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B1

初识 C++ 编程

引入

章前总览 本章带你认识什么是程序编程语言,理解计算机背后的冯·诺依曼架构,为后续搭建 C++ 程序骨架做好准备。

本章将学到:

  • 生活中处处有程序:家电、门禁、手机、电脑都在“按程序工作”。
  • 计算机语言分三类:机器语言、汇编语言、高级语言。
  • C++ 由 C 语言发展而来,属于代码式编程,需要熟练使用键盘。

1 C1. 程序无处不在

在学习、生活和工作中,程序无处不在。遥控玩具、智能锁、扫地机器人、洗衣机、空调、门禁、多媒体设备、手机、平板与电脑……里面都有程序在运行。

核心概念:广义上的“计算机”

  • 上面这些设备,广义上都可以称为“计算机”,因为它们都遵循冯·诺依曼(Von Neumann)架构
  • 1944 年,美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出了计算机基本结构和工作方式的设想,为计算机的诞生和发展提供了理论基础。
  • 时至今日,尽管软硬件飞速发展,当今主流计算机仍属于冯·诺依曼架构。

2 C2. 冯·诺依曼架构要点

理解这套理论,能帮助你明白程序如何被“装进机器”并一步步执行。

核心概念:五大部件与存储程序

  • 计算机硬件由存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备五部分组成。
  • 存储程序思想:把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序,再把程序和数据一起输入计算机;机器处理后再输出结果。

易错点/辨析

  • “有屏幕的才叫计算机”是误解——能按冯·诺依曼方式存储并执行程序的设备,广义上都可看作计算机。
  • 程序不是“魔法”,而是指令的有序集合

3 C3. 编程语言与 C++

自 1946 年 ENIAC 问世以来,计算机科学家已设计出超过 1000 种编程语言。程序是用计算机语言编写出来的指令集合。

</> 语言分类一览

机器语言  →  01 代码,机器直接执行
汇编语言  →  助记符,接近机器
高级语言  →  更接近人类表达(如 C / C++)
  • 计算机做的每一个动作,都是按照用计算机语言编写好的程序来进行的。
  • 本书介绍的 C++C 语言发展而来:C 诞生于 20 世纪 70 年代初(贝尔实验室),C++ 在 80 年代初由 C 扩展升级而来。
  • 与图形化编程不同,C/C++ 是代码式编程——每一行都要用键盘敲出来,因此下一节先认识键盘。
补充说明

不推荐

“C++ 就是高级语言,背下来就行。”

问题:不知道为什么需要键盘练习、为什么程序要编译,后面写代码会卡住。

推荐写法

高级语言 → 人写源程序
编译/连接 → 变成可执行文件
运行 → 得到结果

优点:后面学习框架、输入输出时,每一步都知道“在干什么”。

里程碑达成:

你已经知道:程序是指令集合,计算机按冯·诺依曼架构工作,C++ 是需要键盘输入的高级语言。下一节,我们认识键盘并练习正确指法。