信息学奥赛课课通-第1单元电子课件.ppt

第1单元程序设计基础 作者 林厚从 信息学奥赛课课通 C 第1课计算机系统的组成 学习目标1 了解计算机硬件系统和软件系统的基础知识 2 初步了解计算机系统的组成结构和工作原理 1 计算机硬件系统 计算机硬件系统由运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备五大部件组成 运算器的作用是按照程序中的指令功能 对数据进行加工处理 控制器是计算机系统的控制中心 按照程序中的指令序列和需求 指挥计算机的各个部件有条不紊地协调工作 运算器和控制器通常集成在一块半导体芯片上 称为中央处理器 又称微处理器 简称CPU 计算机硬件系统 存储器分为内存储器 简称内存 和外存储器 简称外存 输入设备是计算机在与人进行会话时 接收外部命令或者需要加工的数据而使用的设备 输出设备是计算机在与人进行会话时 将处理结果以人们能够识别感受的方式呈现出来的设备 2 计算机软件系统 分为系统软件和应用软件 系统软件主要用于调度 监控和维护计算机系统 负责管理计算机系统中各种独立的硬件 保证它们协调工作 系统软件的核心是操作系统 OperatingSystem OS 另外还包括各种服务性程序 语言程序和数据库管理系统等 应用软件是为了某种特定的用途而被开发的软件 计算机系统的组成 示意图 计算机硬件系统 计算机软件系统 运算器控制器存储器输入设备输出设备 系统软件应用软件 计算机硬件系统与软件系统关系 3 计算机系统的工作原理 约翰 冯 诺依曼原理 实践巩固 第2课信息的表示及存储 学习目标1 体会二进制原理和表示方法 2 熟知常用字符的编码 ASCII码 3 熟知计算机中存储信息的基本单位 4 了解计算机中整数和小数的表示方法 1 二进制原理和表示方法 比特 bit 是计算机存储信息的最小单位 它只有 0 或 1 两种取值 计算机中的任何信息都是用 0 和 1 进行二进制编码 表示和存储的 包括英文字母 符号 汉字 图片 音乐 视频等 例如 0 1 10 11 100 1011 01 2 字符编码和存储单位 ASCII码 全称为美国信息交换标准代码 AmericanStandardCodeforInformationInterchange 是一种包括英文字母 数字 常用符号的全球通用编码方法 ASCII码用7个二进制位来表示一个字符 最多可以表示27 128个字符 计算机将8个二进制位合在一起 作为存储的基本单位 称为1个字节 byte 简写成B 一个汉字在计算机中占用2个字节 常见的计量单位有千字节 KB 兆字节 MB 吉字节 GB 太字节 TB 拍字节 PB 艾字节 EB 泽字节 ZB 他们之间都是1024的关系 3 整数和小数的表示方法 计算机中的整数 小数虽然都是采用二进制表示 但是原理和方法是不一样的 整数采用的是精确表示 小数采用的是近似表示 其可以表示的数据范围和精度也不一样 3 整数和小数的表示方法 整数的表示 分为无符号数 有符号数 有符号整数有原码 反码和补码三种表示方法 小数的表示 浮点表示法 科学记数法 阶码和尾数 实践巩固 第3课编程解题的一般过程 学习目标1 体会使用计算机编程解题的一般过程 2 初识计算机程序及C 编程软件 使用计算机编程解题的过程 一般分为分析问题 设计算法 编写和调试程序 运行程序验证结果4个步骤 例1 输入一个圆的半径 输出该圆的周长和面积 问题分析 步骤1 分析问题要编写程序 首先要对问题进行详细的分析 弄清楚已知什么 要求什么 怎么求 本题已知一个圆的半径r 要求的是该圆的周长和面积 由数学知识可知 圆的周长计算公式为L 2 r 圆的面积计算公式S r r 其中 3 14159 步骤2 设计算法根据问题分析的结果 确定解决问题的方法及具体步骤 可以用流程图 伪代码 自然语言等方式描述算法 本题可以用以下5个步骤解决 自然语言描述 1 从键盘输入圆的半径r 2 利用公式L 2 r计算圆的周长 3 利用公式S r r计算圆的面积 4 输出该圆的周长 5 输出该圆的面积 步骤3 编写和调试程序 p1 3 1 includeusingnamespacestd intmain constfloatpi 3 14159 doubler l s cin r l 2 pi r s pi r r cout l s endl return0 步骤4 运行程序验证结果运行程序 输入符合题意的不同数据 半径 查看输出的结果是否正确 是否按照题意解决了问题 本例题 输入 10 输出 62 8318314 159 实践巩固 第4课算法及其描述 学习目标1 理解算法的概念及其特征 2 学会使用自然语言 流程图描述算法 3 了解算法的三种基本结构 并尝试用流程图描述 1 算法的概念 算法 解决一个实际问题的方法和具体步骤 算法是程序设计的灵魂 程序 算法 数据结构 2 算法的特征 算法具有以下特征 可行性确定性有穷性输入输出 3 算法的描述 算法一般可以用自然语言 流程图 N S图 伪代码等方式描述 自然语言就是人们日常使用的语言 用自然语言描述算法虽然比较自然和容易接受 但叙述烦琐冗长 容易出现 二义性 流程图是用一组几何图形表示计算机中各种类型的操作 在图形上用扼要的文字和符号表示具体的操作 并用带有箭头的流程线表示操作的先后顺序 用流程图描述算法 能够将解决问题的步骤清晰 直观地表示出来 4 算法的基本结构 任何一个算法都可以表示成三种基本结构 顺序结构 分支结构和循环结构 1 顺序结构顺序结构是一种最简单 最基本的控制结构 计算机从前往后 依次执行所有的操作步骤 不遗漏 不重复 例1 给变量x y分别赋值 再交换x和y的值 最后重新输出x和y的值 问题分析 算法已经很清楚 可以用自然语言描述如下 1 给x和y赋初值 2 定义一个临时变量m 将x中的数据赋值给m 3 将y中的数据赋值给x 4 将m中的数据赋值给y 5 输出x和y的值 其流程图描述如右 2 分支结构分支结构由一个 判断条件 和两个 分支 构成 根据判断条件的成立与否 决定执行哪一条分支路径 例2 输入两个数 输出较大者 问题分析 设置一个变量max 用于存放较大数 输入a b两个数后 将a与b进行比较 把较大的那个变量值赋值max 最后再输出max的值 用自然语言描述如下 1 输入a b的值 2 如果a b 那么max赋值为a 否则max赋值为b 3 输出max的值 其流程图描述如右图 3 循环结构循环结构又称重复结构 目的是将某一条或某一组语句重复执行若干次 其中的 某一条或某一组语句 称为循环体 例3求1 2 3 100的值 问题分析 采用循环结构实现 用自然语言描述如下 1 sum 0 2 i 1 3 如果i小于或等于100 那么继续 否则转6 4 sum sum i 5 i i 1 转3 继续 6 输出sum的值 其流程图描述如右图 实践巩固 第5课程序的基本结构 学习目标1 了解C 程序的基本结构 2 知晓标识符 关键字等基本概念 程序的基本结构 C 是一种面向对象的程序设计语言 同时又兼备了结构化程序设计语言的一些特点 下面结合一个例题 讲解程序的基本结构 以及头文件 名字空间 主函数 语句 标识符 关键字等概念 例1 输入a和b两个整数的值 输出表达式3a 2b 1的值 问题分析 算法很简单 首先输入a和b 然后求出表达式的值存放到c中 最后输出c的值 p1 5 1 include 头文件usingnamespacestd 名字空间intmain 主函数 inta b c cin a b c 3 a 2 b 1 cout c endl return0 实践巩固 第6课Dev C 集成开发环境 学习目标1 学会Dev C 的安装 熟悉Dev C 集成开发环境 2 学会编辑 保存 打开 编译 运行 调试C 程序 Dev C 的安装编辑程序保存程序打开程序编译程序运行程序调试程序 Dev C 集成开发环境 Dev C 是一款Windows环境下的C 集成开发环境 Dev C 集成开发环境 实践巩固