c语言程序设计第一章人民邮电出版社.ppt

* * C语言程序设计 第一章 计算机组成与程序设计语言 主讲: 计算机学院 朱立华 * * 内容提要 计算机组成及工作过程 机器语言程序设计 由低级语言到高级语言 C is the most beautiful language! C程序开发过程 * * 计算机组成及工作过程 计算机的组成: 硬件系统+软件系统 计算机的作用:用来处理存储的数据,处理和存储是一个整体. “计算机之父”——冯·诺依曼的程序存储思想: 计算机应该采用二进制 操作指令也是一种信息 ,也用二进制数表示 程序和数据的存储形式可以完全相同 程序本身也可包含数据 物质基础 加在硬件之上,控制硬件完成功能 通过程序设计语言来开发软件 * * 关于二进制等进制问题 进制 每位符号 逢几 进一 位权 n位数的不同个数 例子(结果统一到十进制) 十 0~9 10 10i 10n 341=3*102+4*101+1*100=341 二 0~1 2 2i 2n 101=1*22+0*21+1*20=5 八 0~7 8 8i 8n 127=1*82+2*81+7*80=87 十六 0~9 A~F 16 16i 16n 31D=3*162+1*161+13*160=797 另:3位二进制数相当于1位八进制数: 101 011B=(53)8=53Q 4位二进制数相当于1位十六进制数: 1101 1001B=(D9)16=D9H=d9H * * 控制总线 CPU 计算机硬件的组成 运算器 控制器 存储器 接口 输入设备 输出设备 地址总线 数据总线 进行各种算术运算和逻辑运算 控制和指挥整个运算过程，使指令按要求一条一条执行。 存放程序指令及数据 输入指令代码和原始数据 显示或打印计算结果 处理 * * 关于存储器 存储器的组成：由存储单元组成，每个单元1个字节（1B），1B=8bit，每个单元有一个地址。 存储单元中的内容与存储单元的地址是两个概念，其区别如同房间里的东西与房间号码。 存储器的大小指它有多少个字节，也就是有多少个不同的地址号，取决于地址总线的根数，n根地址总线，存储器容量为：2n 常用存储单位：1TB=210GB=220MB=230KB=240B 存储器按功能分为3大区域：程序存储区、数据存储区和栈 存放程序中的指令 存放程序中的数据 存取数据都在一端，无需计算地址，速度快 * * 关于CPU CPU：Central Processor Unit,中央处理器，完成各种处理（运算+控制），是计算机最核心部件。 CPU中设寄存器的目的：存放数据或计算的中间结果，不通过地址总线和数据总线 ，处理速度快 。 寄存器有两种：通用寄存器和专用寄存器。 熟悉两个专用寄存器： （1）累加器A：与算术逻辑运算器ALU一起完成各种运算 （2）程序计数器PC：寄存指令的地址，CPU通过PC取来一条指令执行时，PC便“指向”下一条指令，即PC的值变为下一条将要执行的指令的地址。除非遇到转移指令或子程序调用指令，CPU都是通过PC顺序地提取指令。 是运算器的组成部分，暂存操作数及运算的中间结果 每一个都有特定的作用 * * 机器内部执行程序的过程示例 程序是一组指令，指令联系着存储器和CPU，每条指令有操作码，有的指令有操作数，指令存储在程序存储区，操作数存储在数据存储区。 例：求和程序y=3+4所包含的指令如下： 操作码 操作数 指令含义 01H 3000H 将地址为3000H的单元中的数据放入累加器A 03H 3001H 将地址为3001H单元中的数据与累加器A中的数据相加，结果留在A 02H 3002H 将累加器A中的数据存入地址为3002H的单元 07H 停机 动态 演示 过程 * * 机器语言程序设计 对计算机而言：它的各个硬件部分存在的意义和相互的联系通过指令来体现。 对程序设计而言：计算机就是指令系统。 用机器语言进行程序设计： 首先要熟悉计算机的指令系统，熟悉每一条指令的含义及用法。 设计算法，根据算法编写程序。 所编写的计算机程序体现为一系列指令的集合，每条指令的操作码和操作数都用二进制数表示。 用机器语言编写的源程序就是机器能识别并执行的目标程序。 * * 一台模型机的指令系统 指令名称 操作码|操作数 说明 取数 01H N A←(N),将地址为N的单元的数据存入累加器A 存数 02H N (N)←A,将累加器A的数据存入地址为N的单元 加法 03H N 将地址为N的单元的数据和A中的相加，结果存入A 乘法 04H N 将地址为N的单元的数据和A中的相乘，结果存入A 比较 05H N A－(N) 比较两个数据（相减），结果存入寄存器F