C語言程序設(shè)計第01單元之C語言概論.ppt

1、第一單元 C語言概論,C 語言程序設(shè)計,開始學(xué)習(xí)前的問題,為什么要學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計？ 怎樣學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計？ 怎樣算學(xué)好了C語言程序設(shè)計？,開始學(xué)習(xí)前的問題,為什么要學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計？ 答： 1、計算機語言是利用好計算機的基本途徑、是將計算機區(qū)別于計算器的途徑； 2、C語言是一種比較適合于工科應(yīng)用的計算機語言； 3、以后的學(xué)習(xí)和工作中必定要使用計算機輔助； 4、會用C語言是人生的一種技能； 5、學(xué)好了C語言，學(xué)習(xí)其他計算機語言會很容易； 6、學(xué)習(xí)新知識本身就應(yīng)該是一種樂趣。,開始學(xué)習(xí)前的問題,怎樣學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計？ 答： 1、學(xué)好基礎(chǔ) 2、多多練習(xí) 3、多思考、多提問、主動使用計算機解

2、決實際問題 4、興趣最重要，要將學(xué)習(xí)C語言當(dāng)做一種有趣的行為,開始學(xué)習(xí)前的問題,怎樣算學(xué)好了C語言程序設(shè)計？ 答： 1、會看懂C語言程序是已入皮毛 2、會寫正確的C語言程序是基本入門 3、會用C語言程序解決一些實際問題是基本掌握 4、用規(guī)范的C語言代碼寫通用算法是掌握了C語言 5、用規(guī)范的C語言代碼寫成庫供第三人使用算是熟練 6、用規(guī)范的C語言代碼、模塊化的思想、遵守軟件工程的規(guī)范寫成商業(yè)軟件算是精通了。,主要內(nèi)容,計算機發(fā)展簡史（了解） 計算機組成（了解） 計算機數(shù)值表示（掌握） 計算機軟件系統(tǒng)（了解） 計算機中的程序語言C（掌握） 參考教材：楊健霑C語言程序設(shè)計 參考教材：康卓 大學(xué)計算機

3、基礎(chǔ) 武漢大學(xué)出版社 參考資料：適普公司技術(shù)人員內(nèi)部培訓(xùn)計算機相關(guān)知識，其中第六章“計算機運算方式”的6.16.4節(jié),1、計算機發(fā)展簡史,1、計算機發(fā)展簡史,硬件技術(shù)對計算機更新?lián)Q代的影響,1、計算機發(fā)展簡史,臺式機,便攜機（筆記本電腦）,平板電腦,智能手機，PDA,2、計算機硬件組成,算術(shù)運算 邏輯運算,存放數(shù)據(jù) 和程序,將信息轉(zhuǎn)換成機 器能識別的形式,將結(jié)果轉(zhuǎn)換成 人們熟悉的形式,指揮程序 運行,馮諾依曼計算機硬件框圖,2、計算機硬件組成,現(xiàn)代計算機硬件框圖,2、計算機硬件組成,（1）運算器ALU: Arithmetical and Logical Unit 功能:算術(shù)運算和邏輯運算。運算

4、器中的數(shù)據(jù)來自內(nèi)存,運算的結(jié)果又送回內(nèi)存。,（2） 控制器（CU：Control Unit） 功能:控制計算機各部件協(xié)調(diào)地工作。 工作過程:從內(nèi)存中取出指令，譯碼分析，根據(jù)指令的功能發(fā)出控制信號。當(dāng)各部件執(zhí)行完控制器發(fā)來的命令后，都會向控制器反饋執(zhí)行的情況。,運算器和控制器組成中央處理單元，即CPU(Central Processing Unit) 。,CPU,2、計算機硬件組成,（3）存儲器（Memory） 存放程序和數(shù)據(jù)的記憶裝置。使用時，對存儲器 有兩種操作： 讀操作：從存儲器中取出信息，不破壞原有的內(nèi)容。 寫操作：把信息寫入存儲器，原來的內(nèi)容被抹掉。,存儲器通常分為：內(nèi)存、輔存。,2、

5、計算機硬件組成,內(nèi)存儲器：簡稱內(nèi)存（又稱主存），是計算機中信息交流中心。內(nèi)存與運算器、控制器和輸入、輸出設(shè)備間直接進行數(shù)據(jù)交換。 特點：容量小、存取速度快、斷電后數(shù)據(jù)丟失。,2、計算機硬件組成,輔存：用來存儲大量暫時不參與運算的數(shù)據(jù)程序及運算結(jié)果。外存不與其他部件直接交換數(shù)據(jù)，只是與內(nèi)存成批的交換信息。,特點：容量大、存取速度慢、斷電后數(shù)據(jù)不丟失。常見的 外存設(shè)備：軟盤、硬盤、U盤、光盤、磁帶等。,硬盤,U盤,磁帶機,2、計算機硬件組成,（4）輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、觸摸屏等。,（5）輸出設(shè)備：顯示器、打印機、繪圖儀和音響等。,顯示器,打印機,耳機,2、計算機硬件組成,主板,主板是微機最

6、基本的也是最重要的部件之一。主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計算機的主要電路系統(tǒng)，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關(guān)接口、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。 現(xiàn)在很多微機主板也集成了網(wǎng)絡(luò)芯片、聲卡芯片甚至顯示芯片,2、計算機硬件組成,顯卡,視頻卡,硬盤,內(nèi)存,CPU,顯示器,耳麥,鍵盤,鼠標(biāo),3、計算機數(shù)值表示,計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)全部是以二進制表示，這是由于： 電路簡單，物理上容易實現(xiàn)，可靠性高。 運算簡單，通用性強。,有電壓為 1 沒電壓為 0,3、計算機數(shù)值表示,一位二進制加法的硬件實現(xiàn)：,3、計算機數(shù)值表示,數(shù)值表示的有關(guān)概念 數(shù)制：數(shù)制

7、是以表示數(shù)值所用的數(shù)字符號的個數(shù)來命名的，并按一定進位規(guī)則進行計數(shù)的方法,是人們利用符號來記數(shù)的科學(xué)方法。通常引入：二進制、四進制、八進制和十六進制。 數(shù)碼：進位計數(shù)系統(tǒng)中使用的數(shù)字符號。（十進制：09，二進制0，1，八進制07） 基數(shù)：數(shù)制中所使用的數(shù)碼的個數(shù)。例如：十進制的基數(shù)是10,八進制的基數(shù)是8。,3、計算機數(shù)值表示,權(quán)：數(shù)制每一位所具有的值。例如十進制數(shù)3465.032 3 4 6 5 . 0 3 2 10 10 10 10 10-1 10-2 10-3 3位權(quán) 2位權(quán) 1位權(quán) 0位權(quán) 位權(quán)與基數(shù)的關(guān)系：位權(quán)的值等于基數(shù)的若干次冪 進位計數(shù)制的計數(shù)原則：逢基數(shù)進一 任何一種數(shù)制表示

8、的數(shù)都可以寫成按位權(quán)展開的多項式之和,3、計算機數(shù)值表示,書寫規(guī)則： 在數(shù)字后面加寫相應(yīng)英文字母作為標(biāo)識： B(Binary) - 二進制1100可表示為1100B O(Octonary) - 八進制172可表示為172O D(Decimal)- 十進制95可表示為95D H(Hexadecimal)-十六進制6FA2可寫成6FA2H 在括號外面加數(shù)字下標(biāo)： (100)2 - 二進制 (100)8 - 八進制 (100)10 - 十進制 (100)16 -十六進制,3、計算機數(shù)值表示,常用計數(shù)制比較,3、計算機數(shù)值表示,在R進位計數(shù)中，任意一個數(shù)值均可以表示為如下形式： a na n-1a n

9、-2 a 2a 1a 0 . a -1 a -2 a a -m 其值為： 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 每位上的數(shù)值 = 該位上的數(shù)碼 該位的位權(quán) 其數(shù)值為多項式的和 這種多項式的表示方法稱為“位權(quán)展開求和”法。,3、計算機數(shù)值表示,例： 十進制數(shù) 1 9 9 8 . 2 1 5 各位的權(quán) 10 10 10 10 10-1 10-2 10-3 數(shù)值為： (1998.215)10 = 110 + 910 + 910 + 810 + 210-1 + 110-2 + 510-3

10、,3、計算機數(shù)值表示,不同進制數(shù)間的轉(zhuǎn)換：R進制數(shù)與十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換，（R進制包括：二進制、八進制、十六進制） R進制轉(zhuǎn)換為十進制：使用“位權(quán)展開式求和”的方法 例如：(1101.011)2 = 12 + 12 + 02 + 12 + 02-1 + 12-2 +12-3 = (13.375)10,3、計算機數(shù)值表示,十進制轉(zhuǎn)換為R進制：整數(shù)和小數(shù)分別進行轉(zhuǎn)換，再組合起來。 整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換:采取除R取余法 小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換:采取乘R取整法,3、計算機數(shù)值表示,計算機中正負數(shù)的表示： 數(shù)據(jù)在內(nèi)存中是以二進制形式存放的 例如：3 (0000000000000011)2 要區(qū)別：3 和 3 方法是：將

11、符號也數(shù)碼化，并且將其放在第一位。 正的符號 用 0 表示 負的符號 用 1 表示 數(shù)值是以補碼表示的。 正數(shù)的補碼和其原碼的形式相同。 負數(shù)的補碼：將該數(shù)的絕對值的二進制形式，按位取反再加1 ，因此有如下表示： 3（11111111111111101 )2,4、計算機軟件系統(tǒng),軟件是指為了運行、管理和維護計算機而編 制的各種程序、數(shù)據(jù)、文檔的總稱。 計算機軟件按功能分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。,4、計算機軟件系統(tǒng),系統(tǒng)軟件：控制計算機的運行，管理計算機的各種資源，為應(yīng)用軟件提供支持和幫助的軟件。 操作系統(tǒng)：操作系統(tǒng)是對計算機的硬件和軟件資源進行控制和管理的程序，是系統(tǒng)軟件的核心,Windows,

12、LINUX-Ubuntu,DOS,Mac OS X,4、計算機軟件系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫管理程序：利用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以有效地保存和管理數(shù)據(jù)，并利用這些數(shù)據(jù)得到各種有用的信息。 工具軟件（服務(wù)性程序）：在系統(tǒng)開發(fā)和系統(tǒng)維護時使用的工具。工具軟件包括編輯、鏈接程序，計算機測試和診斷程序，數(shù)據(jù)庫管理軟件及網(wǎng)絡(luò)軟件等。 應(yīng)用軟件：應(yīng)用軟件是為解決某種專門問題而設(shè)計的軟件。它包括應(yīng)用軟件包和面向問題的應(yīng)用軟件，以及為解決科研及生產(chǎn)中的實際問題而由用戶設(shè)計的應(yīng)用程序（如：辦公軟件、游戲娛樂軟件等）均屬于應(yīng)用軟件，特別的病毒也是一種惡意的應(yīng)用軟件。,5、計算機中的程序語言C,計算機語言： 機器語言：由0、1代碼組成、能

13、被機器直接識別。優(yōu)點是編程質(zhì)量高，執(zhí)行速度快；缺點是不易學(xué)習(xí)和修改，可移植性差、通用性差。,計算 ax2 + bx + c 程序清單,5、計算機中的程序語言C,計算機語言： 匯編語言：采用助記符代替機器語言中的指令和數(shù)據(jù)。面向機器，速度快；占用存儲空間小，但是必須通過匯編程序翻譯成機器語言。缺點同樣是通用性和可移植性差。 mov ax,1 mov bx,1 add ax,bx 高級語言：接近自然語言，由各種意義的“詞”和“數(shù)學(xué)公式”按照一定的“語法規(guī)則”組成。優(yōu)點是面向問題，而不是面向機器；同時易學(xué)易改、通用性、可移植性強；常見的高級語言如C+、Java、C#等。,5、計算機中的程序語言C,語

14、言處理：將高級語言編寫的程序翻譯成機器語言的翻譯程序。 將高級語言程序翻譯成與之等價的機器語言程序時，前者稱為“源程序”，后者稱為“目標(biāo)程序”。 翻譯有兩種方式：編譯方式、解釋方式。 編譯方式：將高級語言源程序通過編譯程序翻譯成機器語言目標(biāo)代碼，再連接裝配得到執(zhí)行程序并運行。 解釋方式：通過解釋程序?qū)Ω呒壵Z言源程序進行逐行解釋，解釋一句執(zhí)行一句，不產(chǎn)生機器語言目標(biāo)代碼,5、計算機中的程序語言C,圖 編譯過程,圖 解釋過程,便于對源程序進行調(diào)試和修改,但處理過程較慢。,5、計算機中的程序語言C,計算機高級語言 “C語言”,語言的誕生與發(fā)展 （1）在C語言誕生以前，系統(tǒng)軟件主要是用匯編語言編寫的。

15、由于匯編語言程序依賴于計算機硬件，其可讀性和可移植性都很差；但一般的高級語言又難以實現(xiàn)對計算機硬件的直接操作（這正是匯編語言的優(yōu)勢），于是人們盼望有一種兼有匯編語言和高級語言特性的新語言。 （2）語言是貝爾實驗室于70年代初研制出來的，后來又被多次改進，并出現(xiàn)了多種版本。80年代初，美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ANSI），根據(jù)語言問世以來各種版本對語言的發(fā)展和擴充，制定了ANSI C標(biāo)準(zhǔn)（1989年再次做了修訂）。 本課程以ANSI C新標(biāo)準(zhǔn)來講解。,5、計算機中的程序語言C,5、計算機中的程序語言C,（3）在微機上通常使用的語言編譯系統(tǒng)有Turbo C 、Borland C、Visual c+等。

16、為了易于以后的c+過渡，本課程上機采用vc+6.0環(huán)境。,5、計算機中的程序語言C,C語言的特點 C語言同時具有匯編語言和高級語言的優(yōu)勢。 （1）語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。 （2）運算符極其豐富。 （3）生成的目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。 （4）可移植性好（較之匯編語言）。 （5）可以直接操縱硬件。,C語言程序的基本結(jié)構(gòu),簡單的C語言程序介紹,【例】在屏幕上顯示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上顯示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定義主函數(shù) */ printf(Hello World!n); ,5

17、、計算機中的程序語言C,簡單的C語言程序介紹,【例】在屏幕上顯示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上顯示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定義主函數(shù) */ printf(Hello World!n); ,注釋部分 以增加程序的可讀性。,5、計算機中的程序語言C,簡單的C語言程序介紹,【例】在屏幕上顯示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上顯示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定義主函數(shù) */ printf(Hello World!

18、n); ,預(yù)處理命令 程序中包含某一文件內(nèi)容。 “stdio.h”為標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出函數(shù)頭文件名。,5、計算機中的程序語言C,簡單的C語言程序介紹,【例】在屏幕上顯示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上顯示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定義主函數(shù) */ printf(Hello World!n); ,函數(shù) C程序由函數(shù)組成；一個C程序至少有一個主函數(shù)（main函數(shù)）。,5、計算機中的程序語言C,簡單的C語言程序介紹,【例】在屏幕上顯示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上顯示Hello Wor

19、ld!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定義主函數(shù) */ printf(Hello World!n); ,函數(shù)說明 說明函數(shù)類型、函數(shù)名和函數(shù)參數(shù)。,5、計算機中的程序語言C,簡單的C語言程序介紹,【例】在屏幕上顯示一行文字：“Hello World!”。,/* 在屏幕上顯示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定義主函數(shù) */ printf(Hello World!n); ,函數(shù)體 包括變量說明和語句執(zhí)行部分。,5、計算機中的程序語言C,簡單的C語言程序介紹,【例】在屏幕上顯示一行文字：“He

20、llo World!”。,/* 在屏幕上顯示Hello World!，(ex1-2.c)*/ #include void main() /* 定義主函數(shù) */ printf(Hello World!n); ,函數(shù)調(diào)用語句 格式輸出函數(shù)printf( )。 輸出“Hello world!”。,程序運行結(jié)果： Hello World!,5、計算機中的程序語言C,1. 函數(shù)是語言程序的基本單位。 main()函數(shù)的作用，相當(dāng)于其它高級語言中的主程序；其它函數(shù)的作用，相當(dāng)于子程序。,2. C語言程序總是從main()函數(shù)開始執(zhí)行。 一個語言程序，總是從main()函數(shù)開始執(zhí)行，而不論其在程序中的位置。

21、當(dāng)主函數(shù)執(zhí)行完畢時，亦即程序執(zhí)行完畢。 習(xí)慣上，將主函數(shù)main()放在最前頭。,5、計算機中的程序語言C,3、源程序書寫格式 1.所有語句都必須以分號；結(jié)束，函數(shù)的最后一個語句也不例外。 2.程序行的書寫格式自由 既允許1行內(nèi)寫幾條語句，也允許1條語句分寫在幾行上。 3.允許使用注釋 C語言的注釋格式為： /* */ （1） /* 和 */ 必須成對使用，且 / 和 * 、以及*和/之間不能有空格，否則都出錯。,5、計算機中的程序語言C,技巧： 1）為避免遺漏必須配對使用的符號，例如注釋符號、函數(shù)體的起止標(biāo)識符（花括號）、圓括號等等，在輸入時，可連續(xù)輸入這些起止標(biāo)識符，然后再在其中進行插入來

22、完成內(nèi)容的編輯。在起止標(biāo)識符嵌套時，以及相距較遠時，這樣做更有必要。 2）注釋的位置，可以單占一行，也可以跟在語句的后面。 3）如果一行寫不下，可另起一行繼續(xù)寫。 4）注釋中允許使用漢字。在非中文操作系統(tǒng)下，看到的是一串亂碼，但不影響程序運行。 5）使用/可以在一行內(nèi)注釋。例如: printf(max=%d,c); / 輸出c的值,5、計算機中的程序語言C,C語言的語句和關(guān)鍵字,（一） C語言的語句 語言也是利用函數(shù)體中的可執(zhí)行語句，向計算機系統(tǒng)發(fā)出操作命令。按照語句功能或構(gòu)成的不同，可將語言的語句分為五類。 1.控制語句 控制語句完成一定的控制功能。語言只有條控制語句，又可細分為三種： （

23、1）選擇結(jié)構(gòu)控制語句 if()else, switch() （2）循環(huán)結(jié)構(gòu)控制語句 dowhile(), for(), while(), break, continue （3）其它控制語句 goto, return,5、計算機中的程序語言C,2. 函數(shù)調(diào)用語句 函數(shù)調(diào)用語句由一次函數(shù)調(diào)用加一個分號（語句結(jié)束標(biāo)志）構(gòu)成。 例如，printf(This is a C function statement.); 3. 表達式語句 表達式語句由表達式后加一個分號構(gòu)成。最典型的表達式語句是，在賦值表達式后加一個分號構(gòu)成的賦值語句。 例如，num=5 是一個賦值表達式，而num=5;卻是一個賦值語句。 4

24、. 空語句 空語句僅由一個分號構(gòu)成。顯然，空語句什么操作也不執(zhí)行。,5、計算機中的程序語言C,5. 復(fù)合語句 復(fù)合語句是由大括號括起來的一組（也可以是1條）語句構(gòu)成。例如： main() /*復(fù)合語句。注意：右括號后不需要分號。*/ 復(fù)合語句的性質(zhì)： （1）在語法上和單一語句相同，即單一語句可以出現(xiàn)的地方，也可以使用復(fù)合語句。 （2）復(fù)合語句可以嵌套，即復(fù)合語句中也可出現(xiàn)復(fù)合語句。,5、計算機中的程序語言C,（二） 關(guān)鍵字 C語言的關(guān)鍵字共有32個，根據(jù)關(guān)鍵字的作用，可分其為數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字、控制語句關(guān)鍵字、存儲類型關(guān)鍵字和其它關(guān)鍵字四類。 （1）數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字（12個）：char, double, enum, float, int, long, short, signed, struct, union, unsigned, void （2）控制語句關(guān)鍵字（12個）：break, case, continue, default, do, else, for, goto, if,