第一阶段：基础知识强化

计算机编程基础2008-02-07 23:57

 

一.计算机中数据的表示方法
计算机是一种电子设备，由复杂的电子元器件组合而成，一个电子元器件有带电和不带电两种状态，通常我们将带电状态表示为数值1，不带电状态表示为数值0，多个这样的元器件的组合可以表示更多状态，也就是可以表示更多的数据，如000表示0，001表示1，010表示2，011表示3，依此类推，111表示7，一个元器件可表示一位（bit）数据，这种表示数据的方式就叫二进制。在实际的电子设备中，我们将8个这样的元器件形成一个单元，这样的单元叫一个字节（byte），一个字节能表示多少个数呢？表示数值的范围是0-255。
二进制计数的缺点:书写太长，容易出错，一般计算机的数据位数都是4的整数倍，所以，在计算机里通常采用16进制计数法。用数字可以表示各种信息，计算机里只有数值，当你在内存中看到一个数值时，这个数值可能代表各种意义，生活中的数值也可以代表其他意义，如1234可以代表密码，存款额，电报信息，根据上下线索，我们知道能够知道这数值代表的意义。补码的应用，计算机里没有真正的负数，利用溢出，我们可将加法变减法，负数就是基于这个原理而用补码来表示。面试经常碰到的一道考题，实现100位计算器就是检查对计算机数据表示及转化是否清楚。什么是ASCII码，ASCII码不用死记。重点分析Ascii和Unicode的区别。GB-->BIG5原理。我们通常说的1M数据的单位是什么？1M网速的单位又是什么呢？

二.计算机硬件的组成结构及各部件的功能介绍
基本的计算机系统由输入/输出，存储器，cpu（包括运算器，寄存器，和控制器）等几个部分。计算机系统结构图（见附图1）。计算机的几个主要部件用系统总线连接起来，总线分为地址，数据，控制等三类，控制信息被控制器译码成各种控制信号通过控制线输出，用求解两个数相加的过程讲解各部件的作用。8位机，16位，32位，64位机的区分。RAM/ROM/EPROM/硬盘的区别。

三.计算机指令与程序，程序代码的组织结构
CPU和内存都从软件运行的角度进行讲解，CPU能够进行算术运算，接受外围设备状态的变化，向外围设备发出命令。这些算术运算，外围设备状态检测，向外围设备发出命令就是计算机指令，有各种各样的指令（包括输入，输出），为了区分这些指令，指令也是用用二进制数值来表示的，打个比方，我们可以用111代表加，110代表减，001代表向外设输出，这些指令的集合就组成了我们的程序，指令分为操作码和操作数两部分，在1+1例字中，+就是指令，1就是操作数。程序可以编写完后，可以保存起来，在以后需要时，取出来重新运行。由于指令都是以数值表示的，因此，程序也是以数据的形式保存在硬盘上的。
内存是存储数据和指令的地方，程序是预先编好的指令集合，程序运行前，必须先装入内存，程序通常是按顺序存储在内存中的，程序计数器(PC)用于跟踪指令所在的地址。程序刚开始时，PC指向程序的第一条指令的地址，CPU从PC所指向的内存中取出指令，将PC的内容加1，以指向下一条指令的地址，并处理刚才取得的指令。上一条指令运行完后，CPU又从PC所指向的内存（下一个存储单元）中接着取新的指令运行。计算机软件就是这样运行的。通过程序演示。
一条指令，对应计算机所能执行的一个基本动作，在编程种我们经常要用到跳转、循环，中断，这些都有专门的指令。计算机所能执行的全部指令，就是计算机的指令系统，这是某种CPU所特有的。用二进制指令表示的程序也叫机器码。程序结构可分为顺序，分支，循环，子程序等。 堆栈原理，函数的调用传值与传引用的区别。

四.汇编语言与高级语言
用二进制表示的指令也叫机器码指令，用机器码编写的指令不好理解和记忆，容易出错，人们便很容易想到通过一些助记符（通常是英文单词的缩写）来代替操作码。这样写出来的程序就是汇编程序。注意，最终交给计算机运行的还是机器码，因此，要有相应的工具（本身也是程序）将汇编程序翻译成机器码。利用VC查看程序的汇编和机器码。对于汇编只须简单了解，一般我们不直接涉及汇编。简要介绍8086的各汇编指令(LD,ADD,JNC,JP,SUB,OR,DEC,INC)。
用汇编语言编程，处理一件通用的事情，如屏幕输出，需编写大量的代码。而且对每个程序员都要重复编写和维护这些代码，而且汇编程序还不能在不同的机器上运行。为了解决上述问题，且让用户的程序集中在解决不同的实际问题上，而不是重复那些与计算机硬件地层相关的工作。人们有创造了高级语言，如C,BASIC,PASCAL等。人们编写了能够处理计算机操作中的日常事务的各种程序，并把他们结合在一起，这样就形成了操作系统。什么是系统函数调用，什么是API。
在操作系统基础上编写的解决用户各种实际问题的程序，就是我们的应用软件，这也是我们这些程序员所要做的事情了。

五.程序的编译与连接，C语言的程序结构组成，工程化管理，vc开发工具介绍
编译过程，一个程序可以包含多个源文件，每个源文件是被独立编译，编译的过程是逐行解释的过程，只要碰到起不认识的符号就报错，所以又将常用的符号的说明放在一个.h文件中，在原程序中把这个.h文件包含进来。增量编译技术，修改头文件不会引起自动编译。
连接过程，每个源文件都会被编译成各自的obj（机器码）,这些obj与系统提供的obj一起连接成exe。要调用别人提供的函数，只需对其进行声明的头文件和函数的机器码所在的obj即可。
VC是编程语言，也是集成化（IDE）开发工具，提供了编辑器，编译器，库函数。用工程的方式管理多个源文件，为我们的应用提供了方便，就象我们用文件夹管理文件一样。
变量的定义，变量的作用，变量在内存中的生命周期。

六.计算机软件的运行过程及计算机启动原理。
bios，操作系统，应用软件。引导操作系统时的常见故障，如果从A引导，A中的软盘非操作系统，bios中硬盘信息设置错误。
硬盘分区的各项信息都在硬盘的0磁道1扇区的主引导记录中保存。计算机通过读取该主引导记录来获取系统引导信息，从而转向相应的引导程序。分区共有三种：主引导分区，扩展分区和逻辑分区。一个主引导记录中最多可以包括四个主引导分区项，分别启动不同的操作系统。扩展分区中只能定义逻辑分区，逻辑分区只能出现在扩展分区中。


七.编程中的几个简单的小算法
-1可以当作0xffffffff使用。
乘除移位原理，2的n次方的表示。
每间房能住5人，x个人需多少房间。
x在0到3之间循环的算法。
八.演示程序代码
/****1.cpp**********/
#include "stdio.h"
#include "2.h"
void main()
{
char ch1=getchar();
char ch2;
ch2=ch1+1;
putchar(ch2);
int z=add(1,2);
printf("%d\n",z);
}
/****2.cpp********/
int add(int x,int y)
{
return x+y;
}
/*****2.h********/
int add(int x,int y);
作业：
1.算出十六进制数3,7,a,b,c,d,e,f在计算机中的二进制表示，算出二进制数00001100,00001111,01011010的十六进制。必须做到随便从中出去任一个数，一眼就能看出结果。
2.-3,-7,-53在内存中的存储格式。
3.如何将一个1位整数用putchar函数在屏幕上输出（考是否理解了ascii）。
4.在VC中调试运行演示程序，观察各寄存器，内存，变量，汇编代码。
5.编程实验课堂上讲的各种小算法。
6.体验VC工具的工程化管理和编译、连接过程。
1.)编写一个能够打印出“hello it315”的源文件。
2.)在一个新的源文件中编写一个add函数，并在中调用。
3.)将的声明用头文件实现。
4.)实验将函数所在的源文件从工程中去掉，改用连接obj的方式实现。