第2章计算机和计算机程序.ppt

第 二 章 本章主要内容 计算机是实现算法的有效工具; 计算机的基本组成; 计算机中存储信息的方法; 计算机语言和计算机程序; 程序运行环境; 程序开发的步骤。 2.1计算机是实现算法的有效工具 算法是解题的方法和步骤的描述; 对于算法(侠义)的实现可以有多种途径;(如心算、计算器、计算尺、算盘等等计算工具来实现算法)； 由于电子计算机所具有的基本特征（高速度、大容量等），直到目前为止还是实现各种复杂算法的最有效工具 。 2.1计算机是实现算法的有效工具 电子计算机的特点： 使用脉冲数字电路，能进行高速数据传输和数据计算(数据处理)任务；（速度上） 计算精度高；（如 的精度达到200万位） 具有存储信息的能力； 由程序控制、全自动运行；（逻辑判断） 使用的是二进制数据表示； 可靠性高、通用性强。 2.1计算机是实现算法的有效工具 电子计算机的主要用途： 科学计算; 数据处理； 自动控制； 辅助设计与制造(CAI CAT CAD CAM); 人工智能(Artificial Intelligengce)等等。 2.2 计算机的基本组成 2.2 计算机的基本组成 运算器 运算器或称算术逻辑单元（Arithmetical and Logical Unit-ALU）的主要功能是对数据进行各种运算。它由ALU、通用和专用寄存器组、内部总线组成。(加法器?+ － ×÷ 逻辑功能部件?逻辑运算) 存储器 存储器（Memory Unit）的主要功能是存储程序和各种数据信息，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。根据存储器在系统中的作用，可分为：高速缓冲存储器、内存储器、外存储器。 2.2 计算机的基本组成 控制器 控制器（Control Unit）是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。控制器由以下五个部件组成：1）程序计数器（存放下一条指令地址）；2）指令寄存器（存放来自存储器的待执行的指令）；3）指令译码器（指令译码，将指令的操作码部分“翻译”成相 应的操作）；4）时序部件（产生计算机工作中所需的各种时序信号-节拍）;5）微操作部件（控制器的主体：一条指令的执行过程可更进 一步地看做是微操作的产生过程）; 2.2 计算机的基本组成 输入设备 用来向计算机输入各种原始数据和程序的设备叫输入设备（Input Device）。有文字输入设备、图形输入设备、图像输入设备、语音输入设备等等 输出设备 从计算机输出各类数据（信息）的设备叫做输出设备（Output Device）。有的设备是：Input and Output(I/O) 2.2 计算机的基本组成 冯·诺依曼计算机的基本工作过程，概括地说就是：存储指令?取指令?分析指令?执行指令?再取下一条指令，依次周而复始地执行指令序列的过程。 2.2 计算机的基本组成 2.3计算机中存储信息的方法 存储信息的单位： 存储容量：一个存储器能容纳的存储单元总数；一般使用:字（word） 字节 （Bytes） 位(Bit)KB MB GB (吉) TB（太拉） 2.3计算机中存储信息的方法 数制的转换：1) 二进制?十进制 (1101)2=1×23 +1×22 +0×21 +1×20 =(13)10 2) 二进制?十六进制、八进制 (111101.111)2＝(0011 1101.1110)2 ＝(3D.E)16(111101.111)2＝(111 101 . 111)2 ＝(75.7)8 数的多项式表示对于一个k进制的数转换为十进制数: 2.3计算机中存储信息的方法 2.3计算机中存储信息的方法 2.3计算机中存储信息的方法 非数值领域: ASCII（American Standard Code for Information Interchange ）美国信息交换标准代码 。 一个字节为8位二进制，一个ASCII码占一个字节的低7位，最高位为规定为0，这样一个字节可表示2的7次方即128种状态,01111111,每种状态与一个ASCII码字符唯一对应，即可表示128个字符，包括26个英文大写字符、26个英文小写字符、10个数字字符、33个标点符号和33个控制符。 EBCDIC—扩充的二—十进制交换码（用于大型机） 2.4计算机语言和计算机程序 为了使人和计算机能进行信息交互而使用的、人机都能