结构工程师考试计算机应用基础备考讲义.doc
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1、结构工程师考试(计算机应用基础)备考讲义第七章计算机应用基础第一节计算机基础知识一个计算机系统可分为两部分:硬件和软件。 一、硬件的组成和功能计算机的硬件由以下部分组成:中央处理器(即CPU)、内存储器、输入输出设备、外存储器。 中央处理器包括运算器和控制器。控制器的主要作用,是使计算机能自动地执行存放在内存储器的程序。运算器的作用则是进行加、减、乘、除等运算。现代中央处理器的形式通常是一个集成电路芯片。网内存储器的功能是保存大量的程序和数据等信息。通常,内存储器只能在计算机开机(通电)时才能保存信息;一旦关机,它保存的信息通常也随之丢去。因此,内存储器不能用来永久保存信息。现代的内存储器通常
2、由若干个集成电路芯片组成。内存储器通常又简称为内存。 当需要永久保存信息时,一般使用外存储器。外存储器有很多形式,常见的有磁盘、光盘、磁带、闪存等。 输入输出设备包括输入设备、输出设备和既能输入又能输出的设备。它们起着把各种信息(程序、数据、命令等)输入计算机以及把各种处理结果从计算机中输出的重要功能。常见的输入输出设备有键盘、磁盘机、显示器、打印机等等。二、软件的组成及功能软件是指各种程序及其总和。软件对于计算机的使用是必需的。软件可分为系统软件和非系统软件两类。系统软件包括操作系统、编译程序和解释程序、各种程序设计语言等等。非系统软件主要是指各种实用程序,包括用户自己编写的程序。 操作系统
3、的功能是提高计算机的使用效率和方便用户使用计算机。操作系统是用户与计算机之间的接口。 各种程序设计语言可用来编写程序。程序设计语言分为机器语言、汇编语言和高级语言三个层次。计算机能直接接受的只是以二进制数表示的机器语言。汇编语言是机器语言的符号表示并且需要翻译成机器语言才能执行。用高级语言编写的程序更是必须通过编译程序或解释程序翻译成机器语言才能供机器执行。常用的高级语言有BASIC、FORTRAN、C等等。 用机器语言或汇编语言编写的程序一般效率较高、执行速度较快;而用高级语言编写的程序则一般效率较低、执行速度较慢。但用高级语言编写程序要比用机器语言或汇编语言编写程序容易些。 实用程序是非常
4、丰富的,可用于各种各样的具体目的。用户也可自己编写各种实用程序。 三、数制转换转计算机内的数可有二进制、八进制、十六进制、十进制等不同的表现形式。人们多习惯于用十进制,计算机则主要使用二进制。因为同一个数可表示成不同进制的形式,故常有必要进行数制间的转换。 我们可以一般地描述r进制,其中r是一个大于1的正整数。r进制有如下特点:(1)数的每一位只能取r个不同的数字,其符号集是0,1,r-1;(2)逢r进位,r进制数的从小数点开始向左的第i位数(i=0,l,m)的权是ri,从小数点开始向右的第i位数(i=I,2,m)的权是ri.我们用()r表示括号内的数是r进制数。 因此,对r进制数(amam-
5、1ala0a-1a-2a-n)r按权展开的表达式为:(amam-1ala0a-1a-2a-n)r=am×rm+am-1×rm-1+a1×r1+a0×r0+a-1×r-1+a-2×r-2+a-n×r-n(7-1-1) 例如,对十进制数,r=10,符号集为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.对十六进制数,r=16,符号集为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F.不同数制之间的转换,对于整数部分,往往可直接按定义进行,即直接法,也可用余数法转换。采用余数法时,若要将r进制的整数M转换成t进制数的整数,则
6、把M除以t并取余,再把上述得数除以t并取余,直至不能再除时,最后的商也作为余数。所有的余数按从后到前的次序依次从左到右排列就构成了所要求的t进制数。 【例7-1-1】把(1101011)2转换成十进制数。 【解】用直接法。 (1101011)2=1×26+1×25+0×24+1×23+0×22+1×21十1×20=(107)10【例7-1-2】把(107)10转换成二进制数。 【解】用余数法。107/2得53余1;53/2得26余1;26/2得13余0;13/2得6余1;6/2得3余0;3/2得1余1.把最后的得数1亦作为余
7、数,把所有的余数按从后到前的次序从左到右排列得:(107)10=(1101011)2不同数制之间的转换,对于小数部分,可用取整法,即:要将r进制数的小数M转换成t进制数的小数时,把M乘t,取整数部分;又取上一步得数的小数部分再乘t,再取整数部分;直至完毕或达到要求的位数。然后把各整数按从前到后的次序从左到右排列,即构成所求的小数部分。 第二节自学第三节计算机程序设计语言一、程序设计语言计算机程序设计语言又称算法语言。目前国内外比较通用的算法语言有多种,如BASIC、FORTRAN、PASCAL、ALGOL、C等。随着算法语言本身的发展和完善,同一语言中还有不同的标准文本问世。每种语言都有其自身
8、的规则和特点,但也有共性的地方。 在目前通用的算法语言中,FORTRAN语言特别适用于科学计算,又是为我国广大结构工程技术人员较为普遍掌握的一种语言,因此,本次注册结构工程师考试的内容选为FORTRAN语言。FORTRAN语言于50年代出现于美国。1966年,美国国家标准化协会(ANSI)公布了标准FORTRAN(ANSIX3.9-1966),1977年对其进行了修订,1978年,将其定为国家标准,称为FORTRAN77(ANSIX3.9-1978).以下有关内容,主要参照FORTRAN77的标准进行说明。 二、FORTRAN的程序构成和基本规定(一)程序构成一个完整的FORTRAN程序由一个
9、主程序或一个主程序和若干个子程序组成。主程序与每个子程序都是一个独立的程序单位,称为一个程序模块。关于程序的构成,有如下一些基本规定。 1.程序由若干行组成。 2.在FORTRAN中,程序行分为语句行和注释行。 (1)语句行由FORTRAN语句组成,包括执行语句和非执行语句。执行语句使计算机在运行时产生某些操作,如赋值语句、输入输出语句等。非执行语句为计算机在编译或运行时提供某种信息,本身不产生操作,如说明语句、格式语句等。 (2)注释行又称为非语句行,在程序中起注释作用,便于程序的编写、修改和维护。 3.FORTRAN规定,每个语句行只能写一个语句;但当语句长度超过规定的一行范围、或者为表达
10、清晰起见需要将一个语句分行书写时,可以采用连续行。连续行的第一行称为始行,以后各行称为续行。 4.FORTRAN语句可以有标号。标号作为一个语句被其他语句引用的标志。在同一个程序单位中,不能出现相同的语句标号。 5.程序单位的最后一行语句,必须是END语句。如果一个FORTRAN语句行与注释行的集合,最末没有END,可称其为一个语句块或程序段,但不能作为一个程序单位。 (二)书写规则1.FORTRAN77的字符集由26个英文字母、10个数字和其他13个专用字符组成。 2.一个程序行有80列,每列写一个字符。3.程序行的第1列如写上C或*,表示该行为注释行。注释内容可写在该行中除第1列外的任何位
11、置。 4.在语句行中,程序行的第1列至第5列为语句标号区,标号区内是最多为5位的无符号整数;程序行的第6列为续行区,若某行为续行,则标号区必须空白,且第6列为非0的任一FORTRAN77字符(不能为空格);第7列至第72列为语句区。 例如,在边长为B的正方形中挖一个半径为R的圆,计算剩余的面积;若B<2R,则给出相关信息。该问题的FORTRAN程序可编写如下。 CComputationofarea.READ*,B,RIF(B.LT.2*R)THENWRITE(*,10) 10FORMAT(Errormessage:Blessthan2*R) ELSEWRITE(*,(“AREA=”,F1
12、0.2) $B*B-3.14159*R*RENDIFEND本例中,第1行为注释行,第5行为带标号的语句,第78行为连续行,符号$为续行标志。 (三)常量与变量1.常量指程序中其值固定不变的一些量,包括以下6种类型。(1)整形常量,也称整数。一个整数可采用正、负号和数字字符表示,正号可以省略 (2)实型常量,也称实数。可以用小数形式或指数形式表示。用指数形式表示的实数如11.3E5,+11.3E+5,1.E-12,-.23E12等。 (3)双精度实型常量,或称双精度实数。双精度实数也是实数。但在一般的微型计算机中,实数的有效位数为7位,双精度实数的有效位数可以达到1517位。双精度实数的表示方法
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