第1章 C語(yǔ)言概述

第1章C語(yǔ)言概述1計(jì)算機(jī)文化的主要內(nèi)容《離散數(shù)學(xué)》：包括數(shù)理邏輯、集合論、圖論等內(nèi)容，“二進(jìn)制的原理”《電子線(xiàn)路》：“二進(jìn)制的物理實(shí)現(xiàn)”《計(jì)算機(jī)組成原理》：“二進(jìn)制的加法”二進(jìn)制的原理十進(jìn)制的數(shù)字：

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9(西方)

一、二、三、四、五、六、七、八、九、十(中國(guó))二進(jìn)制的數(shù)字：0,1(西方)陰、陽(yáng)(中國(guó))1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言2十進(jìn)制是如何被發(fā)現(xiàn)的？恩格斯《反杜林論》“數(shù)和形的概念不是從其他任何地方，而是從現(xiàn)實(shí)世界中得來(lái)的。人們用來(lái)學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)，也就是作第一次算術(shù)運(yùn)算的十個(gè)指頭，可以是任何別的東西，但總不是知性的自由創(chuàng)造物。為了計(jì)數(shù)，不僅要有可以計(jì)數(shù)的對(duì)象，而且還要有一種在考察對(duì)象時(shí)撇開(kāi)它們的數(shù)以外的其他一切特性的能力，而這種能力是長(zhǎng)期的以經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)的歷史發(fā)展的結(jié)果?！?.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言3十進(jìn)制是如何被發(fā)現(xiàn)的？數(shù)和形的概念不是從其他任何地方，而是從現(xiàn)實(shí)世界中得來(lái)的。人們?cè)脕?lái)學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)，從而用來(lái)作第一次算術(shù)運(yùn)算的十個(gè)指頭，可以是任何別的東西，但是總不是悟性的自由創(chuàng)造物。為了計(jì)數(shù)，不僅要有可以計(jì)數(shù)的對(duì)象，而且還要有一種在考察對(duì)象時(shí)撇開(kāi)對(duì)象的其他一切特性而僅僅顧到數(shù)目的能力，而這種能力是長(zhǎng)期的以經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)的歷史發(fā)展的結(jié)果。和數(shù)的概念一樣，形的概念也完全是從外部世界得來(lái)的，而不是在頭腦中由純粹的思維產(chǎn)生出來(lái)的。（摘自《馬克思恩格斯全集》第二十卷pp.41，《反杜林論》）1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言41.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言德國(guó)的萊布尼茨發(fā)現(xiàn)了二進(jìn)制，他認(rèn)為：“第一天的伊始是1，也就是上帝。第二天的伊始是2，……到了第七天，一切都有了。所以，這最后的一天也是最完美的。因?yàn)椋藭r(shí)世間的一切都已經(jīng)被創(chuàng)造出來(lái)了。因此它被寫(xiě)作‘7’，也就是‘111’（二進(jìn)制中的111等于十進(jìn)制的7），而且不包含0。只有當(dāng)我們僅僅用0和1來(lái)表達(dá)這個(gè)數(shù)字時(shí)，才能理解，為什么第七天才最完美，為什么7是神圣的數(shù)字。特別值得注意的是它（第七天）的特征（寫(xiě)作二進(jìn)制的111）與三位一體的關(guān)聯(lián)?！卑素允怯砂藗€(gè)符號(hào)組構(gòu)成的占卜系統(tǒng)，而這些符號(hào)分為連續(xù)的與間斷的橫線(xiàn)兩種。這兩個(gè)后來(lái)被稱(chēng)為“陰”、“陽(yáng)”的符號(hào)，在萊布尼茨眼中，就是二進(jìn)制的中國(guó)翻版。他感到這個(gè)來(lái)自古老中國(guó)文化的符號(hào)系統(tǒng)與他的二進(jìn)制之間的關(guān)系實(shí)在太明顯了，因此斷言：二進(jìn)制乃是具有世界普遍性的、最完美的邏輯語(yǔ)言。5周易八卦圖及中華文化的影響

“是故易有太極，是生兩儀。兩儀生四象，四象生八卦?！保ㄗⅲ菏牵魏?；故，事物；儀，測(cè)度）（注：艮gèn，巽xùn）1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言6韓國(guó)國(guó)旗含義：太極圖中的紅色代表陽(yáng)，藍(lán)色代表陰，陰陽(yáng)合一代表宇宙的平衡與和諧。以太極為中心，四角的卦分別象征陰陽(yáng)互相調(diào)和，乾卦代表天空，坤卦代表大地，坎卦是月亮和水，離卦為太陽(yáng)和火，各個(gè)卦還象征著正義、富饒、生命力和智慧。據(jù)韓國(guó)的解釋?zhuān)瑖?guó)旗底色為白色，象征韓國(guó)人民的純潔和對(duì)和平的熱愛(ài)。而整個(gè)國(guó)旗則代表韓國(guó)人民永遠(yuǎn)與宇宙協(xié)調(diào)發(fā)展的理想。1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言不丹國(guó)旗含義：不丹的國(guó)旗為長(zhǎng)方形，由兩個(gè)三角形組成，左上方的三角形為金黃色，同中國(guó)一樣表示帝王之色，象征國(guó)王在領(lǐng)導(dǎo)宗教以及世俗事物方面的權(quán)力和作用。右下方的三角形為桔紅色，象征佛教的精神力量。圖案是一條足登四顆白珠的白龍。白龍象征國(guó)家的權(quán)利，代表“神龍之國(guó)”；四顆白珠象征威力和圣潔。7“加密狗”折射出的西方文化東方和西方的動(dòng)物崇拜西方在文藝復(fù)新(14世紀(jì)至16世紀(jì))之前，包括在歐洲黑暗的中世紀(jì)，西方人從事放牧、狩獵是重要的生活來(lái)源手段，狗是忠實(shí)的伙伴。而同時(shí)期，中國(guó)西晉時(shí)期(公元前300年左右)已經(jīng)有發(fā)達(dá)的農(nóng)業(yè)，牛是主要的生產(chǎn)和交通工具。《世說(shuō)新語(yǔ)》汰侈篇（注：汰侈，過(guò)分驕奢），“王右軍少時(shí)，在周候末坐，割牛心啖之，于此改觀”，“王武子與王君夫較射賭牛”印度的神殿的牛神圣不可侵犯1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言81.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言二進(jìn)制的物理實(shí)現(xiàn)（與）

A、B的開(kāi)為“0”，關(guān)為“1”；燈滅為“0”，燈亮為“1”AB燈00001010011191.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言二進(jìn)制的物理實(shí)現(xiàn)（或）

A、B的開(kāi)為“0”，關(guān)為“1”；燈滅為“0”，燈亮為“1”AB燈000011101111101.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言二進(jìn)制的物理實(shí)現(xiàn)（非）

A、B的開(kāi)為“0”，關(guān)為“1”；燈滅為“0”，燈亮為“1”A燈0110111.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言二進(jìn)制的加法（異或）

A、B的開(kāi)為“0”，關(guān)為“1”；燈滅為“0”，燈亮為“1”A、B閘刀“向上”為開(kāi)，閘刀“水平”為關(guān)A安裝在臥室門(mén)口，B安裝在床頭，方便冬天熄燈睡覺(jué)復(fù)式房的房?jī)?nèi)樓梯？AB燈000011101110121.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言RAM（randomaccessmemory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），存放的內(nèi)容可以隨機(jī)讀寫(xiě)，但RAM中的信息具有易失性，關(guān)機(jī)或斷電后信息全部丟失。計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)程序、用戶(hù)程序以及所有數(shù)據(jù)都存放在RAM中ROM（readonlymemory,只讀存儲(chǔ)器）,只能從中讀出信息，不能向其中寫(xiě)入信息，在關(guān)機(jī)和斷電后，ROM中的內(nèi)容仍能保存，不會(huì)丟失。ROM的寫(xiě)入，需要專(zhuān)門(mén)的編程器完成。131.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言DRAM記憶元件是靠柵極電容上的電荷保存信息，所以也稱(chēng)電荷存儲(chǔ)型記憶元件。字線(xiàn)WCC0位線(xiàn)B僅由一個(gè)MOS管和一個(gè)電容組成。當(dāng)字線(xiàn)為高電平時(shí)，該電路被選中。執(zhí)行寫(xiě)操作時(shí)，若寫(xiě)“1”，位線(xiàn)上為高電平，對(duì)電容C充電；若寫(xiě)“0”，位線(xiàn)上為低電平，C上的電荷很快被泄放掉。執(zhí)行讀操作時(shí)，若原存“1”，C上有電荷，在位線(xiàn)產(chǎn)生輸出信號(hào)；若原存“0”，C上無(wú)電荷，位線(xiàn)上無(wú)輸出信號(hào)。141.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言ROMROM（MOSROM）PROM(programmableROM,可編程的ROM)EPROMUVEPROM（ultravioletEPROM，紫外線(xiàn)擦除EPROM）E2PROM（elctronicallyEPROM,電可改寫(xiě)EPROM）W0W1b0b1b215相關(guān)知識(shí)：紫外線(xiàn)的故事1801年的一天，德國(guó)研究太陽(yáng)光譜的科學(xué)家里特突然想要了解太陽(yáng)光分解為七色光后有沒(méi)有其它看不見(jiàn)的光存在。當(dāng)時(shí)他手頭正好有一瓶氯化銀溶液。人們當(dāng)時(shí)已知道，氯化銀在加熱或受到光照時(shí)會(huì)分解而析出銀，析出的銀由于顆粒很小而呈黑色。里特就想通過(guò)氯化銀來(lái)確定太陽(yáng)光七色光以外的成份。他用一張紙片醮了少許氯化銀溶液，并把紙片放在白光經(jīng)棱鏡色散后七色光的紫光的外側(cè)。過(guò)了一會(huì)兒，他果然在紙片上觀察到醮有氯化銀部分的低片變黑了，這說(shuō)明太陽(yáng)光經(jīng)棱鏡色散后在紫光的外側(cè)還存在一種看不見(jiàn)的光線(xiàn)，里特把這種光線(xiàn)稱(chēng)為紫外線(xiàn)。紫外線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)者里特由于家境貧寒，生活清苦，正在他充滿(mǎn)憧憬向科學(xué)高峰攀登時(shí)，卻被肺病奪去了生命，在死時(shí)年僅34歲。16丹麥科學(xué)家芬森家里養(yǎng)了一只貓。一天，芬森到陽(yáng)臺(tái)上乘涼，看見(jiàn)家里的貓也靜靜地躺在地板上曬太陽(yáng)。他看著看著，覺(jué)得很奇怪：每當(dāng)貓身上曬不到陽(yáng)光的時(shí)候，貓自己就會(huì)挪動(dòng)身體，移到有陽(yáng)光的地方。芬森心想：“這么熱的天，貓為什么還要曬太陽(yáng)？這里面一定有問(wèn)題?！狈疑呦玛?yáng)臺(tái)，來(lái)到貓的身邊，用手輕輕地?fù)崦埖纳眢w。忽然，他發(fā)現(xiàn)貓的身上，有一處正在化膿的傷口。他想：貓是不是利用曬太陽(yáng)在治療它的傷口呢？難道陽(yáng)光里還有什么我們沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的東西嗎？相關(guān)知識(shí)：紫外線(xiàn)的故事17芬森帶著這種疑問(wèn)，開(kāi)始對(duì)陽(yáng)光進(jìn)行深入的分析研究和實(shí)驗(yàn)。終于，他在陽(yáng)光中發(fā)現(xiàn)了一種我們?nèi)庋劭床灰?jiàn)的光線(xiàn)——紫外線(xiàn)，它具有殺菌的作用，可用于治療的疾病，效果很好。紫外線(xiàn)被廣泛應(yīng)用到醫(yī)療事業(yè)上，成為醫(yī)務(wù)人員不可缺少的好幫手。芬森在1930年獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。相關(guān)知識(shí)：紫外線(xiàn)的故事18分級(jí)存儲(chǔ)為解決速度、容量和成本之間的矛盾。目前的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器一般分為3級(jí)：輔助存儲(chǔ)器（也稱(chēng)外存，如光盤(pán)、磁盤(pán)、U盤(pán)等）、主存儲(chǔ)器（也稱(chēng)內(nèi)存）和高速緩沖寄存器（cache，簡(jiǎn)稱(chēng)緩存）。控制器運(yùn)算器cache主存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言191.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言多級(jí)存儲(chǔ)體系的建立，是因?yàn)閷?shí)際的存儲(chǔ)器制約因素是價(jià)格(每位成本)、容量和速度。這3個(gè)基本指標(biāo)是矛盾的。201.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言處理器寄存器高速緩沖存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器（SRAM,DRAM)輔助存儲(chǔ)器（磁盤(pán)存儲(chǔ)器等）大容量（海量）存儲(chǔ)器（光盤(pán)、磁帶存儲(chǔ)器）CPU芯片內(nèi)主機(jī)內(nèi)外部設(shè)備聯(lián)機(jī)存儲(chǔ)聯(lián)機(jī)文件可卸存儲(chǔ)211.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言硬盤(pán)磁表面存儲(chǔ)元當(dāng)具有很窄縫隙的磁頭的寫(xiě)線(xiàn)圈中通過(guò)電流時(shí)，其垂直下方的一個(gè)小區(qū)間會(huì)形成一個(gè)局部小磁環(huán)，稱(chēng)為存儲(chǔ)元。3.剩磁可感應(yīng)出脈沖電流221.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言常見(jiàn)的CD-ROM“相變光盤(pán)”讀寫(xiě)原理：相變型光盤(pán)的存儲(chǔ)介質(zhì)通常由硫族(S，Se，Te)化合物制成寫(xiě)入前全部是結(jié)晶狀態(tài)。寫(xiě)“1”時(shí)，利用短激光脈沖使結(jié)晶態(tài)的存儲(chǔ)介質(zhì)局部熔化，驟冷后變成非結(jié)晶態(tài)。擦去時(shí)，則用光波較長(zhǎng)的、強(qiáng)度較弱的光脈沖使它復(fù)原為結(jié)晶態(tài)。讀出時(shí)，根據(jù)結(jié)晶態(tài)和非結(jié)晶態(tài)對(duì)激光束反射率的不同，區(qū)別存儲(chǔ)的是“0”還是“1”。231.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)不僅能夠?qū)?shù)值數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，還能夠?qū)ξ谋竞推渌菙?shù)值數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理。非數(shù)值數(shù)據(jù)是指不能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算的數(shù)據(jù)，包括文字、圖形、圖象和聲音等。為了處理文本，需要一個(gè)完整而足夠的字符集，這個(gè)字符集最少應(yīng)包括：26個(gè)小寫(xiě)字母；26個(gè)大寫(xiě)字母；約25個(gè)特殊字符，如：[，+，-，@，|，#等；10個(gè)數(shù)字碼：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。共計(jì)87個(gè)字符。這87個(gè)字符須用7位“0”，“1”進(jìn)行編碼。241.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言常用的編碼形式有美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASCII），微型計(jì)算機(jī)都采用ASCII碼。ASCII碼字符表，它用8位來(lái)表示字符代碼。其基本代碼占7位，第8位用作奇偶校驗(yàn)位，通過(guò)對(duì)奇偶校驗(yàn)位設(shè)置“1”或“0”狀態(tài)，保持8位字節(jié)中的“1”的個(gè)數(shù)總是奇數(shù)（稱(chēng)奇校驗(yàn)）或偶數(shù)（稱(chēng)為偶校驗(yàn)），用以檢測(cè)字符在傳送（寫(xiě)入或讀出）過(guò)程中是否出錯(cuò)（丟失1）。ENQ（查詢(xún)）、ACK（肯定回答）、NAK（否定回答）等，是專(zhuān)門(mén)用于串行通信的控制字符。251.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言公元前5000至4000年左右，有了埃及象形文字1799年，法國(guó)古文字學(xué)家們發(fā)掘出一塊黑石碑。碑文用3種文字寫(xiě)成，分別是希臘文、古埃及象形文字和后期的埃及文字。法國(guó)古代語(yǔ)學(xué)者研究并設(shè)法釋讀了古埃及的象形文字。261.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言漢字雖然還保留象形文字的特征，但由于漢字除了象形以外，還有其他構(gòu)成文字的方式；而漢字經(jīng)過(guò)數(shù)千年的演變，已跟原來(lái)的形象相去甚遠(yuǎn)，所以不屬于象形文字，而屬于形、音、義相結(jié)合的“表意文字”。271.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言漢字的0、1編碼智能ABC全拼五筆字型自然碼┆外碼鍵盤(pán)管理程序碼表機(jī)內(nèi)碼字庫(kù)檢索程序字庫(kù)字模顯示驅(qū)動(dòng)程序控制信號(hào)281.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言漢字編碼方案：GB2312-1980和GB2312-1990，共收錄6763個(gè)簡(jiǎn)體漢字、682個(gè)符號(hào)，其中漢字分為兩級(jí)：一級(jí)字3755，以拼音排序，二級(jí)字3008，以偏旁排序。BIG5編碼，是目前臺(tái)灣、香港地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標(biāo)準(zhǔn)，包括440個(gè)符號(hào)，一級(jí)漢字5401個(gè)、二級(jí)漢字7652個(gè)，共計(jì)13053個(gè)漢字。GBK編碼——《漢字內(nèi)碼擴(kuò)展規(guī)范》（俗稱(chēng)大字符集），兼容GB2312，共收錄漢字21003個(gè)、符號(hào)883個(gè)，并提供1894個(gè)造字碼位，簡(jiǎn)、繁體字融于一庫(kù)。Unicode編碼(UniversalMultipleOctetCodedCharacterSet)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO的標(biāo)準(zhǔn)，V2.0于1996公布，內(nèi)容包含符號(hào)6811個(gè)，漢字20902個(gè)，韓文拼音11172個(gè)，造字區(qū)6400個(gè)，保留20249個(gè)，共計(jì)65534個(gè)。GB18030-2000——2000年3月國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部和質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局在北京聯(lián)合發(fā)布的《信息技術(shù)和信息交換用漢字編碼字符集、基本集的擴(kuò)充》，收錄了27484個(gè)漢字，還收錄了藏、蒙、維等主要少數(shù)民族的文字。該標(biāo)準(zhǔn)于2000年12月31日強(qiáng)制執(zhí)行。GB18030-2000作為GBKforUnicode291.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言漢字的輸入——漢字外碼：按排列順序形成的漢字編碼（流水碼），如區(qū)位碼；按讀音規(guī)則形成的漢字編碼（音碼），如全拼、簡(jiǎn)拼、雙拼等；按字形形成的漢字編碼（形碼），如五筆字型、鄭碼等；按音、形結(jié)合形成的漢字編碼（音形碼），如自然碼、智能ABC。

301.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言漢字字模：漢字字模的原理與西文字符的字?；鞠嗤皇怯捎跐h字筆畫(huà)復(fù)雜，為了表達(dá)清晰，要比西文字符須要更多的點(diǎn)陣。

一個(gè)24×24點(diǎn)陣的漢字字模示例311.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言漢字系統(tǒng)的工作過(guò)程：①用一種輸入方法從鍵盤(pán)輸入漢字。②鍵盤(pán)管理程序按照碼表將外碼變換成機(jī)內(nèi)碼。③機(jī)內(nèi)碼經(jīng)字庫(kù)模檢索程序查對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣信息在字模庫(kù)的地址，從字庫(kù)取出字模。④字模送顯示驅(qū)動(dòng)程序，產(chǎn)生顯示控制信號(hào)。⑤顯示器按照字模點(diǎn)陣將漢字字形在屏幕上顯示出來(lái)。321.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言王永民與五筆字型：出生河南南陽(yáng)農(nóng)民家庭，家境貧寒，父母扒房供其讀書(shū)從小立大志：“翻開(kāi)物理課本、化學(xué)課本，為什么都是外國(guó)人的名字和人頭像？中國(guó)人為什么不能有自己的發(fā)明創(chuàng)造，然后把自己印進(jìn)課本去？”，考入中國(guó)科技大學(xué)1982年五筆字型漢字輸入法和時(shí)任河南省副省長(zhǎng)、河南省科委主任的羅干1978至1983年，發(fā)明“五筆字型”，提出“形碼設(shè)計(jì)三原理”，首創(chuàng)“漢字字根周期表”，發(fā)明25鍵4碼高效漢字輸入法和字詞兼容技術(shù)。在世界上，首破電腦漢字輸入每分鐘100字大關(guān)，獲中、美、英三國(guó)專(zhuān)利。王永民現(xiàn)任中國(guó)科協(xié)委員、中國(guó)民營(yíng)科技實(shí)業(yè)家協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)、北京王碼電腦總公司總裁331.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言離散化后的圖像被看成一個(gè)由MⅹN的像素（picture-elements，piel）點(diǎn)陣組成的圖。每個(gè)像點(diǎn)都是一個(gè)單色的小方塊，放大了就是馬賽克。圖像中像素點(diǎn)的密度稱(chēng)為圖像分辨率（imageresolution），單位為dpi（dotsperinch，每英寸像點(diǎn)數(shù)）。341.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言00000001001000110100010101100111011110001001101010111100110111101111101111011110111111111110111010110100000100000000000100100100351.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言采樣頻率定律:采樣頻率與信號(hào)頻率之間有一定的關(guān)系，根據(jù)奈奎斯特理論，只要采樣頻率高于信號(hào)最高頻率的兩倍，就能把數(shù)字信號(hào)表示的信號(hào)還原成為原來(lái)的連續(xù)信號(hào)。電話(huà)語(yǔ)音信號(hào)頻率為3.4kHZ，采樣頻率為8kHZ即可滿(mǎn)足電話(huà)服務(wù)質(zhì)量361.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言手動(dòng)計(jì)算工具游珠算盤(pán)與算盤(pán)石子記事371.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言手動(dòng)計(jì)算工具算籌381.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言手動(dòng)計(jì)算工具算籌與算盤(pán)在計(jì)算過(guò)程中都要依據(jù)口訣進(jìn)行，這是人類(lèi)計(jì)算工具史上最早的用于計(jì)算的專(zhuān)門(mén)語(yǔ)言。

例：42+39

三下五去二（計(jì)算十位的4+3，結(jié)果為72）

九去一進(jìn)一（計(jì)算個(gè)位的2+9，結(jié)果為81）39B.Pascal及其制造的計(jì)算機(jī)（1642）1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言?xún)?nèi)動(dòng)力計(jì)算工具Leibnitz及其制造的乘法器（1694）40電動(dòng)機(jī)械式計(jì)算機(jī)（1930）1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Zuse的繼電器式計(jì)算機(jī)（1938）第1臺(tái)真空管計(jì)算機(jī)ABC（1942）

ENIAC（1946）411.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言提花機(jī)：一人在“花樓”根據(jù)“花本”提起一部分經(jīng)線(xiàn)，以便另一人讓滑梭牽引著不同顏色的緯線(xiàn)通過(guò)。提花機(jī)—Babbage分析機(jī)—EDVAC——實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算的道路421.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言花本是提花機(jī)上貯存紋樣信息的一套程序，它由代表經(jīng)線(xiàn)的腳子線(xiàn)和代表緯線(xiàn)的耳子線(xiàn)根據(jù)紋樣要求編織而成。上機(jī)時(shí)，腳子線(xiàn)與提升經(jīng)線(xiàn)的纖線(xiàn)相連，此時(shí)，拉動(dòng)耳子線(xiàn)一側(cè)的腳子線(xiàn)就可以起到提升相關(guān)經(jīng)線(xiàn)的作用。織造時(shí)上下兩人配合，一人為挽花工，坐在三尺高的花樓上挽花提綜，一人踏桿引緯織造。東漢王逸《機(jī)婦賦》中，用“纖纖靜女，經(jīng)之絡(luò)之，動(dòng)搖多容，俯仰生姿”來(lái)形容織工和提花工合作操縱提花機(jī)的場(chǎng)面。提花機(jī)后經(jīng)絲綢之路傳入西方，對(duì)現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)發(fā)展中程序控制與存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)明有啟示作用。提花機(jī)—Babbage分析機(jī)—EDVAC——實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算的道路431.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言JACQUARD提花機(jī)和穿孔卡片（1801）1801年，法國(guó)人賈卡（Jacquard）在中國(guó)束綜提花機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)明了新一代提花機(jī)，用穿孔紋版代替花本，從而使絲織提花技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代。441.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言差分機(jī)（1822）和分析機(jī)（1834）451.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言提花機(jī)—Babbage分析機(jī)—EDVAC——實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算的道路Babbage的設(shè)計(jì)已經(jīng)初步具備現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)：存儲(chǔ)器（倉(cāng)庫(kù)）運(yùn)算器（作坊）控制器（穿孔卡片及其閱讀設(shè)備）輸入/輸出設(shè)備（卡片穿孔設(shè)備、印刷廠(chǎng)）總線(xiàn)（運(yùn)輸數(shù)據(jù)部件）461.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言提花機(jī)—Babbage分析機(jī)—EDVAC——實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算的道路H.Aiken和MarkⅠ計(jì)算機(jī)（1936）JohnVonNeumann電子計(jì)算機(jī)EDVAC（1952）471.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言提花機(jī)—Babbage分析機(jī)—EDVAC——實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算的道路Neumann體系結(jié)構(gòu)示意圖481.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)的自我管理問(wèn)題的提出存儲(chǔ)管理輸入輸出管理任務(wù)管理用戶(hù)操作界面491.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)的自我管理

處理器

管理

I/O設(shè)備

主存CPU存儲(chǔ)管理

設(shè)備

管理

外存

文件

管理總線(xiàn)

硬件操作系統(tǒng)用戶(hù)界面作業(yè)管理501.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)的自我管理硬件操作系統(tǒng)這種非物理地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)功能的擴(kuò)大，稱(chēng)為計(jì)算機(jī)的虛擬（virtual）化。511.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言摩爾定律1965年，摩爾為了完成《電子學(xué)》一篇關(guān)于半導(dǎo)體工業(yè)的約稿時(shí)，把幾年來(lái)芯片的集成度增長(zhǎng)的情況總結(jié)一下，發(fā)現(xiàn)1962年和1965年的芯片的集成度很有規(guī)律。他提出，半導(dǎo)體芯片上集成的晶體管和電阻數(shù)量每年將翻一番，原因是工程師可以不斷縮小晶體管的尺寸。后來(lái)又發(fā)現(xiàn)18個(gè)月更準(zhǔn)確。521.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言摩爾定律531.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言摩爾定律受到科學(xué)發(fā)展水平的制約CPU集成度是指在CPU芯片的單位面積上集成電子器件數(shù)量的程度。如今的CPU大多數(shù)是基于場(chǎng)效應(yīng)管（MOS管）技術(shù)制造的，nMOS管的結(jié)構(gòu)如圖所示。CPU集成度用MOS管的“制程”衡量。所謂制程，就是指在一定制造工藝下MOS管可以實(shí)現(xiàn)的最小“門(mén)控導(dǎo)線(xiàn)”(GATE)長(zhǎng)度。一般來(lái)說(shuō)，MOS管的制程越小，CPU的主頻越高，CPU的運(yùn)算速度越快。541.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言摩爾定律受到科學(xué)發(fā)展水平的制約按摩爾定律計(jì)算，到2010年，一個(gè)芯片上晶體管的數(shù)量將超過(guò)10億現(xiàn)實(shí)印證了科學(xué)家的計(jì)算：2006年底GATE寬度約為50nm在SiO2介質(zhì)上GATE寬度的極限是32nm，制程小于此寬度就容易發(fā)生電子隧穿、漏電、發(fā)熱過(guò)高等反常效應(yīng)目前商業(yè)用的CPU芯片絕大多數(shù)采用SiO2介質(zhì)，制程為45nm現(xiàn)在Intel公司經(jīng)過(guò)10多年的努力，發(fā)現(xiàn)用HfO2(二氧化鉿)介質(zhì)替代SiO2介質(zhì)后，MOS管的GATE寬度可降至22nm但是，Hf元素的獲取成本比Si高很多，因?yàn)镠f存在于大多數(shù)Zr(鋯)礦中，地殼中含量很少，Hf常與Zr共存，無(wú)單獨(dú)礦石，一般由HfCl4(四氯化鉿)與Na(鈉)加熱還原而制得551.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言摩爾定律受到科學(xué)發(fā)展水平的制約由于CPU的速度受其集成度的制約，因此，在商業(yè)運(yùn)營(yíng)成本的范圍內(nèi)，多數(shù)服務(wù)器廠(chǎng)商以計(jì)算機(jī)并行技術(shù)為基礎(chǔ)，以服務(wù)器“最高并行工作的CPU個(gè)數(shù)”為主要指標(biāo)劃分服務(wù)器類(lèi)型。一般來(lái)說(shuō)，小型機(jī)(入門(mén)級(jí))“最高并行工作的CPU個(gè)數(shù)”是4顆中型機(jī)(中檔級(jí))是8顆大型機(jī)(高端級(jí))最少是16顆561.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言O(shè)OP的發(fā)展和普及(科學(xué)發(fā)展水平制約的證據(jù))1960’s的SmallTalk兩個(gè)變量a=2,b=3的數(shù)據(jù)對(duì)換：（=為賦值語(yǔ)句）方法1：c=a;a=b;b=c;方法2：a=a+b;b=a-b;a=a-b;1990’s的C++、Java：物質(zhì)的硬件發(fā)展到一定程度、內(nèi)存、CPU、硬盤(pán)、高速傳輸接口2007年諾貝爾物理獎(jiǎng)得主：瑞典的彼得-格林貝格爾發(fā)現(xiàn)巨磁電阻效應(yīng)：非常弱小的磁性變化就能導(dǎo)致磁性材料發(fā)生非常顯著的電阻變化。用于讀取硬盤(pán)數(shù)據(jù)的技術(shù)，得益于這項(xiàng)技術(shù)，硬盤(pán)在近年來(lái)迅速變得越來(lái)越小。57第1章C語(yǔ)言概述1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1.2Ｃ語(yǔ)言的產(chǎn)生與發(fā)展1.3Ｃ語(yǔ)言的特點(diǎn)1.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介1.5Ｃ語(yǔ)言的運(yùn)行環(huán)境58一、概念程序：人們事先準(zhǔn)備好的、用來(lái)指揮計(jì)算機(jī)工作的描述工作步驟的指令序列

程序設(shè)計(jì)：程序員設(shè)計(jì)編寫(xiě)程序的過(guò)程

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言：編寫(xiě)程序所用的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言二、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展機(jī)器語(yǔ)言：0、1系列……匯編語(yǔ)言：movax,25Haddbx……（類(lèi)似于網(wǎng)站域名與IP地址的關(guān)系）高級(jí)語(yǔ)言：源程序，執(zhí)行方式分為“編譯方式”和“解釋方式”1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言59三、程序設(shè)計(jì)方法1.1程序設(shè)計(jì)與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)

(SP,StructuredProgramming)

強(qiáng)調(diào)程序設(shè)計(jì)風(fēng)格和程序結(jié)構(gòu)的規(guī)范化

(易讀、易懂)

核心思想：自頂向下，逐步細(xì)化

如：工業(yè)控制系統(tǒng)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)

(OOP,Object-OrientedProgramming)601.2Ｃ語(yǔ)言的產(chǎn)生與發(fā)展78年B.W.Kernighan&D.M.Ritchie合著《TheCProgrammingLanguage》80年代微機(jī)逐漸普及，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(AmericanNationalStandardsInstitute) 83年ANSIC（1） 87年ANSIC（2）90年代面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言C++60年代ALGOL60(高級(jí)語(yǔ)言)離硬件遠(yuǎn)，不宜編寫(xiě)系統(tǒng)軟件

CPL BCPL(BasicCombinedProgrammingLanguage)70年代PDPUNIX貝爾實(shí)驗(yàn)室

B C(73年)611.3Ｃ語(yǔ)言的特點(diǎn)1.語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、緊湊、靈活。(32個(gè)關(guān)鍵字、9種控制語(yǔ)句)2.運(yùn)算符豐富。(44種運(yùn)算符)3.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富。4.具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句。5.目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。6.可移植性好。7.兼有低級(jí)語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，承上啟下。8.語(yǔ)法限制不太嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。621.3Ｃ語(yǔ)言的特點(diǎn)VisualC++6.0的安裝過(guò)程在WindowsXPProfessionalSP3版本上安裝安裝VC6集成開(kāi)發(fā)環(huán)境631.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——簡(jiǎn)單實(shí)例例1.1

在屏幕上顯示字符串“ThisisaCprogram.”。

#include<stdio.h> /*文件包含*/

voidmain()/*主函數(shù)*/{/*函數(shù)體開(kāi)始*/

printf("ThisisaCprogram.\n");/*輸出了一句話(huà)*/}/*函數(shù)體結(jié)束*/

641.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——簡(jiǎn)單實(shí)例例1.2求整數(shù)10、20的和。

#include<stdio.h>voidmain()/*主函數(shù)*/{

intfirst,second,sum;/*定義變量*/first=10;/*給變量賦值*/second=20;sum=first+second;/*求a與b的和*/

printf("sum=%d\n",sum);/*輸出結(jié)果*/}651.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——簡(jiǎn)單實(shí)例C語(yǔ)言的賦值語(yǔ)句：=先制造某類(lèi)袋子，再向袋子中放某類(lèi)東西。661.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——簡(jiǎn)單實(shí)例例1.3找出任意兩個(gè)整數(shù)中較大的數(shù)。 #include<stdio.h>

int

max(intx,inty) /*定義max函數(shù)*/ { return(x>y?x:y);/*求出兩數(shù)中的較大數(shù)并返回*/ } /*max函數(shù)結(jié)束*/ voidmain() { intnum1,num2,m;

printf("Inputthefirstintegernumber:"); scanf("%d",&num1);/*從鍵盤(pán)上輸入第一個(gè)整數(shù)*/

printf("Inputthesecondintegernumber:"); scanf("%d",&num2); /*輸入第二個(gè)整數(shù)*/ m=max(num1,num2);/*調(diào)用max，計(jì)算兩個(gè)數(shù)的較大數(shù)*/

printf("max=%d\n",m); /*輸出結(jié)果*/ }671.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——簡(jiǎn)單實(shí)例現(xiàn)實(shí)生活與C語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)類(lèi)比681.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——基本元素,逗號(hào)（左圓括號(hào)>右尖括號(hào)%百分號(hào).圓點(diǎn)）右圓括號(hào)!感嘆號(hào)&and(與);分號(hào)[左方括號(hào)|豎線(xiàn)^xor(異或): 冒號(hào)]右方括號(hào)/斜杠*乘號(hào)? 問(wèn)號(hào){左大括號(hào)\反斜杠-減號(hào)‘ 單引號(hào)}右大括號(hào)~波折號(hào)=等于號(hào)“ 雙引號(hào)<左尖括號(hào)#井號(hào)+加號(hào)C語(yǔ)言使用的基本符號(hào)共有如下三種：（1）大小寫(xiě)字母：A~Z、a~z（2）阿拉伯?dāng)?shù)字：0~9（3）標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和的運(yùn)算符：1.字符集(符號(hào)集)691.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——基本元素2.標(biāo)識(shí)符用來(lái)標(biāo)記常量、變量、函數(shù)及文件名字的字符序列標(biāo)識(shí)符的構(gòu)成規(guī)則:●以字母(大小寫(xiě)皆可)或下劃線(xiàn)開(kāi)頭●隨后可跟若干個(gè)(包括0個(gè))字母、數(shù)字、下劃線(xiàn)如：xy3_imaxELSEXA_to_B（合法）

7xint#Nobadonere-input（不合法）注意：區(qū)分大小寫(xiě)。如：sum、Sum是二個(gè)標(biāo)識(shí)符注意！701.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——基本元素3.關(guān)鍵字ANSI推薦的C語(yǔ)言的關(guān)鍵字是32個(gè),TurboC另擴(kuò)展了11個(gè)(不常用)asm_cs_ds_es_ss

cdedfarhugeinterruptnearpascal

#define#error#include#if#else#elif#endif#ifdef#ifndef#undef#line#pragma特殊字:主要用在C語(yǔ)言的預(yù)處理程序中注意:★所有的關(guān)鍵字和特殊字都有固定的意義,不能用作其它★所有的關(guān)鍵字和特殊字都必須小寫(xiě)如:else與ELSE代表不同含義:else是關(guān)鍵字,ELSE是標(biāo)識(shí)符也稱(chēng)“保留字”.它是C語(yǔ)言中具有特定含義、專(zhuān)門(mén)用作語(yǔ)言特定成分的一類(lèi)標(biāo)識(shí)符.711.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——基本元素運(yùn)算符用來(lái)對(duì)運(yùn)算對(duì)象進(jìn)行規(guī)定（系統(tǒng)預(yù)定義的）的運(yùn)算，并得到一個(gè)結(jié)果值。運(yùn)算符通常由1~2個(gè)字符組成，如：“+”表示加法運(yùn)算，“=”表示賦值運(yùn)算，“==”表示“相等”的判斷等。有的運(yùn)算符中的兩個(gè)字符是分開(kāi)的，比如“?:”表示條件運(yùn)算（如例1.3）。4.運(yùn)算符分隔符用于分隔各個(gè)詞法記號(hào)或程序正文，用于表示程序中一個(gè)實(shí)體的結(jié)束和另一個(gè)實(shí)體的開(kāi)始。

常用的分隔符有： （）{},:;空白這些分隔符不表示任何操作，僅用于構(gòu)造程序。5.分隔符721.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——基本元素6.注釋對(duì)程序進(jìn)行注釋和說(shuō)明形式：

/*

注釋內(nèi)容*/

注意：注釋內(nèi)容可以是一行，也可以是多行；可以是單獨(dú)一行，也可以在行尾。731.4Ｃ語(yǔ)言程序簡(jiǎn)介——程序組成1.函數(shù)是組成C程序的基本構(gòu)件，并至少有