专转本计算机 第3章3.3 程序设计语言.ppt

3.3 程序设计语言 及其处理系统 3.3.1 程序设计语言分类 3.3.2 程序设计语言的组成 3.3.3 程序设计语言处理系 统 3.3.4 常用程序设计语言介 绍 2 3.3 程序设计语言 什么是程序设计语言？ n什么是程序？ n程序是为了用计算机解决某个问题而采用程序设计 语言编写的一个指令序列 n什么是程序设计语言？ n语言的目的是用于通信 n程序设计语言用于人与计算机之间的通信 n程序设计语言是由人使用但计算机可以理解的一种 语言 n程序设计语言用于编制程序，表达需要计算机完成 什么任务和怎样完成任务，然后交给计算机去完成 3 3.3 程序设计语言 程序设计语言填补了 人与计算机交流的鸿沟 计算机硬件仅仅 知道0和1 有问题需要 计算机解决 的人 交流的鸿沟 计算机硬件仅仅 知道0和1 有问题需要 计算机解决 的人 程序设计语言 4 3.3 程序设计语言 计算机中使用多种“语言” n程序设计语言：主要用于描述算法 n机器语言、汇编语言、高级语言 n数据描述语言（文档规范、文件格式）：主要用于描述数据 （文档、音乐、图形、图像、视频等）的结构和格式 nHTML、XML、MIDI、MP3、OpenGL、JPEG、MPEG、 n脚本语言（VBA、VBScript、JavaScript ） n计算机通信语言（通信协议）：用于描述计算机-计算机之 间的会话（请求-应答）的语法和语义 nHTTP、POP3、SMTP、 FTP、 Telnet、TCP、IP、 n数据库语言：用于数据操作，如SQL语言 5 3.3 程序设计语言 3.3.1 程序设计语言分类 n机器语言 n汇编语言 n高级程序设计语言 6 3.3 程序设计语言 B8 7F 01 BB 21 02 03 D8 B8 1F 04 2B C3 （计算1055-(383+545)的5条机器指令） 机器语言 n机器语言就是计算机的指令系统 n指令是使用二进制编码表示的 n用机器语言编程序, 也就是直接使用二进制代码 编写程序 n优点： n可以直接被计算机执行 n缺点： n记不住、难理解、效率低、不易维护 n不同的机器语言程序，相互不兼容 n现在已不直接用机器语言编制程序！ 操作码操作数(或操作数的地址) 1条机器指令 操作数地址 操作码 7 3.3 程序设计语言 例：机器语言程序 n 在MIPS计算机上求最大共约数（GCD）的机器 程序（16进制表示） MISP计算机的每条机器指令均为32个二进位，用8个16进制数表示 8 3.3 程序设计语言 汇编语言 n用助记符号来表示机器指令 中的操作符与操作数 n优点： n操作数直接使用十进制 n程序相对容易理解 n缺点： n大型程序难以开发 n依赖于具体计算机 将383传送到AX寄存器 将545传送到BX寄存器 将BX内容加AX内容，结果在BX中 将1055传送到AX寄存器 将AX内容减BX内容，结果在AX寄 存器中 B8 7F 01 BB 21 02 03 D8 B8 1F 04 2B C3 （计算1055-(383+545)的5条机器指令） 机器语言程序 对应的汇编语言程序 MOV AX 383 MOV BX 545 ADD BX AX MOV AX 1055 SUB AX BX 汇编语言程序 9 3.3 程序设计语言 高级程序设计语言 n目的：克服汇编语言的缺陷，提高 编程和维护的效率 n特点： n接近人们日常使用的自然语言 （主要是英语）容易理解、记 忆和使用 n可在不同计算机上通用 n对使用的符号、词汇、语法和 语义等各种语言成分都有严格 的规定 n意义：使程序设计的难度降低，导 致了计算机的发展进入新的阶段 MOV AX 383 MOV BX 545 ADD BX AX MOV AX 1055 SUB AX BX 汇编语言程序 S=1055-(383+545) 10 3.3 程序设计语言 高级程序设计语言的发展 n50年代：Fortran，ALGOL n60年代：COBOL语言 n70年代：Pascal 语言，C语言，BASIC语言 n80年代： Ada语言，PROLOG语言，LISP语言 n90年代起：面向对象语言C+、 JAVA、C#等 11 3.3 程序设计语言 3.3.2 程序设计语言的成分 12 3.3 程序设计语言 程序设计语言的要素 n字符集（大多使用ASCII字符集） n词汇： n保留词 n运算符 n分隔符 n标识符 n语法：词法和句法 n语义： 32保留词：(由系统定义，不能重作其它定义) auto break case char const continue default do double else enum extern float for goto if int long register return short signed sizeof static struct switch typedef unsigned union void volatile while 13 3.3 程序设计语言 程序设计语言的4种基本成分 n数据成分： n用于描述程序所涉及的对象数据 n运算成分： n用以描述程序中所包含的运算（算术运算、逻辑运算、 字符串运算等） n控制成分： n用以控制程序中所含语句的执行顺序 n传输成分： n用以描述程序中的数据传输操作 14 3.3 程序设计语言 程序语言中的数据成分 n数据是客观事物在计算机内 的(格式化)表示，是程序所 操作和处理的对象 n程序中的数据通常应该先说 明、后使用 n数据说明的内容包括： n变量还是常量 n它们的标识符(符号表示) n它们的数据类型 n 整型 基本类型 算术类型 字符类型 逻辑类型 实型 复合类型 数组 指针 用户定义类型 例：C 语言中的数据类型 15 3.3 程序设计语言 什么是数据类型(data type)？ n数据类型：用于刻画数据的特性数据的取值范围和允许对 它进行哪些操作 nC 语言通常支持下列基本数据类型： 类型说明符 类型名称字长 取 值 范 围可执行的操作 bool 逻辑型(布尔型 ) 4(1)B true, false逻辑操作 char字符型1B-128127(0255)比较操作 int整型4B-21474836482147483647算术和比较操作 long int长整型4(8)B -21474836482147483647算术和比较操作 float单精度浮点型4B 6位有效数字， 2.0 x 10-38 2.0 x 1038 算术和比较操作 double双精度浮点型8B 12位有效数字， 2.0 x 10-308 2.0 x 10308 算术和比较操作 （基本数据类型是大部分CPU能直接支持的数据类型，也称为内 部类型，是不可分解的） 16 3.3 程序设计语言 算术运算符：+ - * / % + - 关系运算符： = != 逻辑运算符：！ & | 位运算符 ： | & 赋值运算符：= 及其扩展 条件运算符：?: 逗号运算符：, 指针运算符：* & 求字节数 ：sizeof 强制类型转换：(类型） 分量运算符：. - 下标运算符： 其它 ：( ) - 运算成分：运算符和表达式 “表达式”由变量、常量、函数、运算符和括 号组成 ，它用来计算一个值。例如， sin(45*3.14/180)+(exp(10)+log(10)/sqr(x+y+1) 用来计算下面公式的值： 17 3.3 程序设计语言 程序语言中的控制成分 n控制成分用来提供一种基本框架，在此基本框架 的支持下，将数据和对数据的运算组合成程序 n三种控制结构： 由一组顺序执行 的计算操作(或语 句)组成 顺 序 结 构 A B 由一个条件()和两 个供选择的操作(或 语句)和组成 P AB 真假 条 件 选 择 结 构 由一个条件()和一 个供重复执行的操作 (或语句)组成 P A 假 真 重 复 结 构 18 3.3 程序设计语言 3.3.3 程序设计语言 处理系统 19 3.3 程序设计语言 程序设计语言的翻译程序 n把甲语言编写的程序翻译为等价的乙语言编写的程序。 其中甲语言程序称为源程序，乙语言程序称为目标程序 翻译程序 源程序 目标程序 n常用的有下列几种： 汇编程序 (汇编器) 汇编语言 源程序 机器语言 目标程序 编译程序 (编译器) 高级语言 源程序 机器语言或汇编 语言目标程序 解释程序 (解释器) 高级语言 源程序 边解释边执行， 不产生目标程序 20 3.3 程序设计语言 编译程序与解释程序的区别 n解释：解释器直接解释并且执行源语言程序，不 产生目标程序（相当于“口译”） n编译：把源程序编译为机器语言目标程序后，再 由计算机运行（相当于“笔译”） 源程序 目标程序 编译器 计算机 编译方式 计算机 源程序 解释器 解释方式 BASIC、Visual Basic、VBScript、 Java、JavaScript 等都是解释执行的 语言 C、C+等都是 需要编译的语言 21 3.3 程序设计语言 编译程序的处理过程 源程序目标程序 可执行代码 程序库 编译程序链接程序 .c .h .obj .exe 1.编辑 2.编译 3.链接 4.运行 22 3.3 程序设计语言 3.3.4 常用程序设计语言 介绍 23 3.3 程序设计语言 FORTRAN语言 nFORTRAN是FORmula TRANslation （公式翻 译）的缩写词，它是一种主要用于数值计算的面 向过程的程序设计语言。FORTRAN语言的特点 是接近数学公式，简单易用 n目前最新的国际标准是FORTRAN2003 24 3.3 程序设计语言 BASIC和Visual Basic语言 nBASIC语言的特点是简单易学 nVisual BASIC(VB)语言是微软公司基于BASIC 发展而来的一种程序设计语言，特点是： n是一种可视化的、面向对象的、采用事件驱动方式 的结构化高级程序设计语言 n具有高效率、简单易学及功能强大的特点 n可以高效、快速地开发Windows 环境下功能强大 、图形界面丰富的应用软件 25 3.3 程序设计语言 Java语言 n由SUN Microsystem公司于1995年发布的一种 面向对象的、用于网络环境的程序设计语言 n基本特征是： n适用于网络分布环境 n具有一定的平台独立性 n安全性和稳定性好 nJava语言受到各种应用领域的重视，取得快速的 发展，在Internet上已推出了用Java语言编写的 很多应用程序 26 3.3 程序设计语言 C语言和C+语言 nC语言是19721973年间由ATT公司Bell实验 室开发而成