程序设计1(基础知识)

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1、计算机程序设计理论吴文涛:13855170994wwt@ustc.edu.cn丁彬勇:15156078826binyong@mail.ustc.edu.cn汪季英:15155172387jiyingw@mail.ustc.edu.cn曹思彤:13637094327@mail.ustc.edu.cn课程章节一、计算机及程序设计基础二、C程序结构和设计方法三、数据类型、运算符和表达式四、程序的控制结构与基本算法五、数组六、函数七、预处理八、指针九、结构体与共用体十、位运算十一、流与文件操作十二、面向对象程序设计语

2、言C++简介教材与参考书《C语言程序设计》《计算机程序设计学习指导与练习》《TheCProgrammingLanguage》（K&R）第一章计算机及程序设计基础知识1.1计算机的发展史1.2计算机系统的组成及工作原理1.3微型计算机的系统结构1.4信息的表示及存储形式1.5计算机程序及算法本章主要内容KeyQuestions§1.1计算机发展史在电子计算机之前，人类用于计算的辅助工具有：算盘，手摇计算机（机械式，主要由机械齿轮组成），大型微分分析仪等。最早研制电子计算机，是为了解决科技进步特别是军事应用方面

3、运算量越来越大的问题。世界上第一台电子计算机诞生于1946年2月的世界上第一台电子计算机，是为美国陆军计算枪炮火力表而研制。每张火力表需要计算数百条弹道，一条飞行时间为60秒的弹道，手摇计算机20小时，大型微分分析仪15分钟。军方要求每天计算机6张火力表。ENIAC(埃尼亚克)这台名为ENIAC(电子数字积分计算机的缩写）的机器，使用18800个电子管，1500多个继电器，耗电150千瓦，占地170平方米，重达30吨，可谓“庞然大物”也。电子计算机时代的到来ENIAC由美国宾夕法尼亚州立大学莫尔学院设计研制，

4、价值40多万美元，运算速度5000次/秒。今天看来，其运算速度低得可怜，而在当时，计算一条弹道时间缩短为30秒。它运算两小时，相当于一个物理学家100年的手工计算，不能不说是一个划时代的事件——表明了电子计算机时代的到来。计算机史从1946年到今天，计算机技术已经经历了四次革命性的变化（四代），一代比一代体积缩小，功能增强，价格下降。第一代（1946-1958）电子技术，核心元件电子管，几千次/秒，用于军事与科学研究。第二代（1959-1963）半导体技术，核心元件晶体管，几十万次/秒，用于科学计算、数据和事

5、务处理。1954年，美国贝尔实验室研制成功第一台使用晶体管线路的计算机，取名“催迪克”（TRADIC），装有800个晶体管。第三代（1964-1970）固体物理技术，核心元件中小规模集成电路，在几平方毫米单晶硅片上集成十几个至上百个电子元件；几十万至几百万次/秒；用于各个科学领域。体积变小，功耗更低价格降低运算速度提高应用领域进一步扩大第四代（1971至今）核心元件大规模和超大规模集成电路(如“奔腾4处理器”包含4200万个晶体管)；上千万次至上亿次/秒；进入现代社会各个领域。超大规模集成电路应用的直接结果是

6、微型计算机的诞生。今天之计算机迄今为止的四代计算机都是按美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出的工作原理设计制造的，所以也称为“冯·诺依曼型计算机”。随着技术的发展，今天的计算机已不再是一种单纯的计算工具。今天的计算机，除了高速运算（数十亿次/秒），还有逻辑处理功能，是一种具有强大信息处理能力的“智能化机器”。换言之，计算机应用已从单纯的数值计算转入信息处理领域。正因为如此，才使计算机走出科研院所的“象牙之塔”，进入现代社会的各个领域。今天的电子计算机，不仅会高速进行各种各样的科学计算，而且象人脑一样，会“判断”，会

7、“思考”，会迅速果断地处理各种问题。所以，越来越多的人开始把计算机叫做“电脑”。计算机发展史上的重要人物查尔斯·巴比奇（CharlesBabbage）。这一位十九世纪的英国数学家，发明了世界上第一台机械计算机器——差分机。在19世纪20、30年代，巴比奇就设计了差分机和分析机，他把机器设计成三个部分，一是用来储存数据信息的“仓库（TheStore）”，二是进行数据运算处理的“工场（Themill）”。而巴比奇一生的后四十年都致力于发展一部“会分析的机器”，这位高速数字电脑之父希望这部机器只要输入资料后就可不须

8、人类直接指示，进行各种数学运算。那台怎么也算不上美观的机械，却和现代电脑一样，拥有记忆体、运算部门、控制中心和输出输入中心这四部分，可谓历史性的创造。计算机发展史上的重要人物英国数学家图灵(Turing):创建了自动机理论，发展了可计算机性理论，奠定了人工智能的基础。美籍匈牙利数学家冯.诺依曼(VonNeumann)：确立了现代计算机的基本结构，即冯.诺依曼体系结构。其要点是计算机由运算器、控制器、