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？ 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 關于“科學與技術” 關于“計算機科學與技術” 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 關于本課程 本課程教學內容 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,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構、操作系統(tǒng)、網絡等 經濟管理知識：經濟學、管理學等；,一.大學培養(yǎng)目標: 知識、能力、素質,8,一.大學培養(yǎng)目標: 知識、能力、素質,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,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、新技術的敏感性；,10,一.大學培養(yǎng)目標: 知識、能力、素質,素質： 素質教育：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 文化素質：具有一定的文學藝術修養(yǎng)、人際溝通修養(yǎng)和現(xiàn)代意識； 專業(yè)素質：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：具有較好的身體素質和心理素質；,11,二.關于“科學與技術“,12,二.關于科學與技術,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涵?？茖W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?？茖W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.關于科學與技術,技術的基本概念： 技術一詞來源于古希臘語，偉大的思想家亞里士多德稱：技術是制造的智慧。 在現(xiàn)代，對技術有狹義和廣義兩種不同的理解： 狹義的理解，只把技術限制在工程學的范圍內，如機械技術、電子技術、化工技術、建筑技術等； 廣義的理解，則把技術概念擴展到社會、生活、思維的領域。我國學者給技術下的廣義定義是：“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客觀規(guī)律對自然、社會進行調節(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)代技術已經超越了工程學的范圍，從生產領域向社會生活的各領域擴展了。,二.關于科學與技術,科學與技術的關系： 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、相互轉化的密切關系。 例如，電子在導體內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。,15,二.關于科學與技術,科學與技術的區(qū)別： (一)科學與技術的任務不同 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。 技術的基本任務是有所發(fā)明，以創(chuàng)造人類的物質財富，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.關于科學與技術,(二)科學與技術的構成要素不同 科學的要素：概念、范疇、定律、原理、假說。 技術的要素分為兩類： 主體要素：即經驗、技能； 客體要素：即工具、機器等裝置。,17,二.關于科學與技術,(三)科學與技術的研究過程不同 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，強調調查研究，對科學的評價著重于正確性和深刻性。 技術開發(fā)雖然也有一定不確定性，但新產品的研制、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費預算，技術開發(fā)工作的計劃性比較強。技術的思維方式是橫向的，強調利用知識的創(chuàng)造能力，對技術的評價著重于先進性、經濟性和可行性。,18,二.關于科學與技術,(四)科學與技術的勞動特點不同 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：“做什么”，“怎么做”；,19,三.關于“計算機科學與技術“,20,三.關于計算機科學與技術,計算機科學與技術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、方法和技術的學科。 它包括科學與技術兩方面?？茖W側重于描述構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。 技術則側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手段。如：設計 各類計算機器件的制造技術；計算機通信技術；程序設計技術；編譯技術；并行計算機技術等。,21,三.關于計算機科學與技術,科學是技術的依據，技術是科學的體現(xiàn)。科學與技術相輔相成、互為作用，二者高度融合是計算機科學與技術學科的突出特點。 計算機科學技術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合的特征。,22,三.關于計算機科學與技術,和其他學科的關系： 與數(shù)學、電子科學有很深的淵源。 與數(shù)學的關系： 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學科的重要基礎之一，為計算提供了理論、方法和技術。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的內容，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.關于計算機科學與技術,與電子科學的關系 為計算機硬件的研制提供了實現(xiàn)技術。,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、結構等有關理論，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 研究如何從好結構的程序定義出發(fā)，通過對構成程序的基本結構的分析，給出能保證高質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 研究構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。 （2）微電子技術 研究構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構和制造技術等。 （3）計算機組成原理 研究通用計算機的硬件組成結構以及運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備等各部件的構成和工作原理。,29,四.計算機學科的研究范疇,（4）微型計算機技術 研究目前使用最為廣泛的微型計算機的組成原理、結構、芯片、接口及其應用技術。 （5）計算機體系結構 研究計算機硬件的總體結構、計算機的各種新型體系結構（如并行處理機系統(tǒng)、精簡指令系統(tǒng)計算機RISC、共享存儲結構計算機、陣列計算機、集群計算機、網絡計算機、容錯計算機等）以及進一步提高計算機性能的各種新技術。,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)據結構與運算 研究數(shù)據的邏輯結構和物理結構，以及它們之間的關系，并對這些結構定義相應的運算，設計出實現(xiàn)這些運算的算法，而且確保經過這些運算后所得到的新結構仍然是原來的結構類型。,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。 （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)據庫系統(tǒng) 主要研究數(shù)據模型以及數(shù)據庫系統(tǒng)的實現(xiàn)技術。包括層次數(shù)據模型、網狀數(shù)據模型、關系數(shù)據模型、ER數(shù)據模型、面向對象數(shù)據模型、基于邏輯的數(shù)據模型、數(shù)據庫語言、數(shù)據庫管理系統(tǒng)、數(shù)據庫的存儲結構、查詢處理、查詢優(yōu)化、事務管理、數(shù)據庫安全性和完整性約束、數(shù)據庫設計、數(shù)據庫管理、數(shù)據庫應用、分布式數(shù)據庫系統(tǒng)、多媒體數(shù)據庫以及數(shù)據倉庫等。,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和描述工具。 （7）可視化技術 是研究如何用圖形和圖像來直觀地表征數(shù)據，并能與人進行交互式對話。它不僅要求計算結果可視化，而且要求計算過程可視化。,34,四.計算機學科的研究范疇,4計算機網絡 （1）網絡結構 研究局域網、遠程網、Internet(互聯(lián)網)、Intranet(企業(yè)內部網)等各種類型網絡的拓撲結構和構成方法及接入方式。 （2）數(shù)據通信與網絡協(xié)議 研究實現(xiàn)連接在網絡上的計算機之間進行數(shù)據通信（如有線、無線、光纖、寬帶、微波、衛(wèi)星通信等）的介質、原理、技術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)網協(xié)議IPV6（地址量、安全性、移動性、服務質量等方面有巨大優(yōu)勢）。,35,四.計算機學科的研究范疇,（3）網絡服務 研究如何為網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、網絡新聞以及全球范圍內地超媒體信息瀏覽等服務。 （4）網絡安全 研究網絡的設備安全、軟件安全、信息安全以及病毒防治等技術，以提供計算機網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)工具的有關技術（如軟件描述技術、程序驗證與測試技術、程序調試技術、代碼優(yōu)化技術、軟件重用技術等）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) 根據新的技術平臺和實際需求，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：抽取事物本質的、關注的方面進行研究，拋棄其他不關心或者細節(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)代計算機技術認為，要想實現(xiàn)有效的自動化，必須經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)據結構-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、實踐、自學、獨立思考、答疑、網絡、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.關于本課程,電路與系統(tǒng),通信網,計算機網,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 接入網技術,數(shù)學/物理,計算機網絡 Internet技術 網絡工程 信息與網絡安全,計算機組成原理 計算機系統(tǒng)結構 微機系統(tǒng)與接口技術 嵌入式系統(tǒng),數(shù)據庫系統(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 無線通信技術,程序設計語言 算法與數(shù)據結構 算法設計與分析 面向對象分析與設計 形式語言與自動機 編譯原理與技術 軟件工程 Web開發(fā)技術,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.關于本課程,47,計算機硬件系統(tǒng)的組成結構和工作原理 計算機系統(tǒng) 計算機中數(shù)據的表示方法和編碼 *計算機科學的數(shù)學基礎（謂詞邏輯、集合、關系、函數(shù)） 抽象和模型：可編程結構模型、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)的結構和基本工作原理 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