(精品)c1第一章-新.ppt
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1、C语言程序设计教程关于本课程的教学安排本课程的教学目的:通过对C语言的学习,掌握使用计算机编程语言解决实际问题的基本理论、方法、技巧、以及常用的算法。本课程的教学安排:理论教学36学时,实验教学22学时。参考书:C语言程序设计谭浩强著ThinkinginC+机械工业出版社ComputerConcepts4thedtion机械工业出版社第一章 C语言程序设计基础知识1.1概述1.1.1信息的表示1.数制十进制:日常使用的数制。二进制、八进制、十六进制:计算机中使用的数制。不同数制间的转换:二、八、十六进制转换成十进制的方法是二、八、十六进制转换成十进制的方法是 -按位权法展开。例:二进制转换成八
2、、十六进制的方法是二进制转换成八、十六进制的方法是 -分组法(三位、四位一组)。例:八、十六进制转换成二进制的方法是八、十六进制转换成二进制的方法是 -直接法(直接将八、十六进制数字符号转换成二进制数字符号)。例:十进制转换成二、八、十六进制间的方法是十进制转换成二、八、十六进制间的方法是 -整数部分除法取余,小数部分乘法取整。例:(101.01)2=122+021+120+02-1+12-2=(5.25)10小数点位置小数点位置(1a.2)16=1161+10160+216-1=(26.125)10小数点位置小数点位置(1010111.011)2=(001010111.011)2=(127.
3、3)8(1010111.011)2=(01010111.0110)2=(57.6)16转换时应注意:分别对整数和小数部分进行分组。整数部分:从小数点开始,向左三位(四位)一组,不够三位(四位)时,高位充零。小数部分:从小数点开始,向右三位(四位)一组,不够三位(四位)时,低位充零。最后将各组数据转换成相应数制的符号即可。(a5)16=(10100101)2建议:二、八、十六进制间的转换应利用二进制作为过渡,这样做来得简单。例:求(a5)16的八进制表示。(a5)16=(10100101)2=(010100101)2=(245)8(28.125)10对应的二进制数是(11100.001)2。整数
4、部分:28小数部分:0.125余数整数2.0最低位14282.072.132.11最高位0.1252=0.25.0最高位0.252=0.5.00.52=1.0.1最低位 数据数据数值数据:二进制数值数据:二进制非数值数据:编码非数值数据:编码定点法定点法浮点法浮点法西文:西文:ASCII,BCDASCII,BCD汉字:汉字:国标码国标码图形图形有符定点有符定点无符定点无符定点2.数据的编码通常在计算机中用8个、16个、32个.等固定个数的二进制位来表示某一个数据。计算机中常见的数据分为两种即数值数据和非数值数据。数值型数据:数值型数据:通常在计算机中用通常在计算机中用8个、个、16个、个、32
5、个二进制位来表示数值型数据。个二进制位来表示数值型数据。小数点的位置总是小数点的位置总是隐含的隐含的,以节省空间。但小数点的位置可以是,以节省空间。但小数点的位置可以是固定固定的或可变的的或可变的。前者称为定点数,后者称为浮点数。前者称为定点数,后者称为浮点数。(1)定点数定点数(在计算机中整数是按定点数格式存放的)(在计算机中整数是按定点数格式存放的)定点数分为定点数分为:有符定点数(有符定点数(signed)无符定点数无符定点数(unsigned)。浮点数浮点数(在计算机中小数是按浮点数格式存放的)(在计算机中小数是按浮点数格式存放的)有符定点整数dsdndn-1dn-2.d1符号位数值部
6、分小数点无符定点整数dndn-1dn-2.d1数值部分小数点浮点数(在计算机中小数是按浮点数格式存放的)浮点数格式如下:Jsjnjn-1.j2j1dsdmdm-1.d2d1阶符阶码数符尾数字符型数据:字符型数据:常用的英文编码有常用的英文编码有ASCII码、码、BCD码码 ASCII 码码ASCII码码是是英英文文American Standard Code for Information Interchange(美国信息交换标准编码)的缩写美国信息交换标准编码)的缩写。该编码已经国际标准化组织所采纳。该编码已经国际标准化组织所采纳。目目前前国国际际上上流流行行的的是是ASCII编编码码的的七
7、七位位版版本本,即即用用一一个个字字节节的的低七位表示一个字符,高位充零低七位表示一个字符,高位充零。七七个个二二进进制制位位可可表表示示128种种状状态态,故故可可用用来来表表示示128个个不不同同的的字字符符,在在ASCII编编码码的的七七位位版版本本中中表表示示的的33个个通通用用控控制制字字符符、95个个可可打打印印显显示示的的字字符符(其其中中10个个数数字字、52个个大大小小写写英英文文字字母母、33个标点符号和运算符号)。个标点符号和运算符号)。ASCII编码表(见附录编码表(见附录I)字符型数据:字符型数据:常用的中文编码常用的中文编码有国家标准汉字编码有国家标准汉字编码(GB
8、码码)GB2312-80(国家标准汉字编码)是常用的汉字国家标准汉字编码)是常用的汉字编码标准,它收录了编码标准,它收录了6763个常用汉字。国标码使用连个常用汉字。国标码使用连续的两个字节(十六位二进制位)表示一个汉字。续的两个字节(十六位二进制位)表示一个汉字。根据这些汉字使用频率的高低,分成两部分:根据这些汉字使用频率的高低,分成两部分:一级汉字共一级汉字共3755个,即最常用的汉字。个,即最常用的汉字。二级汉字共二级汉字共3008个,为次常用的汉字。个,为次常用的汉字。GB2312-80还收录了一些数字符号、图形符号、还收录了一些数字符号、图形符号、外文字母等外文字母等。数值数据的编码
9、方法:前面讨论的是数值数据在计算机中的存放格式,下面讨论对数值数据进行编码的方法。原码表示法:(假定用八个二进制位表示)a=+51(a)2=(+00110011)2则a原=00110011a=-127(a)2=(-01111111)2则a原=11111111原码表示法在八个二进制位中的表示范围:-127a+127+0原=00000000-0原=10000000 要点:要点:最高位作为符号位,若正数,则最高位是最高位作为符号位,若正数,则最高位是0,若负数,若负数,则最高位是则最高位是1。反码表示法:(假定用八个二进制位表示)通过一个二进制整数的原码得到所谓反码:当a为正数时,a原=a反,当a为
10、负数时,则保持a原的符号位不变,其余各个二进制位逐位取反,即0变1,1变0。如:a=+51a原=00110011则a反=a原=00110011a=-51a原=10110011则a反=11001100反码表示法在八个二进制位中的表示范围:-127a+127+0反=00000000-0反=11111111 要点:要点:由原码得到反码。若正数,则反码与原码相同,若负数,由原码得到反码。若正数,则反码与原码相同,若负数,则最高位不变,其余逐位取反。则最高位不变,其余逐位取反。补码表示法:(假定用八个二进制位表示)通过一个二进制整数的反码得到所谓补码:当a0时,a补=a反,当a0时,则a补=a反+1,如
11、:a=+51a原=00110011则a补=a反=a原=00110011a=-51a原=10110011a反=11001100则a补=a反+1=11001101补码表示法在八个二进制位中的表示范围:-128a+127+0补=00000000-128补=10000000 要点:要点:由反码得到补码。若正数,则反码与补码相同,若负数,由反码得到补码。若正数,则反码与补码相同,若负数,则补码等于反码加则补码等于反码加1。在补码表示法中,0的表示是唯一的,而最小值可达-128。在上述介绍当中我们是以八位二进制位为例,同样,我们可以将其推广到十六位,三十二位等二进制位中去,需要注意的是数值范围将发生变化。
12、思考:思考:以上介绍的原码、反码、补码都是有符定点整数的编码方式,若以八位二进制位表示无符定点整数,则其范围是0到255。在在Turbo C中:中:有符整数有符整数是按有符定点整数格式的补码表示的,无符整数无符整数是按无符定点整数格式表示的。补码的加、减法补码的加、减法补码的加法公式是:a补+b补=a+b补补码的减法公式是:a-b补=a补-b补=a补+-b补例1.1:a=1110=00001011原,b=510=00000101原,求a+b。因为a补=00001011,b补=00000101补码a+b补=00010000补a+b反=00010000反a+b原=00010000原=1610例1.
13、2:-a=-1110=10001011原,b=510=00000101原,求b-a。因为-a补=11110101,b补=00000101补码b-a补=b补+-a补=11111010补b-a反=11111001反b-a原=10000110原=-610关于字符编码方法:关于字符编码方法:要注意要注意ASCII码和码和国标码应用对象的不同,国标码应用对象的不同,ASCII码用来码用来对英文字符编码而国标码用来对汉字进行编码。对英文字符编码而国标码用来对汉字进行编码。ASCII码使用码使用一个字节(八位二进制位),国标码使用两个字节(十六位一个字节(八位二进制位),国标码使用两个字节(十六位二进制位)
14、。二进制位)。GB2312-80规定了用连续的两个字节来表示一个汉字,并规定了用连续的两个字节来表示一个汉字,并且只用各个字节的低且只用各个字节的低7位,最高位未定义。这样以来就有可能位,最高位未定义。这样以来就有可能与与ASCII码字符产生冲突,码字符产生冲突,就单个字节来说,两种编码方式都就单个字节来说,两种编码方式都只用到字节的低七位,只用到字节的低七位,ASCII码规定高位充零,而国标码对高码规定高位充零,而国标码对高位未定义位未定义,因此,对单个字节而言,不能确定它到底是一个,因此,对单个字节而言,不能确定它到底是一个ASCII码字符还是一个汉字的一部分(低字节或高字节)。于码字符还
15、是一个汉字的一部分(低字节或高字节)。于是有很多为了解决这类问题的方案应运而生,变形国标码就是有很多为了解决这类问题的方案应运而生,变形国标码就是其中之一,并且得到了广泛的应用。它的主要特点是将国是其中之一,并且得到了广泛的应用。它的主要特点是将国标码编码的各个字节的最高位置标码编码的各个字节的最高位置1,以达到区别于,以达到区别于ASCII编码编码的目的。的目的。如何理解存储在计算机中的信息 计算机中各种信息都是以二进制形式存在,有的是数值,计算机中各种信息都是以二进制形式存在,有的是数值,有的是有的是ASCII码字符,有的是汉字,码字符,有的是汉字,如何区分它们呢?如何区分它们呢?这实际这
16、实际上取决于我们(或者程序)上取决于我们(或者程序)按照何种规则判读它们按照何种规则判读它们,例如:对,例如:对于机器内存中连续两个字节,它们的低七位内容分别为于机器内存中连续两个字节,它们的低七位内容分别为0110000和和0100001,如果它们的最高位均为,如果它们的最高位均为1,则表示汉字,则表示汉字“啊啊”,如果均为,如果均为0则表示为两个则表示为两个ASCII码字符码字符“0”和和“!”。当然,我们还可根据不同的数值编码规则将它们判读成不同的当然,我们还可根据不同的数值编码规则将它们判读成不同的数值。数值。1.1.2计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成一个完整的计算机系统是由硬
17、件系统和软件系统两大部分组成。硬件系统:是构成计算机系统的各种物理设备的总称,是计算机系统的物质基础,它由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成;软件系统:是为运行、管理和维护计算机而编制的程序和各种文档的总和。计计算算机机系系统统硬硬件件系系统统软软件件系系统统主主机机外外设设系系统统软软件件应应用用软软件件中央处理器(中央处理器(CPU)内存储器内存储器运算器(运算器(ALU)控制器(控制器(CU)只读存储器只读存储器(ROM)随机存储器随机存储器(RAM)外部存储器外部存储器(辅助存储器)辅助存储器)输入设备输入设备输出设备输出设备操作系统操作系统编译系统编译系统数据库管理系统数
18、据库管理系统实用程序实用程序专用应用软件专用应用软件通用应用软件通用应用软件图图1-41.硬件系统计算机硬件主要由中央处理器、主存储器、辅助存储器、输入设备、输出设备等组成。(1)中央处理器(CPU)CPU的作用是不断的从内存中取指令并执行指令。CPU的指令控制部件负责解释并执行各条指令,在内部进行算术运算、逻辑运算,对外部按指令要求与内存、接口设备交换信息,协调整个计算机系统的工作。(2)主存储器(MainMemory)主主存存储储器器又又称称为为内内存存储储器器,简简称称内内存存,用用来来存存放放当当前前运运行行的的程程序序和和数数据据。根根据据其其工工作作方方式式和和读读写写功功能能的的
19、不不同同,内内存存可可分分为:只读存储器和随机存储器。为:只读存储器和随机存储器。只读存储器(只读存储器(ROM):):ROM(Read Only Memory)随机存储器(随机存储器(RAM):):RAM(Random Access Memory)有以下两个特点:有以下两个特点:一是随机存取信息,二是具有一是随机存取信息,二是具有“挥发性挥发性”。(3)辅助存储器(AuxiliaryMemory)主主存存储储器器速速度度快快但但价价格格昂昂贵贵,因因而而容容量量受受到到限限制制,且且断断电电后后即即“挥挥发发”,所所以以计计算算机机采采用用了了大大容容量量的的辅辅助助存存储储器器,如如磁磁带
20、带、磁磁盘盘、光光盘盘等等。辅辅助助存存储储器器只只能能与与主主存存储储器器交交换换信信息息,是是主主存存储储器器的的扩扩充充。它它与与主主存存储储器器一一起起构构成成计计算算机机存存储储体体系系中中的的一个重要组成部分。一个重要组成部分。存储器容量单位在在存存储储器器中中,存存储储器器最最小小单单位位是是存存储储位位(Bit),由由若若干干个个存存储储位位组组成成一一个个存存储储单单元元,如如八八个个二二进进制制位位组组成成一一个个字字节节存存储单元(储单元(Byte),),然后再由许多个存储单元组成存储器。然后再由许多个存储单元组成存储器。为为了了区区分分不不同同的的存存储储单单元元,必必
21、须须将将它它们们逐逐一一编编号号,该该编编号称为存储单元的地址。通过地址,可以访问各个存储单元。号称为存储单元的地址。通过地址,可以访问各个存储单元。一一个个存存储储器器中中包包含含的的存存储储单单元元的的总总数数通通常常称称为为该该存存储储器器的存储容量。存储容量的换算关系如下:的存储容量。存储容量的换算关系如下:1Byte=8Bits1KB=1024Bytes=210Bytes1MB=1024KB=220Bytes1GB=1024MB=230Bytes1TB=1024GB=240Bytes(4)输入输入/输出设备输出设备 输入设备是向计算机输入数据、信息的设备的总称。它将输入设备是向计算机
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- 精品 c1 第一章
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