第1章編程基礎知識1.1計算機系統及工作原理1.2信息的存儲與表示1.3程序設計語言1.4結構化程序設計1.5基本語法了解計算機軟硬件系統及工作原理掌握信息表示和編碼熟悉程序設計語言發展歷史掌握程序基本結構和基本語法1.1計算機系統及工作原理1.1.1硬件系統1.1.3計算機工作原理1.1.2軟件系統1.1計算機系統及工作原理1.1.1硬件系統P3

表1.11.1計算機系統及工作原理1.1.1硬件系統1.1計算機系統及工作原理1.1.2軟件系統系統軟件管理、控制和維護計算機系統資源的程序集合。例如：操作系統、各種語言處理程序和一些服務程序等。應用軟件為完成某一特定的任務而編寫的程序集合。例如：Office套件、標準函數庫、計算機輔助設計軟件、各種圖形處理軟件、財務軟件等。1.1計算機系統及工作原理1.1.3計算機工作原理馮·諾依曼

約翰·馮·諾依曼（JohnvonNeumann），美籍匈牙利數學家、計算機科學家、物理學家，是20世紀最重要的數學家之一。存儲程序控制計算機的數制采用二進制；計算機硬件由存儲器、運算器、控制器、輸入設備和輸出設備五大部分組成；將程序（數據和指令序列）預先存放在主存儲器中，使計算機在工作時能夠自動高速地從存儲器中取出指令，并加以執行。1.2信息的存儲與表示1.2.1計算機信息表示及編碼1.2.3非數值信息的表示1.2.2信息存儲單位1.2.4信息的內部表示與外部顯示1.2信息的存儲與表示1.2.1計算機信息表示及編碼二進制的優點易于物理實現運算簡單可靠性高通用性強1.2信息的存儲與表示1.2.1計算機信息表示及編碼數制基數權值常用進制二進制：0、1十進制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9八進制：0、1、2、3、4、5、6、7十六進制：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F1.2信息的存儲與表示1.2.1計算機信息表示及編碼數制轉換十進制數轉換成R進制數整數部分：除基取余逆序排列

小數部分：乘基取整正序排列

1.2信息的存儲與表示1.2.1計算機信息表示及編碼數制轉換R進制數轉換成十進制數：按位權展開

1.2信息的存儲與表示1.2.1計算機信息表示及編碼數制轉換二進制數、八進制數、十六進制數相互轉換每位八進制數相當于3位二進制數，每位十六進制數相當于4位二進制數。1.2信息的存儲與表示1.2.2信息存儲單位信息存儲單位位：bit（縮寫為b），信息的最小單位。字節：Byte（縮寫為B），信息的最基本單位，1B=8bits，1KB=1024B。字：作為一個整體單位進行處理的一組二進制編碼。字長：每個字所包含的二進制位數。1.2信息的存儲與表示1.2.3非數值信息的表示西文字符編碼ASCII（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美國信息交換標準代碼）1.2信息的存儲與表示1.2.3非數值信息的表示中文信息編碼國家標準信息交換用漢字編碼（GB2312—1980）：國標碼國標碼是二字節碼，即用兩個7位二進制數編碼表示一個漢字。1.2信息的存儲與表示1.2.4信息的內部表示與外部顯示信息是多種多樣的，如文字、數字、圖像、聲音及各種儀器輸出的電信號等。各種各樣的信息都可以在計算機內存儲和處理，而計算機內表示它們的方法只有一種，就是基于符號0和1的數字化信息編碼，不同的信息需要采用不同的編碼方案。計算機的外部信息需要經過某種轉換變為二進制編碼信息后，才能被計算機主機所接收；同樣，計算機內部信息也必須經過轉換才能恢復“本來面目”。這種轉換通常由計算機的輸入/輸出設備來實現，有時還需軟件參與這種轉換過程。1.3程序設計語言1.3.1機器語言1.3.3高級語言1.3.2匯編語言1.3.4常見的編程語言1.3程序設計語言1.3.1機器語言機器語言是計算機可以理解的唯一語言。這種語言包含特定計算機處理器的指令，這些指令以二進制編碼表示。用機器語言編寫的程序，計算機能夠直接識別和執行，執行速度快，但是用機器語言編寫程序非常麻煩和枯燥，并且難記憶、不通用。所以，大多數程序是使用其他的語言進行編寫再轉換為機器語言的。1.3程序設計語言1.3.2匯編語言在匯編語言中，所有的指令不采用二進制編碼的形式，而是以英文單詞（助記符）的形式出現。系統可以借助語言翻譯器程序將這些單詞轉換為機器語言代碼。使用匯編語言編寫程序和機器語言一樣，也要給出每個基本的指令，因此用匯編語言編寫程序也是比較麻煩的。1.3程序設計語言1.3.3高級語言高級語言進一步簡化了程序員編寫程序所需的命令，類似自然語言和數學語言。與機器語言不同的是，程序員不用過多地考慮該程序將在什么樣的內部設計的機器上使用，即程序具有通用性。但是，高級語言必須遵循一定的規則將程序準確地翻譯為機器語言，任何一種高級語言都有和其對應的編譯程序。過程化語言函數式語言聲明式語言面向對象語言（P11

表1.2）1.3程序設計語言1.3.4常見的編程語言C/C++C#JavaPython1.4結構化程序設計1.4.1算法1.4.3程序基本結構1.4.2數據結構1.4結構化程序設計1.4.1算法算法是為解決一個問題而采取的方法和步驟。組成算法的規則和每一個步驟都應當是確定的，而不是含糊、模棱兩可的。由這些規則指定的操作是有序的，必須按指定的操作順序執行，而這些操作步驟是有限的，并能得到正確的結果。算法的表示方法有很多種，常用的有自然語言、流程圖、偽代碼等。1.4結構化程序設計1.4.2數據結構數據是程序的必要組成部分，也是程序處理的對象。數據類型是對程序所處理數據的一種“抽象”，通過類型名對數據賦予一些約束，以便進行高效處理和詞法檢查。這些約束包括取值范圍、存儲空間大小和運算方式。1.4結構化程序設計1.4.2數據結構1.4結構化程序設計1.4.3程序基本結構1.5基本語法1.5.1常量和變量1.5.3算術運算符和算術表達式1.5.2賦值運算符和賦值表達式1.5.4其他運算符和表達式1.5基本語法1.5.1常量和變量常量整型常量：十進制、八進制、十六進制實型常量：小數形式、指數形式字符常量：ASCII字符、轉義字符字符串常量："China"符號常量：#definePI3.141.5基本語法1.5.1常量和變量變量命名規則：標識符只能使用英文字母、數字和下劃線，而且必須以字母或下劃線開頭，且不能與系統保留字重復。注意：大小寫敏感。整型變量：int實型變量：float、double字符變量：char（P14

表1.3）1.5基本語法1.5.2賦值運算符和賦值表達式#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){inta,b;a=5;b=4;//--------------b=a+b;return0;}1.5基本語法1.5.3算術運算符和算術表達式算術運算符+（加法運算符或正值運算符，如8+5、+4）-（減法運算符或負值運算符，如8-4、-3）例：交換變量a和b的值#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inta=1,b=5;

return0;}例：交換變量a和b的值#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inta=1,b=5,c; c=a; a=b; b=c; return0;}a=a+b;b=a-b;a=a-b;1.5基本語法1.5.3算術運算符和算術表達式算術運算符*（乘法運算符，如8*3）

/（除法運算符，如8/3）

%（求余運算符，如9%4）例：分離數字#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){ inta=1234,q,b,s,g; return0;}g=a%10;s=a/10%10;b=a/100%10;q=a/1000;1.5基本語法1.5.3算術運算符和算術表達式算術表達式用算術運算符和括號將運算對象連接起來的表達式，如：a*a-2*a*b*cos(alf)，(a+b)/(c+v)，b*b-4*a*c，a+b/1.5+'a'優先次序：括號>函數>*、/、%>+、-類型轉換1.5基本語法1.5.3算術運算符和算術表達式算術表達式強制類型轉換：將表達式轉換成指定類型，格式：(類型名)(表達式)#include<iostream>usingnamespacestd;intmain(){doublea=102.6;intc=1,d;charb='a';d=(int)a*c+b;return0;}1.5基本語法1.5.3算術運算符和算術表達式復合賦值運算將算術運算符與賦值運算符聯合起來構成復合賦值運算符。1.5基本語法1.5.4其他運算符和表達式自加/自減運算符自加（++）、自減（--）運算符，使變量的值增1或減1++i、--i：先使變量i的值加(減)1，再