影視欣賞預(yù)備知識(shí).jsp課件

第一講

預(yù)備知識(shí)及緒論學(xué)習(xí)目標(biāo)了解計(jì)算機(jī)硬件的基本組成及工作原理；了解信息的基本表達(dá)與存儲(chǔ)形式；了解從高級(jí)語言到可執(zhí)行的機(jī)器語言的轉(zhuǎn)化過程；了解C語言的主要特點(diǎn)；本講主要內(nèi)容一、計(jì)算機(jī)組成與工作原理二、信息的表示與存儲(chǔ)三、高級(jí)語言的上機(jī)過程四、C語言概述計(jì)算機(jī)組成與工作原理計(jì)算機(jī)組成—硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)組成與工作原理——硬件系統(tǒng)要了解計(jì)算機(jī)的組成和工作原理，可以從打算盤說起：假設(shè)給定一個(gè)算盤、一張帶行號(hào)的橫格紙和一支筆，要求計(jì)算y=ax+b-c這樣一個(gè)題目，可以將算盤解題的過程用筆詳細(xì)記錄到橫格紙上。行數(shù)解題步驟和數(shù)據(jù)簡要說明12345678910111213取數(shù)(9)到算盤乘法(12)到算盤加法(10)到算盤減法(11)到算盤存數(shù)y到(13)(9)表示第9行數(shù)aa*xa*x+ba*x+b-c將y記到13行將y值寫給人看停止輸出停止abcxy數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)在上面的解題過程中，我們用到了：帶橫格和編號(hào)的紙：記有原始數(shù)據(jù)和解題步驟。算盤：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加減乘除運(yùn)算。筆：記錄數(shù)據(jù)、解題步驟和結(jié)果。人的大腦：控制操作一步一步進(jìn)行。計(jì)算機(jī)組成與工作原理——硬件系統(tǒng)運(yùn)算器：實(shí)現(xiàn)加減乘除等算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。控制器：控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)部分協(xié)調(diào)工作，其基本任務(wù)是按照計(jì)算機(jī)的程序的指令序列，從存儲(chǔ)器中取出指令并由譯碼器進(jìn)行譯碼，再執(zhí)行這條指令，然后從存儲(chǔ)器中取出第二條指令進(jìn)行執(zhí)行……運(yùn)算器和控制器合稱CPU(中央處理器)。計(jì)算機(jī)組成與工作原理——硬件系統(tǒng)輸入設(shè)備：將人們熟悉的某種信息形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)內(nèi)部能夠接受和識(shí)別的二進(jìn)制信息形式。輸出設(shè)備：將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槿嘶蛘咂渌O(shè)備所能接受和識(shí)別的信息形式。一般輸入、輸出設(shè)備要通過接口與主機(jī)相連接。計(jì)算機(jī)組成與工作原理——硬件系統(tǒng)指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)軟件和硬件的界面,是對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制的最小單位。指令的功能操作類指令轉(zhuǎn)移類指令指令的格式計(jì)算機(jī)組成與工作原理——指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)組成與工作原理——指令系統(tǒng)操作類指令完成下列功能：算術(shù)邏輯運(yùn)算數(shù)據(jù)存取數(shù)據(jù)傳輸…...轉(zhuǎn)移類指令完成下列功能：程序的分支程序的轉(zhuǎn)移…...一般一條指令應(yīng)該包含兩方面的信息：一、操作的性質(zhì)二、與操作數(shù)相關(guān)的信息指令格式最基本的形態(tài)是：操作碼OP操作數(shù)AD個(gè)別情況直接給出操作數(shù)計(jì)算機(jī)組成與工作原理——指令系統(tǒng)與指令格式相關(guān)的內(nèi)容有：指令字長：字長越多，指令所表示的信息就越多，指令功能越豐富。操作碼格式：操作碼位數(shù)決定了指令能夠表達(dá)的操作種類的多少。地址結(jié)構(gòu)：微機(jī)中常用兩地址指令、一地址指令和零地址指令。計(jì)算機(jī)組成與工作原理——指令系統(tǒng)零地址指令:操作數(shù)的地址都隱含給定，對(duì)隱含給定的相關(guān)寄存器進(jìn)行給定操作。計(jì)算機(jī)組成與工作原理——指令系統(tǒng)程序的自動(dòng)執(zhí)行

為此，一般要設(shè)置一個(gè)程序記數(shù)器PC(ProgramCounter),它存放當(dāng)前指令所在存儲(chǔ)單元的地址，若程序是順序執(zhí)行的，每取一條指令后PC內(nèi)的地址加１，指示下一條指令的地址。如果遇到跳轉(zhuǎn)指令，就將轉(zhuǎn)移后的指令地址放入PC，這樣，PC始終指示著程序的執(zhí)行進(jìn)程。一般情況下，程序指令是順序依次存放的。數(shù)據(jù)和指令分別存放在該程序區(qū)的不同位置，程序執(zhí)行所需數(shù)據(jù)是按照指令給出的操作數(shù)地址去讀取的。計(jì)算機(jī)組成與工作原理——程序的執(zhí)行過程啟動(dòng)地址→PC

取指PC→地址寄存器指令→IR指令譯碼?程序結(jié)束形成轉(zhuǎn)移地址→PC完成本條指令操作PC+1→PC停機(jī)指令轉(zhuǎn)移指令非轉(zhuǎn)移指令計(jì)算機(jī)組成與工作原理——程序的執(zhí)行過程信息的表示與存儲(chǔ)信息的存儲(chǔ)單位二進(jìn)制數(shù)的編碼表示定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)機(jī)器數(shù)的表示范圍、誤差與溢出非數(shù)值信息的表示信息單位用于描述機(jī)器內(nèi)部數(shù)據(jù)格式，常用的量綱：位（bit）：度量數(shù)據(jù)的最小單位。字節(jié)(byte)：最常用單位(8bit)。字(word):又稱為計(jì)算機(jī)字，其含義取決于機(jī)器類型和使用者的要求。信息的表示與存儲(chǔ)信息的存儲(chǔ)單位一個(gè)數(shù)在機(jī)內(nèi)的表示形式稱為“機(jī)器數(shù)”，它代表的數(shù)值稱為該機(jī)器數(shù)的“真值”。常用的編碼方法：原碼反碼補(bǔ)碼信息的表示與存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)的編碼表示——反碼假定用一個(gè)字節(jié)存放一個(gè)數(shù)：反碼表示一個(gè)帶符號(hào)的整數(shù)：X=+0101011[X]反=00101011;X=-0101011[X]反=11010100;反碼表示一個(gè)帶符號(hào)的純小數(shù)：X=+0.1011[X]反=0.1011;X=-0.1011[X]反=1.0100;信息的表示與存儲(chǔ)信息的表示與存儲(chǔ)——補(bǔ)碼假定用一個(gè)字節(jié)存放一個(gè)數(shù)：補(bǔ)碼表示一個(gè)帶符號(hào)的整數(shù)：X=+0101011[X]原=00101011;X=+0101011[X]反=00101011;X=+0101011[X]補(bǔ)=00101011;X=-0101011[X]原=10101011;X=-0101011[X]反=11010100;X=-0101011[X]補(bǔ)=11010101;補(bǔ)碼表示一個(gè)帶符號(hào)的純小數(shù)：X=+0.1011[X]原=0.1011;X=+0.1011[X]反=0.1011;X=+0.1011[X]補(bǔ)=0.1011;X=-0.1011[X]原=1.1011;X=-0.1011[X]反=1.0100;X=-0.1011[X]補(bǔ)=1.0101;信息的表示與存儲(chǔ)——補(bǔ)碼定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)信息的表示與存儲(chǔ)

定點(diǎn)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)固定在一個(gè)特定的位置上，通常最高位為符號(hào)位，其余位數(shù)表示定點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制數(shù)值。小數(shù)點(diǎn)的位置有兩種：一、放在符號(hào)位之后、數(shù)值最高位之前，這時(shí)表示一個(gè)定點(diǎn)小數(shù)；二、放在右邊最低位之后，表示一個(gè)整數(shù)。小數(shù)點(diǎn)的位置是一種約定，程序能夠判斷。具體小數(shù)點(diǎn)固定在什么位置，由機(jī)器說明書決定——定點(diǎn)數(shù)0111000001111000小數(shù)點(diǎn)符號(hào)數(shù)值=+0.0110100=+1110100小數(shù)點(diǎn)符號(hào)數(shù)值信息的表示與存儲(chǔ)——定點(diǎn)數(shù)信息的表示與存儲(chǔ)

一個(gè)數(shù)用浮點(diǎn)形式表示(科學(xué)記數(shù)法)：N——需要表示的數(shù)據(jù)；R——基數(shù)，隱含為2；E——冪，又稱為階碼，代表浮點(diǎn)數(shù)的 表示范圍；M——數(shù)N的全部有效數(shù)字，稱為尾數(shù) 代表浮點(diǎn)數(shù)的表示精度?！↑c(diǎn)數(shù)階符尾符階碼尾數(shù)小數(shù)點(diǎn)位置101110…………000信息的表示與存儲(chǔ)——浮點(diǎn)數(shù)信息的表示與存儲(chǔ)——浮點(diǎn)數(shù)IEEE對(duì)浮點(diǎn)數(shù)的規(guī)定：短浮點(diǎn)數(shù)：最高位是尾碼的符號(hào)位；其后8位是階碼；最后23位是尾碼。長浮點(diǎn)數(shù)：最高位是尾碼的符號(hào)位；其后11位是階碼；最后52位是尾碼。信息的表示與存儲(chǔ)理論上，數(shù)的表示位數(shù)可以無限多，數(shù)的位數(shù)越多，計(jì)算的精度就越高，可以表示的數(shù)的范圍越大，但位數(shù)越多，所需電子器件越多。實(shí)際上，不管是定點(diǎn)數(shù)還是浮點(diǎn)數(shù)，其表示范圍總有一定限制。若計(jì)算結(jié)果超出機(jī)器所能表示的范圍，就會(huì)產(chǎn)生“溢出”。——范圍、溢出與誤差

同樣道理，由于計(jì)算機(jī)的位數(shù)限制，實(shí)際運(yùn)算過程中經(jīng)常會(huì)引入誤差，例如浮點(diǎn)數(shù)有可能將原數(shù)中最右邊的非零數(shù)字截掉，這樣的誤差累積起來可能導(dǎo)致運(yùn)算結(jié)果嚴(yán)重失真。西文字符編碼中文信息編碼多媒體信息信息的表示與存儲(chǔ)——非數(shù)值信息的表示計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍十分廣泛，科學(xué)計(jì)算僅僅是其中的一個(gè)方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在信息處理領(lǐng)域計(jì)算機(jī)的應(yīng)用數(shù)量超過計(jì)算機(jī)總數(shù)的70%，這一領(lǐng)域中更多地涉及非數(shù)值信息。

字符是非數(shù)值信息的表示基礎(chǔ)，程序在未被編譯成可執(zhí)行機(jī)器代碼之前往往保持字符形式。

ASCII碼：(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼，被國際上廣泛采用，用七位編碼。共128個(gè)字符，包括可打印字符和控制字符。通用鍵盤的大部分鍵與最常用的字符相對(duì)應(yīng)。信息的表示與存儲(chǔ)——非數(shù)值信息的表示信息的表示與存儲(chǔ)中文信息編碼：由于漢字的數(shù)量較大，一般漢字的編碼方案有兩字節(jié)、三字節(jié)甚至四字節(jié)的，國標(biāo)碼(國家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字編碼)采用兩字節(jié)碼，用兩個(gè)七位二進(jìn)制數(shù)編碼表示一個(gè)漢字。例如：“巧”字的代碼是39H41H,機(jī)內(nèi)形式是：01110011000001——非數(shù)值信息的表示七位七位信息的表示與存儲(chǔ)在中、西文編碼共存的狀態(tài)下區(qū)分中文字符和ASCII碼的方法之一是：對(duì)應(yīng)兩字節(jié)國標(biāo)碼，將兩字節(jié)最高位都置為“1”，而ASCII碼所用字節(jié)的最高位保持“0”。上面所述中文字符的編碼是其在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表示形式，又稱為內(nèi)碼，內(nèi)碼很難記住；為方便漢字的輸入，常采用輸入碼：拼音碼、字形碼、音形結(jié)合方式?！菙?shù)值信息的表示信息的表示與存儲(chǔ)

多媒體信息包括圖象、聲音等等，常需要專用外設(shè)如掃描儀、A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備將輸入信息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制信息，送入計(jì)算機(jī)，然后做進(jìn)一步的分析與處理。?！菙?shù)值信息的表示三、高級(jí)語言上機(jī)過程高級(jí)語言上機(jī)過程編輯源程序編譯：產(chǎn)生目標(biāo)程序（.OBJ）連接：產(chǎn)生可執(zhí)行程序（.EXE）運(yùn)行調(diào)試高級(jí)語言上機(jī)過程——編譯事實(shí)上，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)程序的途徑有兩種：一、編譯程序 讀入整個(gè)源程序，將其轉(zhuǎn)化為目標(biāo)代碼，然后由計(jì)算機(jī)直接運(yùn)行。二、解釋程序 每次只讀一行源程序，并執(zhí)行指定操做，每次程序運(yùn)行都要重新解釋、執(zhí)行。高級(jí)語言上機(jī)過程——連接

對(duì)庫函數(shù)的連接：一般高級(jí)語言都提供一個(gè)可供用戶程序調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，這些庫函數(shù)包括了大部分的常規(guī)功能，當(dāng)用戶程序調(diào)用了其中的某個(gè)庫函數(shù)時(shí)，連接程序按一定規(guī)則將該程序與標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)中的目標(biāo)代碼連接起來，形成可以真正運(yùn)行的代碼。高級(jí)語言上機(jī)過程源程序清單文本編輯源程序編譯目標(biāo)程序連接可執(zhí)行程序用戶程序執(zhí)行修改錯(cuò)誤錯(cuò)誤錯(cuò)誤庫文件輸入數(shù)據(jù)文件四、C語言概述

C語言是在1972-1973年間，由DennisRitchie設(shè)計(jì)，并首次在一臺(tái)使用UNIX操作系統(tǒng)的DECPDP-11的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的。

1983年美國國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（ANSI）專門成立委員會(huì)，為C語言制定了ANSI標(biāo)準(zhǔn)(目前是C99)。

目前，大多數(shù)C/C++語言編譯器如TurboC++、BorlandC++、VisualC++、WatcomC++、gcc等都實(shí)現(xiàn)了ANSIC標(biāo)準(zhǔn)。

TurboC++完全按照C語言標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的，是一種快速、高效的編譯程序。它不僅提供一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，同時(shí)還按傳統(tǒng)方式提供一個(gè)命令行編譯程序版本。C語言的起源C語言的特點(diǎn)1、C語言是中級(jí)語言，這意味著C語言集成了高級(jí)語言和低級(jí)語言兩者的特色，它既有象高級(jí)語言如FORTRAN、Pascal語言那樣的基本結(jié)構(gòu)、又有象匯編語言一樣的實(shí)用性。C語言在各種語言中的位置高級(jí)語言Ada，PascalCOBOL，F(xiàn)ORTRANBASIC中級(jí)語言C、宏匯編語言低級(jí)語言匯編語言2、C語言容許對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，這三者是計(jì)算機(jī)的最基本工作單元。C語言的特點(diǎn)3、C語言的代碼具有很好的可移植性?？梢浦残允侵敢环N軟件在不同種類的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的可能性。4、C語言簡潔緊湊、方便靈活。5、運(yùn)算符和數(shù)據(jù)類型豐富。6、C是結(jié)構(gòu)語言。其顯著特點(diǎn)是代碼和數(shù)據(jù)的分隔化，即代碼和數(shù)據(jù)的分段隔離能力，程序的各個(gè)部分除必要的信息交換外彼此互不影響，相互隔離。C語言支持結(jié)構(gòu)化的控制語句。結(jié)構(gòu)語言是現(xiàn)代編程風(fēng)格。下面是典型的結(jié)構(gòu)語言和非結(jié)構(gòu)語言：結(jié)構(gòu)語言：PascalAda