[工学]02275 计算机基础与程序设计总结.doc
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1、(02557)计算机基础与程序设计总结申明:此教材来自网络,只作为大家学习用,不能用于任何商业用途,如果想要用作商业用途,请联系原作者第一章 计算机及程序设计基础知识一、计算机系统组成与工作原理 计算机的基本结构 代表数据流 代表控制流(1)冯诺依曼结构有3条重要的设计思想: 计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成; 以二进制的形式表示数据和指令; 程序和数据预先存入存储器中,使计算机在工作中能自动地从存储器中取出程序指令。(2)计算机的工作原理指令:是能被计算机识别并执行的二进制代码,它规定了计算机能完成的某一种操作。一条指令通常由如下两个部分组成:操作码:它是指明
2、该指令要完成的操作。操作数:它指操作对象的内容或者所在的单元格地址。指令系统:某一台计算机所能识别的所有指令的集合。程序:一系列指令的有序集合。二、计算机系统组成1.中央处理器(CPU)是计算机的核心部件,由运算器和控制器构成。运算器 又称算术逻辑部件,主要功能是完成对数据的算术运算、逻辑运算和逻辑判断等操作。控制器 是整个计算机的指挥中心,发出各种控制信号,指挥计算机各部分工作。2.存储器(Memory)用来存储程序和数据,存储器可分为两大类:内存储器和外存储器(1)内存储器简称内存,可以与CPU直接交换数据,特点是:容量小、速度快,但价格贵。内存一般分为ROM和RAM。ROM:只读存储器,
3、一种只能读取数据不能写入数据的存储器,断电后,ROM中的信息不会全丢失。RAM:随机访问存储器,一种既能读取数据又能能写入数据的存储器,断电后,RAM中的信息不会全丢失。用户直接使用的内存是RAM,通常说的内存大小也是指RAM。有关存储器的概念地址:存储器由若干单元组成,每个单元有一个唯一的编号,成为地址。位(bit):二进制数据中的一个位,简写为b,音译为比特,是计算机存储数据的最小单位。字节(Byte):是计算机数据处理的最基本单位,简记为B,每个字节由8个二进制位组成,即1B=8bit。字(Word):一个字通常由一个或若干个字节组成。字(Word)是计算机进行数据处理时,一次存取、加工
4、和传送的数据长度。字长越长,计算机性能越好。数据的换算关系:1Byte=8bit 1KB=1024B=210B 1MB=1024KB=220B1GB=1024MB=230B 1TB=1024GB=240B (2)外存储器(简称外存)又称辅助存储器,主要用于保存暂时不用但又需长期保留的程序或数据。如软盘、硬盘、光盘等3.输入设备:键盘、鼠标、扫描仪、条形码读入器等。4.输出设备:显示器、打印机、绘图仪等。三、微型计算机的结构组成1.总线:是计算机各种功能部件之间传送信息的公共信号线和相关的控制逻辑电路。计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址和控制信号。输入
5、输出设备(I/O设备)需要通过I/O接口与系统总线再与CPU相连。四、各种进制数之间的转换 1二、八、十六进制数转换为十进制数(1)二进制数转换成十进制数:以2为基数按权展开并相加。例:(1101100.111)2=12612512312212-112-212-3=6432840.50.250.125=(108.875)10(2)八进制数转换为十进制数:以8为基数按权展开并相加。例:(652.34)8=68258128038-148-2=3844020.3750.0625=(426.4375)10(3)十六进制数转换为十进制数:以16为基数按权展开并相加。例: (19BC.8)16=11639
6、162B161C160816-1=40962304176120.5=(6588.5)102十进制转换为二进制数(1)整数部分的转换:采用的是除2取余法。结果为:(126)10(1111110)2(2)小数部分的转换:采用乘2取整法。例:将十进制数(0.534)10转换成相应的二进制数。结果为:(0.534)10(0.10001)2分析:对于这种既有整数又有小数部分的十进制数,可将其整数和小数分别转换成二进制数,然后再把两者连接起来即可。十进制整数转换为八进制方法:除8取余。 十进制整数转换为十六进制方法:除16取余。3八进制与二进制数之间的转换(1)八进制转换为二进制数转换原则是“一位拆三位”
7、,即把一位八进制数对应于三位二进制数,然后按顺序连接即可。例:将(64.54)8转换为二进制数。 6 4 . 5 4 110 100 . 101 100结果为:(64.54)8(110100.101100)2(2)二进制数转换成八进制数转换原则是“三位并一位”,即从小数点开始向左右两边以每三位为一组,不足三位时补0,然后每组改成等值的一位八进制数即可。例:将(110111.11011)2转换成八进制数。 110 111 . 110 110 6 7 . 6 6结果为:(110111.11011)2(67.66)84二进制数与十六进制数的相互转换(1)二进制数转换成十六进制数二进制数转换成十六进制
8、数的转换原则是“四位并一位”,即以小数点为界,整数部分从右向左每4位为一组,若最后一组不足4位,则在最高位前面添0补足4位,然后从左边第一组起,将每组中的二进制数按权数相加得到对应的十六进制数,并依次写出即可;小数部分从左向右每4位为一组,最后一组不足4位时,尾部用0补足4位,然后按顺序写出每组二进制数对应的十六进制数。例:将(1111101100.0001101)2转换成十六进制数。 0011 1110 1100 . 0001 1010 3 E C . 1 A结果为:(1111101100.0001101)2(3EC.1A)16(2)十六进制数转换成二进制数转换原则是“一位拆四位”,即把1位
9、十六进制数写成对应的4位二进制数,然后按顺序连接即可。例:将(C41.BA7)16转换为二进制数。 C 4 1 . B A 7 1100 0100 0001 . 1011 1010 0111结果为:(C41.BA7)16(110001000001.101110100111)2五、带符号数在计算机中的表示1.原码的表示一个数X的原码表示为:符号位用0表示正,用1表示负;数值部分为X的绝对值的二进制形式。例如:当X1100001时,则X原01100001。当X1110101时,则X原11110101。在原码中,0有两种表示方式:当X0000000时,X原00000000。当X0000000时,X原
10、10000000。2.反码的表示一个数X的反码表示方法为:若X为正数,则其反码和原码相同;若X为负数,在原码的基础上,符号位保持不变,数值位各位取反。例如:当X1100001时,则X原01100001,X反01100001。当X1100001时,则X原11100001,X反10011110。在反码表示中,0也有两种表示形式:当X0时,则X反00000000。当X0时,则X反10000000。3.补码的表示一个数X的补码表示方式为:当X为正数时,则X的补码与X的原码相同;当X为负数时,则X的补码,其符号位与原码相同,其数值位取反加1。例如:当X1110001,X原01110001,X补01110
11、001。当X1110001,X原11110001,X补10001111。在补码表示中,0有唯一的编码:则0补00000000。在微型计算机中,带符号数一般以补码形式存储。六、程序设计语言程序设计语言包括机器语言、汇编语言和高级语言。1.机器语言:以二进制指令代码表示的指令集合,是计算机能直接识别和执行的语言。2.汇编语言:用助记符来表示指令的符号语言。用汇编语言编写的程序要经汇编程序翻译后得到的机器语言的目标程序后才能执行。3.高级语言:是一种接近于人们自然语言与数学语言的程序设计语言。高级语言程序的翻译方式有两种:(1)编译方式结果编译程序机器语言程序编译高级语言源程序可执行程序连接程序连接
12、执行(2)解释方式:对源程序按语句执行的动态顺序进行逐句分析,边翻译边执行,直至程序结束,不生成目标程序。七、算法:用计算机解决一个实际问题的方法和步骤的描述。 算法应具备的五个性质:(可能出多选题) 1.算法应在有限步骤内结束。2.组成算法的规则必须是清楚、准确、无误的,没有二义性。3.有零个或多个输入,有一个或多个输出。4.算法的每一步骤都应当有效地执行,并得到确定的结果。5.算法应是一套描述规则所组成的准确完整的过程。八、结构化程序设计思想1.使用顺序结构、选择结构、循环结构以及他们的组合来组织一个程序,各个结构之间只有一个人口一个出口。2.采用自顶向下逐步求精的方法编写程序。第二章 关
13、于C语言的基本知识第一节 C语言概述一、C程序构成的特点:(教材P22-24) 1.程序是由若干个函数构成的。 每个程序有且仅有一个主函数。 2.程序的执行总是从主函数开始,并在主函数中结束。主函数和其它函数的位置是任意的。其它函数总是通过函数调用语句被执行。3.主函数可以调用任何其它函数;任何其它函数都可以相互调用,但不能调用主函数。二、Turbo C 2.0上机步骤第二节 C语言的数据类型一、C语言的数据类型与变量 1.C语言的数据类型2.变量变量的基本数据类型数据类型数据类型符占用字节数数值范围整型int2(或4)同短整型(或长整型)短整型 short2-32768+32767 (-21
14、5215-1)长整型 long4-2147483648+2147483647 (-231231-1)无符号整型unsigned int2(或4)同无符号短整型(或长整型)无符号短整型 unsigned short2065535 (0216-1)无符号长整型 unsigned long404294967295 (0232-1)单精度实型 float4-10381038(保留7位有效数字)双精度实型 double8-1030810308(保留11位有效数字)字符型 char1-128+127二、C程序中的常量1.整型常量 在语言中,整型常量有三种书写形式:()十进制整数:由数字09和正负号表示。如
15、:0、-111、+15、21等。()八进制整数(在前面0). 00 、-0111、+015、021。()十六进制整数(在前面0x)。 例如 0x0 、-0x111、+0xff、0x2d。说明:2、整型常量在一般微型机中占用2个字节,数值范围都是十进制的-32768+32767。长整型常量(在整数的末尾字母“L”):例如0L(十进制)、-0111L(八进制)、+0x15L(十六进制)2 .实型常量 实型常量只使用十进制,它的书写形式有两种:(1)十进制数形式:(必须有小数点) 如0.123, .123, 123.0, 0.0, 123.(2)指数形式:(e或E之前必须有数字;指数必须为整数)如1
16、2.3e3 ,123E2, 1.23e4 , e-5 , 1.2E-3.5 说明:实型常量在一般的微型机中占用4个字节数值范围都是-10381038。3.字符常量字符常量用两个单引号()前后括住的单个字符来表示。例如,a、1、 % 、A、 n、101。 说明:(1)C语言规定,字母是区分大小写的。(2)在内存中,每个字符常量都占用一个字节,具体存放的是该字符对应的ASCII代码值。(3)在C语言中,一个字符常量也可以看成是“整型常量”,其值就是该字符的ASCII代码值。例如,a ,可以看作是97。a+5等于整数值102。(4)oid)如果其值在0127之间,整型常量也可以将其看成一个字符型常量
17、.例如97,可以当成字符常量a来使用。 转义字符ntvbrf0回车换行符号Tab符号垂直制表符号左退一格符号回车符号换页符号空操作字符,字符串结束标记adddxhh响铃符号双引号单引号反斜杠13位8进制数ddd对应的符号12位16进制数hh对应的符号4.字符串常量字符串常量简称为“字符串”。字符串就是用两个双引号()前后括住的一串字符。例如,abc、12345、a、A 、101nx43都是字符串。空字符串:没有字符的字符串称为“空字符串”。例如,。字符串的长度:一个字符串中所有字符的个数称为该字符串的长度第三节 C的运算符和表达式一、算术运算符和算术表达式(每年必考)算术运算符 (+、-;+、
18、-、*、/、%) 说明: 1.除运算(/)和运算对象的数据类型有关。 例如,14/5=2 1/2=0 1/2.0=0.5 1.0/2=0.5。 2.模运算(%)的对象必须是整型数据,结果是整除后的余数,运算结果的符号必须与被除数相同。 例如,14%5=4 14%-5=4 -14%5=-4 -14%-5=-4。二、赋值运算符和赋值表达式赋值运算符 (=)复合赋值运算符 (+= -= *= /= %= &= |= = =、=、 =、!=)和逻辑运算符(& | !) 说明: 1.关系运算和逻辑运算的结果是整型数据0或1。 2.用&对两个表达式进行计算时,若第一个表达式的值为“假”,则运算结果与第二个
19、表达式的值无关,结果肯定为“假”,所以语言规定此时第二个表达式将不再计算。同样用|对两个表达式进行计算时,若第一个表达式的值为“真”,则运算结果与第二个表达式的值无关,结果肯定为“真”,所以语言规定此时第二个表达式也不再计算。 五、逗号运算符 (,) 逗号表达式的一般形式为: 表达式l,表达式2,表达式n 说明:1.由逗号运算符组成的式子也是表达式,其值等于最右边表达式的值。2.任何运算符都优先于逗号运算符六、条件运算符 (? :) 表达式1?表达式2:表达式3 说明:运算规则:表达式1的值为1,则表达式2的值为整个表达式的值;否则,表达式3的值为整个表达式的值。七、运算符的优先级见教材附录常
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