CH计算机概论与C语言简介..ppt

第一章 計算機概論與C語言簡介 在本章中，我們將回顧一些計算機概論的基本知識，藉由這些基本知識，進而學習電腦的程式設計。除此之外，我們也將針對C語言的編譯器及執行環境做一些說明，加強讀者在往後章節中練習範例時所需要的基本知識。 大綱 1.1 電腦硬體 1.1.1 算數邏輯單元(Arithmetic and Logic Unit) 1.1.2 控制單元(Control Unit) 1.1.3 記憶體單元(Memory unit and Storage Unit) 1.1.4 輸入單元(Input unit) 1.1.5 輸出單元(Output unit) 1.2 電腦軟體 1.3 程式語言 1.3.1 機器語言 1.3.2 低階語言 1.3.3 高階語言 1.4 C語言簡介 大綱(續) 1.5 程式開發流程與編譯器 1.5.1 C語言程式的開發流程 1.5.2 編譯器(Compiler)【補充】 1.5.3 整合開發環境(IDE；Integrated Development Environment) 1.6 編譯器與程式開發實例 1.6.1 GCC編譯器 1.6.2 Dev-C++整合開發環境 1.6.3 Borland C++ Builder 1.7 本章回顧及下章預覽 1.1 電腦硬體 電腦硬體就是您可以看到的電腦設備（拆開外殼），不過若光是這樣形容電腦硬體未免過於簡單。實際上，若從功能面加以區分，可將電腦硬體分為5大單元（如下圖），5個單元分別負責不同的工作。 【註】：算數邏輯單元與控制單元合稱中央處理單元(就是常聽到的CPU)，中央處理單元和主記憶體則為電腦的核心部分，其餘的周邊設備（輸入單元與輸出單元）必須與之連結，透過中央處理單元的控制，使周邊設備正常運作。 1.1.1 算數邏輯單元 算數邏輯單元（簡稱ALU）是執行程式中各類運算的實體單位。這些運算則可以分為兩大類：算數運算與邏輯運算。算數運算包含加、減、乘、除等等的數值運算，而邏輯運算則包含AND、OR、NOT、移位等位元／位元組的邏輯運算。 1.1.2 控制單元 控制單元（簡稱CU）的功能為控制流程及協調輸入、輸出、記憶、算數邏輯等4大單元的運作。控制單元中包含(1)記錄指令運作順序的微程式（microprogram）、(2)取得下一指令的邏輯電路 (3)驅動元件的解碼器（decoder）及(4)眾多選擇器（multiplexer）。 當指令進入CPU之後，控制元件會先進行指令解碼(Decode)，並按照指令種類執行對應的微程式，發出不同的訊號完成該指令所需要完成的各項功能，最後執行邏輯電路以便取得下一個指令。 1.1.3 記憶體單元 記憶體單元分為主記憶體(main memory)與輔助記憶體(secondary memory)，主要功能是用來儲存資料（程式也是一種資料），任何要被執行的程式都必須放置於主記憶體中，CPU才能存取該程式，對於新型的作業系統而言，會將部分的輔助記憶體當作是虛擬的主記憶體以便解決程式過多或過大而無法完全載入主記憶體的問題。 1.1.3 記憶體單元 主記憶體（又稱為內部記憶體），目前以半導體元件制成，特性為存取速度快、成本高。主記憶體依照存取特性又可以分為隨機存取記憶體(Random Access Memory；簡稱RAM)及唯讀記憶體(Read Only Memory；簡稱ROM)。 RAM的成本較低，但是無法於電力消失時保存資料，故為揮發性記憶體的一種。ROM成本較高，但卻可以在無電力的狀況下保存資料，傳統的ROM只能寫入資料一次，因此通常只會把啟動電腦所需要的小程式儲存在ROM裡面，例如BIOS就是使用ROM做為記憶體。 【註】：目前ROM已經發開成可以重複寫入資料，例如：EPROM、EEPROM等。其中的『P』為Programmable的縮寫，稱為可程式化的ROM，清除原本資料的方式則與RAM有所不同，例如使用紫外線清除資料以及較高電壓清除資料。但成本仍比一般的RAM高出許多。 輔助記憶體（又稱為外部記憶體），目前以磁性物體或光學材料組成，例如：硬碟機、軟碟片、光碟片。輔助記憶體的存取速度相對於主記憶體慢了數十倍以上，但製作成本則比主記憶體低了數十倍以上，因此適合儲存大量的資料。 1.1.4 輸入單元 輸入單元是「具有輸入功能的週邊設備」，例如鍵盤、滑鼠、搖桿等等。使用者可以藉由這些輸入裝置與電腦取得溝通的管道。 1.1.5 輸出單元 輸出單元恰與輸入單元相反，所有「具有輸出功能的設備」皆屬輸出單元的元件，主要功能是將程式執行的結果（文字、聲音、影像）輸出或顯示。常見的輸出裝置有螢幕、印表機等等。某些週邊設備同時具有輸入與輸出的功能，例如：觸控式螢幕、會震動的搖桿等等。 【註】：對於Linu