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1、程序设计的基本概念程序设计的基本概念本讲稿第一页，共十页程序设计语言程序设计语言n n程序设计语言概述程序设计语言概述n n人与计算机之间交流的语言称为计算机程序设计语言。人与计算机之间交流的语言称为计算机程序设计语言。人与计算机之间交流的语言称为计算机程序设计语言。人与计算机之间交流的语言称为计算机程序设计语言。其用途是解决人类和计算机相互交流的问题，将人解决其用途是解决人类和计算机相互交流的问题，将人解决其用途是解决人类和计算机相互交流的问题，将人解决其用途是解决人类和计算机相互交流的问题，将人解决问题的思路、方法和手段通过某种计算机能够理解的形问题的思路、方法和手段通过某种计算机能够理解
2、的形问题的思路、方法和手段通过某种计算机能够理解的形问题的思路、方法和手段通过某种计算机能够理解的形式告诉计算机，使得计算机能够根据人的指令去一步一式告诉计算机，使得计算机能够根据人的指令去一步一式告诉计算机，使得计算机能够根据人的指令去一步一式告诉计算机，使得计算机能够根据人的指令去一步一步地工作进而完成某种特定的任务。步地工作进而完成某种特定的任务。步地工作进而完成某种特定的任务。步地工作进而完成某种特定的任务。n n程序设计语言类别程序设计语言类别程序设计语言类别程序设计语言类别n n机器语言机器语言机器语言机器语言n n汇编语言汇编语言汇编语言汇编语言n n高级语言高级语言高级语言高级
3、语言n n面向过程的程序设计语言面向过程的程序设计语言面向过程的程序设计语言面向过程的程序设计语言n n面向对象的程序设计语言面向对象的程序设计语言面向对象的程序设计语言面向对象的程序设计语言本讲稿第二页，共十页程序设计语言程序设计语言n n语言处理程序概述语言处理程序概述n n计算机系统仅能够直接执行机器语言程序，使用计算机计算机系统仅能够直接执行机器语言程序，使用计算机计算机系统仅能够直接执行机器语言程序，使用计算机计算机系统仅能够直接执行机器语言程序，使用计算机高级程序设计语言编写的源程序不能为计算机系统直接高级程序设计语言编写的源程序不能为计算机系统直接高级程序设计语言编写的源程序不能
4、为计算机系统直接高级程序设计语言编写的源程序不能为计算机系统直接识别、理解和执行，必须通过某种方式转换为计算机能识别、理解和执行，必须通过某种方式转换为计算机能识别、理解和执行，必须通过某种方式转换为计算机能识别、理解和执行，必须通过某种方式转换为计算机能够直接执行的机器语言程序。够直接执行的机器语言程序。够直接执行的机器语言程序。够直接执行的机器语言程序。n n源程序到目标程序的转换方式源程序到目标程序的转换方式源程序到目标程序的转换方式源程序到目标程序的转换方式n n解释方式解释方式解释方式解释方式 对源程序一边解释一边执行，不形成对应对源程序一边解释一边执行，不形成对应对源程序一边解释一
5、边执行，不形成对应对源程序一边解释一边执行，不形成对应的目标文件和执行文件。的目标文件和执行文件。的目标文件和执行文件。的目标文件和执行文件。n n编译方式编译方式编译方式编译方式 使用相应的编译程序对源程序进行处理，使用相应的编译程序对源程序进行处理，使用相应的编译程序对源程序进行处理，使用相应的编译程序对源程序进行处理，将所处理的源程序转换为用二进制代码表示的目标程将所处理的源程序转换为用二进制代码表示的目标程将所处理的源程序转换为用二进制代码表示的目标程将所处理的源程序转换为用二进制代码表示的目标程序，然后通过连接程序处理，将程序中所用的函数调序，然后通过连接程序处理，将程序中所用的函数
6、调序，然后通过连接程序处理，将程序中所用的函数调序，然后通过连接程序处理，将程序中所用的函数调用、系统功能调用等嵌入到目标程序中，构成一个可用、系统功能调用等嵌入到目标程序中，构成一个可用、系统功能调用等嵌入到目标程序中，构成一个可用、系统功能调用等嵌入到目标程序中，构成一个可以连续执行的二进制执行文件。以连续执行的二进制执行文件。以连续执行的二进制执行文件。以连续执行的二进制执行文件。本讲稿第三页，共十页源文件源文件。目标文件目标文件。执行文件执行文件。其它目标其它目标文件文件/库库。连接连接程序程序编译编译程序程序启动代码启动代码。C C程序编译、连接处理过程程序编译、连接处理过程本讲稿第
7、四页，共十页程序设计的基本概念程序设计的基本概念n n程序设计语言程序设计语言 n n计算机中数据表示方法计算机中数据表示方法 本讲稿第五页，共十页计算机中数据表示方法计算机中数据表示方法n n进位计数制和数制之间的转换进位计数制和数制之间的转换n n进位计数制的基本概念进位计数制的基本概念进位计数制的基本概念进位计数制的基本概念 任意的任意的任意的任意的R R R R进制数据使用的数码为进制数据使用的数码为进制数据使用的数码为进制数据使用的数码为R R R R个，它们是个，它们是个，它们是个，它们是0 0 0 0，1 1 1 1，2 2 2 2，R-1R-1R-1R-1，逢，逢，逢，逢R R
8、 R R进位，用公式可以表示为：进位，用公式可以表示为：进位，用公式可以表示为：进位，用公式可以表示为：n n数制之间的转换数制之间的转换数制之间的转换数制之间的转换 n n十进制整数转换为十进制整数转换为十进制整数转换为十进制整数转换为R R R R进制数进制数进制数进制数除除除除R R R R取余法取余法取余法取余法“除除除除R R R R取余法取余法取余法取余法”的基本方法是用被转换的数除以的基本方法是用被转换的数除以的基本方法是用被转换的数除以的基本方法是用被转换的数除以R R R R，所，所，所，所得到的余数为取出的得到的余数为取出的得到的余数为取出的得到的余数为取出的R R R R
9、进制数码；然后用上次得到的进制数码；然后用上次得到的进制数码；然后用上次得到的进制数码；然后用上次得到的商除以商除以商除以商除以R R R R，得到的余数为取出的，得到的余数为取出的，得到的余数为取出的，得到的余数为取出的R R R R进制数码；直到数据进制数码；直到数据进制数码；直到数据进制数码；直到数据全部转换完为止。最先取出的是全部转换完为止。最先取出的是全部转换完为止。最先取出的是全部转换完为止。最先取出的是R R R R进制数据的最低位，进制数据的最低位，进制数据的最低位，进制数据的最低位，最后取出的是最后取出的是最后取出的是最后取出的是R R R R进制数据的最高位。进制数据的最高
10、位。进制数据的最高位。进制数据的最高位。（0k0k0k0ki i i iR-1R-1R-1R-1）例例:将十进制数据将十进制数据123123转换为二进制数转换为二进制数 2 123 （余数）2 61 1（转换后的最低位）2 301 2 150 2 71 2 31 2 11 01（转换后的最高位）即，(123)10=(1111011)2本讲稿第六页，共十页计算机中数据表示方法计算机中数据表示方法n n进位计数制和数制之间的转换进位计数制和数制之间的转换n n数制之间的转换数制之间的转换数制之间的转换数制之间的转换n n十进制小数转换为十进制小数转换为十进制小数转换为十进制小数转换为R R R R
11、进制数进制数进制数进制数乘乘乘乘R R R R取整法取整法取整法取整法 “乘乘乘乘R R R R取整法取整法取整法取整法”的基本方法是用被转换的十进制小数乘的基本方法是用被转换的十进制小数乘的基本方法是用被转换的十进制小数乘的基本方法是用被转换的十进制小数乘以以以以R R R R，所得到的整数部分为，所得到的整数部分为，所得到的整数部分为，所得到的整数部分为R R R R进制数的数码；然后再用进制数的数码；然后再用进制数的数码；然后再用进制数的数码；然后再用上次得到的小数部分乘以上次得到的小数部分乘以上次得到的小数部分乘以上次得到的小数部分乘以R R R R，得到的整数部分为取出的，得到的整数
12、部分为取出的，得到的整数部分为取出的，得到的整数部分为取出的R R R R进制数码；直到数据转换完成或达到所需的精度要求进制数码；直到数据转换完成或达到所需的精度要求进制数码；直到数据转换完成或达到所需的精度要求进制数码；直到数据转换完成或达到所需的精度要求为止。最先取出的是为止。最先取出的是为止。最先取出的是为止。最先取出的是R R R R进制小数的最高位，最后取出的进制小数的最高位，最后取出的进制小数的最高位，最后取出的进制小数的最高位，最后取出的是是是是R R R R进制小数的最低位。进制小数的最低位。进制小数的最低位。进制小数的最低位。例例:将十进制小数将十进制小数0.630.63转换
13、为二进制（取转换为二进制（取4 4位小数）位小数）（整数部分）0.63*2=1.26 1（转换后的小数最高位）0.26*2=0.52 0 0.52*2=1.04 1 0.04*2=0.08 0（转换后的小数最低位）即，(0.63)10(0.1010)2本讲稿第七页，共十页计算机中数据表示方法计算机中数据表示方法n n进位计数制和数制之间的转换进位计数制和数制之间的转换n n数制之间的转换数制之间的转换数制之间的转换数制之间的转换n n十进制实数转换为十进制实数转换为十进制实数转换为十进制实数转换为R R R R进制数进制数进制数进制数一般的十进制实数转换为一般的十进制实数转换为一般的十进制实数
14、转换为一般的十进制实数转换为R R R R进制实数时，将整数部分和进制实数时，将整数部分和进制实数时，将整数部分和进制实数时，将整数部分和小数部分分别转换后拼接在一起。小数部分分别转换后拼接在一起。小数部分分别转换后拼接在一起。小数部分分别转换后拼接在一起。n n R R R R进制数转换为十进制数进制数转换为十进制数进制数转换为十进制数进制数转换为十进制数按权相加法按权相加法按权相加法按权相加法“按权相加法按权相加法按权相加法按权相加法”的基本方法是将被转换的数据按权展开的基本方法是将被转换的数据按权展开的基本方法是将被转换的数据按权展开的基本方法是将被转换的数据按权展开为多项式，然后将展开
15、的多项式按十进制计算求和。为多项式，然后将展开的多项式按十进制计算求和。为多项式，然后将展开的多项式按十进制计算求和。为多项式，然后将展开的多项式按十进制计算求和。例例:将二进制数据将二进制数据(1111011.1010)(1111011.1010)2 2转换为十进制转换为十进制 (1111011.1010)2 =(1*26+1*25+1*24+1*23+0*22+1*21+1*20+1*2-1+0*2-2+1*2-3+0*2-4)10 =(64+32+16+8+0+2+1+0.5+0+0.125+0)10 =(123.62)10本讲稿第八页，共十页计算机中数据表示方法计算机中数据表示方法n
16、n数在计算机中的表示方法数在计算机中的表示方法n n数据的真值数据的真值数据的真值数据的真值一个带符号的二进制数据表示称为该数据的真值。一个带符号的二进制数据表示称为该数据的真值。一个带符号的二进制数据表示称为该数据的真值。一个带符号的二进制数据表示称为该数据的真值。n n数的原码表示数的原码表示数的原码表示数的原码表示 二进制数据的原码表示是将该二进制数据真值的符号用二进制数据的原码表示是将该二进制数据真值的符号用二进制数据的原码表示是将该二进制数据真值的符号用二进制数据的原码表示是将该二进制数据真值的符号用数码来表示，符号位为数码来表示，符号位为数码来表示，符号位为数码来表示，符号位为0
17、0 0 0表示正数，符号位为表示正数，符号位为表示正数，符号位为表示正数，符号位为1 1 1 1表示负数，表示负数，表示负数，表示负数，X X X X的原码用标记的原码用标记的原码用标记的原码用标记XXXX原原原原来表示。来表示。来表示。来表示。n n数的反码表示数的反码表示数的反码表示数的反码表示 二进制数据二进制数据二进制数据二进制数据X X X X的反码用标记的反码用标记的反码用标记的反码用标记XXXX反反反反来表示，数据反码生成的来表示，数据反码生成的来表示，数据反码生成的来表示，数据反码生成的规则是：正数的反码与其原码相同；负数的反码是在其规则是：正数的反码与其原码相同；负数的反码是
18、在其规则是：正数的反码与其原码相同；负数的反码是在其规则是：正数的反码与其原码相同；负数的反码是在其原码的基础上符号位保持不变，数值位按位取反（原码的基础上符号位保持不变，数值位按位取反（原码的基础上符号位保持不变，数值位按位取反（原码的基础上符号位保持不变，数值位按位取反（0 0 0 0变成变成变成变成1 1 1 1，1 1 1 1变成变成变成变成0 0 0 0）。）。）。）。本讲稿第九页，共十页计算机中数据表示方法计算机中数据表示方法n n数在计算机中的表示方法数在计算机中的表示方法n n数的补码表示数的补码表示数的补码表示数的补码表示 二进制数据二进制数据二进制数据二进制数据X X X
19、X的补码用标记的补码用标记的补码用标记的补码用标记XXXX补补补补来表示，数据补码生成的来表示，数据补码生成的来表示，数据补码生成的来表示，数据补码生成的规则是：正数的补码与其原码相同；负数的补码是在其原规则是：正数的补码与其原码相同；负数的补码是在其原规则是：正数的补码与其原码相同；负数的补码是在其原规则是：正数的补码与其原码相同；负数的补码是在其原码的基础上先求其反码，然后在反码的最低位加码的基础上先求其反码，然后在反码的最低位加码的基础上先求其反码，然后在反码的最低位加码的基础上先求其反码，然后在反码的最低位加1 1 1 1。n n字符数据的编码字符数据的编码字符数据的编码字符数据的编码
20、字符数据常用的编码方式是字符数据常用的编码方式是字符数据常用的编码方式是字符数据常用的编码方式是ASCIIASCIIASCIIASCII码（即美国国家标准信码（即美国国家标准信码（即美国国家标准信码（即美国国家标准信息交换码：息交换码：息交换码：息交换码：American Standard Code for Information American Standard Code for Information American Standard Code for Information American Standard Code for Information InterchangeInter
21、changeInterchangeInterchange）。此外，常用的编码方式还有）。此外，常用的编码方式还有）。此外，常用的编码方式还有）。此外，常用的编码方式还有EBCDICEBCDICEBCDICEBCDIC码、码、码、码、UnicodeUnicodeUnicodeUnicode码等。码等。码等。码等。例例:数在计算机中的表示数在计算机中的表示 数：数：+123+123 真值：真值：+1111011+1111011 原码：原码：01111011 01111011 反码：反码：01111011 01111011 补码：补码：0111101101111011 数：数：-123-123 真值：真值：-1111011-1111011 原码：原码：1111101111111011 反码：反码：1000010010000100 补码：补码：1000010110000101 本讲稿第十页，共十页