C语言高级编程学习指南

深入理解计算机系统和算法基础

1. 冯·诺依曼模型

冯·诺依曼模型是现代计算机的理论基础，主要由以下五个部分组成：

• 输入设备：用于接收外部数据和指令。
• 输出设备：用于输出处理结果。
• 存储器：包括内存储器（内存）和外存储器（硬盘、U盘等），用于存储数据和指令。
• 运算器：负责执行各种算术和逻辑运算。
• 控制器：负责协调各个部件之间的工作。

2. 结构化程序设计

结构化程序设计是一种编程方法，它强调将程序分解成独立的模块，每个模块具有明确的功能和接口。这种方法有助于提高代码的可读性、可维护性和可重用性。

3. 结构化程序设计的基本思想

结构化程序设计的基本思想是“自顶向下，逐步求精”，即先将问题分解成若干个子问题，再分别解决每个子问题，直到问题得到解决。

4. 算法的特征

一个好的算法应该具备以下五个特征：

• 有穷性：算法必须在有限的步骤内结束。
• 确切性：算法的每一步都必须有明确的定义。
• 输入：算法可以有零个或多个输入，用于描述初始条件。
• 输出：算法必须有一个或多个输出，用于表示计算结果。
• 可行性：算法的每一步都必须可以在有限的时间内完成。

5. 排序算法

常见的排序算法包括：冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序等。

• 稳定性：指排序算法是否会改变相同元素之间的相对顺序。例如，冒泡排序是稳定的，而快速排序是不稳定的。
• 算法复杂度：用于衡量算法的执行效率，通常用大O表示法表示。例如，冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，而快速排序的平均时间复杂度为O(n log n)。