第01单元_C语言概论.ppt

1、第一单元 C语言概论,C 语言程序设计,开始学习前的问题,为什么要学习C语言程序设计？ 怎样学习C语言程序设计？ 怎样算学好了C语言程序设计？,开始学习前的问题,为什么要学习C语言程序设计？ 答： 1、计算机语言是利用好计算机的基本途径、是将计算机区别于“计算器”的途径； 2、C语言是一种比较适合于工科应用的计算机语言； 3、以后的学习和工作中必定要使用计算机辅助； 4、会用C语言是人生的一种技能； 5、学好了C语言，学习其他计算机语言会很容易； 6、学习新知识本身就应该是一种乐趣。,开始学习前的问题,怎样学习C语言程序设计？ 答： 1、学好基础 2、多多练习 3、多思考、多提问、主动使用计算

2、机解决实际问题 4、兴趣最重要，要将学习C语言当做一种有趣的行为,开始学习前的问题,怎样算学好了C语言程序设计？ 答： 1、会看懂C语言程序是已入皮毛 2、会写正确的C语言程序是基本入门 3、会用C语言程序解决一些实际问题是基本掌握 4、用规范的C语言代码写通用算法是掌握了C语言 5、用规范的C语言代码写成库供第三人使用算是熟练 6、用规范的C语言代码、模块化的思想、遵守软件工程的规范写成商业软件算是精通了。,主要内容,计算机发展简史（了解） 计算机组成（理解） 计算机数值表示（掌握） 计算机软件系统（了解） 计算机程序语言(了解) C语言（掌握） 参考教材：杨健霑C语言程序设计 参考教材：康

3、卓 大学计算机基础 武汉大学出版社 参考资料：适普公司技术人员内部培训计算机相关知识,1、计算机发展简史,1、计算机发展简史,硬件技术对计算机更新换代的影响,1、计算机发展简史,台式机,便携机（笔记本电脑）,平板电脑,智能手机，PDA,2、计算机硬件组成,算术运算 逻辑运算,存放数据 和程序,将信息转换成机 器能识别的形式,将结果转换成 人们熟悉的形式,指挥程序 运行,冯诺依曼 计算机硬件框图,2、计算机硬件组成,现代计算机硬件框图,2、计算机硬件组成,（1）运算器ALU: Arithmetical and Logical Unit 功能:算术运算和逻辑运算。运算器中的数据来自内存,运算的结果

4、又送回内存。,（2） 控制器（CU：Control Unit） 功能:控制计算机各部件协调地工作。 工作过程:从内存中取出指令，译码分析，根据指令的功能发出控制信号。当各部件执行完控制器发来的命令后，都会向控制器反馈执行的情况。,运算器和控制器组成中央处理单元，即CPU(Central Processing Unit) 。,CPU,2、计算机硬件组成,（3）存储器（Memory） 存放程序和数据的记忆装置。使用时，对存储器 有两种操作： 读操作：从存储器中取出信息，不破坏原有的内容。 写操作：把信息写入存储器，原来的内容被抹掉。,存储器通常分为：内存、辅存。,2、计算机硬件组成,内存储器：简称

5、内存（又称主存），是计算机中信息交流中心。内存与运算器、控制器和输入、输出设备间直接进行数据交换。 特点：容量小、存取速度快、断电后数据丢失。,2、计算机硬件组成,辅存：用来存储大量暂时不参与运算的数据程序及运算结果。外存不与其他部件直接交换数据，只是与内存成批的交换信息。,特点：容量大、存取速度慢、断电后数据不丢失。常见的 外存设备：软盘、硬盘、U盘、光盘、磁带等。,硬盘,U盘,磁带机,2、计算机硬件组成,（4）输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等。,（5）输出设备：显示器、打印机、绘图仪和音响等。,显示器,打印机,耳机,2、计算机硬件组成,主板,主板是微机最基本的也是最重要的部件之一。主

6、板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。 现在很多微机主板也集成了网络芯片、声卡芯片甚至显示芯片,2、计算机硬件组成,显卡,视频卡,硬盘,内存,CPU,显示器,耳麦,键盘,鼠标,3、计算机数值表示,计算机内部的数据全部是以二进制表示，这是由于： 电路简单，物理上容易实现，可靠性高。 运算简单，通用性强。,有电压为 1 没电压为 0,3、计算机数值表示,一位二进制加法的硬件实现：,3、计算机数值表示,数值表示的有关概念 数制：数制是以表示数值所用的数字符号的个

7、数来命名的，并按一定进位规则进行计数的方法,是人们利用符号来记数的科学方法。通常引入：二进制、四进制、八进制和十六进制。 数码：进位计数系统中使用的数字符号。（十进制：09，二进制0，1，八进制07） 基数：数制中所使用的数码的个数。例如：十进制的基数是10,八进制的基数是8。,3、计算机数值表示,权：数制每一位所具有的值。例如十进制数3465.032 3 4 6 5 . 0 3 2 10 10 10 10 10-1 10-2 10-3 3位权 2位权 1位权 0位权 位权与基数的关系：位权的值等于基数的若干次幂 进位计数制的计数原则：逢基数进一 任何一种数制表示的数都可以写成按位权展开的多项

8、式之和,3、计算机数值表示,书写规则： 在数字后面加写相应英文字母作为标识： B(Binary) - 二进制1100可表示为1100B O(Octonary) - 八进制172可表示为172O D(Decimal)- 十进制95可表示为95D H(Hexadecimal)-十六进制6FA2可写成6FA2H 在括号外面加数字下标： (100)2 - 二进制 (100)8 - 八进制 (100)10 - 十进制 (100)16 -十六进制,3、计算机数值表示,常用计数制比较,3、计算机数值表示,在R进位计数中，任意一个数值均可以表示为如下形式： a na n-1a n-2 a 2a 1a 0 .

9、a -1 a -2 a a -m 其值为： N = a n Rn a n-1 Rn-1 a n-2 Rn-2 a 2 R2 a 1 R1a0 R0 a-1 R-1 a-2 R-2 a -m R-m 每位上的数值 = 该位上的数码 该位的位权 其数值为多项式的和 这种多项式的表示方法称为“位权展开求和”法。,3、计算机数值表示,例： 十进制数 1 9 9 8 . 2 1 5 各位的权 10 10 10 10 10-1 10-2 10-3 数值为： (1998.215)10 = 110 + 910 + 910 + 810 + 210-1 + 110-2 + 510-3,3、计算机数值表示,不同进制

10、数间的转换：R进制数与十进制数之间的转换，（R进制包括：二进制、八进制、十六进制） R进制转换为十进制：使用“位权展开式求和”的方法 例如：(1101.011)2 = 12 + 12 + 02 + 12 + 02-1 + 12-2 +12-3 = (13.375)10,3、计算机数值表示,十进制转换为R进制：整数和小数分别进行转换，再组合起来。 整数部分的转换:采取除R取余法 小数部分的转换:采取乘R取整法,3、计算机数值表示,计算机中正负数的表示： 数据在内存中是以二进制形式存放的 例如：3 (0000000000000011)2 要区别：3 和 3 方法是：将符号也数码化，并且将其放在第一

11、位。 正的符号 用 0 表示 负的符号 用 1 表示 数值是以补码表示的。 正数的补码和其原码的形式相同。 负数的补码：将该数的绝对值的二进制形式，按位取反再加1 ，因此有如下表示： 3（11111111111111101 )2,4、计算机软件系统,软件是指为了运行、管理和维护计算机而编 制的各种程序、数据、文档的总称。 计算机软件按功能分为系统软件和应用软件。,4、计算机软件系统,系统软件：控制计算机的运行，管理计算机的各种资源，为应用软件提供支持和帮助的软件。 操作系统：操作系统是对计算机的硬件和软件资源进行控制和管理的程序，是系统软件的核心,Windows,LINUX-Ubuntu,DO

12、S,Mac OS X,4、计算机软件系统,数据库管理程序：利用数据库系统可以有效地保存和管理数据，并利用这些数据得到各种有用的信息。 工具软件（服务性程序）：在系统开发和系统维护时使用的工具。工具软件包括编辑、链接程序，计算机测试和诊断程序，数据库管理软件及网络软件等。 应用软件：应用软件是为解决某种专门问题而设计的软件。它包括应用软件包和面向问题的应用软件，以及为解决科研及生产中的实际问题而由用户设计的应用程序（如：办公软件、游戏娱乐软件等）均属于应用软件，特别的病毒也是一种恶意的应用软件。,5、计算机中的程序语言,计算机语言： 机器语言：由0、1代码组成、能被机器直接识别。优点是编程质量高

13、，执行速度快；缺点是不易学习和修改，可移植性差、通用性差。,计算 ax2 + bx + c 程序清单,5、计算机中的程序语言,计算机语言： 汇编语言：采用助记符代替机器语言中的指令和数据。面向机器，速度快；占用存储空间小，但是必须通过汇编程序翻译成机器语言。缺点同样是通用性和可移植性差。 mov ax,1 mov bx,1 add ax,bx 高级语言：接近自然语言，由各种意义的“词”和“数学公式”按照一定的“语法规则”组成。优点是面向问题，而不是面向机器；同时易学易改、通用性、可移植性强；常见的高级语言如C+、Java、C#等。,5、计算机中的程序语言,语言处理：将高级语言编写的程序翻译成机

14、器语言的翻译程序。 将高级语言程序翻译成与之等价的机器语言程序时，前者称为“源程序”，后者称为“目标程序”。 翻译有两种方式：编译方式、解释方式。 编译方式：将高级语言源程序通过编译程序翻译成机器语言目标代码，再连接装配得到执行程序并运行。 解释方式：通过解释程序对高级语言源程序进行逐行解释，解释一句执行一句，不产生机器语言目标代码,5、计算机中的程序语言,图 编译过程,图 解释过程,便于对源程序进行调试和修改,但处理过程较慢。,作业： 1、组成计算机的核心单元有哪三个？ 2、计算机内部用哪种数值表示方法？ 3、分别将十进制 +256 、+255转换为二进制、八进制、十六进制数。 4、将 -2

15、56、-255用计算机二进制表示（提示：补码）。,6、C语言,计算机高级语言 “C语言”,语言的诞生与发展 （1）在C语言诞生以前，系统软件主要是用汇编语言编写的。由于汇编语言程序依赖于计算机硬件，其可读性和可移植性都很差；但一般的高级语言又难以实现对计算机硬件的直接操作（这正是汇编语言的优势），于是人们盼望有一种兼有汇编语言和高级语言特性的新语言。 （2）语言是贝尔实验室于70年代初研制出来的，后来又被多次改进，并出现了多种版本。80年代初，美国国家标准化协会（ANSI），根据语言问世以来各种版本对语言的发展和扩充，制定了ANSI C标准（1989年再次做了修订）。 本课程以ANSI C新标

16、准来讲解。,6、C语言,6、C语言,（3）在微机上通常使用的语言编译系统有Turbo C 、Borland C、Visual c+等。 为了易于以后的c+过渡，本课程上机采用vc+6.0环境。,6、C语言,C语言的特点 C语言同时具有汇编语言和高级语言的优势。 （1）语言简洁、紧凑，使用方便、灵活。 （2）运算符极其丰富。 （3）生成的目标代码质量高，程序执行效率高。 （4）可移植性好（较之汇编语言）。 （5）可以直接操纵硬件。,C语言程序的基本结构,简单的C语言程序介绍,【例】在屏幕上显示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上显示Hello World!，(ex1-2.c)

17、*/ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,6、C语言,简单的C语言程序介绍,【例】在屏幕上显示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上显示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,注释部分 以增加程序的可读性。,6、C语言,简单的C语言程序介绍,【例】在屏幕上显示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上显示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #incl

18、ude void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,预处理命令 程序中包含某一文件内容。 “stdio.h”为标准输入输出函数头文件名。,6、C语言,简单的C语言程序介绍,【例】在屏幕上显示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上显示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,函数 C程序由函数组成；一个C程序至少有一个主函数（main函数）。,6、C语言,简单的C语言程序介绍,【例】在屏幕上显示一行文字：“

19、Hello World!”。,/* 在屏幕上显示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,函数说明 说明函数类型、函数名和函数参数。,6、C语言,简单的C语言程序介绍,【例】在屏幕上显示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上显示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,函数体 包括变量说明和语句执行部分。,6、C语言,简单的C语言程序介

20、绍,【例】在屏幕上显示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上显示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定义主函数 */ printf(Hello World!n); ,函数调用语句 格式输出函数printf( )。 输出“Hello world!”。,程序运行结果： Hello World!,6、C语言,1. 函数是语言程序的基本单位。 main()函数的作用，相当于其它高级语言中的主程序；其它函数的作用，相当于子程序。,2. C语言程序总是从main()函数开始执行。 一个语言程序，总是从main()函数开始执行，

21、而不论其在程序中的位置。当主函数执行完毕时，亦即程序执行完毕。 习惯上，将主函数main()放在最前头。,6、C语言,3、源程序书写格式 1.所有语句都必须以分号；结束，函数的最后一个语句也不例外。 2.程序行的书写格式自由 既允许1行内写几条语句，也允许1条语句分写在几行上。 3.允许使用注释 C语言的注释格式为： /* */ （1） /* 和 */ 必须成对使用，且 / 和 * 、以及*和/之间不能有空格，否则都出错。,6、C语言,技巧： 1）为避免遗漏必须配对使用的符号，例如注释符号、函数体的起止标识符（花括号）、圆括号等等，在输入时，可连续输入这些起止标识符，然后再在其中进行插入来完成

22、内容的编辑。在起止标识符嵌套时，以及相距较远时，这样做更有必要。 2）注释的位置，可以单占一行，也可以跟在语句的后面。 3）如果一行写不下，可另起一行继续写。 4）注释中允许使用汉字。在非中文操作系统下，看到的是一串乱码，但不影响程序运行。 5）使用/可以在一行内注释。例如: printf(max=%d,c); / 输出c的值,6、C语言,C语言的语句和关键字,（一） C语言的语句 语言也是利用函数体中的可执行语句，向计算机系统发出操作命令。按照语句功能或构成的不同，可将语言的语句分为五类。 1.控制语句 控制语句完成一定的控制功能。语言只有条控制语句，又可细分为三种： （ 1）选择结构控制语

23、句 if()else, switch() （2）循环结构控制语句 dowhile(), for(), while(), break, continue （3）其它控制语句 goto, return,6、C语言,2. 函数调用语句 函数调用语句由一次函数调用加一个分号（语句结束标志）构成。 例如，printf(This is a C function statement.); 3. 表达式语句 表达式语句由表达式后加一个分号构成。最典型的表达式语句是，在赋值表达式后加一个分号构成的赋值语句。 例如，num=5 是一个赋值表达式，而num=5;却是一个赋值语句。 4. 空语句 空语句仅由一个分号构

24、成。显然，空语句什么操作也不执行。,6、C语言,5. 复合语句 复合语句是由大括号括起来的一组（也可以是1条）语句构成。例如： main() /*复合语句。注意：右括号后不需要分号。*/ 复合语句的性质： （1）在语法上和单一语句相同，即单一语句可以出现的地方，也可以使用复合语句。 （2）复合语句可以嵌套，即复合语句中也可出现复合语句。,6、C语言,（二） 关键字 C语言的关键字共有32个，根据关键字的作用，可分其为数据类型关键字、控制语句关键字、存储类型关键字和其它关键字四类。 （1）数据类型关键字（12个）：char, double, enum, float, int, long, short, signed, struct, union, unsigned, void （2）控制语句关键字（12个）：break, case, continue, default, do,