c语言程序设计预备知识

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1、11第1章C语言程序设计预备知识C语言程序设计预备知识²学习意义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。这里的“信息”包括的范围很广，它可以是数字、文字、图像、声音等，但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。C语言其实就是对这些信息进行处理的软件工具，所以在学习C语言之前除了要了解一些计算机的工作原理之外，更重要的是要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位运算，另外就是数据在计算机中是如何存储的，所

2、有这些都是学习C语言必须要掌握的基础知识，如果连数据在计算机中如何表示和存放的都不知道，那还谈什么用C语言编程来处理这些数据呢？所以要真正学好C语言编程，必须首先掌握本章所介绍的内容。²学习目标（1）了解计算机的系统组成及工作原理；（2）掌握二进制数的表示及二进制数与其他进制数的转换方法；（3）掌握机器数的表示形式和表示范围，特别是补码表示形式；（4）掌握补码的加、减运算方法；（5）掌握二进制数的位运算方法。1.1计算机系统组成及工作原理简介“系统”一词是指由若干相互独立而又相互联系的部分所组成的整体，从这个角度而言，计算机系统由硬件和软件两大部分组成。1．硬

3、件系统基本组成及工作原理硬件是指构成计算机的物理装置，看得见、摸得着，是一些实实在在的有形实体。半个世纪以来，计算机已发展成为一个庞大的家族，尽管各种类型的计算机在11第1章C语言程序设计预备知识性能、结构、应用等方面存在着差别，但是它们的基本组成结构却是相同的。现在我们所使用的计算机硬件系统的结构一直沿用了由美籍著名数学家冯·诺依曼提出的模型，它由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大功能部件组成。计算机系统的基本硬件结构及工作原理，如图1-1所示。图1-1计算机系统的基本硬件组成及工作原理（1）运算器（ArithmeticLogicUnit，ALU

4、）运算器又称算术逻辑部件，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。（2）控制器（Controller）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他各个部件，控制其他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。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（CentralProcess

5、ingUnit，CPU）。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。注意：图1-1中所表示的信息流动方向：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。内存储器简称内存，又称主存，是CPU能根据地址线直接寻址的存储空间，11第1章C语言程序设计预备知识是计算机内部存放数据的硬件设备，是程序和数据存储的基本要素，由半导体

6、器件制成。内存中存放数据是以相应的内存单元为单位进行存放的，内存单元的大小可以是一个字节（Byte），也可以是多个字节，每个内存单元都有一个编号，它表示该内存单元所对应的内存地址。内存的特点是存取速度快，基本上能与CPU速度相匹配。外存储器简称外存，它作为一种辅助存储设备，主要用来存放一些暂时不用而又需长期保存的程序或数据。当需要执行外存中的程序或处理外存中的数据时，必须通过CPU输入/输出指令，将其调入内存中才能被CPU执行处理，所以外存实际上属于输入/输出设备。（4）输入设备（InputDevice）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

7、盘、鼠标器、传声器（俗称麦克风）、扫描仪、手写板、数码相机、摄像头等。（5）输出设备（OutputDevice）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。计算机的工作原理可简单地概括为：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。2．软件系统的组成及分类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

8、，它是计算机进行数据处理的指令集，也是