語(yǔ)言課件高級(jí)程序設(shè)計(jì)

1、基礎(chǔ)知識(shí)概述C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)C 語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)當(dāng)代被稱為信息時(shí)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算機(jī)的靈魂是軟件軟件業(yè)是我國(guó)當(dāng)代的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)一、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)什么是計(jì)算機(jī) ？ 答曰：用于計(jì)算的機(jī)器。最簡(jiǎn)單、最古老的計(jì)算工具 算盤是執(zhí)行計(jì)算功能的設(shè)備，這里我們可以稱之為運(yùn)算器。 “操盤手”負(fù)責(zé)控制計(jì)算系統(tǒng)的運(yùn)行，這里我們可以稱之為控制器。 控制器、運(yùn)算器合起來(lái)稱為處理器。 筆和紙是用于記錄算式和計(jì)算結(jié)果的設(shè)備，這里我們可以稱之為存儲(chǔ)器。 控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器都是客觀實(shí)體，我們統(tǒng)稱為硬件。 算式及計(jì)算結(jié)果是整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)要完成的任務(wù)和數(shù)據(jù)，我們可以稱為軟件。11 - 4 2 + 7 軟件存放在存儲(chǔ)器中。另

2、外打個(gè)比方 鋼琴、鋼琴師以及紙張是一個(gè)硬件系統(tǒng)。 那么，鋼琴譜就是一個(gè)軟件系統(tǒng)。因此，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括兩大部分： 硬件系統(tǒng)：即實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)功能的執(zhí)行部分。 軟件系統(tǒng)：即硬件系統(tǒng)執(zhí)行的內(nèi)容和步驟。主機(jī)外設(shè) （即外圍設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)、掃描儀等）主板外存 （即外部存儲(chǔ)器，如硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)等）機(jī)箱CPU（即中央處理器）內(nèi)存（即內(nèi)部存儲(chǔ)器）擴(kuò)展卡（如顯示卡、聲卡、網(wǎng)卡等）外設(shè)接口（如串口、并口、USB接口等， 用于連接外部設(shè)備）微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng) 中央處理器 即 CPU（Central Processing Unit），將運(yùn)算器、控制器及少量的存儲(chǔ)器集成在一個(gè)芯片上，作為計(jì)算機(jī)最核心的

3、硬件部分。 內(nèi)部存儲(chǔ)器 簡(jiǎn)稱內(nèi)存，作為CPU直接使用的存儲(chǔ)設(shè)備。 外部存儲(chǔ)器 簡(jiǎn)稱外存。由于內(nèi)存屬于易失性的存儲(chǔ)設(shè)備，即斷電后無(wú)法保存數(shù)據(jù)，因此需要非易失性的外部存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)存放軟件。 磁盤（主要分為軟盤和硬盤兩種） 軟盤和軟盤驅(qū)動(dòng)器 硬盤硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu) 光盤（主要分為 CD 和 DVD 兩種格式）光盤驅(qū)動(dòng)器光盤 閃存（采用FLASH芯片，主要用于 U盤和各種存儲(chǔ)卡） 即實(shí)現(xiàn)CPU以外的擴(kuò)展功能的設(shè)備，如顯示卡、網(wǎng)卡、聲卡等。顯示卡 擴(kuò)展卡 主板CPU插槽內(nèi)存插槽擴(kuò)展卡插槽外設(shè)接口硬盤、光驅(qū)接口軟驅(qū)接口電源接口BIOS芯片鋰電池 即將 CPU 、內(nèi)存、擴(kuò)展卡、控制芯片及各種接口集中在一起的電路板。

4、顯示卡專用插槽 機(jī)箱 即將主板、外存等集中放置的箱體。 外設(shè) 即外圍設(shè)備，如鼠標(biāo)、鍵盤、顯示器、打印機(jī)、掃描儀等，外設(shè)通過(guò)專用的接口（如串口、并口、USB接口等）與主板連接。計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng) 軟件的概念廣義： 人們處理事物的思想、方法、步驟。狹義： 計(jì)算機(jī)軟件，即計(jì)算機(jī)程序，即計(jì)算機(jī)指令 執(zhí)行的步驟。軟件的執(zhí)行者是硬件，硬件受軟件的控制。編寫軟件，就是使硬件按照人的意圖工作。操作系統(tǒng) 負(fù)責(zé)管理整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，管理應(yīng)用軟件和硬件之間的通信， 如 UNIX 、 DOS、WINDOWS系列等。編程軟件 所有的軟件（操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件）都是用編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)完成的。 如匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言等。 軟件的分類應(yīng)

5、用軟件 完成某一實(shí)際應(yīng)用，如文字處理、圖象處理、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)及工具軟件等等。 軟件的層次應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件編程軟件操作系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的核心，CPU是硬件系統(tǒng)的核心。整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作由操作系統(tǒng)管理和控制。 軟件的表達(dá)和存儲(chǔ) 計(jì)算機(jī)軟件（包括程序和數(shù)據(jù)）都是以 二進(jìn)制 的形式來(lái)表達(dá)和存儲(chǔ)的，即每一位只能有兩個(gè)值（0或1），反映在物理上就是高電位或低電位、通或斷、有或無(wú)等兩種截然相反的物理狀態(tài)。 二進(jìn)制數(shù)據(jù)也稱為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，相比模擬數(shù)據(jù)來(lái)講，它更容易運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)，具有很多模擬數(shù)據(jù)不具備的優(yōu)點(diǎn)。世界上最早的二進(jìn)制計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)是以文件（File）為單位來(lái)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)的。文件由字節(jié)（Byte）

6、組成。1個(gè)字節(jié)由 8個(gè)二進(jìn)制位（Bit）組成。位是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)表達(dá)和存儲(chǔ)的最小物理單位。 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)是由操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)來(lái)完成的。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)為什么要以文件為單位來(lái)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)呢？ 微型計(jì)算機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程一、 通電。 二、 啟動(dòng)BIOS程序（固化在BIOS芯片中），查找基本設(shè)備 并建立通信。三、 讀取外存的引導(dǎo)信息。四、 運(yùn)行操作系統(tǒng)的啟動(dòng)程序，并逐步進(jìn)入操作系統(tǒng)。五、 用戶可以在該操作系統(tǒng)中使用計(jì)算機(jī)的軟、硬件資源。微型計(jì)算機(jī)的工作示意圖 運(yùn)算器高速緩存控制器內(nèi)存外存輸入設(shè)備輸出設(shè)備CPU計(jì)算機(jī)的發(fā)展史 算盤是人類最早的手動(dòng)計(jì)算工具，而機(jī)械式計(jì)算機(jī)是一種利用機(jī)械技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)運(yùn)算的計(jì)算工具。

7、 17世紀(jì)初，法國(guó)人帕斯卡發(fā)明了第一臺(tái)機(jī)械式加法機(jī)，隨后出現(xiàn)了機(jī)械式乘法機(jī)、機(jī)械式差分機(jī)等。1. 機(jī)械式計(jì)算機(jī)手搖式機(jī)械計(jì)算機(jī) 電子計(jì)算機(jī)是隨著電子技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種計(jì)算工具。2 . 電子計(jì)算機(jī) 第一代電子計(jì)算機(jī)（基于電子管）電子管電子管計(jì)算機(jī) 世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)使用了18000多只電子管，重量約 30噸，占地約 170 平方米，主要用于彈道計(jì)算，運(yùn)算速度可達(dá)到每秒5000次。 第二代電子計(jì)算機(jī)（基于晶體管）三極管二極管晶體管計(jì)算機(jī) 第三代電子計(jì)算機(jī)（基于集成電路） 集成電路 第四代電子計(jì)算機(jī)（基于大、超大規(guī)模集成電路） 大、超大規(guī)模集成電路電子計(jì)算機(jī)的分類 大型計(jì)算機(jī) 按照計(jì)算量的大

8、小和計(jì)算速度的快慢，計(jì)算機(jī)通常可分為如下幾類：早期的計(jì)算機(jī)以大型機(jī)為主。目前的大型機(jī)的運(yùn)算速度可以達(dá)到每秒幾百億次。 小型計(jì)算機(jī) 微型計(jì)算機(jī)臺(tái)式機(jī)筆記本機(jī) 世界上第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)由 APPLE 公司制造，隨后 IBM 公司跟進(jìn)，并取名為 Personal Computer 。 掌上電腦（嵌入式計(jì)算機(jī)）編程語(yǔ)言的發(fā)展第一代：機(jī)器語(yǔ)言（面向機(jī)器） 用二進(jìn)制機(jī)器指令和二進(jìn)制數(shù)據(jù)來(lái)編寫程序。0110 0101 1010 0011 0010 優(yōu)點(diǎn)：可直接對(duì)底層硬件編程。缺點(diǎn)：難記，難用，編程效率低下，可讀性極差，調(diào)試?yán)щy，只能編寫一些很小的程序，且 依賴具體的機(jī)器，可移植性差。石器時(shí)代第二代：匯編語(yǔ)言（

9、面向機(jī)器） 用助記符表示二進(jìn)制的機(jī)器指令，可用八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制來(lái)表示數(shù)據(jù)。MOVJMP PUSH優(yōu)點(diǎn)：可直接對(duì)底層硬件編程，相比機(jī)器語(yǔ)言進(jìn)了一步，可以編寫稍大一點(diǎn)的程序。缺點(diǎn)： 可讀性仍然較差，編程、調(diào)試效率較低，沒有結(jié)構(gòu)，很難編寫大型的程序，且依賴具體的機(jī)器，可移植性差。鐵器時(shí)代第三代：面向過(guò)程的編程語(yǔ)言 即結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（高級(jí)語(yǔ)言），如C、BASIC、FORTRAN、PASCAL等，有了循環(huán)、分支等流程控制結(jié)構(gòu)以及Structure等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：與具體的機(jī)器無(wú)關(guān)，可移植性強(qiáng)，程序流程清晰，可讀性強(qiáng)，編程、調(diào)試效率較高，可以編寫較大型的程序。缺點(diǎn)： 過(guò)程（或函數(shù)）與數(shù)據(jù)相對(duì)

10、獨(dú)立，代碼的可重用性差，且維護(hù)困難 ，對(duì)于較大型的程序的開發(fā)和維護(hù)成本較高。機(jī)械時(shí)代第四代：面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言 如C+，將數(shù)據(jù)對(duì)象和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的過(guò)程（或函數(shù)）結(jié)合為一個(gè)整體（類），具有如下特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：程序的模塊化、數(shù)據(jù)抽象程度高，數(shù)據(jù)隱蔽性、可重用性、可擴(kuò)充性強(qiáng)，維護(hù)代價(jià)低，可以開發(fā)更大型的程序。電子信息時(shí)代抽象性封裝性繼承性多態(tài)性面向?qū)ο蟮目梢暬幊汰h(huán)境 為簡(jiǎn)化在Windows下開發(fā)圖形化的用戶界面，出現(xiàn)了可視化的編程語(yǔ)言，如VC+、VB、Delphi、Java等。優(yōu)點(diǎn)：開發(fā)用戶界面更容易，編程效率更高，程序開發(fā)周期更短。1946年 第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)ENIAC問(wèn)世1958年 第一臺(tái)晶體

11、管計(jì)算機(jī)問(wèn)世1960年 ALGOL語(yǔ)言問(wèn)世1963年 CPL語(yǔ)言于劍橋大學(xué)問(wèn)世1964年 第一臺(tái)集成電路計(jì)算機(jī)問(wèn)世1967年 BCPL語(yǔ)言于劍橋大學(xué)問(wèn)世1969年 UNIX操作系統(tǒng)于貝爾實(shí)驗(yàn)室問(wèn)世1970年 B語(yǔ)言于貝爾實(shí)驗(yàn)室問(wèn)世1971年 第一個(gè)微處理器Intel4004問(wèn)世1972年 C語(yǔ)言于貝爾實(shí)驗(yàn)室問(wèn)世計(jì)算機(jī)發(fā)展大事記1975年 第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)ATARI-8800問(wèn)世1975年 微軟公司成立1977年第一臺(tái)蘋果機(jī)問(wèn)世1981年第一臺(tái)IBM PC機(jī)問(wèn)世 微軟的MS-DOS 1.0 發(fā)布1983年 C+于貝爾實(shí)驗(yàn)室問(wèn)世1984年 蘋果的第一個(gè)圖形操作系統(tǒng)Macintosh問(wèn)世1985年

12、運(yùn)行于DOS下的Windows 1.0 發(fā)布1995年 獨(dú)立的操作系統(tǒng)Windows 95發(fā)布 20世紀(jì)60年代末，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的Ken Thompson和Dennis Ritchie用匯編語(yǔ)言為PDP-7編寫第一個(gè)版本的UNIX操作系統(tǒng)。 但匯編太不好用，Thompson需要高級(jí)語(yǔ)言。于是他嘗試了一些高級(jí)語(yǔ)言，但都不理想。于是，1970年 Thompson在BCPL語(yǔ)言的基礎(chǔ)上進(jìn)行簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)出了B語(yǔ)言。 B語(yǔ)言過(guò)于簡(jiǎn)單，功能有限。1972年，二人把B語(yǔ)言改造成功能更加強(qiáng)大的C語(yǔ)言，并用C重寫了UNIX操作系統(tǒng)。C語(yǔ)言的起源二、C語(yǔ)言簡(jiǎn)介 1983年， Ritchie獲得了計(jì)算機(jī)科學(xué)的最高榮譽(yù) 圖靈獎(jiǎng)。Ritchie 和 Thompson在開發(fā) UNIXRitchie 和 Thompson接受美國(guó)國(guó)家技術(shù)勛章一、 語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、緊湊，使用方便、靈活。 二、 運(yùn)算符豐富。三、 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富。四、 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)。五、 語(yǔ)法不太嚴(yán)格。六、 即具有低級(jí)語(yǔ)言（匯編語(yǔ)言）的功能，又具有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)。七、目標(biāo)代碼質(zhì)量高，僅次