是通过PC顺序地提取指令。 机器内部执行程序的过程示例 程序是一组指令，指令联系着存储器和CPU，每条指令有操作码，有的指令有操作数，指令存储在程序存储区，操作数存储在数据存储区。 例：求和程序y=3+4所包含的指令如下： 机器语言程序设计 对计算机而言：它的各个硬件部分存在的意义和相互的联系通过指令来体现。 对程序设计而言：计算机就是指令系统。 用机器语言进行程序设计： 首先要熟悉计算机的指令系统，熟悉每一条指令的含义及用法。 设计算法，根据算法编写程序。 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。 一台模型机的指令系统 编程计算：y=ax2+bx+c 子程序调用中涉及的几个概念 入口地址：第一条指令在程序存储区中的地址。 中断：一个程序在执行过程中去执行另一个程序。 断口地址：程序中断时的下一条指令的地址。 保护现场：程序中断时，有些寄存器存放着中间结果，将寄存器中的中间结果放入某地(堆栈)暂存。 恢复现场 ：子程序执行完毕，再将主程序的中间结果放回寄存器。 子程序调用过程 第1步：将主程序的断口地址压入堆栈保存。 第2步：将子程序的入口地址送入PC。 第3步：进入子程序后，首先保护主程序现场。 第4步：执行子程序。 第5步：子程序执行完毕，恢复主程序现场。 第6步：将主程序的断口地址从栈顶送回PC。 y=ax2+bx+c 方法一的清单 及执行过程见动态演示。 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 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) 高级语言的发展： (1)从早期语言到结构化程序设计语言 (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 第一种结构化程序设计语言：Pascal语言(1970年) 高级语言的种类有数百种，比较熟悉的有： Fortran、Basic、Pascal、C、FoxBASE、FoxPro、Lisp、 Prolog 、C++、Java、C#等 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) 程序设计语言是进行程序设计的工具，是计算机全部指令的集合；而任何计算机程序都需要用程序设计语言来编写，是为实现某个算法从该语言中选择所需要指令组成的集合。 (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) C is the most beautiful language! C 语言最早的原型是 ALGOL 60 1973 年，AT&T