C程序设计C程序设计 (2).pdf
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1、C C程序设计程序设计Programming in CProgramming in C了解计算机的工作原理了解计算机的工作原理3、指令与计算机程序4、计算机中的数C C程序设计程序设计程序设计程序设计3 31.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序1指令指令(instruction)是计算机执行某种操作的机器命令,它可以被计算机硬件直接识别和执行。计算机指令常用二进制代码表示,一条指令通常由两个部分组成:4 41.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序一台计算机所有指令的集合称为指令系统。不同类型的计算机,指令类型和数量是不同的。5 51.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序一般地,指
2、令系统应具有以下功能的指令:数据传送指令 将数据在CPU与内存之间进行传送;数据处理指令 对数据进行算术、逻辑、比较、位运算;程序控制指令 控制程序中指令的执行顺序,例如条件跳转、无条件跳转、调用、返回、停机、中断、异常处理等;6 61.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序输入输出指令 实现外部设备与主机之间的数据传输;硬件管理指令 对计算机硬件管理;其他指令 特殊功能处理,例如多媒体、DSP、通信、图形渲染等。7 71.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序2计算机的工作原理计算机的工作过程实际上是快速执行指令的过程,指令的执行过程分为以下3个步骤:取指令;分析指令;执行指令。8 81
3、.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序XDDADD XfALU1&ALU2EE+DEDE+DE+DADD X指令执行9 91.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序OUT X指令执行XDDOUT XfD10101.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序IN X指令执行XDIN XsDD11111.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序一条指令执行完成,程序计数器加1或将跳转地址送入程序计数器,继续重复上述步骤执行下一条指令。(3)(a)(b)12121.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序早期的计算机是串行地执行指令的,即在任何时刻只执行一条指令,完成后才能执行下一条指令。在此过
4、程中访问某个功能部件时,其他部件是不工作的。为了提高计算机执行指令的速度,现代的计算机普遍使用指令流水线技术来并行执行指令。13131.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序图1.2 流水线技术的指令执行示意14141.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序3程序计算机程序(computer program)是指完成一定功能的指令的有序集合。15151.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序图1.3 程序执行示意运行一个程序的过程就是依次执行每条指令的过程,一条指令执行完成后,为执行下一条指令做好准备,即形成下一条指令地址,继续执行,直到遇到结束程序的指令为止。16161.1.2 1.1
5、.2 指令与程序指令与程序编写程序(简称编程,programming)不仅考验程序员的体力、耐力和意志力,而且还需要程序员的智力、想象力和创造力。17171.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序计算机程序是数据流和控制流的工作过程。数据流是指对数据形式的表示和描述,即程序所使用数据的数据结构和组织形式。控制流是对数据所进行操作的描述,即指定操作的步骤和方法,称为算法(algorithm)。因此一个程序包含算法和数据两部分,没有数据,程序就没有运算处理的对象,而处理数据对象的算法是程序的灵魂。18181.1.2 1.1.2 指令与程序指令与程序准确描述数据和设计正确算法是程序设计的两个关键点
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