本章主要內容

一、計算機系統

①計算機系統由硬體、軟體組成；

②指令系統是硬體、軟體的介面。

二、計算機語言和程式設計方法

1、計算機語言

①程式設計師與計算機溝通的語言；

②描述解決問題的方法和相關資料。

2、計算機語言的級別

①二進位制程式碼構成的機器語言；

②使用助記符的組合語言；

③使用類似英語單詞和語句的高階語言；

④C++是面向物件的高階語言。

3、C++支援的程式設計方法

①面向過程的程式設計方法；

②面向物件的程式設計方法；

③泛型程式設計方法。

三、C++程式設計的開發過程

①演算法設計

②源程式編輯

③編譯

④連線

⑤執行除錯

四、資訊在計算機中的表示與儲存

①計算機中的資料用二進位制表示；

②邏輯資料、字元資料用二進位制編碼表示。

計算機系統基本概念

1、計算機硬體

2、計算程式語言

①計算機解決問題是程式控制的；

②程式就是操作步驟；

③程式要使用語言來表達。

3、機器語言

①計算機能識別的是機器語言；

②機器語言指令是又0和1編碼的；

③列如：加法指令可能是“0001”。

4、計算機指令系統

①機器硬體能夠是別的語言（機器語言）的集合；

②它是軟體和硬體的主要介面。

5、計算機軟體

①是一系列按照特定順序組織的計算機資料和指令的集合。一般來講軟體被劃分為系統軟體、應用軟體和介於這兩者之間的中介軟體；

②軟體包括程式和文件。

6、計算機程式

①指令的序列；

②描述解決問題的方法和資料

計算機語言和程式設計方法

1、最初的計算機語言-機器語言 ①由二進位制程式碼構成； ②計算機硬體可以識別； ③可以表示簡單的操作； ④例如：加法、減法、資料移動等等。 2、組合語言 ①將機器指令對映為助記符，如ADD、SUB、MOV等； ②抽象層次低，需要考慮機器細節。 3、高階語言 ①關鍵字、語句容易理解； ②有含義的資料命名和算式； ③抽象層次高；例如，算式：a+b+c/d ④遮蔽了機器細節；例如，這樣顯示計算結果：cout << a+b+c/d 4、C++語言 ①是高階語言 ②支援面向物件的觀點和方法

• 將客觀事物看作物件
• 物件間通過訊息傳送進行溝通
• 支援分類和抽象

5、面向過程的程式設計方法 ①機器語言、組合語言、高階語言都支援； ②最初的目的：用於數學計算； ③主要工作：設計求解問題的過程； ④大型複雜的軟體難以用面向過程的方式編寫。 6、面向物件的程式設計方法 ①由面向物件的高階語言支援；、 ②一個系統由物件構成； ③物件之間通過訊息進行通訊。

面向物件的基本概念

1、物件 ①一般意義上的物件：現實世界中實際存在的事物。 ②面向物件方法中的物件：程式中用來描述客觀事物的實體。 2、抽象與分類 ①分類依據的原則——抽象； ②抽象出同一類物件的共同屬性和行為形成類； ③類與物件是型別與例項的關係。 3、封裝

• ①隱藏物件的內部細節；

②對外形成一個邊界； ③只保留有限的對外介面； ④使用方便、安全性好。 4、繼承 ①意義在於軟體複用； ②改造、擴充套件已有類形成新的類。 5、多型 ①同樣的訊息作用在不同的物件上，可以引起不同的行為。

程式的開發過程

1、程式 ①源程式： 用源語言寫的，有待翻譯的程式 ②目標程式： 源程式通過翻譯程式加工以後生成的機器語言程式 ③可執行程式： 連線目標程式以及庫中的某些檔案，生成的一個可執行檔案； 例如：Windows系統屁股擡上的EXE檔案。 2、三種不同型別的翻譯程式 ①彙編程式：將組合語言源程式翻譯成目標程式； ②編譯程式：將高階語言程式翻譯成目標程式； ③解釋程式：將高階語言源程式翻譯成機器指令，邊翻譯邊執行。 3、C++程式的開發過程 ①演算法與資料結構設計； ②源程式編輯； ③編譯； ④連線； ⑤測試； ⑥除錯。

計算機中的資訊與儲存單位

1、計算機的基本功能 ①算術運算； ②邏輯運算。 2、計算機中的資訊 ①控制資訊——指揮計算機操作； ②資料資訊——計算機程式加工的物件。 3、資訊的儲存單位 ①位（bit，b）：資料的最小的單位，表示一位二進位制資訊； ②位元組（byte，B）：八位二進位制數字組成（1 byte = 8 bit）； ③千位元組 1KB = 1024B； ④兆位元組 1MB = 1024K； ⑤吉位元組 1GB = 1024M；

計算機的數字系統

1、計算機的數字系統 ①二進位制系統； ②基本符號：0、1. 2、程式中常用的數制 3、R進位制轉換為十進位制 各位數字與它的權相乘，其積相加，例如： (11111111.11) ₂ =1 × 2 ⁷ +1 × 2 ⁶ +1 × 2 ⁵ +1 × 2 ⁴ +1 × 2 ³ +1 × 2 ² +1 × 2 ¹ +1 × 2 ⁰ +1 × 2 ^-1 +1 × 2 ^-2  =(255.75) _{10
4、十進位制整數轉換為R進位制整數 除以R取餘法 5、十進位制小數→R進位制小數 乘以R取整法 6、八、十六進位制的相互轉換 ①1位八進位制數相當於3位二進位制數； ②1位十六進位制數相當於4位二進位制數，例如：}

(1011010.10)₂=(001011 010 .100)₂=(132.4)₈

(1011010.10)₂=(01011010 .1000)₂=(5A.8)₁₆

(F7) ₁₆ ＝(11110111) ₂ ＝(11110111

資料在計算機中的編碼表示

1、二進位制數的編碼表示 ①需要解決的問題：負數如何表示？ ②最容易想到的方案：      0：表示“+”號；      1：表示“-”號。 ③原碼 “符號——絕對值”表示的編碼，例如： 原碼的缺點： 1)零的表示不唯一 [+0]原 = 000...0 [-0]原 = 100...0 2)進行四則運算時，符號位必須單獨處理，運算規則複雜。
④補碼 符號位可作為數值參加運算； 減法運算可轉換為加法運算； 0的表示唯一。 ⑤補碼的原理 模數：n位二進位制整數的模數為2^n；n位二進位制小數的模數為2. 補數： 一個數減去另一個數（加一個負數），等於第一個數加第二個數的補數，例（時鐘指標）：8+（-2）=8+10（mod 12）=6； 一個二進位制負數可用其模數與真值做加法（模減去該數的絕對值）求得其補碼。例（時鐘指標)：-2+12=10. ⑥補碼的計算 1）藉助於“反碼”作為中間碼； 2）負數的反碼與原碼有如下關係： 符號位不變（仍用1表示），其餘各位取反（0變1，1變0），例如：X = -1100110  [X]原 = 11100110  [X]反=10011001 3）正數的反碼與原碼錶示相同，正數的補碼與原碼相同； 4）反碼只是求補碼時的中間碼； 5）負數的補碼由該數的反碼的末位加1求得； 6）對補碼再求補即得到原碼。 ⑦補碼的優點 0的表示唯一； 符號位可作為數值參加計算； 補碼運算的結果仍為補碼。
2、實數的浮點表示 ①計算機中通常採用浮點方式表示小數 ②實數N用浮點形式可表示為N = Mx2^E E：2的冪，N：階碼； M：N的尾數
3、字元在計算機中的表示 ①字元在計算機中是通過編碼表示的； ②例如：ASCII碼是一種常用的西文字元編碼：用7位二進位制數表示一個字元，最多可以表示2^7 = 128個字元； ③《GB 18030-2005 資訊科技 中文編碼字符集》是中國國家標準。