计导各章节知识点复习提纲.docx
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计导各章节知识点复习提纲
计导各章节知识点复习提纲
计导第一章:
1、计算:
狭义:
以数字为基础、遵循一定的计算规则进行;
广义:
计算就是把一个符号串f变换成另一个符号串g;
更广义:
计算就是对信息的变换;
2、巴贝奇分析机:
(四大组成部分)
第一部分:
保存数据的齿轮式“存贮仓库”;
第二部分:
对数据进行各种运算的装置(“作坊”);(运算室)
第三部分:
对操作顺序进行控制、并对所要处理的数据及输出结果加以选择的装置;(控制器设置)
第四部分:
送入和取出数据、以及在“存贮仓库”和“作坊”之间运输数据的输入输出部件。
3、巴贝奇:
“现代计算机的创始人”。
设计出差分机;提出分析机构想。
4、计算器:
每步计算都必须由人工操作才能完成。
这是和计算机的最大区别。
5、电子计算机发展历史:
第一代:
电子管。
第二代:
晶体管。
第三代:
集成电路。
第四代:
大规模集成电路、超大规模集成电路。
第五代:
尚在研究中。
主要特征是人工智能。
6、1946年,第一台电子管数字积分计算机ENIAC诞生。
7、摩尔定律(计算机第一定律):
半导体上的晶体管数目,大约每隔18个月就会增加一倍,或者体积缩小50%。
8、计算机六大分类:
巨型机小巨型机大型机小型机工作站微机
9、计算机历史上几位重要人物及其贡献:
(1)布尔与布尔逻辑:
在布尔代数里,布尔构思出一个关于0和1的代数系统,用基础的逻辑符号系统描述物体和概念。
这种代数不仅广泛用于概率和统计等领域,更重要的是,它为今后数字计算机开关电路设计提供了最重要的数学方法和理论基础。
(2)仙农和开关电路理论:
被称为“信息论之父”。
进一步证明了可以采用能实现布尔代数运算的继电器或电子元件来制造计算机,使计算机具有算术运算和逻辑运算功能。
提出即信息以二进制符号(0或1)表示,比特(bit)是信息的最小单位。
(3)图灵和图灵机:
①图灵给“可计算性”下了一个严格的数学定义,并提出著名的“图灵机”的设想。
②图灵机不是一种具体的机器,而是一种思想模型。
图灵机理论上证明了研制通用数字计算机的可行性,是图灵一生最重要的科学贡献,图灵被誉为“计算机科学之父”。
(4)冯?
诺伊曼和存储程序的计算机体系结构:
①由于冯.诺伊曼在计算机逻辑结构设计上的伟大贡献,他被誉为“计算机之父”!
②捕捉到ENIAC的最大弱点——没有真正的存储器
③提出了存储程序的思想:
要求程序和数据一样,也必须存储在计算机的主存储器中,这样计算机就能够自动重复地执行程序,而不必每个问题都重新编程,从而大大加快运算进程。
④冯.诺依曼机体系结构的特点:
指令和数据采用二进制表示,从而简化机器的逻辑线路;--指令和数据的表示
指令和数据一样存储在主存储器中;--指令和数据的存储
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。
10、计算机的应用:
科学计算:
又称为数值计算;;;数据处理;;;数据管理;;;自动控制;;;人工智能;;;互联网等;;;
11、计算机的基本组成:
五大组成部分:
运算器,控制器,主存储器(又叫内存),输入设备,输出设备。
(1)输入设备:
接收输入的原始信息将其转变成能够被计算机识别和接收的信息方式(二进制)。
(2)输出设备:
把计算机处理的数据、计算结果等从二进制形式转换成人们习惯接受的信息形式。
(3)存储器:
①存储形式:
0或1,二进制。
②主存/内存:
(半导体)优:
存取速度快缺:
容量受限,单位成本高,断电丢失信息
正在运行的程序和需要的数据存放在主存
辅存/外存:
(光盘,磁盘)优:
容量大,单位成本低,信息长久保存缺:
存取速度慢
暂时不用的程序和数据存放在辅存
③主存储器由存储单元、存储地址寄存器(MAR)、存储数据寄存器(MDR)组成。
存储单元:
存储器的组成单元,存放8位二进制信息
存储单元地址:
用于标识和识别每一个存储单元,也是二进制形式
存储元:
存储器的最小单位,存放一位二进制数
存储容量:
衡量存储器空间大小的指标,以字节(Byte)为基本单位,一个字节由八个位(Bit)组成,即:
1Byte=8Bit
其他的存储容量单位
1024(210)个字节称作K字节,简称KB(KiloByte)
1024K(220)个字节称作M字节,简称MB(MegaByte)
1024兆(230)个字节称作G字节,简称GB(GigaByte)
1024G(240)个字节称作T字节,简称TB(TeraByte)
(4)运算器:
完成各种算术运算和逻辑运算.
运算器的核心部件是算术逻辑单元和若干个寄存器。
(5)控制器:
控制器是计算机中的控制中心
①指令:
是能够被计算机硬件直接识别的、命令计算机进行某种基本操作的二进制代码串。
②指令系统:
计算机能直接识别和执行的全部指令的集合,称为该种计算机的指令系统。
③程序:
程序是按事先设计的功能和性能要求编制的指令序列。
程序的运行就是不断地取指令、分析指令、执行指令的过程。
④控制器工作原理:
程序计数器PC(用来存放下一条待执行的指令在主存储器中的地址)中取指令,指令译码器分析指令,微操作控制部件执行指令。
(6)CPU由运算器和控制器组成。
12、计算机系统由软件和硬件两大部分组成。
13、操作系统:
①是最基本、最重要的系统软件,直接运行在裸机上,只有在操作系统的支持下,才可以运行其他软件,故操作系统是计算机软件的核心和基础。
②进程:
是一个具有独立功能的程序对某个数据集在处理机上的执行过程,是资源分配的基本单位。
一个程序(作业)的执行总是会产生一个或多个进程。
程序与进程的关系
进程是动态的,强调执行过程,而程序是静态的;不同的进程可以对应同一程序,只是该程序对应的数据集不同。
③操作系统的五大功能:
作业管理:
包括作业的调度、控制、处理和报告
CPU管理:
目标:
完成处理机资源的分配调度等功能
内存管理:
内存分配,内存保护,内存扩充
设备管理:
负责文件的存取和对文件进行管理。
文件管理
④操作系统的分类:
单用户操作系统,分时操作系统,实时操作系统,批处理操作系统,网络操作系统,分布式操作系统。
计导第二章:
1、计算机语言是指根据预先定义的规则(语法)而写出的预定语句的集合,这些稽核组成了程序。
2、语言的演化:
(1)机器语言:
由“0”和“1”的二进制码组成,是计算机唯一可以直接识别的语言;不同的机器能识别的机器语言也不同;
(2)符号语言:
符号语言又称汇编语言。
用符号和助记符来表示不同的机器语言指令。
(3)高级语言:
高级语言程序易学、易懂、也易查错。
使程序员可以完全不用与计算机的硬件打交道、不必了解机器的指令系统。
(4)第四代语言:
面向问题的语言。
(5)自然语言:
3、构建和运行程序:
(1)程序编写完毕后,将文件存盘,此文件成为源文件。
(2)翻译程序读翻译单元并将最终的目标模块写入文件,即为目标文件。
(3)程序处理过程:
(预处理-翻译-链接-载入-执行)
预处理程序读源代码,为翻译程序做好准备。
预处理程序扫描特殊命令,这些命令称为预处理程序指示。
预处理结果称为翻译单元。
翻译程序(编译程序和解释程序两种)将翻译单元转化为机器语言。
链接程序:
链接器将所有的这些子程序(程序员自己编写和系统的)汇编到最终可执行程序中去。
链接完毕后,就可以执行了。
载入程序将程序载入内存。
4、语言的分类:
(1)过程化语言:
面向动作(活动)。
即:
一个计算过程可看做是一系列动作。
(2)面向对象语言:
可以用来描述参与问题解决的对象以及对象之间的关系。
(3)函数型语言:
基于数学建模求解问题的思想。
(4)说明性(逻辑)语言:
说明性程序设计迄今为止只是局限于人工智能领域。
程序员需要知道该领域内的所有已知的事实,还应该精通逻辑上如何严谨地定义准则,这样程序才能推导并产生新的事实。
(5)专用语言:
一种或多种模型混合。
HTML(文件头和主体)和PERL和SQL
计导第三章:
1、程序设计语言的基本成分:
①数据成分。
(数据类型,变量,常量)。
②运算成分。
(表达式)③控制成分。
(语句)④传输成分。
(输入和输出)
2、标识符:
是由程序员定义的单词,用来给程序中的数据、函数和其他用户自定义对象命名。
3、C语言规定:
标识符由大写字母A到Z、小写字母a到z、数字0到9和下划线组成,且第一个字符必须是字母或下划线,随后的字符必须是字母、数字或下划线。
且大小写敏感。
③C语言有32个规定的关键字或保留字,不能另作他用。
4、数据类型:
定义了一系列的值(属于该类型的数据能够取值的范围)以及能应用于这些值上的一系列操作(数据操作)。
一般包含四种标准数据类型:
整型:
整型数据细分为四类:
shortint、int、longint和longlongint。
shortint和int至少要占据16位(2字节),而long数据至少要有32位(4字节);且数据长度上,shortint<=int<=longint<=longlongint。
字符型:
一个字符占据一个字节。
浮点型:
C语言支持三种不同长度的浮点数据类型:
float、double和longdouble。
其中float一般占32位(4字节);double一般占64位(8字节),longdouble占96位(12字节)。
注意:
要避免做两个实数相等或不相等的比较。
由于计算机表示方面的近似性,会使得本来应该相等的两个数不等。
建议在比较两个浮点数X和Y是否相等时使用|X-Y|<∑,其中∑是一个绝对值较小的正浮点数。
布尔型:
取值只有两种,真或假。
允许的运算包括:
与、或、非。
C语言未定义这种数据类型。
5、变量:
内存中存储位置的名字,该存储位置用来存放被加工的信息或者加工结果,通过变量来访问这些信息。
变量三要素:
变量名(存储空间)、数据类型(存储空间存放的数据的类型)、变量值(存储内容)
变量定义:
使用变量来对内存数据进行存取前,必须先定义变量,目的是建立变量和存储空间的对应关系。
变量定义指明变量的名称和数据类型(变量代表的存储空间存放的数据的类型)。
变量定义将引起内存空间的分配。
变量使用特点:
变量未被赋值前,值一般是无意义的。
对变量赋值过程是“覆盖”过程,用新值去替换旧值。
6、常量:
是指在程序执行过程中不能改变的数据。
三类常量:
(1)文字常量:
是指在程序中未被命名的值。
(2)命名常量:
存储在内存中的值,不需要程序去改变它。
(3)符号常量:
是仅含有符号名称的值。
使用符号常量的好处:
使程序易读性好、容易维护。
常量的类型:
大多数程序设计语言使用整型、浮点型、字符型(用单引号括起字符)和字符串型常量(用双引号括起字符序列)。
PS:
如果整型常量以0开头,C编译器会认为该常量是八进制数。
如果整型常量以0x开头,C编译器会认为该常量是十六进制数。
7、输入:
scanf(格式控制串%d,输入项地址表&number);
格式控制串:
含有各种以百分号开头的格式控制符。
输入项地址表:
有逗号分隔开的若干输入表项组成,每一个表项是一个变量的地址。
◆%d:
转换说明符,用于告诉程序键入的数据要转换成一个整数;
◆&:
取变量地址的运算符,&number表示变量number的首地址。
8、输出:
printf(格式控制串,输出项表);
格式控制串:
包含了某些要直接显示的字符,也包含一些转换说明符。
输出项表:
可以是常量、变量、表达式、函数调用
PS:
用getchar函数(语句为:
getchar()来读取回车符此外,还可以用fflush函数来清空键盘缓冲区。
9、表达式:
四中典型的运算符和表达式:
优先级:
算术运算符>关系运算符>逻辑运算符>赋值运算符
(1)算术运算符和算术表达式:
+,-,*,、,%,++,--
(2)关系运算符和关系表达式:
<,<=,>,>=,==,!
=运算结果是逻辑“真”或者“假”。
(3)逻辑运算符和逻辑表达式:
&&,||,!
(4)赋值运算符和赋值表达式:
=,+=,-=,*=,/=,%=
10、语句:
语句用于向计算机发出操作指令。
(1)表达式语句:
四种表达式
(2)复合语句:
是包含零个或多个语句的代码单元,使得一组语句成为一个整体,也被称为块
(3)选择语句:
if-else,switch.
(4)循环语句:
while,do-while(注意形式),for
(5)标记语句和跳转语句
11、函数:
是封装并给以命名的一段程序代码。
函数是C语言程序设计的基本单位。
主函数由操作系统调用,其他函数由主函数调用,当主函数执行结束,控制便交还给操作系统。
(1)函数声明:
指明函数的名称、参数类型和参数名称、返回值类型。
(2)函数定义:
函数定义包括函数头(返回类型、函数名称、形式参数列表)和函数体(声明和语句)。
(3)函数调用:
用来对函数进行调用,调用包含实际参数,用来表示送往被调用函数的值。
如果多个实际参数,用逗号隔开。
(4)参数传递:
①传值传递:
确保不管被调用函数怎样操作并改变传入数据,在主调函数中原始数据都是安全的,未发生变化的。
②传引用传递:
将变量的地址传递给被调函数。
用这种方式改变主调函数中的变量内容。
C语言中所有的调用都是传值调用。
计导第四章:
1、算法:
不使用程序设计语言,而使用一种较简单明了的表达方式,设计出求解问题的步骤序列(操作序列)。
2、算法需要具备的5个特征:
可执行性、确定性、有穷性、有输入信息的说明、有输出信息的步骤。
3、算法的三种基本结构:
(1)顺序结构:
(2)选择结构:
(3)循环结构:
当型循环(while),C语言无直到型循环结构(do-while)。
PS:
“迭代”和“循环”:
在程序设计中,重复执行同样操作的过程称为“迭代”。
程序中被重复执行的程序段称为“循环”。
4、算法的描述方法:
(1)自然语言:
易产生歧义,不方便描述循环和选择
(2)传统流程图:
不能保证算法结构的单入单出特性;
(3)N-S流程图:
流程图和N-S图画起来比较费事,适合于表示算法,而在算法设计中使用不是很理想。
(4)伪代码:
用介于自然语言和程序设计语言之间的文字和符号来描述算法。
(5)计算机语言:
5、结构化程序设计:
(1)用三种基本结构组成的程序必然是结构化的程序,这种程序便于编写、阅读、修改和维护。
结构化程序设计强调程序设计风格和程序结构的规范化,提倡清晰的结构。
(2)结构化程序设计方法
自顶向下,逐步细化;模块化设计(函数);结构化编码(三种基本结构)。
基本思想:
采用分而治之的方法,将一个复杂问题分解为相对简单的一些子问题,然后针对这些子问题进行求解。
如果某个子问题仍然是比较复杂的,再进一步分解为子-子问题,直到所有问题都能够求解。
(自顶向下,逐步细化)
6、掌握两种常用算法方法:
⑴迭代方法(从变量的旧值推出新值)
①确定迭代变量ai。
在可以用迭代算法解决的问题中,至少存在一个直接或间接地不断由旧值递推出新值的变量,这个变量就是迭代变量。
②建立迭代关系式,即ai=f(ai-1)
③对迭代过程进行控制。
迭代过程的控制通常可分为两种情况:
一种是所需的迭代次数是个确定的值,可以计算出来;另一种是所需的迭代次数无法确定。
对于前一种情况,可以构建一个固定次数的循环来实现对迭代过程的控制;对于后一种情况,需要进一步分析出用来结束迭代过程的条件。
⑵穷举方法
①明确所有的组合情况;
②检查每一种组合情况是否满足条件
C语言第三章:
1、数据类型:
(基础详见第三章4)
用于限定这些基本类型的类型限定符:
short(限定int)、long(限定int和double)
signed和unsigned(限定char和任何整数类型)
PS:
经unsigned限定的类型取值范围必须是正的或者为0。
一般省略signed,如signedchar通常写成char。
C语言支持8种不同的整型:
short、unsignedshort、int、unsignedint、long、unsignedlong、longlong、unsignedlonglong
转换说明符:
short:
%hd,unsignedshort:
%hu,int:
%d,unsignedint:
%u,long:
%ld,
unsignedlong:
%lulonglong:
%lldunsignedlonglong:
%llu
2、数据类型的转换:
(1)隐式转换:
隐式转换的基本原则是将低类型数据转换成高类型数据(数据类型提升)。
高
各种数据类型的高低
数据类型
scanf函数的转换说明符
printf函数的转换说明符
longdouble
double
float
unsignedlong
long
unsignedint
int
unsignedshort
short
unsignedchar
char
%lf
%lf
%f
%lu
%ld
%u
%d
%hu或%u
%hd
%u
%c
%lf
%lf
%f
%lu
%ld
%u
%d
%hu或%u
%hd
%u
低
%c
转换原则:
1)所有char及shortint型变量转为int型,所有float转换为double。
2)int型数据和double型数据混合运算时,int型直接转换为double型。
3)赋值语句中,如果赋值运算符左侧变量的类型和右侧表达式的类型不一致,则赋值时将进行自动类型转换,将右侧表达式的值转换成左侧变量的类型。
(2)显式转换:
形式为:
(类型说明符)表达式或者(类型说明符)(表达式),用于将表达式的运算结果类型转换为类型说明符指定的数据类型。
3、格式化输出:
(1)类型转换字符d——可以指定输出场宽(总位数)和对齐方式(左对齐%负数d还是右对齐%正数d)。
(2)类型转换字符f──
%f:
默认方式下输出小数点后6位;
%12f:
总共占据12位(包括小数点),其中保留小数点后面6位;
%e:
总共占据13位,尾数占据8位(包括小数点),最高位不为0,小数点后面保留6位;指数占据5位,1位是符号位;如:
1.235560e+002
4、自加和自减运算符:
运算符
表达式范例
功能描述
++
++
--
--
++a
a++
--b
b--
先将a加1,然后把a的新值用在出现变量a的表达式中
在出现变量a的表达式中使用a的当前值,然后将a加1
先将b减1,然后把b的新值用在出现变量b的表达式中
在出现变量b的表达式中使用b的当前值,然后将b减1
5、条件运算符:
?
:
(C语言唯一的三目运算符)
表达式1?
表达式2:
表达式3
过程:
先求表达式1的值,若值为非0(为真),则计算表达式2的值作为条件表达式的值;若值为0(为假),则计算表达式3的值作为条件表达式的值。
6、运算符的优先级和结核性:
单目运算符>算术运算符>关系运算符>逻辑运算符>条件运算符>赋值运算符>逗号运算符
运算符
结合性
类型
()
++---(类型)!
*/%
+-
<<=>>=
==!
=
&&
||
?
:
=+=-=*=/=%=
,
自左向右
自右向左
自左向右
自左向右
自左向右
自左向右
自左向右
自左向右
自右向左
自右向左
自左向右
圆括号
单目运算符
乘除法运算符
加法运算符
关系运算符
相等测试运算符
逻辑“与”
逻辑“或”
条件运算符
赋值运算符
逗号运算符
C语言第四章:
1、switch语句的一般形式
switch(表达式){
case常量表达式1:
语句组;break;
case常量表达式2:
语句组;break;
......
case常量表达式n:
语句组;break;
[default:
语句组;[break;]]
}
PS:
default中的语句每次都要输出
2、break和continue语句:
(1)break:
强行结束循环,转向执行循环语句的下一条语句。
用于switch语句和循环语句中。
(2)continue:
用于循环语句中。
对于for循环,跳过循环体其余语句,转向循环变量增量表达式3的计算;对于while和do-while循环,跳过循环体其余语句,转向继续循环条件的判定。
3、逻辑运算符:
PS:
例:
假设a=1,b=2,c=3,d=4,m=1,n=1,经过下列逻辑表达式计算后,m和n的值各是多少?
(m=a>b)&&(n=c>d)
∵a>b的结果为0,所以m的值为0;
∴上述逻辑与表达式的结果为0,不用计算n=c>d;
∴n的值没有发生变化,为1。
C语言第五章:
1、子程序是封装并给以命名的一段程序代码
子程序设计原则
高内聚:
功能相对独立和完整;低耦合:
与外界(调用者)的关系尽量松散,不要太紧密;
2、程序错误:
在函数内部把函数参数再次定义成局部变量是一种语法错误;
3、实参和形参:
(1)形参变量只有在被调用时,才分配内存单元;调用结束时,即刻释放所分配的内存单元。
由于实参和形参占用不同的内存单元,即使同名也互不影响。
(2)实参对形参的数据传送是单向的,即只能把实参的值传送给形参,而不能把形参的值反向传送给实参。
4、数据在内存中的存储
系统程序和数据区:
用于存放系统软件的代码和数据,如操作系统。
只要机器一运行,这部分空间就必须保留给系统软件使用。
用户程序代码区:
存放用户程序的代码。
静态存储区:
存放程序运行期间一经分配内存就不释放的数据;
栈区:
存放程序运行期间会被释放的数据以及活动的控制信息;
堆区:
用户可以在程序运行过程中根据需要动态地进行存储空间的分配,这样的分配在堆区进行;
5、函数的活动记录:
是一段在栈区分配的连续的内存存储区,用以存放函
数一次执行所需的数据。
6.函数调用过程:
开辟新的运行环境—>保存现场->参数结合->执行函数体->
恢复现场->释放本函数的运行环境->返回
PS:
不同的函数是否可以使用同名的参数和变量?
答:
由于不同的函数的活动
记录占用不同的内存空间,因此不同函数中可以使用相同名称和类型的变量
和参数,互不影响。
6、函数原型:
(原则:
先声明,后引用)
(1)函数原型告诉编译器函数返回的数据类型、函数所要接收的参数个数、参数类型和参数顺序。
(1)函数原型一般格式:
(一般写在声明部分,最好在main函数之前)
函数类型函数名(数据类型[参数名1],数据类型[参数名2]…);(参数名可写可不写。
)
7、变量其他属性:
(基本属性为:
变量名、变量类型、变量值)
PS:
在一个函数内部定义的变量称为内部变量或者局部变量。
在所有函数之外定义的变量称为外部变量或者全局变量。
变量的存储类别决定了变量的存储期,决定着变量存储空间在哪里分配(栈区、静态存储区、寄存器)。
(1)作用域:
①函数作用域:
若变
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