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朱金付《Cpp程序设计》:从计算机基础知识到C++核心概念
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更新于2024-07-03
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"《Cpp程序设计》朱金付文档资料详细涵盖了计算机基础知识和C++编程入门的多个核心章节。该书以实用的教学方式引导读者理解计算机系统结构,包括冯·诺依曼体系结构、数据存储体系、工作原理等。在第一章,作者深入讲解了数制转换、字符编码、布尔运算等基础知识,这对于理解计算机内部数据处理至关重要。 接着,第二章介绍了C++语言的基本概念,从语言的起源和发展到实际编程操作,如编译、调试和Visual C++集成开发环境的使用。读者可以学习到C++的关键字、标识符、数据类型、变量、常量、运算符和表达式,以及简单的输入输出操作。这一部分强调了语言的语法和基本编程技巧。 第三章则是流程控制语句的讲解,包括if语句、switch语句以及它们的组合,这是程序逻辑控制的基础。通过这些语句,读者可以掌握如何根据条件执行不同的代码路径,实现程序的决策逻辑。 此外,书中还涉及了数据结构基础,如栈和队列,以及算法设计的基础概念和方法,这些都是实现高效程序设计不可或缺的部分。每个章节末尾都有习题,供读者巩固所学知识并进行实践。 《Cpp程序设计》朱金付文档资料为初学者提供了一个全面且系统的C++编程入门指南,不仅覆盖理论知识,也注重实践经验的培养,是学习C++编程的宝贵资源。"
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组成,并对其基本功 能 做了规定。
(2) 计 算 机 内 部 采 用 二 进 制 数码 来 表 示 指 令 和数据 , 每 条 指 令 由 一 个 操 作 码和一个 地
址码组成,其中操作码 表 示 计 算 机 执 行 该指令时所做操作的性 质,地址 码则指出被操作数
在存储器中的存放地址。
(3) 将 程 序 和 原 始数据存入计算机的 主 存 储 器 中 , 程 序 启 动 后 计 算 机 能 够 连续 、 自 动
高速地从存储器中取出一条 条 的 指 令 ,加以分析并执行规定的操作 。这个方式称为“存储
程序”工作原理。
虽然计算机设计 与 制 造 技术不断发展,但冯·诺依曼体系结 构 至今仍未改变。无论是
大型计算机、 小型计算机 还是微型计算机 ,其主要区别在于电子 器 件、运算 速度及存储容
量 的 不 同 , 其 基 本 体 系 结 构 都 可 以 看 成 是 冯 ·诺 依 曼 结 构 在 每 一 台 机 器 上 的 “ 映 射 ”
(mapping)。因此,冯 ·诺依曼体系结构代表了计算机硬件结构的逻辑抽象,是计算
机的具有普遍性意义的特征。由于对现代计算 机 技术的突出贡献,冯·诺依曼被称为“计算
机之父”。
计算机的运 行 是从打开电源开关开 始 ,就一条接一条地执行指令 ( 执 行 程 序 ) 从而完
成人交给的任务。但是如果要求 每个用户都要为计算机 的 所有部件编制工 作 程 序 ,则会给
用户带来极大的甚至是无法完成的负担,同时又无法得到使用计算机 所提高的工作效率。
这个问题的解决思路是让计算机在打开电源开关后先自动执行 一 套 由软件开发公司提供的
商品化程序,这套软件称为“操作系统”,将计算机运行至用户能操作使用的状态。为用户
使用计算机 提 供基础平台的软件也称为系统软件(操作 系 统 的 详细介绍见1.5.1) 。用 户
编制的用于完成工作或解决问题的程序 则称为应用软件。如果一台计算机没有安装任何 软
件,则称之为“裸机”。
综上所述,一个完整的计算机 系 统 由硬件系统和 软件系统组 成 的 。计算机系 统 的 基 本
组成如图1.3所示 。
图 1.3 计 算 机 系 统 的 基 本 组 成
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1
.
2
.
2
计算机中的数据存储体系
1.主存储器及存储容量的度量
冯·诺依曼体系结 构 的 工 作 基 础 是存储程序,因而存储器是机器的主要部件。存储器
的操作有写 入 操 作 和 读 出 操作 两种。将信息 存入存储 器称为“写入”(write);从存储器
取出信息称为“读出”(read)。
计算机中的 主存储器要求具有能够和CPU工 作 速 度 相适 应 的 存 取 速 度 , 目 前 主 要采 用
微型电容和闪存作为存储 器件。电容利用充电和放电这两 个状态表示0和1, 在 一 块 集 成
电路芯片上可以构建数百万个微型电容及相关电路。由于 电 容 中的电荷很不稳定,很快会
消 失 , 还 需 配 备 刷 新 电 路 来 随 时 补 充 电 荷 , 因 此 称 为 动 态 存 储 器 ( d y n a m i c
memory)。微电容做的存储器既能够读出数据又能够写入数据, 当数据被 读出时,原
来存储的内容保持不变;而向其中写入数据时,则原来保存的内容被新内容覆盖(代替)
微电容作为计算机 的 主存时,由机内电路驱动,当电源被关闭时,存储器中的内容也消失
了,因此必 须 使用外存储器来长期 保 存所需的各种信息。
CPU对 存 储 器中 数 据 的 读 写操作 都是通过 地址来进 行 的 。内 存 的存储单元 可以顺 序 使
用,也可以随机指定一 个 单 元 来使用,这些能够被用户程序或指令访问 的 内 存 被称为随机
存取存储器(Random Acces Memory,RAM) 。当 RAM采 用 动 态 技 术 制 造 时 , 它 被
称为DRAM(动态随机存取存 储 器)。DRAM中的每个存储单元由一个晶体管和一个电容
器组成,能够有规律地进行刷新以保持电 容 中的电荷。还有一种存 储 器是静态随机 存 取 存
储器(Static Random Access Memory,SRAM),每个 SRAM存储单元由6个晶体管
组成,因而存储密度比DRAM低,但是这种存储器工作时不需要刷新,且速度比DRAM的
速度高得多。在微型计算机中 ,SRAM常用于高速缓冲存储器,而DRAM用于主存储器。
对于一 些 只 需要读出 信 息 而不再需 要 改 变内容的 场 合 ,可将存 储 器 做成 只读 存 储 器
(Read Only Memory,ROM)。计算机中利用 ROM来保 存 启 动 程 序 、 监 控 程 序 、 磁
盘引导程序和 一 些 基 本 的 服务程序。另外还 有一种称为CMOS的 由 电 池 供 电 的 小 存 储 器 ,
常用于存放日期、时间、硬盘的格式和容量、内存容量等信息。CMOS中 的 信 息 一 般 都是
计算机启动时所需要的重要信息,与ROM不同的 是,必要时可以修改其中的内 容。
为了便于对存储器中存放的信息进行管理,整个存储器被划分成许多存储单元 (ce
ll) , 一 个 典 型的存储单元能存储的二进制位数 是 8位 。将一个 连续的 8位称为字节(Byt
e)。每个存储单 元 都有一个编 号 ,这一编号也称为地址(address)。就好象一条街道
上每一所房子的门牌号,地址与存储单元 之 间 具有一对一的 映射关系。地址是存储单元 的
惟一标志,同时也给存储单元赋 予了顺序的概 念 。可以说某个单元A是另一个单 元 B的 “ 前
驱”,单元B则是 单元 A的 “ 后继”,这也 体现了地址 空间是一个一 维 的 线性空间。
存储单元的 地址以二进制数 表 示 ,称为地址码(address code)。地址码的长度(二
进制位数)取决于地址线的条数,同时表明了可以访问的存储 单 元 的 最大数目。或者说是
地址线的条数决定了存储器所允许的最大容量。存储单元的 数 目一般取2的方 幂,这 对于
设计较为便利。假设一台计算机的地址线有20根 , 则 存 储 单 元 的 数 量为 2
20
=1048576 。
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在计算机中,信息的存储单位 常 采用位、字 节 、字等几种量纲。
(1)位 (bit,缩写为b):二进制数的每一位(“0”或“1”),它是二进制信息的最小单位
(2)字 节(Byte,缩写为B): 一 个 字 节 由 8位 二 进 制代码组成 ,它们从 左 到 右 排 列 为
b
7
b
6
b
5
b
4
b
3
b
2
b
1
b
0
其中
b
7
是最高位,
b
0
是最低位。如图
1.4
所示的
1
字节位模式的存 储 结 构 。
图
1.4
字 节 型 存 储 单 元 的 结 构
通常以字节作为信息存储的基本 单 位 。
(3)字(Word):又称计算机字,是可作为独立的信息单位进行运算或处理的若干位
的组合,其中所含的二进制数位的个数称为字长。字长一般是字节的整数倍,微型计算机
的CPU芯 片 有 16位、32位和64位 等 规 格 ( 16位 的机 器已淘汰 ) 。Intel的Core 2系列采用
双核,都是64位 字 长 。
存储器的容量一般以字节为单位。常用的计量 单 位 有 KB( 千 字 节 , 1K=2
10
= 1024B
yte) ,MB(兆字节,1MB=2
20
= 1024KB) , GB( 千 兆 字 节, 1GB=2
30
= 1024MB)等
如前面的例子,有20根 地 址 线 的 内 存 拥 有 1MB的存储单元。如果有16MB( 16777216
B)的 内 存 容 量 , 则 意 味 着 这 台 机 器 有 24根地址线 。
在微型计算机中 ,内存中的 动 态 随 机 存 取 存 储 器被做成块状器件(称为“内存条”)插
在主板的内存插 槽上。一条内存 芯片的容量有256MB、512MB、1GB、2GB等不同的规
格。
2.外部存储器
由于计算机内存的信息具有易失性(关闭电源后RAM中的信息将丢失)且容量有限,
一般都要在系统中配备外部存储器。外存储器容量大,价格便宜,能够长期保存信息,被
称为永久性存储器。但因其控制和驱动机构多为 机械部件,与电子器件的内存 相比速度 较
慢。
(1)固定式 磁盘存储 器
最常用的计算 机 外部存储器是磁盘。磁盘存储器包括软盘存储器(简称软盘)和硬盘
存储器(简称硬盘)。
软盘是一种便携式存储器,主要用于在计算机之间 进 行 信息复制和信息交换,价格非
常低廉,在网络未普及之前曾经是广泛使用的一种 辅助存储器。但软盘对温度和湿度比较
敏感,存储容量小,速度慢,性能不稳定,已经不能满足人们存储大数据量文件 的 要求。
硬盘是一种固定式存储器,是目前微型计算机系 统 标 准 配置中必不可少的设备。硬盘
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