計算機CC語言編程前言.ppt

1,北京郵電大學計算機學院 通信軟件工程中心 周春燕 辦公電話:62283778,2,歡迎同學們來到 北京郵電大學 計算機學院！,3,新的起點，新的征程，我們整裝待發(fā),相信，你也有很多的疑惑.,4,惑,大學學習和初高中學習有什么區(qū)別？ 未來四年，我們會學到什么？ 如何正確度過大學四年？ 四年后，讀研、出國留學、復習考研、工作 四年后，我應該具備哪些專業(yè)素質(zhì)？ 計算導論與程序設計這門課講什么？在整個課程體系中的地位如何？課程重點是什么？如何學好這門課？需要注意哪些問題？ ,5,提綱,大學培養(yǎng)的目標 關(guān)于“科學與技術(shù)” 關(guān)于“計算機科學與技術(shù)” 大學專業(yè)能力的培養(yǎng) 本科的培養(yǎng)方式 大學學習幾個注意點 關(guān)于本課程 本課程教學內(nèi)容 本課程教學目的 本課程教學方式 本課程考核方式,6,一.大學培養(yǎng)的目標,知識、能力、素質(zhì),7,知識： 工具性知識：外語、文獻檢索等； 人文社會科學知識：文學、哲學、政治學、心理學、思想道德、職業(yè)道德等； 自然科學知識：數(shù)學、物理學等； 專業(yè)技術(shù)基礎知識：電子學、離散數(shù)學、程序設計等； 專業(yè)知識：算法與復雜性、計算機組織與體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡等 經(jīng)濟管理知識：經(jīng)濟學、管理學等；,一.大學培養(yǎng)目標: 知識、能力、素質(zhì),8,一.大學培養(yǎng)目標: 知識、能力、素質(zhì),近代著名物理學家愛因斯坦說過: “應該把發(fā)展獨立思考與判斷的能力放在首位, 而不是把獲得知識放在首位, 如果一個人掌握了學科的基本理論又有獨立工作的能力, 他就會找到自己的道路”。,9,一.大學培養(yǎng)目標: 知識、能力、素質(zhì),能力： 獲取知識的能力：自學能力、信息獲取和表達能力等（讀大學最重要的是學習“如何學習”，這才是你終身受用不盡的知識 ）； 應用知識能力：系統(tǒng)級的認知能力，理論聯(lián)系實際的能力（防止讀死書、死讀書）； 創(chuàng)新能力：創(chuàng)造性思維能力、創(chuàng)新實驗能力、科技開發(fā)能力、科學研究能力以及對新知識、新技術(shù)的敏感性；,10,一.大學培養(yǎng)目標: 知識、能力、素質(zhì),素質(zhì)： 素質(zhì)教育：注重開發(fā)人的潛能，形成人的健全人格，使得知識和能力更好的發(fā)揮作用。 思想道德素質(zhì) 文化素質(zhì)：具有一定的文學藝術(shù)修養(yǎng)、人際溝通修養(yǎng)和現(xiàn)代意識； 專業(yè)素質(zhì)：掌握科學思維方法和科學研究方法；具備求實創(chuàng)新意識和嚴謹?shù)目茖W素養(yǎng)；具有一定的工程意識和效益意識； 身心素質(zhì)：具有較好的身體素質(zhì)和心理素質(zhì)；,11,二.關(guān)于“科學與技術(shù)“,12,二.關(guān)于科學與技術(shù),科學的基本概念： 科學一詞，英文為Science，源于拉丁文的Scio，后來演變?yōu)閟cientia，其本意是學問、知識。 可以從以下三個層面來理解科學的基本含義： 科學是一種特殊形式的社會活動，即知識生產(chǎn)活動，是一種創(chuàng)造性智力活動(觀察、思考、綜合、求證等） “科學是一種特殊的思想和行為” 科學是一種知識體系。我國的辭海給科學下的定義是：“科學是關(guān)于自然界、社會和思維的知識體系”。這是科學概念的最基本內(nèi)涵。科學知識體系是一個動態(tài)系統(tǒng)，隨著實踐的發(fā)展而不斷變化； “科學是人類對事物本質(zhì)特征和變化規(guī)律的理性認識” 科學是社會發(fā)展的實踐力。科學作為實踐力量，通過被人們掌握、利用而發(fā)展著，起到改造客觀世界的作用。所以說，“知識就是力量”。 “認識世界是為了改造世界”,13,二.關(guān)于科學與技術(shù),技術(shù)的基本概念： 技術(shù)一詞來源于古希臘語，偉大的思想家亞里士多德稱：技術(shù)是制造的智慧。 在現(xiàn)代，對技術(shù)有狹義和廣義兩種不同的理解： 狹義的理解，只把技術(shù)限制在工程學的范圍內(nèi)，如機械技術(shù)、電子技術(shù)、化工技術(shù)、建筑技術(shù)等； 廣義的理解，則把技術(shù)概念擴展到社會、生活、思維的領域。我國學者給技術(shù)下的廣義定義是：“人類在為自身生存和社會發(fā)展所進行的實踐活動中，為了達到預期目的而根據(jù)客觀規(guī)律對自然、社會進行調(diào)節(jié)、控制、改造的知識、技能、手段、規(guī)則方法的集合?！斑@表明，現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)超越了工程學的范圍，從生產(chǎn)領域向社會生活的各領域擴展了。,14,二.關(guān)于科學與技術(shù),科學與技術(shù)的關(guān)系： 科學是反映客觀事物屬性及運動規(guī)律的知識體系 ( 概念、范疇、定律、原理、假說,“是什么”，“為什么”)。 技術(shù)是利用客觀規(guī)律，創(chuàng)造人工事物的過程、方法和手段(“做什么”，“怎么做”)。 二者既有原則性的區(qū)別，又有著相互依存、相互轉(zhuǎn)化的密切關(guān)系。 例如，電子在導體內(nèi)如何流動是科學的成果。此知識即可能會被工程師拿來創(chuàng)造工具或設備，如半導體、電腦及其他類型的先進技術(shù)。,15,二.關(guān)于科學與技術(shù),科學與技術(shù)的區(qū)別： (一)科學與技術(shù)的任務不同 科學的任務是認識世界，有所發(fā)現(xiàn)，揭示自然界的新現(xiàn)象、新規(guī)律，從而增加人類的知識財富；主要解決“是什么”和“為什么” 的問題。 技術(shù)的基本任務是有所發(fā)明，以創(chuàng)造人類的物質(zhì)財富，豐富人類社會的精神文化生活；主要解決“做什么”和“怎么做” 的問題。,16,二.關(guān)于科學與技術(shù),(二)科學與技術(shù)的構(gòu)成要素不同 科學的要素：概念、范疇、定律、原理、假說。 技術(shù)的要素分為兩類： 主體要素：即經(jīng)驗、技能； 客體要素：即工具、機器等裝置。,17,二.關(guān)于科學與技術(shù),(三)科學與技術(shù)的研究過程不同 科學研究的目標有較大不確定性，往往難以預見在未來會作出什么發(fā)現(xiàn)，也難以計算出做出某種新發(fā)現(xiàn)需要多少時間，付出多大代價；科學的思維方式是縱向的，強調(diào)調(diào)查研究，對科學的評價著重于正確性和深刻性。 技術(shù)開發(fā)雖然也有一定不確定性，但新產(chǎn)品的研制、新工藝的開發(fā)還是有既定的目標的，有較明確的步驟和經(jīng)費預算，技術(shù)開發(fā)工作的計劃性比較強。技術(shù)的思維方式是橫向的，強調(diào)利用知識的創(chuàng)造能力，對技術(shù)的評價著重于先進性、經(jīng)濟性和可行性。,18,二.關(guān)于科學與技術(shù),(四)科學與技術(shù)的勞動特點不同 科學研究的自由度要大些，個體性較強； 技術(shù)開發(fā)活動雖然必須發(fā)揮個人的獨創(chuàng)性，但是，其活動的集體性較強。,科學：“是什么”，“為什么”； 技術(shù)：“做什么”，“怎么做”；,19,三.關(guān)于“計算機科學與技術(shù)“,20,三.關(guān)于計算機科學與技術(shù),計算機科學與技術(shù)是研究計算機的設計、制造以及利用計算機進行信息獲取、表示、存儲、處理、控制和傳輸?shù)鹊睦碚?、原則、方法和技術(shù)的學科。 它包括科學與技術(shù)兩方面?？茖W側(cè)重于描述構(gòu)成計算基礎的一些基本概念和模型；如：可計算性理論、自動機論、形式語言理論、程序設計理論、算法設計與分析和計算復雜性理論等等。 技術(shù)則側(cè)重于研制計算機和研究使用計算機進行信息處理的方法與技術(shù)手段。如：設計 各類計算機器件的制造技術(shù)；計算機通信技術(shù)；程序設計技術(shù)；編譯技術(shù)；并行計算機技術(shù)等。,21,三.關(guān)于計算機科學與技術(shù),科學是技術(shù)的依據(jù)，技術(shù)是科學的體現(xiàn)?？茖W與技術(shù)相輔相成、互為作用，二者高度融合是計算機科學與技術(shù)學科的突出特點。 計算機科學技術(shù)學科還具有較強的工程性，因此，它是一門科學性與工程性并重的學科，表現(xiàn)為理論性和實踐性緊密結(jié)合的特征。,22,三.關(guān)于計算機科學與技術(shù),和其他學科的關(guān)系： 與數(shù)學、電子科學有很深的淵源。 與數(shù)學的關(guān)系： 建立物理符號系統(tǒng)并對其實施變換是計算機科學與技術(shù)學科進行問題描述和求解的重要手段。 數(shù)學是計算機科學與技術(shù)學科的重要基礎之一，為計算提供了理論、方法和技術(shù)。數(shù)學及其形式化描述、嚴密的表達和計算是計算機科學與技術(shù)學科所用的重要工具。 用計算機求解實際問題，首先要從這個實際問題中用數(shù)學的方法抽取其主要的本質(zhì)的內(nèi)容，形成一個數(shù)學模型，然后設計一個求解此數(shù)學模型的算法。,23,三.關(guān)于計算機科學與技術(shù),與電子科學的關(guān)系 為計算機硬件的研制提供了實現(xiàn)技術(shù)。,24,四.計算機學科的研究范疇,25,四.計算機學科的研究范疇,計算機學科的研究范疇 1. 計算機理論 2. 計算機硬件 3. 計算機軟件 4. 計算機網(wǎng)絡 5. 計算機應用,26,四.計算機學科的研究范疇,1、計算機理論研究純理論、純數(shù)學性的計算 機相關(guān)問題 （1）離散數(shù)學 是計算機科學的理論基礎，主要研究數(shù)理邏輯、集合論、近世代數(shù)和圖論等。計算機處理的對象是離散的，所以“離散數(shù)學”對于本學科很重要。 （2）算法設計與分析 算法：求解問題的步驟序列。主要研究算法設計與分析中的數(shù)學方法與理論，如組合數(shù)學、概率論、數(shù)理統(tǒng)計等，用于分析算法的時間復雜性和空間復雜性。,27,四.計算機學科的研究范疇,（3）形式語言與自動機 人們把用一組數(shù)學符號和規(guī)則來描述事物的方式稱為形式描述，而把所用的數(shù)學符號和規(guī)則稱為形式語言。研究程序設計語言以及自然語言的形式化定義、分類、結(jié)構(gòu)等有關(guān)理論，以及識別各類語言的形式化模型（自動機模型）及其相互關(guān)系。 （4）程序設計語言理論 運用數(shù)學和計算機科學的理論研究程序設計語言的基本規(guī)律，包括形式語言文法理論、形式語義學（如代數(shù)語義、公理語義、操縱語義、指稱語義等）和計算機語言學等。 （5）程序設計方法學 研究如何從好結(jié)構(gòu)的程序定義出發(fā)，通過對構(gòu)成程序的基本結(jié)構(gòu)的分析，給出能保證高質(zhì)量程序的各種程序設計規(guī)范化方法等。,28,四.計算機學科的研究范疇,2、計算機硬件 （1）元器件與存儲介質(zhì) 研究構(gòu)成計算機硬件的各類電子的、磁性的、機械的、超導的元器件和存儲介質(zhì)。 （2）微電子技術(shù) 研究構(gòu)成計算機硬件的各類集成電路、大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路芯片的結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)等。 （3）計算機組成原理 研究通用計算機的硬件組成結(jié)構(gòu)以及運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備等各部件的構(gòu)成和工作原理。,29,四.計算機學科的研究范疇,（4）微型計算機技術(shù) 研究目前使用最為廣泛的微型計算機的組成原理、結(jié)構(gòu)、芯片、接口及其應用技術(shù)。 （5）計算機體系結(jié)構(gòu) 研究計算機硬件的總體結(jié)構(gòu)、計算機的各種新型體系結(jié)構(gòu)（如并行處理機系統(tǒng)、精簡指令系統(tǒng)計算機RISC、共享存儲結(jié)構(gòu)計算機、陣列計算機、集群計算機、網(wǎng)絡計算機、容錯計算機等）以及進一步提高計算機性能的各種新技術(shù)。,30,四.計算機學科的研究范疇,3、計算機軟件 （1）程序設計語言的設計 根據(jù)實際需要設計新穎的程序設計語言，即定義程序設計語言的詞法規(guī)則、語法規(guī)則和語義規(guī)則。 （2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與運算 研究數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，以及它們之間的關(guān)系，并對這些結(jié)構(gòu)定義相應的運算，設計出實現(xiàn)這些運算的算法，而且確保經(jīng)過這些運算后所得到的新結(jié)構(gòu)仍然是原來的結(jié)構(gòu)類型。,31,四.計算機學科的研究范疇,（3）程序設計語言翻譯系統(tǒng) 研究程序設計語言翻譯系統(tǒng)（如編譯程序）的基本理論、原理和實現(xiàn)技術(shù)。 （4）操作系統(tǒng) 研究如何自動地對計算機系統(tǒng)的軟硬件資源進行有效的管理，并最大限度地方便用戶。,32,四.計算機學科的研究范疇,（5）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 主要研究數(shù)據(jù)模型以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)技術(shù)。包括層次數(shù)據(jù)模型、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型、關(guān)系數(shù)據(jù)模型、ER數(shù)據(jù)模型、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型、基于邏輯的數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)庫語言、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)、查詢處理、查詢優(yōu)化、事務管理、數(shù)據(jù)庫安全性和完整性約束、數(shù)據(jù)庫設計、數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)庫應用、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫以及數(shù)據(jù)倉庫等。,33,四.計算機學科的研究范疇,（6）軟件工程學 是指導計算機軟件開發(fā)和維護的學科，研究如何采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來開發(fā)和維護軟件。包括軟件開發(fā)和維護中所使用的技術(shù)和描述工具。 （7）可視化技術(shù) 是研究如何用圖形和圖像來直觀地表征數(shù)據(jù)，并能與人進行交互式對話。它不僅要求計算結(jié)果可視化，而且要求計算過程可視化。,34,四.計算機學科的研究范疇,4計算機網(wǎng)絡 （1）網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 研究局域網(wǎng)、遠程網(wǎng)、Internet(互聯(lián)網(wǎng))、Intranet(企業(yè)內(nèi)部網(wǎng))等各種類型網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)和構(gòu)成方法及接入方式。 （2）數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡協(xié)議 研究實現(xiàn)連接在網(wǎng)絡上的計算機之間進行數(shù)據(jù)通信（如有線、無線、光纖、寬帶、微波、衛(wèi)星通信等）的介質(zhì)、原理、技術(shù)以及通信雙方必須共同遵守的各種協(xié)議。如：下一代的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IPV6（地址量、安全性、移動性、服務質(zhì)量等方面有巨大優(yōu)勢）。,35,四.計算機學科的研究范疇,（3）網(wǎng)絡服務 研究如何為網(wǎng)絡用戶提供方便的遠程登錄、文件傳輸、電子郵件、信息瀏覽、文檔查詢、網(wǎng)絡新聞以及全球范圍內(nèi)地超媒體信息瀏覽等服務。 （4）網(wǎng)絡安全 研究網(wǎng)絡的設備安全、軟件安全、信息安全以及病毒防治等技術(shù)，以提供計算機網(wǎng)絡的可靠性和安全性。,36,四.計算機學科的研究范疇,5計算機應用 研究計算機在一些具體領域中的應用。例如：計算機在通信領域的應用、計算機仿真在專業(yè)領域的研究、工業(yè)機器人的研制、電子商務的研究等等。 （1）軟件開發(fā)工具 研究軟件開發(fā)工具的有關(guān)技術(shù)（如軟件描述技術(shù)、程序驗證與測試技術(shù)、程序調(diào)試技術(shù)、代碼優(yōu)化技術(shù)、軟件重用技術(shù)等）以及研制各種新型程序設計語言及其翻譯程序、文字和處理工具、數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具、多媒體開發(fā)工具，以及如CAD等計算機輔助工程使用的工具軟件等。,37,四.計算機學科的研究范疇,（2）完善既有應用系統(tǒng) 根據(jù)新的技術(shù)平臺和實際需求，對既有的應用系統(tǒng)進行升級、改造，使其功能更加強大、更加便于使用。 （3）開拓新的應用領域 研究如何打破計算機的傳統(tǒng)應用領域，擴大計算機在國民經(jīng)濟以及社會生活中的應用范疇。,38,五. 本學科 專業(yè)能力的培養(yǎng),1.計算思維能力抽象思維能力、邏輯思維能力,抽象思維：抽取事物本質(zhì)的、關(guān)注的方面進行研究，拋棄其他不關(guān)心或者細節(jié)的部分。,邏輯思維：邏輯思維包括概念、判斷和推理。 認識客觀世界的規(guī)律需要邏輯思維。,小島化為點，橋則用線，七橋問題就相當于能不能一筆畫出此圖形的問題,美麗的哥尼斯堡 ,如何才能走遍七座橋，而每座橋都只能經(jīng)過一次，最后又回到原先的出發(fā)點,39,五. 本學科 專業(yè)能力的培養(yǎng),計算機科學與技術(shù)學生所要解決的根本問題是：什么能被（有效地）自動化。現(xiàn)代計算機技術(shù)認為，要想實現(xiàn)有效的自動化，必須經(jīng)過抽象進行形式化處理。 計算思維能力的培養(yǎng)主要由基礎理論系列課程實現(xiàn)，包括：數(shù)學分析、高等代數(shù)、數(shù)值分析、概率與數(shù)理統(tǒng)計、近世代數(shù)、集合和圖論、數(shù)理邏輯、形式語言自動機、數(shù)學建模等。,40,五. 本學科 專業(yè)能力的培養(yǎng),2. 算法設計與分析能力; 3. 程序設計與實現(xiàn)能力; 4. 計算機系統(tǒng)的認知、分析、設計和應用能力;,41,通過設置系列課程循序漸進地進行以上能力的培養(yǎng),六.本科培養(yǎng)方式,程序設計系列課程： C 程序設計- C程序設計課程設計-C+程序設計 -算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)-算法分析與設計- JAVA程序設計-,本課程,42,如何正確對待基礎知識和熱點知識 作為計算機系的學生，第一二年基礎課程的學習非常重要，要能靜下心來聽課、看書、練習、思考、體會；不要將精力過多放到計算機操作以及軟硬件開發(fā)技術(shù)上，造成本末倒置； 課程學習要成體系 每學習一門新課程，要設法弄清楚本課程在整個課程體系中的位置，本課程的教學目的和教學重點。每學完一門課程，能將其與之前學習的課程進行聯(lián)系，做到知識點的融會貫通。 “師傅領進門，修行在個人” 高中：老師反復講解知識； 大學：自我總結(jié)、實踐、自學、獨立思考、答疑、網(wǎng)絡、圖書館、和同學間討論（獨學而無友，則孤陋而寡聞）；,七.幾個注意點,43,八.關(guān)于本課程,課程名稱：,教材： 1.計算機導論與程序設計基礎 北京郵電大學出版社 2. C程序設計教程 機械工業(yè)出版社 3. 計算導論與程序設計實驗講義,計算導論與程序設計,基礎課程，是學好后續(xù)一系列課程的基礎，在計算機專業(yè)教學中占有重要的地位。,44,八.關(guān)于本課程,電路與系統(tǒng),通信網(wǎng),計算機網(wǎng),計算機硬件,通信軟件 系統(tǒng)軟件,電路與電子學基礎 數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng) 信號與系統(tǒng),通信原理 現(xiàn)代交換原理 現(xiàn)代通信網(wǎng) 接入網(wǎng)技術(shù),數(shù)學/物理,計算機網(wǎng)絡 Internet技術(shù) 網(wǎng)絡工程 信息與網(wǎng)絡安全,計算機組成原理 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 微機系統(tǒng)與接口技術(shù) 嵌入式系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理 UNIX編程環(huán)境 操作系統(tǒng),通信軟件設計 多媒體技術(shù) 無線通信技術(shù),程序設計語言 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 算法設計與分析 面向?qū)ο蠓治雠c設計 形式語言與自動機 編譯原理與技術(shù) 軟件工程 Web開發(fā)技術(shù),高等數(shù)學 離散數(shù)學 線性代數(shù) 概率論與隨機過程 組合數(shù)學 運籌學 大學物理,計算機與通信新技術(shù)講座,45,參考書 計算科學導論（第3版） 趙致琢 著 科學出版社 計算機科學導論 （美）Behrouz A.Forouzan著 劉藝等譯 機械工業(yè)出版社,八.關(guān)于本課程,46,C程序設計 張長海、陳娟 著 高等教育出版社 C語言解析教程 AI kelly,Ira Pohl著 麻志毅譯 機械工業(yè)出版社 C 程序設計語言(第二版新版) （美）Brian W.Kernighan,Dennis M.Ritchie 徐寶文 李志 等譯 機械工業(yè)出版社,八.關(guān)于本課程,47,計算機硬件系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理 計算機系統(tǒng) 計算機中數(shù)據(jù)的表示方法和編碼 *計算機科學的數(shù)學基礎（謂詞邏輯、集合、關(guān)系、函數(shù)） 抽象和模型：可編程結(jié)構(gòu)模型、有限狀態(tài)自動機模型 計算學科基本形態(tài)和知識體系 程序設計的基本概念和方法 C程序設計語言,九.教學內(nèi)容,計算導論,程序設計,48,十.教學目的,了解計算機科學的數(shù)學基礎 了解計算機硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和基本工作原理 了解計算機系統(tǒng)的組成 了解計算機程序設計語言的發(fā)展史和分類 初步建立抽象和模型的概念 了解本學科特點、知識體系和方法論 掌握程序設計語言的基本概念和自頂向下、逐步求精的程序設計方法 熟練掌握C程序設計語言，養(yǎng)成良好的程序設計習慣 掌握