c++1-3

程序设计 - 28
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英文字符的输出
每个字符内码对应了一个表示该字母的 点阵。当显示器收到此内码时， 点阵。当显示器收到此内码时，就输出 相应的点阵
程序设计 - 29
《程序设计》 2007.9
汉字编码
汉字属于大字符集，不能采用每键一字的方法。 汉字属于大字符集，不能采用每键一字的方法。 只能利用现有的小键盘。 只能利用现有的小键盘。 汉字输入码： 汉字输入码：有输入设备产生的汉字编 如拼音、五笔等。 码。如拼音、五笔等。 汉字内码：常用的是国标码，用两个7 汉字内码：常用的是国标码，用两个7 位的二进制数表示， 个字节表示。 位的二进制数表示，用2个字节表示。 汉字字型码： 汉字字型码：确定一个汉字字型点阵的 编码， 编码，用于输出或打印
程序设计
上海交通大学计算机系 翁惠玉： 翁惠玉：hyweng@ 2008.9 – 2009.1
教材及参考书
教材： 大学教程》 教材：《C++大学教程》第五版 大学教程 Deitel 著 电子工业出版社 参考书： 参考书：
程序设计： 《C++程序设计：思想与方法》翁惠玉 程序设计 思想与方法》 人民邮电出版社 语言编程》 《程序设计教程：用C++语言编程》 程序设计教程： 语言编程 人民邮电出版社 《程序设计基础（第2版）》 程序设计基础（ 版 清华大学出版社 吴文虎
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陈家骏
程序设计 - 2
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第1章 计算机简介
计算机的组成 计算机的发展 信息的表示 程序设计语言 C和C++ 上机准备
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计算机的组成
计算机，也被称之为“电脑” 计算机，也被称之为“电脑”，是一种能够按照事先 存储的程序自动、高效地对数据进行输入、处理、 存储的程序自动、高效地对数据进行输入、处理、存 储和输出的系统 硬件 软件
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以二进制表示数据
文本信息 声音 图象 整型数 实型数
程序设计 - 38
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整型数的表示— 整型数的表示—码制
讨论如何将符号位数字化。 表示正数， 讨论如何将符号位数字化。0表示正数， 表示负数。数字的四种编码方式为： 1表示负数。数字的四种编码方式为： 原码 反码 补码
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第一代计算机（1950） 第一代计算机（1950）
基于真空管技术 典型产品有1951生产 生产 典型产品有 的UNIVAC I，由 ， Mauchly and Eckert 设计 第一代机的特点： 第一代机的特点：
无操作系统 采用机器指令或汇编 语言
程序设计 - 20
第二代计算机（50末到60初） 第二代计算机（50末到60初）
采用真空管技术 特点： 特点：
更可靠、 更可靠、更便宜 出现了程序设计语言 出现了简单的操作系统：批处理系统 出现了简单的操作系统：
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IBM 7000 series,
DEC PDP-8
程序设计 - 21
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第三代计算机（60末到80初） 第三代计算机（60末到80初）
采用集成电路技术 特点： 特点：
价格更便宜 高集成度 出现了分时系统
IBM 360 series (1964)
程序设计 - 22
第四代计算机
采用 LSI/VLSI技术 技术 特点： 特点：
体积更小、价格更低、 体积更小、价格更低、内存扩大 有完善的操作系统
计算机软件
软件可以分为系统软件和应用软件。 软件可以分为系统软件和应用软件。 系统软件居于计算机系统中最靠硬件的部分， 系统软件居于计算机系统中最靠硬件的部分， 它将计算机的用户与硬件隔离。 它将计算机的用户与硬件隔离。系统软件与具 体的应用无关， 体的应用无关，但其他的软件要通过系统软件 才能发挥作用。常用的系统软件有操作系统、 才能发挥作用。常用的系统软件有操作系统、 编译器、网络软件等。 编译器、网络软件等。 应用软件是为了支持某一应用而开发的软件。 应用软件是为了支持某一应用而开发的软件。 如字处理软件、财务软件等。 如字处理软件、财务软件等。
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计算机硬件
输入设备 存储器 输出设备
控制器
运算器
CPU
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存储器
保存正在运行的程序代码和数据 内存的最小单元是bit，一般8 bit组 内存的最小单元是bit，一般8个bit组 bit 成一个byte 若干个byte组成一个word byte， byte组成一个 成一个byte，若干个byte组成一个word 在一般的机器中，内存按字节编址， 在一般的机器中，内存按字节编址，内 存大小也是按字节计量 关机后， 关机后，内存的数据全部丢失
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数字视频
由一系列帧组成，每个帧由像素组成。 由一系列帧组成，每个帧由像素组成。 连续的视频至少用每秒 25 帧表示 每秒的信息量 = 每帧的bit bit数 每秒的帧数 * 每帧的bit数 25帧 = 25帧 * 1024 * 768 * 24bit =472Mbps
过程单元分为过程procedure函数function程序设计20079程序设计68过程单元过程单元执行过程单元称为调用calling过程单元执行完后返回到调用者过程单元的组成名字参数parameter实际参数局部变量localvariable全局变量globalvariable程序设计20079程序设计69参数传递参数传递参数传递方式值传递引用传递程序设计20079程序设计70程序设计语言程序设计语言程序设计方法程序设计20079程序设计71语言的翻译语言的翻译将高级语言的程序翻译成机器语言解释执行编译执行mainintcompiler0110001011101001sourceprogramobjectprogram程序设计20079程序设计72编译程序的结构编译程序的结构词法分析语法分析中间代码生成优化目标代码生成源程序目标程序单词语法单位中间代码优化后的中间代码识别一个个单词并转化为机内形式按语法规则识别语法单位如表达式语句等如四元组三元组和逆波兰表达式对运行速度存储空间方面进行优化中间代码转换为目标程序程序设计20079程序设计73解释程序的结构解释程序的结构源程序解释系统逐句解释执行原始数据结果程序设计20079程序设计74连接与加载连接与加载连接link
程序设计 - 12
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Capacity of CPU
字长 CPU一次能够操作的比特数，也就是运 一次能够操作的比特数， 一次能够操作的比特数 算器中寄存器的长度 处理速度 每秒处理的指令数的衡量， 每秒处理的指令数的衡量，如 MIPS, MFLOPS 或 Hz
程序设计 -ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ13
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以二进制表示数据
文本信息 声音 图象 整型数 实型数
程序设计 - 35
《程序设计》 2007.9
图像和图形
数字图像的表示：用像素(pixel)表示， 数字图像的表示：用像素(pixel)表示， (pixel)表示 像素越多，质量越好。 像素越多，质量越好。黑白图像的像素需 要一个bit表示。如1表示白，0表示黑。 要一个bit表示。 bit表示 表示白， 表示黑。 如需要表示灰度和彩色，则需要多于1 如需要表示灰度和彩色，则需要多于1个 bit。每个像素占用的bit越多， bit。每个像素占用的bit越多，图像质量 bit越多 越好。 越好。 分辨率： 分辨率：图象中的像素数
x 真空管 x 无程序存储 x 采用十进制
x
程序设计 - 18
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Von Neumann和EDVAC Neumann和
1946 – Von Neumann 进行了改进， 对ENIAC进行了改进， 进行了改进 设计了EDVAC 设计了 EDVAC 的主要特征 的主要特征: - 采用二进制技术 - 存储指令
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程序设计 - 23
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第1章 计算机简介
计算机的组成 计算机的发展 信息的表示 程序设计语言 C和C++ 上机准备
程序设计 - 24
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以二进制表示数据
文本信息 声音 图象 整型数 实型数
程序设计 - 25
英文文本信息的表示
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输入输出设备
输入设备将人能理解的符号转换成计算 机能处理的符号。常用的输入设备有： 机能处理的符号。常用的输入设备有： 键盘、鼠标、 键盘、鼠标、光笔等 输出设备将计算机的输出转换成人能理 解的输出。常用的输出设备有：显示器、 解的输出。常用的输出设备有：显示器、 打印机、 打印机、音响设备等
采样、量化和编码
256 192 128 64 0 A C 240 t B C D 144 D E E 80 F F 72 G H G 122 H 200
A 188
B 244
10111100 11110100 11110000 10010000 01010000 01001000 01111100 11001000
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以二进制表示数据
文本信息 声音 图象 整型数 实型数
程序设计 - 31
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数字音频
音频是一维的声波， 音频是一维的声波，属于模拟数据 音频数字化：采样、量化、 音频数字化：采样、量化、编码
程序设计 - 32
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程序设计 - 33
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音频CD 音频CD
次采样， 每秒 44100 次采样，每个采样值量 化为 16 位，因此每秒钟非立体声需 Kbit的存储空间 的存储空间， 要705.6 Kbit的存储空间，立体声需 Mbit的存储空间 要 1.411 Mbit的存储空间
程序设计 - 34
控制器
控制器控制计算机的其余部分如何完成 程序的指令
指挥内存和其它部件之间的信息的传送 包括信息和指令） （包括信息和指令） 指挥CPU和输入输出设备之间的控制信息 和输入输出设备之间的控制信息 指挥 的传送
程序设计 - 8
《程序设计》 2007.9
控制器中的信息存储
控制器中有两个寄存器： 控制器中有两个寄存器：
指令寄存器( IR )：保存当前正在执行的指 指令寄存器 ： 令 程序计数器 ( PC )：保存下一条要执行的 ： 指令地址
程序设计 - 9
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控制器的工作
取下一条指令： PC指定的地址到内存 取下一条指令：按PC指定的地址到内存 中取出下一条指令，存入IR IR。 中取出下一条指令，存入IR。 解码指令：将指令解码成一系列的控制 解码指令： 信号 如果需要的话， 如果需要的话，到内存取数据 执行指令：将控制信号发送给运算器， 执行指令：将控制信号发送给运算器， 执行相应的运算
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将每一个符号用一个二进制比特串来表示 ASCII – American Standard Code for Information Interchange. 常用于微型机中。 常用于微型机中。 EBCDIC – Extended Binary Coded Decimal Interchange Code. 常用于某些大型机中。 常用于某些大型机中。 Unicode – 16-bit code designed to support international languages like Chinese and Japanese.
程序设计 - 10
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运算器的组成
逻辑电路： 逻辑电路：执行控制器发出的控制信号 一组存放正在运算的数据的寄存器
程序设计 - 11
《程序设计》 2007.9
运算器可以执行的运算
算术运算： 算术运算：加、减、乘、除 逻辑运算：比较两个数据以及完成与、 逻辑运算：比较两个数据以及完成与、 或、非之类的运算
程序设计 - 14
《程序设计》 2007.9
计算机的组成
计算机，也被称之为“电脑” 计算机，也被称之为“电脑”，是一种能够按照事先 存储的程序自动、高效地对数据进行输入、处理、 存储的程序自动、高效地对数据进行输入、处理、存 储和输出的系统 硬件 软件
程序设计 - 15
《程序设计》 2007.9
程序设计 - 16
《程序设计》 2007.9
第1章 计算机简介
计算机的组成 计算机的发展 信息的表示 程序设计语言 C和C++ 上机准备
程序设计 - 17
计算机的发展
x
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1946 – ENIAC: 第一台全电子的计算机，由 第一台全电子的计算机， John Mauchly 和John Eckert设计 设计 ENIAC的特点： 的特点： 的特点
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英文字符的输入输出
由于英文是小字符集， 由于英文是小字符集，可以将每一个字 符做成键盘上的一个键， 符做成键盘上的一个键，也可以将每一 个字符的形状存储在输出设备上。 个字符的形状存储在输出设备上。
程序设计 - 27
英文字符的输入
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程序设计 - 6
《程序设计》 2007.9
CPU
CPU (Central Processing Unit) 有两个 部件组成： 部件组成： ALU – Arithmetic-Logic Unit（运 （ 算器） 算器） Control unit （控制器） 控制器）
程序设计 - 7
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