第1讲(课程介绍,计算机基础知识,编程环境介绍)_80060602
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《计算机程序设计基础》 第一讲
2011年2月23日星期三
摆龙门阵
─课程介绍
2011年2月23日星期三
任课教师
• 主讲教师：黄小猛
✦ 清华大学地球系统科学研究中心，主要研究方向为并行分
布式计算
✦ 办公室：清华大学伟清楼704 ✦ 电话：62798365 ✦ Email:
hxm@tsinghua.edu.cn
– Von Neumann对 ENIAC进行了改进，设计了 EDVAC 的主要特征:
• EDVAC
✦ 采用二进制技术 ✦ 存储指令
冯.诺伊曼
2011年2月23日星期三
第一代计算机（续）
•
中国第一台计算机─103型通用数 字电子计算机于1958年6月由中科 院计算所研制成功，运行速度每秒 1500次，内存容量为1024字节 第一代机的特点：
计算机的用户与硬件隔离。系统软件与具体的应用无 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、编译器、网络软件等。 Word、Excel、Photoshop、财务软件等。 应用软件 系统软件 计算机硬件
2011年2月23日星期三
• 应用软件：是为了支持某一应用而开发的软件。如
外存储器
穿孔卡片、纸 带
磁带
磁带、磁盘
磁盘、光盘等 大容量存储器 数亿条以上， 目前已达 千万亿次
处理速度(指令数/ 秒)
几千条
几百万条
几千万条
2011年2月23日星期三
第一代计算机
• 1946年2月15日，世界上第一台数字电子计算机ENIAC在
美国宾夕法尼亚大学莫尔学院，由物理学家John Mauchly和工程师Presper Eckert领导研制成功
2011年2月23日星期三
什么是会计算机？
•
什么是会计算机？
✦ ✦ ✦ ✦ ✦ ✦
会打字？ 会编程？ 会DIY？ 会上网？ 会“黑客” ......
• 懂原理、能应用、会创新
2011年2月23日星期三
计算机是什么？
• 计算机是用来延伸人的能力的工具，需要人来驾驭
✦ AI能实现吗？（AI,Artificial
• ENIAC的特点：
✦ 真空管 ✦ 无程序存储 ✦ 采用十进制 ✦ 每秒5000次
2011年2月23日星期三
第一代计算机
• 1946年2月15日，世界上第一台数字电子计算机ENIAC在
美国宾夕法尼亚大学莫尔学院，由物理学家John Mauchly和工程师Presper Eckert领导研制成功
• ENIAC的特点：
理的符号。常用的输入设备包括：
2011年2月23日星期三
输入设备
• 输入设备将人能理解的符号转换成计算机能处
理的符号。常用的输入设备包括：
键盘
2011年2月23日星期三
鼠标
触摸屏
CPU
• •
CPU是指令的解释和执行部件，是计算机的心脏。 CPU主要由运算器、控制器和通用寄存器组成，它负责处理、 运算计算机内部的所有数据。寄存器组于在指令执行过后存放 操作数和中间数据，由运算器完成指令所规定的运算及操作。
2011年2月23日星期三
计算机硬件
存储器
输入设备
CPU
输出设备
• 输入设备 • CPU
2011年2月23日星期三
• 存储器 • 输出设备
计算机硬件
存储器
输入设备
CPU
输出设备
• 输入设备 • CPU
2011年2月23日星期三
• 存储器 • 输出设备
输入设备
• 输入设备将人能理解的符号转换成计算机能处
中国第一台电子计算机103
2011年2月23日星期三
第二代计算机
• 采用真空管技术和磁带 • 第二代机的特点：
✦ 更可靠、更便宜 ✦ 出现了简单的操作系统：批处理系统
2011年2月23日星期三
2011年2月23日星期三
CPU
• •
CPU是指令的解释和执行部件，是计算机的心脏。 CPU主要由运算器、控制器和通用寄存器组成，它负责处理、 运算计算机内部的所有数据。寄存器组于在指令执行过后存放 操作数和中间数据，由运算器完成指令所规定的运算及操作。
Intel CPU
2011年2月23日星期三
2011年2月23日星期三
参考书（拓展）
•
Bruce Eckel, Thinking in C++ (2nd Edition), Vol.I, Vol.II, 机械工业 出版社, 2004
✦
Bruce Eckel, 刘宗田,袁兆山,潘秋菱译, C++编程思想(第2版)第1卷, 机械工业出版社, 2002
Intelligence）
✦ 阿凡达是我们的未来吗？（Avatar） ✦ 会有那么一天，人与计算机的位置互换吗？（终结者）
• 我们的职责是让它更容易被驾驭
✦ 追求自我毁灭？
2011年2月23日星期三
计算机的组成
•
计算机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、存储和输出的系统，这个系 统由硬件和软件组成。
• http://theory.stanford.edu/ • 第二步：人工甄别 • 第三步：请到办公室喝茶
2011年2月23日星期三
参考书（入门）
• 计算机程序设计基础,王行言, 高教出版社, 2004 • Brian W. Kernighan，Dennis M. Ritchie著，
徐宝文，李志译，C程序设计语言（第2版·新版），机 械工业出版社，2001.
2011年2月23日星期三
教学目标
• 通过本课程学习，使学生掌握C程序设计
的基本知识、基本方法与技巧，具有基 本编程应用能力
• 养成良好的编程风格与习惯 • 重在思维方法的学习，鼓励创新
2011年2月23日星期三
学习方法
• 大学生如何学习？ • 自己动手、丰衣足食 • 实践出真知 • 如何实践？
2011年2月23日星期三
Tsinsen网络自动 评测系统
• 作业批改 • http://oj.tsinsen.com
（胡伟栋）
2011年2月23日星期三
作业雷同检测
• 第一步：Stanford大学开发的moss软件是
专门为检测源代码抄袭而设计的，可以瞬间 从数百份源代码中找出一对对的疑似抄袭 ~aiken/moss/
计算机的用户与硬件隔离。系统软件与具体的应用无 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、编译器、网络软件等。 Word、Excel、Photoshop、财务软件等。
• 应用软件：是为了支持某一应用而开发的软件。如
2011年2月23日星期三
计算机软件
• 系统软件：位于计算机系统中最靠硬件的部分，它将
AMD CPU
龙芯 CPU
风扇
存储器
• •
为了实现自动计算，各种信息必须预先存放在计算机内的某个 地方，这个地方就是存储器。 存储器有内存和外存之分，存放在内存中的数据在掉电之后丢 失，而外存是存放程序和数据的“仓库”，可以长时间保存大量 信息，但程序必须调入内存方可执行。
2011年2月23日星期三
✦ 真空管 ✦ 无程序存储 ✦ 采用十进制 ✦ 每秒5000次
2011年2月23日星期三
第一代计算机（续）
• 1946
– Von Neumann对 ENIAC进行了改进，设计了 EDVAC 的主要特征:
• EDVAC
✦ 采用二进制技术 ✦ 存储指令
2011年2月23日星期三
第一代计算机（续）
• 1946
• 计算机程序设计基础, 乔林, 高教出版社, 2008 • 《C程序设计》谭浩强, 清华大学出版社出版,
2000.
2011年2月23日星期三
参考书（进阶）
• • • • •
Perter Van Der LinDen著，徐波译，C专家编程，人民邮电 出版社，2002。 Brian W.Kernighan，Rob Pike著，裘宗燕译，程序设计实 践（中文版/英文版），机械工业出版社，2000/2002。 Randal E. Bryant, David O'Hallaron著, 龚奕利,雷迎 春译, 深入理解计算机系统, 中国电力出版社, 2004 Randal E. Bryant, David O'Hallaron, Computer Systems: a Programmer's Perspective, 电子工业出版 社, 2004 。 林锐，韩永泉，高质量程序设计指南——C++/C语言（第二版）， 电子工业出版社，2003。
2011年2月23日星期三
计算机的组成
•
计算机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、存储和输出的系统，这个系 统由硬件和软件组成。
硬件
2011年2月23日星期三
软件
计算机基本工作过程
• 整个过程的执行者是硬件，但硬件是受软件控制的 • 编程，就是编写软件，使硬件按照人的意图工作
2011年2月23日星期三
Q & A？
2011年2月23日星期三
万丈高楼平地起
─计算机基础知识
2011年2月23日星期三
什么是会计算机？
2011年2月23日星期三
什么是会计算机？
2011年2月23日星期三
什么是会计算机？
•
什么是会计算机？
✦ ✦ ✦ ✦ ✦ ✦
会打字？ 会编程？ 会DIY？ 会上网？ 会“黑客” ......
存储器
• •
为了实现自动计算，各种信息必须预先存放在计算机内的某个 地方，这个地方就是存储器。 存储器有内存和外存之分，存放在内存中的数据在掉电之后丢 失，而外存是存放程序和数据的“仓库”，可以长时间保存大量 信息，但程序必须调入内存方可执行。
内存
2011年2月23日星期三
机械硬盘
固态硬盘
输出设备
• 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、打印机、音响设备等
2011年2月23日星期三
输出设备
• 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、打印机、音响设备等
显示器
2011年2月23日星期三
打印机
音响设备
计算机软件
• 系统软件：位于计算机系统中最靠硬件的部分，它将
✦自学、动手、应用、上网
2011年2月23日星期三
百度文库
程序能力的锻炼过程
良好的风 格和算法 自主写程序
自学能力
乐在其中 循序渐进
交流和研讨
2011年2月23日星期三
学习心态
• “自立、自信、自尊、自强”
✦ ✦
要有战胜困难的勇气和信心 要求做到越学越会充满信心
2011年2月23日星期三
考核方式
•
考核以实践为主
• • • •
Bruce Eckel, Thinking in Java (3rd Edition), 机械工业出版社, 2004 (英文电子版)
✦
Bruce Eckel, 候捷译, Java编程思想（第2版）, 机械工业出版社, 2002
Bertrand Meyer, Object-Oriented Software Construction (2nd Edition), 机械工业出版社, 2003 Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson and John Vlissides, Design Patterns:Elements of Reusable Object-Oriented software, 机 械工业出版社, 2002 Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson and John Vlissides, 李英 军,马晓星,蔡敏,刘建中译, 设计模式：可复用面向对象软件的基础, 机械工业出版社, 2000
计算机的发展
2011年2月23日星期三
计算机的发展
第一代 (1946～1955年) 第二代 (1956～1963年) 第三代 (1964～1971年) 中小规模 集成电路 第四代 (1972年～至今) 大规模、超大 规模集成电路 主机电子器件 电子管 晶体管
内存
汞延迟线
磁芯存储器
半导体存储器
半导体存储器
•
✦ ✦ ✦
使用穿孔卡片、纸带 无操作系统 采用机器指令或汇编语言
2011年2月23日星期三
第一代计算机（续）
•
中国第一台计算机─103型通用数 字电子计算机于1958年6月由中科 院计算所研制成功，运行速度每秒 1500次，内存容量为1024字节 第一代机的特点：
•
✦ ✦ ✦
使用穿孔卡片、纸带 无操作系统 采用机器指令或汇编语言
✦ 平时作业
(50%)+期末大作业 (40%) +网上讨论 (5%)+实验考勤(5%)
✦ 作业严禁抄袭
•
‣ 抄袭当次及之前所有的作业成绩清零
大家可以提前申请参加考试，考试通过者计优秀，承担 课代表工作
✦ 每月一次 ✦ 强烈推荐！！！
2011年2月23日星期三
关于作业
• 你可能将度过这样一段日子：
凌晨4点的哈佛大学图书馆
2011年2月23日星期三
摆龙门阵
─课程介绍
2011年2月23日星期三
任课教师
• 主讲教师：黄小猛
✦ 清华大学地球系统科学研究中心，主要研究方向为并行分
布式计算
✦ 办公室：清华大学伟清楼704 ✦ 电话：62798365 ✦ Email:
hxm@tsinghua.edu.cn
– Von Neumann对 ENIAC进行了改进，设计了 EDVAC 的主要特征:
• EDVAC
✦ 采用二进制技术 ✦ 存储指令
冯.诺伊曼
2011年2月23日星期三
第一代计算机（续）
•
中国第一台计算机─103型通用数 字电子计算机于1958年6月由中科 院计算所研制成功，运行速度每秒 1500次，内存容量为1024字节 第一代机的特点：
计算机的用户与硬件隔离。系统软件与具体的应用无 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、编译器、网络软件等。 Word、Excel、Photoshop、财务软件等。 应用软件 系统软件 计算机硬件
2011年2月23日星期三
• 应用软件：是为了支持某一应用而开发的软件。如
外存储器
穿孔卡片、纸 带
磁带
磁带、磁盘
磁盘、光盘等 大容量存储器 数亿条以上， 目前已达 千万亿次
处理速度(指令数/ 秒)
几千条
几百万条
几千万条
2011年2月23日星期三
第一代计算机
• 1946年2月15日，世界上第一台数字电子计算机ENIAC在
美国宾夕法尼亚大学莫尔学院，由物理学家John Mauchly和工程师Presper Eckert领导研制成功
2011年2月23日星期三
什么是会计算机？
•
什么是会计算机？
✦ ✦ ✦ ✦ ✦ ✦
会打字？ 会编程？ 会DIY？ 会上网？ 会“黑客” ......
• 懂原理、能应用、会创新
2011年2月23日星期三
计算机是什么？
• 计算机是用来延伸人的能力的工具，需要人来驾驭
✦ AI能实现吗？（AI,Artificial
• ENIAC的特点：
✦ 真空管 ✦ 无程序存储 ✦ 采用十进制 ✦ 每秒5000次
2011年2月23日星期三
第一代计算机
• 1946年2月15日，世界上第一台数字电子计算机ENIAC在
美国宾夕法尼亚大学莫尔学院，由物理学家John Mauchly和工程师Presper Eckert领导研制成功
• ENIAC的特点：
理的符号。常用的输入设备包括：
2011年2月23日星期三
输入设备
• 输入设备将人能理解的符号转换成计算机能处
理的符号。常用的输入设备包括：
键盘
2011年2月23日星期三
鼠标
触摸屏
CPU
• •
CPU是指令的解释和执行部件，是计算机的心脏。 CPU主要由运算器、控制器和通用寄存器组成，它负责处理、 运算计算机内部的所有数据。寄存器组于在指令执行过后存放 操作数和中间数据，由运算器完成指令所规定的运算及操作。
2011年2月23日星期三
计算机硬件
存储器
输入设备
CPU
输出设备
• 输入设备 • CPU
2011年2月23日星期三
• 存储器 • 输出设备
计算机硬件
存储器
输入设备
CPU
输出设备
• 输入设备 • CPU
2011年2月23日星期三
• 存储器 • 输出设备
输入设备
• 输入设备将人能理解的符号转换成计算机能处
中国第一台电子计算机103
2011年2月23日星期三
第二代计算机
• 采用真空管技术和磁带 • 第二代机的特点：
✦ 更可靠、更便宜 ✦ 出现了简单的操作系统：批处理系统
2011年2月23日星期三
2011年2月23日星期三
CPU
• •
CPU是指令的解释和执行部件，是计算机的心脏。 CPU主要由运算器、控制器和通用寄存器组成，它负责处理、 运算计算机内部的所有数据。寄存器组于在指令执行过后存放 操作数和中间数据，由运算器完成指令所规定的运算及操作。
Intel CPU
2011年2月23日星期三
2011年2月23日星期三
参考书（拓展）
•
Bruce Eckel, Thinking in C++ (2nd Edition), Vol.I, Vol.II, 机械工业 出版社, 2004
✦
Bruce Eckel, 刘宗田,袁兆山,潘秋菱译, C++编程思想(第2版)第1卷, 机械工业出版社, 2002
Intelligence）
✦ 阿凡达是我们的未来吗？（Avatar） ✦ 会有那么一天，人与计算机的位置互换吗？（终结者）
• 我们的职责是让它更容易被驾驭
✦ 追求自我毁灭？
2011年2月23日星期三
计算机的组成
•
计算机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、存储和输出的系统，这个系 统由硬件和软件组成。
• http://theory.stanford.edu/ • 第二步：人工甄别 • 第三步：请到办公室喝茶
2011年2月23日星期三
参考书（入门）
• 计算机程序设计基础,王行言, 高教出版社, 2004 • Brian W. Kernighan，Dennis M. Ritchie著，
徐宝文，李志译，C程序设计语言（第2版·新版），机 械工业出版社，2001.
2011年2月23日星期三
教学目标
• 通过本课程学习，使学生掌握C程序设计
的基本知识、基本方法与技巧，具有基 本编程应用能力
• 养成良好的编程风格与习惯 • 重在思维方法的学习，鼓励创新
2011年2月23日星期三
学习方法
• 大学生如何学习？ • 自己动手、丰衣足食 • 实践出真知 • 如何实践？
2011年2月23日星期三
Tsinsen网络自动 评测系统
• 作业批改 • http://oj.tsinsen.com
（胡伟栋）
2011年2月23日星期三
作业雷同检测
• 第一步：Stanford大学开发的moss软件是
专门为检测源代码抄袭而设计的，可以瞬间 从数百份源代码中找出一对对的疑似抄袭 ~aiken/moss/
计算机的用户与硬件隔离。系统软件与具体的应用无 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、编译器、网络软件等。 Word、Excel、Photoshop、财务软件等。
• 应用软件：是为了支持某一应用而开发的软件。如
2011年2月23日星期三
计算机软件
• 系统软件：位于计算机系统中最靠硬件的部分，它将
AMD CPU
龙芯 CPU
风扇
存储器
• •
为了实现自动计算，各种信息必须预先存放在计算机内的某个 地方，这个地方就是存储器。 存储器有内存和外存之分，存放在内存中的数据在掉电之后丢 失，而外存是存放程序和数据的“仓库”，可以长时间保存大量 信息，但程序必须调入内存方可执行。
2011年2月23日星期三
✦ 真空管 ✦ 无程序存储 ✦ 采用十进制 ✦ 每秒5000次
2011年2月23日星期三
第一代计算机（续）
• 1946
– Von Neumann对 ENIAC进行了改进，设计了 EDVAC 的主要特征:
• EDVAC
✦ 采用二进制技术 ✦ 存储指令
2011年2月23日星期三
第一代计算机（续）
• 1946
• 计算机程序设计基础, 乔林, 高教出版社, 2008 • 《C程序设计》谭浩强, 清华大学出版社出版,
2000.
2011年2月23日星期三
参考书（进阶）
• • • • •
Perter Van Der LinDen著，徐波译，C专家编程，人民邮电 出版社，2002。 Brian W.Kernighan，Rob Pike著，裘宗燕译，程序设计实 践（中文版/英文版），机械工业出版社，2000/2002。 Randal E. Bryant, David O'Hallaron著, 龚奕利,雷迎 春译, 深入理解计算机系统, 中国电力出版社, 2004 Randal E. Bryant, David O'Hallaron, Computer Systems: a Programmer's Perspective, 电子工业出版 社, 2004 。 林锐，韩永泉，高质量程序设计指南——C++/C语言（第二版）， 电子工业出版社，2003。
2011年2月23日星期三
计算机的组成
•
计算机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、存储和输出的系统，这个系 统由硬件和软件组成。
硬件
2011年2月23日星期三
软件
计算机基本工作过程
• 整个过程的执行者是硬件，但硬件是受软件控制的 • 编程，就是编写软件，使硬件按照人的意图工作
2011年2月23日星期三
Q & A？
2011年2月23日星期三
万丈高楼平地起
─计算机基础知识
2011年2月23日星期三
什么是会计算机？
2011年2月23日星期三
什么是会计算机？
2011年2月23日星期三
什么是会计算机？
•
什么是会计算机？
✦ ✦ ✦ ✦ ✦ ✦
会打字？ 会编程？ 会DIY？ 会上网？ 会“黑客” ......
存储器
• •
为了实现自动计算，各种信息必须预先存放在计算机内的某个 地方，这个地方就是存储器。 存储器有内存和外存之分，存放在内存中的数据在掉电之后丢 失，而外存是存放程序和数据的“仓库”，可以长时间保存大量 信息，但程序必须调入内存方可执行。
内存
2011年2月23日星期三
机械硬盘
固态硬盘
输出设备
• 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、打印机、音响设备等
2011年2月23日星期三
输出设备
• 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、打印机、音响设备等
显示器
2011年2月23日星期三
打印机
音响设备
计算机软件
• 系统软件：位于计算机系统中最靠硬件的部分，它将
✦自学、动手、应用、上网
2011年2月23日星期三
百度文库
程序能力的锻炼过程
良好的风 格和算法 自主写程序
自学能力
乐在其中 循序渐进
交流和研讨
2011年2月23日星期三
学习心态
• “自立、自信、自尊、自强”
✦ ✦
要有战胜困难的勇气和信心 要求做到越学越会充满信心
2011年2月23日星期三
考核方式
•
考核以实践为主
• • • •
Bruce Eckel, Thinking in Java (3rd Edition), 机械工业出版社, 2004 (英文电子版)
✦
Bruce Eckel, 候捷译, Java编程思想（第2版）, 机械工业出版社, 2002
Bertrand Meyer, Object-Oriented Software Construction (2nd Edition), 机械工业出版社, 2003 Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson and John Vlissides, Design Patterns:Elements of Reusable Object-Oriented software, 机 械工业出版社, 2002 Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson and John Vlissides, 李英 军,马晓星,蔡敏,刘建中译, 设计模式：可复用面向对象软件的基础, 机械工业出版社, 2000
计算机的发展
2011年2月23日星期三
计算机的发展
第一代 (1946～1955年) 第二代 (1956～1963年) 第三代 (1964～1971年) 中小规模 集成电路 第四代 (1972年～至今) 大规模、超大 规模集成电路 主机电子器件 电子管 晶体管
内存
汞延迟线
磁芯存储器
半导体存储器
半导体存储器
•
✦ ✦ ✦
使用穿孔卡片、纸带 无操作系统 采用机器指令或汇编语言
2011年2月23日星期三
第一代计算机（续）
•
中国第一台计算机─103型通用数 字电子计算机于1958年6月由中科 院计算所研制成功，运行速度每秒 1500次，内存容量为1024字节 第一代机的特点：
•
✦ ✦ ✦
使用穿孔卡片、纸带 无操作系统 采用机器指令或汇编语言
✦ 平时作业
(50%)+期末大作业 (40%) +网上讨论 (5%)+实验考勤(5%)
✦ 作业严禁抄袭
•
‣ 抄袭当次及之前所有的作业成绩清零
大家可以提前申请参加考试，考试通过者计优秀，承担 课代表工作
✦ 每月一次 ✦ 强烈推荐！！！
2011年2月23日星期三
关于作业
• 你可能将度过这样一段日子：
凌晨4点的哈佛大学图书馆