计算机原理中C语言的应用研究

C语言作为一门经典编程，其在计算机发展历史中有着不可撼动地位，而随着近几年面向对象编程语言发展，使得人们对于C语言发展前景关注也在不断增加。本文介绍了C语言特点，并指出了其在计算机原理中的应用，供相关专业人士研究和讨论。

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随着信息化社会不断发展，使得对于计算机人才需求不断增加。近几年全国几乎所有高等院校都开设了计算机科学与技术专业。而计算机原理作为一门重要专业课，其对于计算机专业学生综合发展有着非常重要意义。C语言作为一门经典编程语言，其在计算机原理学习和指导过程中也发挥了重要作用。

1 C语言相关特点

在计算机领域中，相关编程语言数不胜数，并且每种语言都有着其相应特点，包括：C++、C#、Java、Boo等，这些语言都有着其擅长应用领域。其中，由于面向对象编程模式逐渐成为主流，使得Java、C#等语言逐渐成为行业宠儿。与之相对，C语言作为一门面向过程语言，许多行业人士认为其已经不适应当下发展，应逐步淘汰。但是C语言所具有的一些特性，使得其在当下仍然具有极强生命力，并且对于计算机原理学习有着巨大影响。C语言特点包括：贴近底层、使用方便、兼容性强。

1.1 贴近底层

贴近底层是C语言最大特点之一，也是其可以保持经久不衰的秘籍。Java等语言都是要运行在其底层回收机制之上，通过这套机制可以自动回收内存，同时防止程序开发人员直接与底层接触，保证程序运行安全性和稳定性。但是这也使得程序开发人员无法直接调用底层方法，无法直接对硬件做出相应控制，这就会导致程序运行效率降低。这对于当前个人电脑、智能手机、平板电脑等平台影响并不明显，但是对于正在发展的嵌入式设备，却有着非常重要影响。通过C语言可以有效提升嵌入式设备运行效率，实现设备相应控制功能。这也使得C语言在当今物联网发展中扮演了重要角色。

1.2 使用方便

很多高等院校之所以选择C语言作为教学用语言，就是因为其使用方便，便于学生理解。C语言一共有32个关键字，34个运算符。便于程序开发人员记忆和使用。同时C语言还有较为丰富的函数实现机制，这些机制可以便于程序开发人员在实际使用时，可以随时根据需要对函数和操作符进行功能修改。从而增加了语言灵活性，便于开发和教学。与之相对，如Java和C#等语言，处于安全考虑，诸如指针等机制都收到了限制，甚至取消，取而代之的是大量类和方法，这些类和方法不仅需要程序开发人员花费大量时间去记忆和熟悉，同时也降低了语言灵活性，不便于学生进行学习和理解。

1.3 兼容性强

根据前文可知，C语言广泛应用于嵌入式系统开发过程中，由此也可以看出C语言拥有极强兼容性。截止到目前为止，C语言可以在各种型号个人电脑运行，同时几乎所有编程工具都支持C语言开发，不仅如此C语言还可以在Linux等其他操作系统上运行。这就使得C语言应用程序种类丰富，功能也非常强大。而对于其他一些操作语言，由于不仅编译工具之间存在兼容性问题，运行平台同样也受到相应影响。并且对于一些语言而言，在编写时不仅需要安装相应编译器，还要打各种补丁，配置环境等。而这无疑会给变成语言学习造成严重影响，尤其是对于学生群体。

2 C语言对于计算机原理影响

C语言是在上世纪70年代，由贝尔实验室发明。通过数十年的应用和推广，其经典地位无人质疑。其对计算机原理相关理论发展也有着巨大影响。通过研究和学习C语言在计算机原理领域的应用，可以加深人们对于计算机原理理解，促进编程能力提升。C语言对于计算机原理影响主要包括：指针、循环结构、选择结构。

2.1 指针

指针可以说是C语言的标志。指针实际上是用来记录一段内存地址，因此程序开发人员可以通过直接对该内存地址进行操作，从而提升程序执行效率。指针所指向的内存可以是任何数据类型，甚至是指针自己。借助指针还可以实现动态数组等多种数据结构。一个指针在使用过程中，指针可以改变所指内存对象，因此可以借助这一优势进行相应操作。但是，在使用过程中也必须注意的是：指针在引用完后，要及时释放内存，避免“内存孤岛”出现，同时还要注意的是，由于指针直接指向内存，因此如果使用不当，就会直接对系统变量进行修改，从而导致系统出现故障。所以指针也是一把双刃剑，同时也塑造了C语言最具代表性特点。

2.2 循环结构

任何编程语言都必须具有顺序、选择和循环三种结构。C语言和其他很多语言一样都有while、for、do-while三种循环模式。但是C语言还有goto这一种循环方式。goto也是C语言最具代表性标志之一，程序开发人员可以使用goto语句，使程序跳转到任何地方，从而提升编程灵活度。开发人员在实现一些复杂功能时，通过使用goto语句，可以减少编码量，加快编写速度。但是与指针类似，goto语句也是一把双刃剑，由于其灵活性，会使得程序结构被严重破坏，程序缺少可读性，增加了维护难度。因为这一原因，当下主流面向对象语言都取消了goto语句。通过研究和使用goto语句，可以加深程序开发人员对于程序的理解，提升其对于计算机运行原理理解。

2.3 选择结构

选择结构作为编程语言三大结构之一，其对于程序开发而言也有着至关重要作用。C语言主要有3种选择结构，包括if、if-else、switch-case这三种模式，其中switch-case主要是用于多分支选择模式。同时，通过相应操作，goto语句也可以实现选择功能，但是正如前文所说，goto语句会导致程序结构出现混乱。

3 结束语

在可以预见的未来，计算机发展速度将进一步加快，因此相应开发技术也会得到进一步发展，各种新型开发语言也会不断出现。但是，随着物联网和嵌入式设备不断发展，使得在未来C语言仍然会有着旺盛生命力，通过加强学习和研究C语言在计算机原理中应用，可以有效提升程序开发人员综合能力，从而加快信息化建设速度，促进信息社会发展，实现社会主义现代化建设目标。

参考文献

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[2]徐辉强.C语言教学中计算机原理知识的应用[J].科学咨询，2013，（25）：94-94，95.

[3]李俊.C语言中计算机原理的应用[J].计算机光盘软件与应用，2012，（10）：99-99，101.

作者单位

杭州师范大学钱江学院 浙江省杭州市 310000