DOC《第章》

第章初识C语言 ( 自学视频、源程序:配套资源\mr\1\) 本章不介绍C语言的具体技术,只介绍和C语言相关的一些内容.

计算机语言有机器语言、汇编语言和高级语言3种,C语言属于高级语言.C语言不仅在过去非常流行,现在在编程语言的排行榜中也是稳居前三,发展前景非常可观.正是因为C语言有使用方便、功能强大、应用广泛、移植性好等优点,所以C语言不仅可以编写应用软件,而且非常适合编写系统软件. 当读者了解到C语言的历史和特性,就会对C语言产生浓厚的兴趣,真正从心里喜欢上这门语言.本章致力于让读者对C语言有个初步的认识,能够对C语言有所了解. 学习摘要: ( 了解编程语言的发展 ( 了解C语言的产生 ( 了解C语言的特点 ( 了解C语言的发展趋势 ( 了解C语言的应用领域 ( 了解如何学好C语言 1.1 编程语言的发展 计算机程序设计语言,通常简称为编程语言,是一组用来定义计算机程序的语法规则.它是一种被标准化的交流技巧,用来向计算机发出指令.一种计算机语言让程序员能够准确地定义计算机所需要使用的数据,并精确地定义在不同情况下所应采取的行动.计算机程序设计语言的发展,经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的历程,如图1.1所示. 1.1.1 机器语言 机器语言是直接用二进制代码指令表达的计算机语言,指令是用0和1组成的一串代码,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,即由16个二进制数组成一条指令或其他信息.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.如某种计算机的指令为1011011000000000,它表示让计算机进行一次加法操作;

而指令1011010100000000则表示进行一次减法操作.它们的前8位表示操作码,而后8位表示地址码.从上面两条指令可以看出,它们只是在操作码中从左边第0位算起的第6和第7位不同.这种机型可包含256(28)个不同的指令.如图1.2所示为一种存放机器语言指令的CPU芯片. 由于机器语言是CPU直接使用的语言,与人类平日使用的语言差异太大,因此被称为 低级语言 .机器语言如下:

01 00110100

10100001 10001000

11011001 02

11000101 10100100

11010101 11101010

03 11001001

10101100 10010001

10100001 04 ……… 机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点,缺点是程序长、难记、难理解、不易查错.不同型号的计算机其机器语言是不相通的,按照一种计算机的机器指令编制的程序,不能在另一种计算机上执行. 1.1.2 汇编语言 机器语言虽然执行速度快,但难记、不易理解.为了提高编程效率,人们开始对机器语言进行改进,用一些简洁的英文字母、符号串来替代一个特定的指令的二进制串.例如,在上面提到的机器码指令1011011000000000在汇编语言中用ADD代替,代表加法;

机器码指令1011010100000000在汇编语言中用SUB代替,代表减法.这种用助记符描述的指令系统的语言,就是汇编语言(Assembly Language).汇编语言相比机器语言,更容易理解,例如,要计算c=3+5,用几条汇编命令即可实现: 标号 指令 说明 START GET 3;

把3送进累加器ACC中ADD 5;

把累加器ACC+5送进累加器ACC中PUT C;

把累加器ACC送进C中END STOP;

停机 汇编语言是一种功能很强的程序设计语言,也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言.汇编语言属于第二代计算机语言. 使用汇编语言编写程序或阅读已经编写好的程序比起机器语言要简单和方便多了.人们使用这种助记符编写程序后,要使计算机能够接受,还必须把编好的程序逐条翻译成二进制编码的机器语言,这个过程需要借助 汇编程序 来完成.汇编程序的功能就是把由汇编语言编写的程序翻译成机器语言程序,使计算机能够执行该程序.这个翻译过程称为汇编. 汇编语言比起机器语言在很多方面都有很大的优越性,如编写容易、修改方便、阅读简单、程序清楚等,但在计算机语言系统中,汇编语言仍然被列入 低级语言 的范畴,它仍然是属于面向机器的语言,也就是说,不同的计算机可以有不同的指令集. 汇编语言的应用如下: 70%以上的系统软件是用汇编语言编写的. 某些快速处理、位处理、访问硬件设备等高效程序是用汇编语言编写的. 某些高级绘图程序、视频游戏程序是用汇编语言编写的. 80%的病毒来自汇编语言. 虽然汇编语言相比机器语言更进了一步,但汇编语言与机器语言很像,都是直接面向机器的,仍然是符号形式的机器语言,执行效率和理解上都很差. 1.1.3 高级语言 无论是机器语言,还是汇编语言,编程过程都是非常枯燥和费时的.这时人们意识到,如果采用接近于数学语言或人的自然语言,同时又不依赖于计算机硬件,编出的程序能在所有机器上通用,这样编程就容易多了.经过努力,第一个现代意义上的编程语言Fortran于1954年出现,因其不再过度地依赖某种特定的机器或环境,所以这种语言被叫做高级语言.到目前为止,共有几百种高级语言出现,有重要意义的有几十种. 面向电子计算机的高级语言的出现是计算机发展史上的里程碑式事件.目前的高级语言分为面向过程和面向对象两种. 面向过程的高级语言 面向过程的高级语言,又称算法语言,是围绕实现功能进行的,用一个函数实现一个功能.如Fortran、Basic、Pascal、C等. 优点:灵活,易于理解,容易查错. 缺点:维护性较差,难以扩充、修改. 面向对象的高级语言 面向对象的高级语言是非面向过程的语言,所有数据属于不同的对象,把数据和操作代码封装在一个对象中.如C++、Java、PHP、C#、Delphi等. 优点:灵活,易于理解、维护、修改和扩充. 缺点:掌握难度较大. 使用高级语言编写出的可供人阅读的程序叫做源程序(Source Program),也可以称为源代码(Source Code),以文件的形式存储在磁盘上的程序通常称为源文件(Source File).高级语言使用编译器对源程序进行编译,生成可执行文件(扩展名为.exe),如图1.3所示. 图1.3 可执行文件的生成 1.2 C语言的历史 1.2.1 C语言的产生 1970年,UNIX的开山鼻祖美国贝尔实验室的Ken Thompson(如图1.4所示)设计出了既简单又很接近硬件的B语言(取BCPL的第一个字母),并用B语言编写了第一个UNIX操作系统.1972年,Dennis Ritchie(如图1.5所示)在B语言的基础上设计出了C语言(取BCPL的第二个字母).C语言既保持了BCPL和B语言的优点(精练、接近硬件),又克服了它们的缺点(过于简单、数据无类型等).最初的C语言只是为描述和实现UNIX操作系统提供一种工作语言而设计的. 图1.4 Ken Thompson 图1.5 Dennis Ritchie 最初,C语言运行于AT&