具体描述
《21世纪高等学校计算机科学与技术规划教材•C语言程序设计》是“21世纪高等学校计算机科学与技术规划教材”之一，该书共分12个章节，每个章节均配有小结和习题，以方便学生的总结、学习和上机训练，具体内容包括C语言概述、C语言的基本知识、运算符和表达式、顺序和选择结构程序设计、循环结构程序设计、结构体与其他数据类型等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。
图书简介： 《数字孪生：从理论到实践的全面指南》 本书不是 C 语言程序设计方面的著作，它是一部深入探讨数字孪生（Digital Twin）技术从基础概念、核心理论到实际应用的全景式专业指南。 --- 引言：迎接第四次工业革命的数字化核心 在当今快速演进的技术浪潮中，数字孪生已不再是科幻小说中的概念，而是驱动工业 4.0、智能制造、智慧城市和复杂系统优化的核心驱动力。本书旨在为工程师、架构师、研究人员和技术决策者提供一个全面、深入且高度实用的知识框架，用于理解、设计、构建和部署下一代数字孪生系统。我们专注于如何利用实时数据、先进的建模技术和人工智能，在物理世界和数字世界之间搭建起一座无缝、动态、双向交互的桥梁。 第一部分：数字孪生的基石与理论框架 (Foundation and Theoretical Framework) 本部分奠定了数字孪生技术的理论基础，为读者构建了一个坚实的知识体系。 第一章：数字孪生的定义、演进与战略价值 概念的澄清与边界界定： 详细区分数字孪生、仿真模型、物联网（IoT）数据可视化和实时监控系统之间的本质区别。 历史沿革： 回溯数字孪生概念的起源，从 NASA 的“镜像空间”（Mirror Space）技术到现代工业应用的发展脉络。 战略定位： 分析数字孪生如何成为企业提升运营效率（OEE）、降低维护成本（TCO）和加速产品创新周期的关键战略资产。 孪生体的层次结构： 深入探讨不同粒度的孪生体——从部件级、产品级到系统级、流程级孪生的建模需求和技术挑战。 第二章：核心支撑技术栈的解析 本章聚焦于支撑数字孪生实时运行和高保真度所需的关键技术。 数据采集与融合（Data Ingestion & Fusion）： 探讨工业传感器、边缘计算设备（Edge Computing）的数据采集协议（如 OPC UA, MQTT）以及如何处理异构数据的清洗、同步与时间戳对齐。 高保真建模技术： 深入剖析基于物理学的建模（Physics-Based Modeling, PBM）、基于数据的建模（Data-Driven Modeling, DDM）和混合建模（Hybrid Modeling）的应用场景与技术侧重。重点介绍多物理场耦合分析的重要性。 实时计算与反馈回路： 阐述低延迟计算基础设施（如 HPC 或专用云实例）如何支撑实时状态映射，并建立精确的数字-物理反馈控制循环。 第二部分：数字孪生的生命周期与构建流程 (Lifecycle and Construction) 本部分将理论转化为可执行的蓝图，指导读者如何系统地构建一个数字孪生项目。 第三章：数字孪生建模与映射的艺术 资产数字化： 如何将物理资产（如一台机器、一条生产线或一座建筑）的几何信息、材料属性和行为逻辑转化为数字模型。涉及 CAD/BIM 数据的转换与优化。 状态映射的挑战： 探讨如何准确、实时地将传感器数据映射到模型的特定参数上，确保数字状态与物理状态的一致性（State Fidelity）。 行为逻辑的嵌入： 如何将控制逻辑、故障模式和环境因素（如温度、湿度）编码到数字模型中，使其具备“预测”能力。 第四章：平台架构与互操作性标准 数字孪生系统的成功高度依赖于其底层平台的稳定性和开放性。 孪生平台架构选型： 对比主流的数字孪生平台（如工业巨头提供的平台与开源框架）的优劣，重点分析数据湖、时序数据库和图数据库在其中的角色。 互操作性标准（Interoperability）： 详细介绍 IEC 62890、RAMI 4.0 等关键标准对构建跨厂商、可扩展孪生系统的指导意义。 安全与权限管理： 鉴于孪生体控制着关键物理流程，本章将深入探讨端到端的加密、访问控制和模型版本管理的必要性。 第三部分：高级应用、智能增强与未来趋势 (Advanced Applications and Future Trends) 本部分探讨如何利用人工智能和高级分析技术，将数字孪生从“描述性”工具提升为“预见性”和“指导性”工具。 第五章：集成人工智能进行预测性维护与优化 AI 驱动的故障预测： 如何使用时间序列分析、深度学习模型（如 LSTM、Transformer）来分析孪生体中的历史和实时数据，提前数周预测设备可能发生的退化或故障。 “What-If”场景分析： 利用孪生体进行大规模、无风险的“假设”分析，测试新的操作参数、调度策略或维护计划的潜在影响，并提供最优建议。 闭环优化： 实现数字孪生自动调整物理系统的控制参数，以实现能耗最小化或吞吐量最大化。 第六章：数字孪生的行业落地与案例剖析 本书将通过深度案例研究，展示数字孪生在不同领域的实际价值。 智能制造： 聚焦于生产线效率优化、质量缺陷溯源和柔性制造系统的动态调度。 智慧基础设施： 以桥梁、电网或大型建筑群为例，探讨结构健康监测、能源管理和应急响应系统的构建。 产品生命周期管理（PLM）： 如何利用产品运行中的孪生体数据反哺设计阶段，实现“设计-制造-运维”的持续迭代。 第七章：构建数字孪生的伦理、治理与未来展望 数据治理与所有权： 探讨在共享复杂系统孪生数据时涉及的法律和商业伦理问题。 迈向群体孪生（Swarm Twins）： 展望多个独立孪生体之间如何协作，形成更宏观、更具弹性的生态系统。 人机协作的未来： 探讨增强现实（AR）/虚拟现实（VR）与数字孪生的结合，如何改变现场技术人员与复杂系统的交互方式。 --- 本书的特点： 本书以系统工程的严谨性为指导，结合前沿信息技术的实践深度，力求做到理论与工程实践的完美结合。书中包含大量架构图、数据流模型和算法流程说明，避免了空泛的描述，旨在为读者提供可立即应用于实际项目的知识和方法论。阅读本书，您将掌握构建下一代数字化基础设施所需的关键技术栈和战略思维。
作者简介
目录信息
第1章 C语言概述
1.1 程序与程序设计语言
1.1.1 程序
1.1.2 程序设计语言
1.2 C语言发展概述和主要特点
1.2.1 C语言的发展历史
1.2.2 C语言的主要特点
1.3 C程序的基本结构
1.4 程序的调试
1.4.1 调试步骤
1.4.2 Turbo C集成开发环境
1.4.3 Visual C++集成开发环境
本章小结
习题 1
第2章 C语言的基本知识
2.1 Ｃ语言的数据类型
2.2 变量与常量
2.2.1 变量
2.2.2 常量
2.3 整型数据
2.3.1 整型变量
2.3.2 整型常量
2.3.3 用printf()输出整型数据
2.3.4 用scanf()输入整型数据
2.4 浮点数
2.4.1 浮点变量
2.4.2 浮点常量
2.4.3 用printf()输出浮点数据
2.4.4 用scanf()输入浮点数据
2.5 字符型数据
2.5.1 字符变量
2.5.2 字符常量
2.5.3 用printf()输出字符
2.5.4 用scanf()输入字符
2.5.5 用getchar()输入字符和用putchar()输出字符
2.5.6 字符串常量
本章小结
习题 2
第3章 运算符和表达式
3.1 表达式
3.2 算术运算符
3.3 赋值运算符
3.3.1 普通赋值运算符
3.3.2 复合赋值运算符
3.4 不同数据类型数据间的混合运算
3.4.1 自动类型转换
3.4.2 强制类型转换
3.4.3 赋值表达式的类型转换
3.5 自增、自减运算符
3.6 逗号运算符
3.7 其他运算符
本章小结
习题 3
第4章 顺序和选择结构程序设计
4.1 C语句概述
4.2 算法基本知识
4.2.1 算法的特性和要素
4.2.2 算法的描述
4.3 顺序结构程序设计
4.4 关系运算与逻辑运算
4.4.1 关系运算
4.4.2 逻辑运算
4.4.3 程序中对条件的描述
4.5 if语句
4.5.1 if语句的基本形式
4.5.2 缺省else结构的if语句
4.6 if语句的嵌套
4.7 条件运算符
4.8 switch语句
4.9 选择结构程序设计举例
本章小结
习题 4
第5章 循环结构程序设计
5.1 while语句
5.2 do…while语句
5.3 for语句
5.4 break语句与continue语句
5.4.1 break语句
5.4.2 continue语句
5.5 循环的嵌套
5.6 用if和goto语句构成的循环结构
5.7 程序举例
本章小结
习题 5
第6章 数组
6.1 一维数组
6.1.1 一维数组的定义
6.1.2 一维数组的引用
6.1.3 一维数组的初始化
6.1.4 一维数组的程序举例
6.2 二维数组
6.2.1 二维数组的定义
6.2.2 二维数组的引用
6.2.3 二维数组的初始化
6.2.4 二维数组的程序举例
6.3 字符数组与字符串
6.3.1 字符数组
6.3.2 用字符数组存储字符串
6.3.3 字符串输入输出
6.3.4 字符串处理函数
6.3.5 字符串应用举例
本章小结
习题 6
第7章 函数
7.1 函数概述
7.2 函数的定义和调用
7.2.1 函数定义
7.2.2 函数调用
7.2.3 形式参数和实际参数
7.2.4 函数的值
7.3 函数的嵌套调用
7.4 函数的递归调用
7.5 局部变量和全局变量
7.5.1 局部变量
7.5.2 全局变量
7.6 数据的存储类别
7.6.1 动态存储与静态存储
7.6.2 auto变量
7.6.3 register变量
7.6.4 static变量
7.6.5 extern变量
7.7 内部函数与外部函数
本章小结
习题 7
第8章 指针
8.1 地址与指针
8.2 指针变量
8.2.1 指针的定义
8.2.2 指针变量的引用
8.2.3 指针变量的使用
8.3 指针与数组
8.3.1 通过指针访问一维数组
8.3.2 通过指针访问二维数组
8.3.3 指针的基本运算
8.4 指针与字符串
8.4.1 字符数组与字符指针
8.4.2 字符指针举例
8.5 指针与函数
8.5.1 指针作函数的参数
8.5.2 数组名作函数的参数
8.5.3 函数返回值是指针
8.5.4 指向函数的指针
8.6 指针数组
8.6.1 指针数组
8.6.2 main()函数的参数
8.7 多级指针
本章小结
习题 8
第9章 结构体与其他数据类型
9.1 结构体类型
9.1.1 声明结构体类型
9.1.2 结构体变量的定义
9.1.3 结构体变量的引用
9.1.4 结构体变量的初始化
9.2 结构体数组
9.3 指向结构体类型数据的指针
9.4 共用体
9.4.1 共用体概念
9.4.2 共用体类型的应用
9.5 枚举类型
9.6 用typedef定义类型
本章小结
习题 9
第10章 文件
10.1 C文件概述
10.2 文件指针
10.3 文件的打开与关闭
10.3.1 文件的打开
10.3.2 文件的关闭
10.4 文件的读写
10.4.1 fputc()函数和fgetc()函数
10.4.2 fputs()函数和fgets()函数
10.4.3 fprintf()函数和fscanf()函数
10.4.4 fread()函数和fwrite()函数
10.5 文件的定位
本章小结
习题 10
第11章 预处理命令
11.1 宏定义
11.1.1 无参数的宏定义
11.1.2 带参数的宏定义
11.2 文件包含
11.3 条件编译
本章小结
习题 11
第12章 位运算
12.1 位运算符和位运算
12.1.1 按位与运算符
12.1.2 按位或运算符
12.1.3 异或运算符
12.1.4 取反运算符
12.1.5 左移运算符
12.1.6 右移运算符
12.1.7 位运算赋值运算符
12.1.8 不同长度的数据进行位运算
12.2 位运算举例
12.3 位段
本章小结
习题 12
附录A ASCII代码与字符对照表
附录B 运算符的优先级和结合性
附录C C语言库函数
参考文献
· · · · · · (收起)
1.1 程序与程序设计语言
1.1.1 程序
1.1.2 程序设计语言
1.2 C语言发展概述和主要特点
1.2.1 C语言的发展历史
1.2.2 C语言的主要特点
1.3 C程序的基本结构
1.4 程序的调试
1.4.1 调试步骤
1.4.2 Turbo C集成开发环境
1.4.3 Visual C++集成开发环境
本章小结
习题 1
第2章 C语言的基本知识
2.1 Ｃ语言的数据类型
2.2 变量与常量
2.2.1 变量
2.2.2 常量
2.3 整型数据
2.3.1 整型变量
2.3.2 整型常量
2.3.3 用printf()输出整型数据
2.3.4 用scanf()输入整型数据
2.4 浮点数
2.4.1 浮点变量
2.4.2 浮点常量
2.4.3 用printf()输出浮点数据
2.4.4 用scanf()输入浮点数据
2.5 字符型数据
2.5.1 字符变量
2.5.2 字符常量
2.5.3 用printf()输出字符
2.5.4 用scanf()输入字符
2.5.5 用getchar()输入字符和用putchar()输出字符
2.5.6 字符串常量
本章小结
习题 2
第3章 运算符和表达式
3.1 表达式
3.2 算术运算符
3.3 赋值运算符
3.3.1 普通赋值运算符
3.3.2 复合赋值运算符
3.4 不同数据类型数据间的混合运算
3.4.1 自动类型转换
3.4.2 强制类型转换
3.4.3 赋值表达式的类型转换
3.5 自增、自减运算符
3.6 逗号运算符
3.7 其他运算符
本章小结
习题 3
第4章 顺序和选择结构程序设计
4.1 C语句概述
4.2 算法基本知识
4.2.1 算法的特性和要素
4.2.2 算法的描述
4.3 顺序结构程序设计
4.4 关系运算与逻辑运算
4.4.1 关系运算
4.4.2 逻辑运算
4.4.3 程序中对条件的描述
4.5 if语句
4.5.1 if语句的基本形式
4.5.2 缺省else结构的if语句
4.6 if语句的嵌套
4.7 条件运算符
4.8 switch语句
4.9 选择结构程序设计举例
本章小结
习题 4
第5章 循环结构程序设计
5.1 while语句
5.2 do…while语句
5.3 for语句
5.4 break语句与continue语句
5.4.1 break语句
5.4.2 continue语句
5.5 循环的嵌套
5.6 用if和goto语句构成的循环结构
5.7 程序举例
本章小结
习题 5
第6章 数组
6.1 一维数组
6.1.1 一维数组的定义
6.1.2 一维数组的引用
6.1.3 一维数组的初始化
6.1.4 一维数组的程序举例
6.2 二维数组
6.2.1 二维数组的定义
6.2.2 二维数组的引用
6.2.3 二维数组的初始化
6.2.4 二维数组的程序举例
6.3 字符数组与字符串
6.3.1 字符数组
6.3.2 用字符数组存储字符串
6.3.3 字符串输入输出
6.3.4 字符串处理函数
6.3.5 字符串应用举例
本章小结
习题 6
第7章 函数
7.1 函数概述
7.2 函数的定义和调用
7.2.1 函数定义
7.2.2 函数调用
7.2.3 形式参数和实际参数
7.2.4 函数的值
7.3 函数的嵌套调用
7.4 函数的递归调用
7.5 局部变量和全局变量
7.5.1 局部变量
7.5.2 全局变量
7.6 数据的存储类别
7.6.1 动态存储与静态存储
7.6.2 auto变量
7.6.3 register变量
7.6.4 static变量
7.6.5 extern变量
7.7 内部函数与外部函数
本章小结
习题 7
第8章 指针
8.1 地址与指针
8.2 指针变量
8.2.1 指针的定义
8.2.2 指针变量的引用
8.2.3 指针变量的使用
8.3 指针与数组
8.3.1 通过指针访问一维数组
8.3.2 通过指针访问二维数组
8.3.3 指针的基本运算
8.4 指针与字符串
8.4.1 字符数组与字符指针
8.4.2 字符指针举例
8.5 指针与函数
8.5.1 指针作函数的参数
8.5.2 数组名作函数的参数
8.5.3 函数返回值是指针
8.5.4 指向函数的指针
8.6 指针数组
8.6.1 指针数组
8.6.2 main()函数的参数
8.7 多级指针
本章小结
习题 8
第9章 结构体与其他数据类型
9.1 结构体类型
9.1.1 声明结构体类型
9.1.2 结构体变量的定义
9.1.3 结构体变量的引用
9.1.4 结构体变量的初始化
9.2 结构体数组
9.3 指向结构体类型数据的指针
9.4 共用体
9.4.1 共用体概念
9.4.2 共用体类型的应用
9.5 枚举类型
9.6 用typedef定义类型
本章小结
习题 9
第10章 文件
10.1 C文件概述
10.2 文件指针
10.3 文件的打开与关闭
10.3.1 文件的打开
10.3.2 文件的关闭
10.4 文件的读写
10.4.1 fputc()函数和fgetc()函数
10.4.2 fputs()函数和fgets()函数
10.4.3 fprintf()函数和fscanf()函数
10.4.4 fread()函数和fwrite()函数
10.5 文件的定位
本章小结
习题 10
第11章 预处理命令
11.1 宏定义
11.1.1 无参数的宏定义
11.1.2 带参数的宏定义
11.2 文件包含
11.3 条件编译
本章小结
习题 11
第12章 位运算
12.1 位运算符和位运算
12.1.1 按位与运算符
12.1.2 按位或运算符
12.1.3 异或运算符
12.1.4 取反运算符
12.1.5 左移运算符
12.1.6 右移运算符
12.1.7 位运算赋值运算符
12.1.8 不同长度的数据进行位运算
12.2 位运算举例
12.3 位段
本章小结
习题 12
附录A ASCII代码与字符对照表
附录B 运算符的优先级和结合性
附录C C语言库函数
参考文献
· · · · · · (收起)
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