数据结构(清华大学)ppt
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数据结构基础PPT课件
求解函数perm：
void perm (char *a, const int k，const int n) { // n 是数组a的元素个数，生成a[k],…,a[n-1]的全排列
int i; if (k = = n-1) { // 终止条件，输出排列
for ( i=0; i<n; i++) cout << a[i] << “ ”; // 输出包括前 // 缀，以构成整个问题的解
29
其中各语句的程序步数如下所示：
其总程序步数是2n+3。
30
例的1.6程设序r步su数m如(a下, n：)的程序步数为Trsum(n)，其各语句
= 可2+见Tr，sum当(nn-1=)。0时Trsum(0) = 2；当n > 0时Trsum(n)
31
通过反复代入可得： Trsum(n) = 2+ Trsum(n-1) = 2+2+Trsum(n-2) = 2*2+ Trsum(n-2) = 2+2+2+ Trsum(n-3) = 2*3+ Trsum(n-3) … = 2n+ Trsum(0) = 2n+2 所以rsum的程序步数为2n+2。
注意：这些定义不依赖于数据对象的具体表示，也
没有给出操作实现的过程。
10
数据抽象和封装机制的意义： （1）简化软件开发：
假设一个问题经分析将使用A、B、C三个数据 类型和协调代码求解。
（a）四位程序员，可由其中三位程序员各开发 一个数据类型，另一位程序员实现协调代码。
（b）一位程序员，数据抽象也可减少其在某一 具体时间需要考虑的范围。
void perm (char *a, const int k，const int n) { // n 是数组a的元素个数，生成a[k],…,a[n-1]的全排列
int i; if (k = = n-1) { // 终止条件，输出排列
for ( i=0; i<n; i++) cout << a[i] << “ ”; // 输出包括前 // 缀，以构成整个问题的解
29
其中各语句的程序步数如下所示：
其总程序步数是2n+3。
30
例的1.6程设序r步su数m如(a下, n：)的程序步数为Trsum(n)，其各语句
= 可2+见Tr，sum当(nn-1=)。0时Trsum(0) = 2；当n > 0时Trsum(n)
31
通过反复代入可得： Trsum(n) = 2+ Trsum(n-1) = 2+2+Trsum(n-2) = 2*2+ Trsum(n-2) = 2+2+2+ Trsum(n-3) = 2*3+ Trsum(n-3) … = 2n+ Trsum(0) = 2n+2 所以rsum的程序步数为2n+2。
注意：这些定义不依赖于数据对象的具体表示，也
没有给出操作实现的过程。
10
数据抽象和封装机制的意义： （1）简化软件开发：
假设一个问题经分析将使用A、B、C三个数据 类型和协调代码求解。
（a）四位程序员，可由其中三位程序员各开发 一个数据类型，另一位程序员实现协调代码。
（b）一位程序员，数据抽象也可减少其在某一 具体时间需要考虑的范围。
数据结构(C语言版中)清华大学出版社ppt
p->data=x;
p->next=top; top=p;
修改栈顶指针
return top;
} 25
链栈的出栈操作
an出栈，使工作指针q 指向要出栈结点，然
后修改栈顶指针: top=top->next
26
链栈出栈操作
LinkStack *pop( LinkStack *top)
{ LinkStack *q; if(!top) /*说明指针top指向NULL*/ {printf(“\n链栈是空的!”); return NULL;} q=top; top=top->next; free(q); return top;
29
void conversion(int N, int r)
解题思路如下：
{ int x=N,y=r; SeqStack *s; /*是顺序栈*/
N是十进制数，要将N 转换成r进制数
s=initStack( ); /*构造一个顺序栈*/ while(N!=0) { push(s, N %r ); /*将N%r入栈*/
}
17
例3.1 用main函数以及display函数，调试上述各种栈的基
本操作算法。
#define Maxsize 50
typedef int datatype;
typedef struct{
{datatype stack[Maxsize]; int top；
}SeqStack；
void display(SeqStack *s) /*显示栈中所有元素值*/
15
顺序栈的入栈操作——例如用堆栈存放（A，B，C，D）
高地址M 低地址L
top
top D
数据结构3(清华大学)ppt
//判集合this与R相等
friend istream& operator >> (istream& in,
bitSet<T>& R);
//输入
friend ostream& operator << (ostream& out,
bitSet<T>& R);
//输出
private:
int setSize;
bitVector = new int [vectorSize]; //分配空间
assert (bitVector != NULL); //检查存储分配是否成功
for (int i = 0; i < vectorSize; i++) //初始化
bitVector[i] = R.bitVector[i];
//集合大小
int vecterSize;
//位数组大小
unsigned short *bitVector;
//存储集合元素的位数组
};
11
使用示例
Set s1, s2, s3, s4, s5; int index, equal; for (int k = 0; k < 10; k++) { //集合赋值
清华大学计算机系 数据结构（用面向对象方法与
C++语言描述）第二版3
殷人昆
1
数据结构电子教案
第六章 集合与字典
殷人昆 王 宏
2
第六章 集合与字典
• 集合及其表示 • 并查集与等价类 • 字典 • 跳表 • 散列
3
集合及其表示
清华大学殷仁昆教授数据结构C语言描述PPT课件
第2页/共18页
数据结构课程的地位
• 是介于数学、计算机硬件和计算机软件三 者之间的一门核心课程数据结构课程的地 位。
关系
数学
对象
对象
关系
软件
硬件
关系
操作
操作
第3页/共18页
• 数据结构是一门研究非数值计算的程序设 计问题中计算机的操作对象及其之间关系 与操作的学科。是介于数学、计算机硬件 和计算机软件三者之间的一门核心课程， 属于计算机学科中的一门综合性专业基础 课程。
第5页/共18页
选修课课程设置与数据结构的关系
数据结构基础
计算机科学基础
算法与数 据结构Ⅱ
文件处理 (数据库)
算法设计与分析
软件工程
系统模拟
图形学
第6页/共18页
数值计算解决问题的一般步骤：
• 数学模型→选择计算机语言→编出程序 →测试→最终解答。
• 数值计算的关键是：如何得出数学模型 （方程）？
第8页/共18页
求解非数值计算的问题的步骤：
• 主要考虑的是设计出合适的数据结构及相 应的算法。即首先要考虑对相关的各种信 息如何表示、组织和存储？
• 可以认为：数据结构是一门研究非数值计 算的程序设计问题中计算机的操作对象以 及它们之间的关系和操作的学科。
第9页/共18页
数据结构课程的特点
• 数据结构课程是计算机专业基础课，主 要训练学生在系统开发中的数据设计、 算法设计与分析及数据组织的能力，它 是后续多门课程，如数据库、操作系统、 编译原理、网络系统基础等的基础，对 于从事计算机系统开发的人员，是必修 课程之一。
• 自觉预习、遵守纪律、认真听课、及时复 习；
• 按时、独立、认真地完成每次作业； • 完成作业方式：
数据结构课程的地位
• 是介于数学、计算机硬件和计算机软件三 者之间的一门核心课程数据结构课程的地 位。
关系
数学
对象
对象
关系
软件
硬件
关系
操作
操作
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• 数据结构是一门研究非数值计算的程序设 计问题中计算机的操作对象及其之间关系 与操作的学科。是介于数学、计算机硬件 和计算机软件三者之间的一门核心课程， 属于计算机学科中的一门综合性专业基础 课程。
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选修课课程设置与数据结构的关系
数据结构基础
计算机科学基础
算法与数 据结构Ⅱ
文件处理 (数据库)
算法设计与分析
软件工程
系统模拟
图形学
第6页/共18页
数值计算解决问题的一般步骤：
• 数学模型→选择计算机语言→编出程序 →测试→最终解答。
• 数值计算的关键是：如何得出数学模型 （方程）？
第8页/共18页
求解非数值计算的问题的步骤：
• 主要考虑的是设计出合适的数据结构及相 应的算法。即首先要考虑对相关的各种信 息如何表示、组织和存储？
• 可以认为：数据结构是一门研究非数值计 算的程序设计问题中计算机的操作对象以 及它们之间的关系和操作的学科。
第9页/共18页
数据结构课程的特点
• 数据结构课程是计算机专业基础课，主 要训练学生在系统开发中的数据设计、 算法设计与分析及数据组织的能力，它 是后续多门课程，如数据库、操作系统、 编译原理、网络系统基础等的基础，对 于从事计算机系统开发的人员，是必修 课程之一。
• 自觉预习、遵守纪律、认真听课、及时复 习；
• 按时、独立、认真地完成每次作业； • 完成作业方式：
数据结构(清华大学课件)
float GetReal( cpmplex Z )；
// 返回复数 Z 的实部值 float Getimag( cpmplex Z )； // 返回复数 Z 的虚部值
void add( complex z1, complex z2, complex &sum )； // 以 sum 返回两个复数 z1, z2 的和
―数据抽象” 和“数据封装”
数据抽象 用ADT描述程序处理的实体
时，强调的是其本质的特征、其所能 完成的功能以及它和外部用户的接口 （即外界使用它的方法）。
数据封装 将实体的外部特性和其内部
实现细节分离，并且对外部用户隐藏
其内部实现细节
抽象数据类型的描述方法
ADT =（D，S，P）
其中: D 是数据对象， S 是 D 上的关系集， P 是对 D 的基本操作集。
又如，在 2 行 3 列的二维数组中六个元素 {a1, a2, a3, a4, a5, a6} 之间存在着两个关系: ―行” 的次序关系:
row = {<a1,a2>,<a2,a3>,<a4,a5>,<a5,a6>}
a1 a2 a3 a4 a5 a6
―列” 的次序关系:
col = {<a1,a4>,<a2,a5>,<a3,a6>}
InitComplex(z1,8.0,6.0);
InitComplex(z2,4.0,3.0);
Add(z1,z2,z3);
Multiply(z1,z2,z4);
if (Division (z4,z3,z)) {
GetReal (z, RealPart);
GetImag (z, ImagPart);
数据结构(中)清华大学出版社ppt
(d) 广义表表法法
图6.4 二叉树的表示
12
6.2二叉树
• 二叉树，它是一种非常重要的非线性数据结构， 有着广泛的用途。
• 主要介绍以下几个方面的内容： • 二叉树的定义及性质； • 二叉树的存储实现（顺序和链式存储）； • 遍历二叉树（即对二叉树存储结点访问的各种形
式）； • 哈夫曼树及编码。
左孩子； • 若2i+1≤n，则它有编号为2i+1的右孩子，
否则没有右孩子。
27
6.2.3 二叉树的存储结构
• 1. 顺序存储结构 将二叉树的所有元素放在一维数组之中。这是最简单的顺 序存储结构。 #define MAXLEN 20 typedef char DataType; DataType bt[MAXLEN ]; 其中，bt是一维数组，每个数组元素存储树的一个结点的 数据信息。我们假定让0号位置（即bt[0]）空置不用，从1 位置开始存储二叉树的所有元素。我们按照完全二叉树上 编号自上而下、从左至右的顺序将每个元素存入数组当中。
n1，那么二叉树总的结点个数n应该是： n = n0 + n1 + n2 （1）
19
另一方面，二叉树中除根结点外，其余 每个结点都有一个向上的分支指向其父结
点。如设二叉树种分支边数为m，那么二叉
树总的结点个数n应该是分支边数m加上1 （这个1是根结点），即：
n = m + 1 （2）
20
注意到每一条分支边或是由度为1的结点发出， 或是由度为2的结点发出，度为1的结点发出一条 边，度为2的结点发出两条边。因此，又有关系：
39
• 把搜索线第一次经过就访问的结点列出， 它们是A、B、C、D，这就是先序遍历的结 果。
61清华大学《数据结构》课程讲义第五讲PPT课件
叶子不会下沉，所以建堆过程应该从倒数第二层最右边一棵子树的根开始
建堆起点（数组下标起止）
树根r在数组 内的下标是0
a0
下一个子r递堆减起点
就是它的兄弟
子树根r的右
子树根r孩的子左下标 叶孩子子下下标标范围
a1
a3
n是节点总数
n 2
1
a4
a5
a2 起点
起点 a6
a7
a8 a9
a10 a11
a12 a13
int ttoottaall;
int grade;
char num[20];
stuGRADE AAA[[12[0390]]];
int SUBtotal;
char name[20];
struct node *left,*right;
student B[20];
};
};
};
大作业（三）--参考作业评判
数据结构
2012.2
课程大纲
第1讲 数据结构—应用、概念、以及课程基础 第2讲 线性表--链表、队列 第3讲 堆栈、非线性数据结构-二叉树 第4讲 二叉树、堆 第5讲 堆、哈夫曼树 第6讲 检索操作 第7讲 分块检索与哈希表 第8讲 排序 第9讲 算法分析与图的基本概念 第10讲 图结构 第11讲 图应用 第12讲 高级数据结构内容--索引技术
得庞大；
2. 平衡处理的很好。
3. 层次遍历不错，这次删除了线索化 二叉树的内容，有条件的同学可以 自己做。
4. 统计界面不错。
十字链参考
堆结构 局部有序：有序关系仅限定在
父亲与孩子之间，任何一个节 点与其兄弟之间的关键码值大
a1
小都没有必然的联系
一堆元素有顺序 的聚集在一起
建堆起点（数组下标起止）
树根r在数组 内的下标是0
a0
下一个子r递堆减起点
就是它的兄弟
子树根r的右
子树根r孩的子左下标 叶孩子子下下标标范围
a1
a3
n是节点总数
n 2
1
a4
a5
a2 起点
起点 a6
a7
a8 a9
a10 a11
a12 a13
int ttoottaall;
int grade;
char num[20];
stuGRADE AAA[[12[0390]]];
int SUBtotal;
char name[20];
struct node *left,*right;
student B[20];
};
};
};
大作业（三）--参考作业评判
数据结构
2012.2
课程大纲
第1讲 数据结构—应用、概念、以及课程基础 第2讲 线性表--链表、队列 第3讲 堆栈、非线性数据结构-二叉树 第4讲 二叉树、堆 第5讲 堆、哈夫曼树 第6讲 检索操作 第7讲 分块检索与哈希表 第8讲 排序 第9讲 算法分析与图的基本概念 第10讲 图结构 第11讲 图应用 第12讲 高级数据结构内容--索引技术
得庞大；
2. 平衡处理的很好。
3. 层次遍历不错，这次删除了线索化 二叉树的内容，有条件的同学可以 自己做。
4. 统计界面不错。
十字链参考
堆结构 局部有序：有序关系仅限定在
父亲与孩子之间，任何一个节 点与其兄弟之间的关键码值大
a1
小都没有必然的联系
一堆元素有顺序 的聚集在一起
数据结构4(清华大学)ppt
//取顶点 i 的值
virtual E getWeight (int v1, int v2); //取边上权值
virtual int getFirstNeighbor (int v);
//取顶点 v 的第一个邻接顶点
146-14
virtual int getNextNeighbor (int v, int w); //取邻接顶点 w 的下一邻接顶点
};
146-23
template <class T, class E> int Graphmtx<T, E>::getFirstNeighbor (int v) { //给出顶点位置为v的第一个邻接顶点的位置, //如果找不到, 则函数返回-1
virtual bool removeEdge (int v1, int v2); //在图中删去边(v1,v2)
};
146-15
邻接矩阵 (Adjacency Matrix)
• 在图的邻接矩阵表示中，有一个记录各个顶 点信息的顶点表，还有一个表示各个顶点之 间关系的邻接矩阵。
• 设图 A = (V, E) 是一个有 n 个顶点的图, 图的 邻接矩阵是一个二维数组 A.edge[n][n]，定义：
const int DefaultVertices = 30; //最大顶点数(=n)
template <class T, class E>
class Graph {
//图的类定义
protected:
int maxVertices;
//图中最大顶点数
int numEdges;
//当前边数
int numVertices;
146-17
《数据结构(清华版)》1第一章 绪论PPT课件
指针
1345
元素1
1400
1346
元素4
∧
…….
……..
…….
1400
元素2
1536
…….
……..
…….
1536
元素3
1346
10
数据结构的三个方面： 数据的逻辑结构
线性结构
线性表 栈 队
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
非线性结构 树形结构 图形结构
数据的存储结构 顺序存储 链式存储
数据的运算：检索、排序、插入、删除、修改等
11
char name[20]; float score; }STUDENT; STUDENT stu1,stu2, *p;
12
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
图状结构——多个对多个，如图
7
数据的逻辑结构—只抽象反映数据元素的逻辑关系
数据的存储（物理）结构—数据的逻辑结构在计算 机存储器中的实现
存储结构分为： 顺序存储结构——借助元素在存储器中的相对位置来表示
数据元素间的逻辑关系 链式存储结构——借助指示元素存储地址的指针表示数据
元素间的逻辑关系
数据的逻辑结构与存储结构密切相关
1
课程内容：
计算机软件的基础知识———数据结构与算法
课时安排：
数据结构——48学时 上机——16学时
教材：
数据结构 严蔚敏 清华 参考书：数据结构 刘自强 武汉理工大
2
第一章 绪言
❖ 1.1 什么是数据结构
程序=数据结构+算法
数据结构(下)清华大学出版社ppt
ASL=(1+2+2+3+3+3+3)=17/7≈2.43。 从结果可知，平衡二叉树的查找性能优于二叉排序树30 。
旋转
-1 A
2C
平衡处理
1B
0B 0A
0B
0A
0C
图 8-8 LR 型平衡处理
25
RR型的处理(右右型)
如图8-9所示，在A的右孩子B上插入一个右孩子C， 使A的平衡因子由-1变成-2，成为不平衡的二叉排序树。 这时的平衡处理为：将A逆时针旋转，成为B的左子树， 而原来B的左子树则变成A的右子树，待插入结点C成为 B的右子树。
例：对关键字序列4,5,7,2,1,3,6，试用二叉排序树和 平衡二叉树两种方法查找，给出查找6的次数及成功的 平均查找长度。 分析：由于关键字序列的顺序己经确定，故得到的二叉 排序树和平衡二叉树都是唯一的。得到的平衡二叉树见 图8-12，得到的二叉排序树见图8-13。
29
04
4
02
06
2
5
01 03 05 07
10
例：假设给定有序表中关键字为 8,17,25,44,68,77,98,100,115,125 ， 将 查 找 K=17 和 K=120的情况描述为图8-1及图8-2所示。
[ 8 17 25 44 68 77 98 10 115 125 ]
low
high
(a) 初始情形
[ 8 17 25 44 ] 68 44 98 100 115 125
数据结构(下)
1
第8章查找 第9章 排序 第10章 索引与散列
2
第8章 查找
3
一、查找的基本概念
查找，也称为检索。查找某人的地址、电话号码；
数据结构-清华大学严蔚敏PPT
③ 可行性： 一个算法是能行的。即算法描述的操作 都可以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现。
④ 输入： 一个算法有零个或多个输入，这些输入 取自于某个特定的对象集合。
⑤ 输出： 一个算法有一个或多个输出，这些输出 是同输入有着某些特定关系的量。
一个算法可以用多种方法描述，主要有：使用自 然语言描述；使用形式语言描述；使用计算机程序设计 语言描述。
初始化赋值查找修改插入删除求长度等初始化赋值查找修改插入删除求长度等以下将对几种主要的操作进行讨论以下将对几种主要的操作进行讨论statusinitsqlistsqliststatusinitsqlistsqlistlelemarrayelemtypelelemarrayelemtypemallocmaxsizesizeofelemtypemallocmaxsizesizeofelemtypereturnerrorreturnerrorreturnokreturnok在线性表在线性表i1i1i1i1个位置上插入一个新结点个位置上插入一个新结点使其成使其成为线性表为线性表i1i1i1i1将线性表将线性表个结点后移一个位个结点后移一个位将结点将结点插入到结点插入到结点i1i1之后之后线性表长度加线性表长度加算法描述算法描述statusinsertsqlistsqliststatusinsertsqlistsqlistelemtypeelemtypei0illength1returnerrori0illength1returnerror线性表溢出线性表溢出returnerrorlelemarrayj1lelemarrayj
算法与数据结构
教材：《数据结构 (C 语言版 ) 》。严蔚敏，吴伟民
编
著。清华大学出版社。
参考文献：
1 《数据结构》 。张选平，雷咏梅 编， 严蔚敏 审。 机械工业出版社。
④ 输入： 一个算法有零个或多个输入，这些输入 取自于某个特定的对象集合。
⑤ 输出： 一个算法有一个或多个输出，这些输出 是同输入有着某些特定关系的量。
一个算法可以用多种方法描述，主要有：使用自 然语言描述；使用形式语言描述；使用计算机程序设计 语言描述。
初始化赋值查找修改插入删除求长度等初始化赋值查找修改插入删除求长度等以下将对几种主要的操作进行讨论以下将对几种主要的操作进行讨论statusinitsqlistsqliststatusinitsqlistsqlistlelemarrayelemtypelelemarrayelemtypemallocmaxsizesizeofelemtypemallocmaxsizesizeofelemtypereturnerrorreturnerrorreturnokreturnok在线性表在线性表i1i1i1i1个位置上插入一个新结点个位置上插入一个新结点使其成使其成为线性表为线性表i1i1i1i1将线性表将线性表个结点后移一个位个结点后移一个位将结点将结点插入到结点插入到结点i1i1之后之后线性表长度加线性表长度加算法描述算法描述statusinsertsqlistsqliststatusinsertsqlistsqlistelemtypeelemtypei0illength1returnerrori0illength1returnerror线性表溢出线性表溢出returnerrorlelemarrayj1lelemarrayj
算法与数据结构
教材：《数据结构 (C 语言版 ) 》。严蔚敏，吴伟民
编
著。清华大学出版社。
参考文献：
1 《数据结构》 。张选平，雷咏梅 编， 严蔚敏 审。 机械工业出版社。
数据结构(C语言版上)清华大学出版社ppt
以链式结构存储的线性表称之为以链式结构存储的线性表称之为linkedlistlinkedlist70存储地址数据域指针域15头指针h15null20141413132727线性表王李钱线性表王李钱表示意图表示意图71存放数据元素的结点至少包含两个域数据域和指针域数据域存放元素的数据指针域存放其后继元素的存储地址指针域中存放的信息称为指针或链n个结点连接成一个链表称为线性表的链式存储结构73typedeftypedefstructstructlnodelnodeelemtypeelemtypedatadata数据域数据域structstructlnodelnodenextnext
—— C语言版
清华大学出版社
2009年9月
第1章 概 论
o 什么是数据结构 o 为什么要学习数据结构 o 算法和算法分析
1.1 什么是数据结构
1.1.1 数据和数据元素
数据（data）是信息的载体，是对客观事物的符 号表示，它能够被计算机识别、存储和加工处理。
数据——在计算机科学中指所有能输入到计算机中并被计 算机程序处理的符号的总称。如图像、数、字符、声音、 视频等都可以通过编码而由计算机处理，因此它们也属于 数据的范畴。
一般，我们把算法运行的时间定义 成函数T(n)，一个算法所耗费的时间 将随输入数据量n的增大而增大，n是 该算法输入数据的规模，这个数据规 模不是某一个具体的输入。T(n)的单 位是不确定的，一般把它看成是在一 个特定的计算机上执行的指令条数。
当讨论一个程序的运行时间 T(n)时， 注重的不是T(n)的具体值，而是它的增长 率。即求出T(n)随输入数据量n而增长的 趋势(极限) 。
通常有如下的函数关系排序： c< log2 n< n< n log2 n< n2< n3< 10 n
—— C语言版
清华大学出版社
2009年9月
第1章 概 论
o 什么是数据结构 o 为什么要学习数据结构 o 算法和算法分析
1.1 什么是数据结构
1.1.1 数据和数据元素
数据（data）是信息的载体，是对客观事物的符 号表示，它能够被计算机识别、存储和加工处理。
数据——在计算机科学中指所有能输入到计算机中并被计 算机程序处理的符号的总称。如图像、数、字符、声音、 视频等都可以通过编码而由计算机处理，因此它们也属于 数据的范畴。
一般，我们把算法运行的时间定义 成函数T(n)，一个算法所耗费的时间 将随输入数据量n的增大而增大，n是 该算法输入数据的规模，这个数据规 模不是某一个具体的输入。T(n)的单 位是不确定的，一般把它看成是在一 个特定的计算机上执行的指令条数。
当讨论一个程序的运行时间 T(n)时， 注重的不是T(n)的具体值，而是它的增长 率。即求出T(n)随输入数据量n而增长的 趋势(极限) 。
通常有如下的函数关系排序： c< log2 n< n< n log2 n< n2< n3< 10 n
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第 一 章 预 备 知 识
C 语 言 程 序 设 计 教 程 王 敬 华
一般把运算器和控制器做在一块集成电路芯片上， 称为中央处理器，简称为CPU（Central Processing Unit）。它是计算机核心和关键，计算机的性能主 要取决于CPU。
(3) 存储器 (Memory)
存储器是计算机中具有记忆能力的部件，用来存 放程序或数据。程序和数据是两种不同的信息，应 放在不同的地方，两者不可混淆 。指令总是送到控 制器，而数据则总是送到运算器。存储器就是一种 能根据地址接收或提供指令或数据的装置。 存储器可分为两大类：即内存储器和外存储器。
(2) 应用软件
第 一 章 预 备 知 识
应用软件是指某特定领域中的某种具体应用，供 最终用户使用的软件，它必须在操作系统的基础上 运行。如财务报表软件、数据库应用软件等。初学C 语言的读者主要任务是学习如何编写应用软件。
C 语 言 程 序 设 计 教 程 王 敬 华
软件与硬件的关系
硬件与软件是相互依存的，软件依赖于硬件的物 质条件，而硬件则需在软件支配下才能有效地工作。 在现代，软件技术变得越来越重要，有了软件，用 户面对的将不再是物理计算机，而是一台抽象的逻 辑计算机，人们可以不必了解计算机本身。可以采 用更加方便、更加有效地手段使用计算机。从这个 意义上说，软件是用户与机器的接口。
第 一 章 预 备 知 识
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计算机的工作原理：
各种各样的信息，通过输入设备，进入计算机的 存储器，然后送到运算器，运算完毕把结果送到存 储器存储，最后通过输出设备显示出来。整个过程 由控制器进行控制。
软件系统的组成及分类
第 一 章 预 备 知 识
软件是指计算机程序及有关程序的技术文档资料。 两者中更为重要的是程序，它是计算机进行数据处 理的指令集，也是计算机正常工作最重要的因素。 在不太严格情况下，认为程序就是软件。 根据软件用途将其分为两大类：系统软件和应用软件
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(1) 系统软件
系统软件是指管理、监控、维护计算机正常工作 和供用户操作使用计算机的软件。这类软件一般与 具体应用无关，是在系统一级上提供的服务。系统 软件主要包括以下两类：一类是面向计算机本身的 软件，如操作系统、诊断程序等。另一类是面向用 户的软件，如各种语言处理程序（象BC、VC等）、 实用程序、字处理程序等。
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整数部分转换举例
例 把十进制数59转换成二进制数 例 把十进制数459 159转换成十六进制数 转换成八进制数 2 59 余1 8 459 159 余11 7 16 余 余 1 2 29 余3 8 28 19 16 余 0 2 14 余12 8 1 余1 2 16 余 22 7 余1 0 0 2 C 3 7 2 3 余 11 B 2 余 1 1 10=(237) (159) (459) 10=(1CB) 16 8 0 1 1 1 0 1 1 (59)10=(111011)2
结论：
除了：
学好C语言必须掌 握的基础知识！！！
第 一 章 预 备 知 识
了解计算机硬件系统的组成（因为硬件是软件的物质基 础）。 了解计算机软件系统的组成（因为软件是硬件的灵魂）。 更重要的是：了解二进制数在计算机中的表示形式、表 示范围以及二进制数的算术运算和逻辑运算，另外就是数据 在计算机中是如何存储的
101010111111……. “信息”包括的范围很广，它可以是数字、文字、 图像、声音等
3、计算机中如何表示“信息”？
不管哪种类型的信息在计算机中最终都是以二进 制数据信息来表示和处理
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4、什么是C语言？
C语言就是编制计算机软件的开发工具。具体就是对这些 信息进行处理的软件工具。
3 2 1 0 （ 1F 2 A） （7978 ） 16 116 1516 2 16 1016 10
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进制之间的相互转换 二进制、八进制、十六进制转换成十进制
方法：按权相加
十进制转换成二进制、八进制、十六进制
步骤：首先进行整数部分转换，然后进行小数部分转换。 （1）整数部分转换 原理： 方法：连续除以基，从低到高记录余数，直至商为0 N (a n a n 1 ......a1 a 0 ) 2
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硬件系统的基本组成及工作原理
外存储器
信息
输入设备
(存)数据
内存储器
(取)数据 (存)数据
运算器
(如程序、原始数据) 输 入 指 令 程 序 指 令 存 取 指 令
数 据
第 一 章 预 备 知 识
输出信息
输出设备 输出命令
控制器
运oller)
控制器是计算机的指挥系统，计算机的工作就是 在控制器控制下有条不紊协调工作的。控制器通过 地址访问存储器，逐条取出选中单元的指令，分析 指令，根据指令产生相应的控制信号作用于其它各 个部件，控制其它部件完成指令要求的操作。上述 过程周而复始，保证了计算机能自动、连续地工作
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(1) 运算器 (ALU-Arithmetic Logic Unit )
运算器又称算术逻辑部件，简称ALU，是计算机 用来进行数据运算的部件。数据运算包括算术运算 和逻辑运算，后者常被忽视，但恰恰是逻辑运算使 计算机能进行因果关系分析。一般运算器都具有逻 辑运算能力
二进制数 0~1 2
八进制数 0~7 8
8º ，8¹ ，8² ，…
十六进制数
0~9,A~F,a~f
16
16º ，16¹ ，16² ，…
10º ，10¹ ，10² ，… 2 º ，2¹ ，2² ，…
表示
第 一 章 预 备 知 识
十六进制： 八进制：1011=1 4275=4 81AE=8 8³ +2 16³ 2² 8² +1 +7 16² 8¹ +10 +5 8º 16¹ 16º 十进制： 二进制： 4956= 4 2³ 10³ +0 +9 10² +1 +5 2¹ +1 10¹ 2º +6 +14 10º 逢十进一 逢二进一 逢八进一 逢十六进一
第 一 章 预 备 知 识
第一次得到的余 数是最低位
最后得到的余数 是最高位
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（2）小数部分转换
原理： 方法：连续乘以基，从高到低记录整数部分，直至 N (a1a2 ......am ) 2 结果的小数部分为 0 a1 21 a2 22 ...... am 2m 在十进制的小数部分转换中，有时连续乘以2不一 1 1 m 1 2 ( a a 2 ...... a 2 ) 定能使小数部分等于 10.8125 2 0，这说明该十进制小数不能用 m 例 将十进制数 转换成二进制 有限位二进制小数表示。这时，只要取足够多的位数， a1是2N 的整数部分 0.8125 × 2 ＝ 1.625 （b1 ＝ 1） 最高小数位 使其误差达到所要求的精度就可以了。 0.625 × 2 ＝ 1.25 （b2 ＝ 1） 例 0.8123 0.25 × 2 ＝ 0.5 （b3 ＝ 0） 例 将十进制数 将十进制数 0.8123转换成二进制 转换成八进制 0.8123 × ＝ （ ＝ 1 0.5 × 2 ＝2 1.0 （b4 ＝ 1） 0.8123 × 8 ＝1 6.6246 .4984 （b1 b1 ＝最低小数位 6） ） 最高小数位 最高小数位 0.6246 × 2 .2492 所以 (0.8125) (0.1101) 0.4984 × 10 8＝ ＝1 3 .9872 2 （ （b2 b2 ＝ ＝1 3） ） 0.2492 0.9872 × ×2 8＝ ＝0 7.4984 .8976 （ （b3 b3 ＝ ＝0 7） ） 0.4984 0.8976 × ×2 8＝ ＝0 7.9968 .1808 （ （b4 b4 ＝ ＝0 7） ） 最低小数位 最低小数位 注意：对于小数部分的转换式中的整数不参加 ………… 连乘，第一次乘以 2所得到的整数部分是二进 ………… 制数小数的最高位，最后所得到的整数部分是 所以 ≈ (0.1100) 8 所以 (0.8123) (0.8123)10 10 ≈ (0.6377)2
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(4) 输入设备 (Input Device )
输入设备是用来输入程序和数据的部件。常见的 输入设备有：键盘、鼠标、麦克风、扫描仪、手写 板、数码相机、摄像头等。
(5) 输出设备 (Output Device)
输出设备正好与输入设备相反，是用来输出结果 的部件。要求输出设备能以人们所能接受的形式输 出信息，如以文字、图形的形式在显示器上输出。 除显示器外，常用的输出设备还有音箱、打印机、 绘图仪等。
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第1章：C语言程序设计预备知识
学习的意义 1、什么是计算机？
计算机是以逻辑部件为物质基础，能够对信息 进行自动处理的机器。逻辑部件其实就是指计算机 的硬件系统，而对信息的自动处理则是由计算机的 软件系统来实现的
2、何为“信息”？
第 一 章 预 备 知 识
第 一 章 预 备 知 识
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1.2 进位计数制及其转换
数码、基与权 • 数码：表示数的符号 • 基数：数码的个数 • 权 ：每一位所具有的值 数制
第 一 章 预 备 知 识
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数制 数码 基 权