教案。授课主要内容。
组织教学。1)清点学生到校情况。
2)课程介绍（主要内容、学习方法、要求及参考资料）
教学目标。1.了解计算机语言的发展及特点。
2.了解c语言的相关特点及学习c语言的必要性。
3.掌握c语言程序的基本结构。
4.了解程序、算法的概念。
新课导入。1)曾经学习过哪些计算机知识及相关内容。
2)学习过或接触过程序设计？
新课教学。第1章程序与算法基础。
1.1 程序与算法。
1.1.1 实例程序演示。
1.打印万年历。
2.二分检索的可视化输出和字符动画。
3.排序动画。
4.汉诺塔（towers of hanoi）游戏。
1.1.2 程序与算法。
1.程序（program）：为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。
为实现预期目的而进行操作的一系列语句和指令。一般分为系统程序和应用程序两大类。 计算机中的程序在港澳台地区称为程式。
程序就是为使电子计算机执行一个或多个操作，或执行某一任务，按序设计的计算机指令的集合。
2.算法（algorithm）：指解题方****而完整的描述，是一系列解决问题的清晰指令，算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。
也就是说，能够对一定规范的输入，在有限时间内获得所要求的输出。如果一个算法有缺陷，或不适合于某个问题，执行这个算法将不会解决这个问题。不同的算法可能用不同的时间、空间或效率来完成同样的任务。
一个算法的优劣可以用空间复杂度与时间复杂度来衡量。
3.数据（data）：作为信息的载体，当然要分析数据中包含的主要信息，及分析数据的主要特征。
也就是说，要研究数据的数字特征。研究数据就是对数据进行采集、分类、录入、储存、统计分析，统计检验等一系列活动的统称。
4.数据结构（data structure）：计算机存储、组织数据的方式。
数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。
1.2 简单程序实例。
#include <>
main()
1.6 程序设计语言基础知识。
1.6.1 机器语言。
直接用二进制**指令表达的计算机语言，指令是用0和1组成的一串**，它们有一定的位数，并分成若干段，各段的编码表示不同的含义，例如某台计算机字长为16位，即有16个二进制数组成一条指令或其它信息。16个0和1可组成各种排列组合，通过线路变成电信号，让计算机执行各种不同的操作。
1.简介：机器语言是用二进制**表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。
它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能。机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点。一条指令就是机器语言的一个语句，它是一组有意义的二进制**，指令的基本格式如：
操作码字段地址码字段其中操作码指明了指令的操作性质及功能，地址码则给出了操作数或操作数的地址。用机器语言编写程序，编程人员要首先熟记所用计算机的全部指令**和**的涵义。手编程序时，程序员得自己处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出，还得记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。
这是一件十分繁琐的工作，编写程序花费的时间往往是实际运行时间的几十倍或几百倍。而且，编出的程序全是些0和1的指令**，直观性差，还容易出错。现在，除了计算机生产厂家的专业人员外，绝大多数的程序员已经不再去学习机器语言了。
计算机的指令格式与机器的字长、存储器的容量及指令的功能都有很大的关系。从便于程序设计、增加基本操作并行性、提高指令功能的角度来看，指令中应包含多种信息。但在有些指令中，由于部分信息可能无用，这将浪费指令所占的存储空间，并增加了访存次数，也许反而会影响速度。
因此，如何合理、科学地设计指令格式，使指令既能给出足够的信息，又使其长度尽可能地与机器的字长相匹配，以节省存储空间，缩短取指时间，提高机器的性能，这是指令格式设计中的一个重要问题。计算机是通过执行指令来处理各种数据的。为了指出数据的**、操作结果的去向及所执行的操作，一条指令必须包含下列信息：
1）操作码。它具体说明了操作的性质及功能。一台计算机可能有几十条至几百条指令，每一条指令都有一个相应的操作码，计算机通过识别该操作码来完成不同的操作。
2）操作数的地址。cpu通过该地址就可以取得所需的操作数。
3）操作结果的存储地址。把对操作数的处理所产生的结果保存在该地址中，以便再次使用。
4）下条指令的地址。执行程序时，大多数指令按顺序依次从主存中取出执行，只有在遇到转移指令时，程序的执行顺序才会改变。为了压缩指令的长度，可以用一个程序计数器（programcounter，pc）存放指令地址。
每执行一条指令，pc的指令地址就自动+1（设该指令只占一个主存单元），指出将要执行的下一条指令的地址。当遇到执行转移指令时，则用转移地址修改pc的内容。由于使用了pc，指令中就不必明显地给出下一条将要执行指令的地址。
一条指令实际上包括两种信息即操作码和地址码。操作码（operationcode，op）用来表示该指令所要完成的操作（如加、减、乘、除、数据传送等），其长度取决于指令系统中的指令条数。 指令系统地址码用来描述该指令的操作对象，它或者直接给出操作数，或者指出操作数的存储器地址或寄存器地址（即寄存器名）。
指令包括操作码域和地址域两部分。根据地址域所涉及的地址数量，常见的指令格式有以下几种。
三地址指令：一般地址域中a1、a2分别确定第。
一、第二操作数地址，a3确定结果地址。下一条指令的地址通常由程序计数器按顺序给出。
二地址指令：地址域中a1确定第一操作数地址，a2同时确定第二操作数地址和结果地址。
单地址指令：地址域中a 确定第一操作数地址。固定使用某个寄存器存放第二操作数和操作结果。因而在指令中隐含了它们的地址。
零地址指令：在堆栈型计算机中，操作数一般存放在下推堆栈顶的两个单元中，结果又放入栈顶，地址均被隐含，因而大多数指令只有操作码而没有地址域。
可变地址数指令：地址域所涉及的地址的数量随操作定义而改变。如有的计算机的指令中的地址数可少至 0个，多至6个。
2.缺点。1）大量繁杂琐碎的细节牵制着程序员，使他们不可能有更多的时间和精力去从事创造性的劳动，执行对他们来说更为重要的任务。如确保程序的正确性、高效性。
2）程序员既要驾驭程序设计的全局又要深入每一个局部直到实现的细节，即使智力超群的程序员也常常会顾此失彼，屡出差错，因而所编出的程序可靠性差，且开发周期长。
3）由于用机器语言进行程序设计的思维和表达方式与人们的习惯大相径庭，只有经过较长时间职业训练的程序员才能胜任，使得程序设计曲高和寡。
4）因为它的书面形式全是"密"码，所以可读性差，不便于交流与合作。
5）因为它严重地依赖于具体的计算机，所以可移植性差，重用性差。 这些弊端造成当时的计算机应用未能迅速得到推广。
6）弱通用性。各计算机公司设计生产的计算机，其指令的数量与功能、指令格式、寻址方式、数据格式都有差别，即使是一些常用的基本指令，如算术逻辑运算指令、转移指令等也是各不相同的。因此，尽管各种型号计算机的高级语言基本相同，但将高级语言程序编译成机器语言后，其差别也是很大的。
因此将用机器语言表示的程序移植到其他机器上去几乎是不可能的。从计算机的发展过程已经看到，由于构成计算机的基本硬件发展迅速，计算机的更新换代是很快的，这就存在软件如何跟上的问题。大家知道，一台新机器推出交付使用时，仅有少量系统软件（如操作系统等）可提交用户，大量软件是不断充实的，尤其是应用程序，有相当一部分是用户在使用机器时不断产生的，这就是所谓第三方提供的软件。
为了缓解新机器的推出与原有应用程序的继续使用之间的矛盾，2023年在设计ibm360计算机时所采用的系列机思想较好地解决了这一问题。从此以后，各个计算机公司生产的同一系列的计算机尽管其硬件实现方法可以不同，但指令系统、数据格式、i/o系统等保持相同，因而软件完全兼容（在此基础上，产生了兼容机）。当研制该系列计算机的新型号或高档产品时，尽管指令系统可以有较大的扩充，但仍保留了原来的全部指令，保持软件向上兼容的特点，即低档机或旧机型上的软件不加修改即可在比它高档的新机器上运行，以保护用户在软件上的投资。
1.6.2 汇编语言。
汇编语言是面向机器的程序设计语言。在汇编语合中，用助记符(memoni)代替操作码，用地址符号(symbol)或标号(label)代替地址码。这样用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言变成了汇编语言。
于是汇编语言亦称为符号语言。使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序，汇编程序是系统软件中语言处理系统软件。汇编程序把汇编语言翻译成机器语言的过程称为汇编。
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