【正文】 1 0 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 17 ? 什么是 “ 位 ” 呀？ ? 其實(shí)位是計(jì)算機(jī)信息表示的 最小單位 。計(jì)算機(jī)是通過存儲 0和 1的不同編碼組合來表示信息的。 ? 0和 1的不同組合就是編碼 。 ? 由于每一位要么存放 0、要么存放 1，只有這兩種選擇，一共有 8次選擇的可能，所以總共有 256種不同的組合，也就是說0x20220000存儲單元就可以表示 256種不同的信息。 只有 0和 1 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 18 ? 8位這其實(shí)就是 “ 字節(jié) ” 的概念，計(jì)算機(jī)里的 字節(jié)固定就是 8位 ，一個(gè)字節(jié)占據(jù)一個(gè)存儲單元。 ? 絕大部分計(jì)算機(jī)的地址編碼也是 按照字節(jié)來進(jìn)行編號的 ，也就是說一個(gè)地址編碼對應(yīng)了一個(gè)字節(jié)存儲空間 ( 8位 )。 ? 存儲單元的編號也就是地址編號（即地址編碼 ）。 1字節(jié)＝ 8位 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 19 ? 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)地址位數(shù)決定了其存儲空間的大小。 ? 地址系統(tǒng)只有 20位，則內(nèi)存單元只有1M字節(jié) 。 ? 地址系統(tǒng)有 32位，則內(nèi)存單元只有 4G字節(jié) 。 地址總線位數(shù)決定 地址編碼范圍。 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 20 ? 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的地址位數(shù)與 C程序的指針長度密切相關(guān)。 ? 指針變量的意思很簡單 ——就是一個(gè)用來存放編號 ( 也就是內(nèi)存地址即指針值 )的變量，也就是說用來 存放地址編號的變量叫指針變量 。 ? 指針變量（指針變量就是用來存放地址的變量）所占用的存儲空間大小就是地址編號的位數(shù) 。 地址總線位數(shù)決定 地址指針變量長度 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 21 計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng) ? 軟件 ( Software)——是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)各種功能的程序、文檔和數(shù)據(jù)的集合。 ? 系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)和各種語言處理軟件等 。 ? 應(yīng)用軟件主要包括各個(gè)行業(yè)或者領(lǐng)域的功能處理軟件。 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 22 圖 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng) 各種語言處理軟件 操作系統(tǒng) 硬件 應(yīng)用軟件 系統(tǒng)軟件 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 23 計(jì)算機(jī)的基本工作原理 ? 馮 諾依曼 (Neumann)定義了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是： ? 硬件系統(tǒng)由 五大部件組成 ，各部件具有獨(dú)立的基本功能。 ? 采用二進(jìn)制 形式表示數(shù)據(jù)和指令。二進(jìn)制用來表示信息的基本符號只有兩個(gè)： 0和 1。 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 24 存儲程序的基本原理 ? 計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序和處理數(shù)據(jù)時(shí)必須首先將程序和數(shù)據(jù)存儲在主存儲器中 ，計(jì)算機(jī)工作時(shí) 自動 高速地從主存儲器中 取出指令 并加以 分析、執(zhí)行 。 存儲程序、自動執(zhí)行 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 25 圖 圖靈機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu) 讀寫頭 存儲帶 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 26 0x34 0x12 0x20220005 0x20220004 0x20220003 0x20220002 0x20220001 0x20220000 0x00000000 0xFFFFFFFF 0x10000003 0x10000002 0x10000001 0x10000000 圖 讀寫頭的移動 1 0 1 0 1 0 1 0 讀寫頭 地址編號 存儲單元 存儲內(nèi)容 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 27 ? 根據(jù)存儲程序的基本原理，計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令需要 預(yù)先存放在計(jì)算機(jī)的存儲器中 ，也就是內(nèi)存儲器中。 ? 計(jì)算機(jī)程序的指令系列 按照地址順序依次存放 在這些存儲單元中。 ? 地址也就是計(jì)算機(jī)存儲單元的編號。 ? 存儲器的每個(gè)地址對應(yīng)了一個(gè) 唯一 的存儲單元，反過來，每個(gè)存儲單元都對應(yīng)了一個(gè)唯一的地址。 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 28 ? 計(jì)算機(jī)工作的過程就是不斷地從這些存儲單元取出指令、分析指令并執(zhí)行指令的過程。 ? 計(jì)算機(jī)究竟應(yīng)該從哪一個(gè)存儲單元取指令則完全依賴于計(jì)算機(jī) CPU內(nèi)的程序計(jì)數(shù)器值， 程序計(jì)數(shù)器 是 CPU內(nèi)的一個(gè)特殊計(jì)數(shù)器，其中存放的就是將要取出的下一條指令的存儲單元地址。 表示了讀寫頭的位置 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 29 ? 程序?qū)δ骋粋€(gè)變量的操作實(shí)際上就是對這個(gè)變量所在的存儲單元的操作。 ? C程序中的地址概念實(shí)際就是變量所在的存儲單元的地址編號。 ? 不同的變量可能占據(jù)不同個(gè)數(shù)的存儲單元，存放變量的 第一個(gè)存儲單元 的地址就是該變量的地址。 變量的地址等于 “ 首地址 ” 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 30 C程序的內(nèi)存分區(qū) ? 計(jì)算機(jī)的存儲器是分段組織的 。 ? 分成程序段 ( 程序區(qū) )和數(shù)據(jù)段 ( 數(shù)據(jù)區(qū) ) …… 。 ? 數(shù)據(jù)存儲區(qū)分為了 靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲區(qū)和動態(tài)數(shù)據(jù)存儲區(qū) 兩個(gè)部分，分別簡稱靜態(tài)存儲區(qū)和動態(tài)存儲區(qū)。 ? 動態(tài)存儲區(qū)又分為 “ 堆 ” 和 “ 堆棧 ”兩種結(jié)構(gòu)形式。 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)出版社 ? ? ? ? ? ? 第一章 2022/2/1 31 ? “ 堆棧 ” 空間 大小有限 ，采用 “ 先進(jìn)后出 ” 的方式管理其數(shù)據(jù)，而且 C編譯器或 操作系統(tǒng)自動管理 該部分空間，且其大小有限； ? 而 “ 堆 ” 空間則可以很大，它的組織方式比較靈活，需要 程序員自己管理 。 ? 堆棧的效率比堆的效率明顯高很多 。 ? 主編： 陳良銀 游洪躍 李旭偉 四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院 C語言程序設(shè)計(jì)（C99版） 清華大學(xué)