Как процессор выбирает следующую инструкцию при выполнении программы?

Обновлено: 24.11.2024

Когда программное обеспечение устанавливается на компьютер (путем его загрузки из Интернета или установки с диска), программа и все связанные с ней файлы сохраняются во вторичной памяти. Код программы хранится в виде последовательности битов, представляющих машинные инструкции. Код остается там до тех пор, пока пользователь не решит выполнить рассматриваемую программу, после чего участки кода загружаются в память компьютера.

Чтобы действительно запустить код, процессору необходимо извлечь инструкции из памяти одну за другой, чтобы он мог их выполнить. Этот процесс состоит из трех этапов: получение инструкции, декодирование инструкции и выполнение инструкции — эти три этапа известны как машинный цикл. Процессор проводит все свое время в этом цикле, бесконечно извлекая следующую инструкцию, расшифровывая ее и выполняя ее.

В цикле выборки блок управления просматривает регистр счетчика программ (ПК), чтобы получить адрес памяти для следующей инструкции. Затем он запрашивает эту инструкцию из основной памяти и помещает ее в регистр инструкций (IR).

Здесь блок управления проверяет инструкцию, которая сейчас хранится в регистре инструкций (IR). Он смотрит на инструкцию, которая представляет собой просто последовательность нулей и единиц, и решает, что нужно сделать. В инструкции сказано добавить два числа? Говорит ли он загрузить значение из памяти? Где в памяти? Блок управления интерпретирует двоичную инструкцию, чтобы ответить на подобные вопросы.

Теперь блок управления отправляет сигналы, которые сообщают АЛУ, памяти и другим компонентам сигналы о том, что они должны выполнять правильную работу.

В приведенном ниже видеоролике демонстрируется простая программа, работающая на компьютере. Показанный воображаемый компьютер использует специальные регистры для хранения адреса памяти (MAR) и данных, которые только что поступили из памяти (MBR). Он также использует регистры AL и BL для временного хранения значений. Не беспокойтесь о деталях этих других регистров, сосредоточьтесь на цикле выборки/декодирования/выполнения и на том, как используются ПК и ИК.

"Программное обеспечение" — это общая категория кода, работающего на оборудовании. Если аппаратное обеспечение — это пианино, то программное обеспечение — это музыка. Обычный случай — это «программа», такая как Firefox — программное обеспечение, которое вы запускаете на своем компьютере для решения конкретной проблемы. Компьютер может запускать несколько программ одновременно и несет ответственность за разделение их памяти.

ЦП понимает низкоуровневый язык "машинного кода" (также известный как "собственный код"). Язык машинного кода встроен в конструкцию аппаратного обеспечения ЦП; это не то, что можно изменить по желанию. Каждое семейство совместимых ЦП (например, очень популярное семейство Intel x86) имеет свой собственный уникальный машинный код, несовместимый с машинным кодом других семейств ЦП.

Что такое программа/приложение?

Что такое программа или приложение?
- напр. Фаерфокс
Firefox состоит из миллионов инструкций машинного кода.
- Запускается сверху вниз (прямо как Javascript!)
- Появляется окно Firefox (первые 1000 инструкций)
- Появляются его меню (следующие 1000)
- Курсор мигает в ожидании ввода
Инструкции, при запуске которых выполняются действия "Firefox".
Firefox.exe — это файл в файловой системе размером 80 МБ
(«.exe» — это соглашение Windows для названия файла программы)
Файл Firefox.exe в основном состоит из инструкций машинного кода.
Каждая инструкция имеет размер, скажем, 4 байта
Firefox.exe размером 80 МБ содержит около 20 миллионов машинных инструкций.

Машинный код определяет набор отдельных инструкций. Каждая инструкция машинного кода чрезвычайно примитивна, например, сложение двух чисел или проверка того, равно ли число нулю. При сохранении каждая инструкция занимает всего несколько байтов. Когда мы говорили ранее, что ЦП может выполнять 2 миллиарда операций в секунду, мы имели в виду, что ЦП может выполнять 2 миллиарда строк машинного кода в секунду.

Программа, такая как Firefox, состоит из последовательности миллионов очень простых инструкций машинного кода. Немного сложно поверить, что что-то столь богатое и сложное, как Firefox, может быть построено из инструкций, которые просто складывают или сравнивают два числа, но именно так это и работает. Песчаная скульптура может быть богатой и сложной, если смотреть на нее с расстояния, даже если отдельные песчинки чрезвычайно просты.

Как работает программа?

ЦП запускает «цикл выборки/выполнения»
-выбирает одну инструкцию в последовательности,
-выполняет (запускает) эту инструкцию, например выполнить сложение
-выбрать следующую инструкцию и т. д.
Запустить программу = запустить ЦП, работающий с его 1-й инструкцией,
он прогоняет весь машинный код, запускает программу,
программа будет иметь такие инструкции, как "вернуться к шагу 3", чтобы сохранить ее работает
Сверхпростые инструкции машинного кода выполняются со скоростью 2 миллиарда операций в секунду.

ЦП выполняет инструкции, используя цикл «выборка-выполнение»: ЦП получает первую инструкцию в последовательности, выполняет ее (добавляя два числа или что-то еще), затем выбирает следующую инструкцию и выполняет ее и так далее. Некоторые инструкции влияют на порядок, в котором ЦП выполняет последовательность инструкций. Например, инструкция может указать ЦП вернуться к более ранней точке в последовательности инструкций (циклы реализованы таким образом) или пропустить следующую инструкцию, если определенное условие истинно (условия if реализованы таким образом). .

Как начинается программа?

Файл Firefox.exe содержит свои инструкции (в файловой системе)
Чтобы запустить Firefox.exe:
-Каждая программа получает свою собственную область ОЗУ.
- Область ОЗУ содержит код программы и данные, с которыми она манипулирует.
- Байты инструкций копируются из хранения в ОЗУ
-ЦП получает указание начать работу с первой инструкции
-Теперь программа работает!

В файловой системе такой файл, как Firefox.exe, просто содержит байты инструкций машинного кода, из которых состоит программа («.exe» — это соглашение Windows, обозначающее файл как программу). Каждая инструкция машинного кода занимает примерно 4 байта, а вся программа представляет собой просто огромную последовательность инструкций.

Когда пользователь дважды щелкает файл программы, чтобы запустить его, по сути, блок байтов инструкций для программы копируется в ОЗУ, а затем ЦП получает указание начать работу с первой инструкции в этой области ОЗУ.

Что запускает Firefox? «Операционная система»

Как запустить Firefox?
"Операционная система"
-e.g. Windows, Linux, Android, iOS
Операционная система = управление
Набор управляющих программ, которые управляют компьютером.
Операционная система запускается при первом включении компьютера
Управление запуском/остановкой программ
Управление оперативной памятью
Управление постоянным хранилищем
Компьютеры могут запускать несколько программ одновременно
Операционная система отслеживает информацию для каждой программы и распределяет ресурсы (например, ОЗУ) между программами.

"Операционная система" компьютера подобна первой управляющей программе, которая начинает работать при первом включении компьютера ("загрузке"). Операционная система играет невидимую административную и бухгалтерскую роль за кулисами. Когда ноутбук или телефон запускается, операционная система обычно приводит все в порядок, а затем запускает программу «Проводник файлов», которая отображает доступные программы, меню и т. д., которые показывают пользователю, что доступно, позволяя пользователю перемещаться по программам и запускать их.< /p>

Операционная система поддерживает порядок в фоновом режиме, так что несколько программ могут работать одновременно, что называется "многозадачностью". Операционная система выделяет каждой программе собственную область памяти, поэтому каждая программа обращается только к своим собственным ресурсам... пытаясь ограничить возможности ошибочной или вредоносной программы. Хранение программ отдельно иногда называют «песочницей»... опосредование доступа каждой программы, чтобы она работала независимо, не мешая другим программам или системе в целом. Точно так же каждая программа имеет некоторый доступ к экрану через окно, но эта область вывода отделена от вывода других программ.

Вспомните, что файл .exe или что-то еще — это, по сути, просто файл с инструкциями машинного кода. Когда вы дважды щелкаете программу, операционная система «запускает» программу, выполняя вспомогательные действия по выделению области памяти в ОЗУ для программы, загружая первый раздел машинного кода программы в эту память и, наконец, направляя CPU для запуска этого кода.

ЦП

Память компьютера физически обычно состоит из последовательности битов, каждый из которых имеет низкое или высокое напряжение. Эти биты организованы в группы битов, известные как слово.

Слова могут использоваться для хранения данных или инструкций. Программа состоит из последовательности слов, каждое из которых представляет одну «инструкцию», соответствующую одной элементарной операции, которую ЦП может выполнить с помощью исполнительного модуля (например, целочисленного модуля, модуля с плавающей запятой, модуля ветвления).

Как ЦП определяет одну конкретную инструкцию? Он отправляет адрес в память (помещая требуемое значение на адресную шину). Это двоичное число — последовательность битов, каждый из которых равен 0 или 1, — которая представляет собой последовательность низкого и высокого напряжения на наборе проводов, соединяющих ЦП с памятью программ.

Адресная шина определяет ячейку памяти, в которой будет выполняться следующая операция, в данном случае, где в памяти ЦП найдет следующую инструкцию. Когда слово памяти выбрано, ЦП посылает в память управляющий сигнал, чтобы «прочитать» значение, хранящееся в ячейке, что заставляет память поместить сохраненную комбинацию битов на шину данных, откуда она может быть прочитана ЦП.

Регистр, в котором хранится адрес следующей инструкции, называется программным счетчиком. Обычно после выполнения каждой инструкции программный счетчик увеличивается на единицу (отсюда и использование счетчика слов), так что он содержит адрес следующей инструкции. Следовательно, программа состоит в основном из списка инструкций; а программный счетчик позволяет ЦП проходить по списку, выполняя одну инструкцию за другой. Таким образом, скрытой, но подразумеваемой частью каждой инструкции является изменение программного счетчика, чтобы он содержал адрес следующей инструкции.

Важно различать адрес, по которому хранится инструкция, и содержимое этого адреса.

Регистры

ЦП также содержит регистры в целочисленном блоке, которые можно считывать и записывать. Они называются регистрами общего назначения.

Есть также регистры специального назначения, используемые для определенных задач:

Счетчик программ ПК (указывает на следующую инструкцию)
IR Instruction Rgeister ("Значение" текущей инструкции)
Регистр состояния SR (флаги состояния после выполнения инструкций)
SP Stack Указатель (указывает на следующее свободное место в стеке)
Кадр стека SF (используется для поиска переменных программы)

Счетчик программ

ЦП содержит ряд регистров специального назначения; самый важный из них называется программным счетчиком. Счетчик программ содержит адрес следующей инструкции.

Счетчик программ обычно имеет такую же ширину (количество битов), что и адресная шина. В компьютерных системах довольно часто имеется больше памяти, чем фактической памяти. Если бы использовались только 13 бит, память могла бы содержать 8 КБ инструкций. Если бы использовались 24 бита, можно было бы адресовать 16 МБ памяти.

Обычно содержимое счетчика программ автоматически увеличивается на 1 во время каждой инструкции. Таким образом, процессор выполняет инструкции в списке одну за другой. Существуют и другие возможности, позволяющие переходить (ветвления или вызовы процедур) в другую часть программы. Это делается путем изменения содержимого счетчика программ.

Помимо памяти, в которой хранятся инструкции (память программ), есть также память, в которой хранятся данные. Память данных обычно представляет собой оперативную память (RAM) (или иногда RWM, память для чтения/записи), в отличие от памяти программ, которая может быть либо RAM, либо ROM.

Самый распространенный способ выполнения программы — от одной инструкции к другой в памяти.

Счетчик программ автоматически увеличивается на единицу после каждой инструкции, чтобы можно было загрузить следующую инструкцию. Однако бывают ситуации, когда вы хотите перенести выполнение программы куда-то еще. Например, если вы хотите с какой-то целью создать бесконечный цикл, в котором компьютер многократно выполняет один и тот же набор инструкций, вы захотите вернуться к началу. Это означает загрузку счетчика программ чем-то другим. Мы рассмотрим различные способы управления следующей инструкцией; то есть управление потоком программы.

Чтение и письмо

Если ЦП выдает адрес, а затем содержимое этого адреса появляется в строках данных (например, в виде инструкции), это операция чтения. (Примечание. В гарвардской архитектуре инструкции в памяти программ можно только читать, они не могут быть записаны; эта память фактически является ПЗУ — памятью только для чтения.)

Возможны два вида операций; чтение, при котором ЦП указывает адрес в памяти данных, устанавливает провод управления чтением/записью в положение «чтение», и данные по этому адресу появляются на шине данных.

ЦП также может записывать данные в память данных; в этом случае ЦП указывает как адрес, так и данные, и устанавливает провод управления чтением/записью на «запись», после чего данные записываются по указанному адресу. (Чтение данных соответствует активации вывода разрешения на трехуровневом выходе ЦП, подключенном к шине данных; запись данных соответствует активации защелки.

Гарвард и Архитектура фон Неймана

Существует два способа организации памяти компьютера, используемой для хранения инструкций.

Память программ и память данных могут быть совершенно отдельными (они могут даже использовать ОЗУ с разной шириной, например, 14 бит для программных инструкций и 8 бит для данных) и с разным общим количеством адресов. Это пример гарвардской архитектуры. Он используется в основном процессорами микроконтроллеров.

Другой базовый способ проектирования компьютера, и на сегодняшний день наиболее распространенный, заключается в использовании единой системы памяти как для программы, так и для данных. Система адресации используется как для инструкций (хранящихся в виде одного или двух 16-битных чисел), образующих программу, так и для данных различного типа (8-битные байты или более длинные слова). Это называется архитектурой фон Неймана .

В архитектуре фон Неймана инструкция сначала должна быть получена с помощью счетчика программ; тогда его можно будет выполнить. Так как при выполнении инструкции она может также читать или записывать данные, вы часто не можете загрузить одну инструкцию и одновременно выполнить другую. Таким образом, основная последовательность в системе архитектуры фон Неймана такова:

Это означает, что такая система может работать медленнее. С другой стороны, она обладает большими преимуществами гибкости, а эффективное использование кеша памяти может существенно снизить кажущуюся медлительность архитектуры.

Например, что происходит, когда вы загружаете игру с диска на свой компьютер? Программа хранится в виде данных, например, на диске. Вы должны прочитать эти данные и сохранить их в памяти вашего компьютера. Когда вы это сделаете, вы можете обращаться с ней как с программой (то есть как с набором инструкций) и запускать (выполнять) ее. С архитектурой фон Неймана, поскольку у вас есть только одна система памяти, проблем нет; но с гарвардской архитектурой вы не можете этого сделать - вы не можете записывать данные в память программы - для загрузки программы в память программы требуется специальная система.

Гарвардская архитектура также не позволяет считывать данные из памяти программы. Например, вы можете включить в свою программу таблицы данных, которые могут использоваться программой; например, сообщения, которые будут отображаться на экране, или какая-то «справочная таблица». В архитектуре фон Неймана проблем нет; вы можете просто хранить таблицу вместе с вашей программой и читать ее, когда захотите, потому что инструкция может читать данные с любого адреса; в гарвардской архитектуре данные, хранящиеся в памяти программ, не могут быть прочитаны как данные в памяти данных. Есть способы обойти эту проблему.

Архитектура фон Неймана используется для большинства компьютеров; он позволяет хранить и запускать различные программы. Гарвардская архитектура больше подходит для микроконтроллера; при использовании он будет запускать только одну программу, которая будет храниться в ПЗУ в его программной памяти. Кроме того, в некоторых случаях может оказаться полезной дополнительная скорость без сложного сложного контроллера кэша.

Для ускорения работы ЦП многие компьютеры используют так называемую "конвейерную систему". Это означает, что вы делите операцию инструкции на отдельные части, которые должны выполняться одна за другой; но вы договариваетесь, что пока выполняется одна часть одной инструкции, выполняются более ранние части более поздних инструкций. Например, рассмотрим четырехступенчатый конвейер; если каждый этап занимает 100 нс, то для полной обработки инструкции требуется всего 400 нс; но на самом деле производительность машины может составлять одну инструкцию каждые 100 нсек, поскольку четыре разные части четырех разных инструкций выполняются одновременно.

Итак, пока выполняется одна инструкция, другая запрашивает исходные данные, записываются результаты предыдущей операции и извлекается новая инструкция.

Процессоры RISC и CISC

Эти аббревиатуры означают «Компьютер с сокращенным набором инструкций» и «Компьютер со сложным набором инструкций». Это дает название двум различным философиям проектирования компьютеров. В RISC-процессоре имеется довольно небольшое количество довольно простых инструкций. Каждая из эти инструкции выполняют одну простую операцию, и из памяти нужно извлечь не более одного исходного значения. В таком процессоре инструкции могут выполняться очень быстро. Однако для некоторых операций требуется целая серия инструкций: например, умножить два на восемь битовые числа, единой инструкции нет, нужен целый список инструкций.

В процессоре CISC одна инструкция может выполнять целую последовательность операций, например, вы можете умножить два числа с плавающей запятой и добавить третье (a + b*c) в одной инструкции; другие процессоры выполняют еще более сложные действия за одну инструкцию.

Компьютеры и программное обеспечение идут рука об руку. Компьютеры сильны, потому что они могут делать много вещей, а программы — это то, как мы заставляем компьютеры делать все это.

Видео: что такое программирование?

Компьютерное оборудование

Центральный процессор (ЦП)
Основная память (оперативная память или ОЗУ)
Дополнительные устройства хранения
Устройства ввода
Устройства вывода

ЦП

ЦП — это сердце компьютера. Программа – это последовательность инструкций, хранящихся в оперативной памяти.Когда программа запускается, ЦП получает инструкции и выполняет или следует инструкциям.

Цикл выборки/декодирования/выполнения

fetch — получение следующей инструкции из основной памяти.
декодировать — определить, какую инструкцию выполнять.
выполнить — выполнить инструкцию.

Каждая программа заканчивается последовательностью основных инструкций, состоящих из арифметических и логических операций, а также операций управления потоком.

Арифметические и логические операции включают сложение, вычитание, умножение, деление и сравнение значений (равенство, меньше, больше).

Операции потока управления используются для определения следующей инструкции. Например, в зависимости от инструкции программа может пропустить или перейти к другой части списка инструкций.

Вы узнаете подробности о том, как ЦП обрабатывают инструкции в CS 271, Компьютерная архитектура и язык ассемблера.

Основная память

Основная память или ОЗУ используется для хранения программы во время ее выполнения и для хранения данных, с которыми работает программа.

Сведения об оперативной памяти

ЦП может быстро получить доступ к любому месту в ОЗУ.
ОЗУ называется энергозависимой памятью. В отличие от постоянного хранилища, когда компьютер выключается или когда программа завершает выполнение, значения, хранящиеся в ОЗУ, стираются.
ОЗУ делится на единицы хранения, называемые байтами. Байт — это последовательность из восьми битов.
Бит — это наименьший элемент ОЗУ, в нем хранится двоичная цифра, 0 или 1. Каждая программа и каждое значение данных на вашем компьютере хранится в виде последовательностей нулей и ls.

Дополнительное хранилище

Вторичное хранилище обеспечивает длительное и постоянное хранение. В отличие от оперативной памяти, данные, хранящиеся во вторичном хранилище, не исчезают при выключении или перезагрузке компьютера. Наиболее распространенной формой вторичного хранилища для больших компьютеров является дисковый накопитель, но компьютеры могут использовать и другие формы вторичного хранилища, например твердотельные накопители, в которых используются микросхемы памяти, сохраняющие значения данных без питания.

Как и в основной памяти, во вторичном хранилище также хранится информация в виде последовательностей нулей и единиц в виде битов и байтов.

Устройства ввода

Обычно мы думаем о клавиатурах и мышах, но устройства ввода могут включать в себя камеры, микрофоны и многие другие типы различных датчиков, когда вы начинаете думать о компьютерах, встроенных в автомобили, электронику и почти любое электрическое устройство.

Устройства вывода

Информация, которую компьютер отправляет во внешний мир, называется выводом. Если задействован человек, выходные данные обычно отправляются на устройство вывода, такое как экран компьютера или принтер. Не все программы будут выводить данные на устройство вывода. Вместо этого выходные данные могут быть отправлены по компьютерной сети или сохранены в базе данных.

Видео: аппаратное и программное обеспечение

Программы и языки программирования

Как сказано выше, программирование включает в себя создание набора инструкций, которым компьютер будет следовать, чтобы решить проблему или выполнить задачу. Давайте уточним нашу терминологию в этом разделе.

Алгоритмы

Алгоритм задает конечную последовательность четко определенных операций для решения конкретной проблемы или класса проблем. Шаги алгоритма можно описать разными способами, включая слова (также известные как естественный язык), блок-схемы, псевдокод (описанный ниже) и код языка программирования.

По мере увеличения сложности задач важно разрабатывать алгоритмы, которые будут эффективными (т. е. быстрыми) и правильными в том смысле, что они будут давать указанный результат для любых допустимых входных данных. На курсе CS 325 "Анализ алгоритмов" вы узнаете о методах анализа сложности и доказательства правильности.

Превращение алгоритмов в программы

Алгоритм может быть реализован на многих различных компьютерных языках, и одна программа может использовать или реализовывать множество различных алгоритмов. Например, вы можете использовать алгоритм сортировки для упорядочивания сообщений и алгоритм расшифровки для понимания сообщений.

Машинный код, язык ассемблера и компиляторы

ЦП компьютера выполняет инструкции вашей программы. Однако пока вы пишете программу на таком языке, как C++, процессор компьютера может следовать только инструкциям, закодированным как последовательность Os и s. Программный компилятор — это специальная программа, которая преобразует операторы, написанные на языке программирования, в двоичную форму (Os и s>, называемую машинным кодом. Поскольку нам трудно распознать последовательности 0 и 1, существует низкоуровневая (близкая к аппаратной ) язык программирования, называемый языком ассемблера, который использует короткие сокращения и шаблоны для описания того, что должен делать ЦП. Например, оператор ассемблера «MOV AL, 61h;» означает копирование следующего значения (61h, шестнадцатеричное представление 97) в ячейку памяти « АЛ".

Вы узнаете гораздо больше о машинном коде и языке ассемблера в CS 271, Архитектура компьютера и язык ассемблера.

Языки высокого уровня

В этом классе вы изучите C++, язык высокого уровня. Языки высокого уровня — это компьютерные языки, которые скрывают многие низкоуровневые детали компьютерной системы и, как правило, используют более естественные слова и символы по сравнению со словами, такими как «MOV», на языке ассемблера, который является языком низкого уровня.

C++ — один из многих языков высокого уровня. Чтобы увидеть текущую популярность всех компьютерных языков, перейдите в индекс TIOBE.

Исходный код, объектный код и исполняемый код

Исходный код

Когда вы начнете создавать программы в этом классе, вы будете создавать исходный код. Исходный код сохраняется в простом текстовом файле, называемом исходным файлом.

Преобразование исходного кода в исполняемый код

Ваш компьютер не понимает исходный код. Вы должны использовать компилятор для преобразования исходного кода в исполняемый код, который вы можете запустить и запустить на своем компьютере.

Во время преобразования исходного кода в исполняемый файл компилятор C++ создаст объектный код.

Исходный код преобразуется компилятором в так называемый объектный код. Объектный код программы на C++ сохраняется в файлах с суффиксом .o или .obj. На последнем этапе, называемом связыванием, объектные файлы объединяются с любыми библиотечными подпрограммами (подпрограммами, предоставленными языком для использования вами) для создания окончательного исполняемого файла с расширением .exe.

В зависимости от того, как вы компилируете свою программу, вы можете увидеть или не увидеть различные этапы преобразования исходных файлов в исполняемый файл. Например, во многих IDE (интегрированных средах разработки, таких как Visual Studio, Code:: Blocks или XCode) промежуточные шаги выполняются автоматически, поэтому вы можете нажать кнопку «сборка», и исполняемый файл будет создан.

Из чего состоит программа?

Языковые элементы

Большинство языков программирования включают следующие элементы.

Ключевые слова

Ключевые слова – это слова, имеющие особое значение в языке. Их можно использовать только по прямому назначению. Также известны как зарезервированные слова.

Определяемые программистом идентификаторы

Идентификаторы, определяемые программистом, — это слова, которые вы выбираете как программист для определения переменных или процедур программирования.

Операторы

Операторы выполняют операции над одним или несколькими операндами. Операнд — это часть данных. Различные арифметические символы, такие как +, * и /, являются примерами операторов.

Пунктуация

Знаки препинания отмечают начало или конец оператора или отдельных элементов в списке.

Синтаксис

Правила, которые необходимо соблюдать при построении программы. Эти правила определяют, как вы можете комбинировать ключевые слова, определенные программистом идентификаторы, операторы и знаки препинания.

Специфика C++. Вы начнете изучать элементы языка, характерные для C++, в главе 2.

Строки и операторы

Мы часто думаем, что программы состоят из строк и операторов. Строка — это всего лишь одна строка в программе. Вы можете отображать номера строк в большинстве редакторов исходного кода IDE. В Visual Studio 2013 их необходимо включить, поскольку по умолчанию они отключены. Вы часто будете видеть ссылки на номера строк при компиляции программы и возникновении ошибки.

На снимке экрана показана программа с ошибкой. Когда программа была скомпилирована, выходные данные (серые окна выше) включали «source.cpp(B)», что указывало на то, что проблема была в строке 8 файла с именем source. цена за тысячу показов

Инструкция — это полная инструкция, которая заставляет компьютер выполнить какое-либо действие. Оператор может занимать более одной строки. Значение оператора станет более понятным, как только вы начнете программировать в главе 2.

Переменные

Ввод и вывод

Двумя наиболее важными факторами при программировании являются ввод и вывод. Многие программы, которые вы напишете для классных заданий, будут использовать ввод с клавиатуры. Программа запросит ввод, и вы наберете ответ. По мере прохождения программы обучения вы приобретете опыт работы с файлами, базами данных, веб-ресурсами и другими источниками ввода.

Во многих, если не во всех заданиях CS 161, вы будете направлять вывод программы на консоль. Вы не часто видите вывод консоли, если запускаете приложения в Windows или OS X, потому что эти типы прикладных программ используют графические пользовательские интерфейсы (GUI).Однако программирование с графическим интерфейсом добавляет гораздо больше работы по созданию программы, и наша работа в CS 161 состоит в том, чтобы научить вас основам программирования, поэтому мы будем придерживаться консольного вывода.

Пример вывода в консоль

Активность

Предложите учащимся хотя бы одно занятие, которое они могут активно вовлечь в изучение материала. Чем больше, тем лучше!

Просмотреть

Обобщите содержание раздела. Кроме того, не забудьте связать материал с тем, что будет дальше, чтобы помочь учащимся связать этот материал со следующим материалом.

Читайте также: