前言：本笔记通过观看b站的清华大学郑莉老师的c++课程结合学习c++语言程序设计和c++ primer 这两本书而总结的。

一、计算机系统基本概念

1、计算机硬件

计算机硬件部分是由cpu、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备五大部分组成的

2、计算程序语言

计算机解决问题是程序控制的；

程序就是操作步骤；

程序要使用语言来表达

3、机器语言

计算机能识别的是机器语言；

机器语言指令是由0和1编码的；

例如：加法指令可能是“0001”。

4、计算软件

是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。一般来讲软件被划分为系统软件、应用软件和介于这两者之间的中间件；

软件包括程序和文档。

5、计算机程序

指令的序列；

描述解决问题的方法和数据。

二、计算机语言和程序设计方法

最初的计算机语言——机器语言

由二进制代码构成

计算机硬件可以识别

可以表示简单的操作

例如：加法、减法、数据移动等等

汇编语言

将机器指令映射为助记符

如ADD、SUB、mov等；

抽象层次低，需要考虑机器细节。

高级语言

关键字、语句容易理解；

有含义的数据命名和算式；

抽象层次较高；

例如，算式：a+b+c/d

屏蔽了机器的细节；

例如，这样显示计算结果：cout<<a+b+c/d

C++语言

是高级语言

支持面向对象的观点和方法

将客观事物看做对象

对象间通过消息传送进行沟通

支持分类和抽象

面向过程的程序设计方法：

机器语言、汇编语言、高级语言都支持；

最初的目的：用于数学计算；

主要工作：设计求解问题的过程。

大型复杂的软件难以用面向过程的方式编写

面向对象的程序设计方法：

由面向对象的高级语言支持；

一个系统由对象构成；

对象之间通过消息进行通信。

三、面向对象的基本概念

对象

一般意义上的对象：现实世界中实际存在的事物。

面向对象方法中的对象：程序中用来描述客观事物的实体。

抽象与分类

分类依据的原则——抽象；

l抽象出同一类对象的共同属性和行为形成类；

l类与对象是类型与实例的关系。

封装

隐蔽对象的内部细节；

对外形成一个边界；

只保留有限的对外接口；

使用方便、安全性好。

继承

意义在于软件复用；

改造、扩展已有类形成新的类。

多态

同样的消息作用在不同对象上，可以引起不同的行为。

四、程序的开发过程

程序

源程序：

用源语言写的，有待翻译的程序；

目标程序：

源程序通过翻译程序加工以后生成的机器语言程序；

可执行程序：

连接目标程序以及库中的某些文件，生成的一个可执行文件；

例如：Windows系统平台上的.EXE文件。

三种不同类型的翻译程序

汇编程序：

将汇编语言源程序翻译成目标程序；

编译程序：

将高级语言源程序翻译成目标程序；

解释程序：

将高级语言源程序翻译成机器指令，边翻译边执行。

C++程序的开发过程
算法与数据结构设计；源程序编辑；编译；连接；测试；调试。

五、信息的表示与存储

计算机中的信息与存储单位

计算机的基本功能

算术运算；逻辑运算。

计算机中信息：

控制信息——指挥计算机操作；

数据信息——计算机程序加工的对象。

信息的存储单位
位(bit，b)：数据的最小单位，表示一位二进制信息；

字节(byte，B)：八位二进制数字组成(1byte=8bit)；

千字节1KB=1024B；

兆字节1MB=1024K；

吉字节1GB=1024M。

计算机的数字系统

二进制系统；

基本符号：0、1。

程序中常用的数制：

进制	基数	进位原则	基本符号
二进制	2	逢2进1	0,1
八进制	8	逢8进1	0,1,2,3,4,5,6,7
十进制	10	逢10进1	0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
十六进制	16	逢16进1	0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,D,E,F

R 进制转换为十进制：各位数字与它的权相乘，其积相加.

十进制整数转换为R 进制整数：“除以R取余”法。

十进制小数→ R 进制小数：“乘以R取整”法。

八、十六进制的相互转换
1位八进制数相当于3位二进制数；

1位十六进制数相当于4位二进制数，例如：

(1011010.10)₂=(001011010.100)₂=(132.4)₈

(1011010.10)₂=(01011010.1000)₂=(5A.8)₁₆

(F7)₁₆＝(11110111)₂＝(11110111)₂

数据在计算机中的编码表示

二进制数的编码表示

需要解决的问题：负数如何表示？

最容易想到的方案：

0：表示“+”号；

1：表示“-”号。

原码

“符号──绝对值”表示的编码

原码的缺点：

零的表示不惟一：+0和-0有两种表示方式[+0]原=000…0，[-0]原=100…0

进行四则运算时，符号位须单独处理，运算规则复杂。

补码

符号位可作为数值参加运算；

减法运算可转换为加法运算；

n0的表示唯一。

补码的原理

模数：

位二进制整数的模数为2n；

位二进制小数的模数为2。

补数：

一个数减去另一个数（加一个负数），等于第一个数加第二个数的补数，例（时钟指针）：8+(-2)=8+10(mod12)=6；

一个二进制负数可用其模数与真值做加法(模减去该数的绝对值)求得其补码，例（时钟指针）：-2+12=10。

补码的计算

借助于“反码”作为中间码；

负数的反码与原码有如下关系：

符号位不变(仍用1表示)，其余各位取反(0变1，1变0)，

正数的反码与原码表示相同，正数的补码与原码相同；

反码只是求补码时的中间码；

负数的补码由该数反码的末位加1求得。

对补码再求补即得到原码。

补码的优点：

0的表示唯一；

符号位可作为数值参加运算；

补码运算的结果仍为补码。

实数的浮点表示计算机中通常采用浮点方式表示小数；

实数N用浮点形式可表示为：N=M×2E

E：2的幂，N：阶码；

M：N的尾数。

字符在计算机中的表示
字符在计算机中是通过编码表示的；

例如：ASCII码是一种常用的西文字符编码：用7位二进制数表示一个字符，最多可以表示27=128个字符；《GB18030-2005信息技术中文编码字符集》是中国国家标准。