《程序设计概述》PPT课件.ppt

C语言程序设计教师 肖琳Email x201 tel一 课程的任务与目标 1 掌握C语言的数据类型 控制结构 常用算法 编程技术及模块化的程序设计思想 2 熟悉C语言程序的编辑 编译 调试 运行的方法 3 在掌握C语言程序设计基本方法的同时 着重通过程序设计实践培养学生分析问题和解决问题的能力 提高计算机专业素养 4 使学生具备计算机二级 C 考试所要求的水平和能力 5 为后续单片机 数控等课程打下良好的基础 二 教材选用 1 教科书 C语言程序设计教程 叶东毅主编 厦门大学出版社学习指导 叶东毅主编 厦门大学出版社2 参考书 1 C程序设计题解与上机指导 谭浩强著 北京 清华大学出版社 2 C语言程序设计与应用教程 严桂兰主编 厦门大学出版社 3 C程序设计 第二版 谭浩强著 北京 清华大学出版社 第1章程序设计概述 1 1程序设计基础1 2算法及其表示1 3结构化程序设计方法 本章学习目标 l计算机语言按其发展过程一般分为 机器语言 汇编语言和高级语言 非过程化的高级语言 面向对象的程序设计语言l算法的概念 特性及描述l结构化程序设计的概念及设计步骤 1 1程序设计基础 1 1 1程序设计语言1 1 2常用编程语言及适用范围 1 1 1程序设计语言 1 机器语言机器语言是最底层 最早产生和使用的计算机语言 用机器语言编写的程序 计算机硬件可以直接识别 机器语言程序都是由二进制0和1组成的系列 程序编写起来非常繁琐 可以用 难学 难记 难写 难检查 难调试 来概括 尤其是用机器语言编写的程序完全依赖于机器 所以程序的可移植性差 由于用机器语言编写的程序直接针对计算机硬件 因此它的执行效率比较高 能充分发挥出计算机的速度性能 这也是机器语言的优点 2 汇编语言 为了克服机器语言的缺点 人们对机器语言进行了改进 用一些容易记忆和辨别的有意义的符号代替机器指令 如 用指令助记符来代替机器语言指令代码中的操作码 用地址符号来代替地址码 用这样一些符号代替机器指令所产生的语言就称为汇编语言 也称为符号语言 如计算表达式 9 8的值 用汇编语言实现 在该汇编语言程序中 以MOV MOVE的缩写 代表 数据传送 ADD代表 加 HLT HALT的缩写 代表 停止 等 这些符号含义明确 容易记忆 所以又称为助记符 这些助记符编写的程序 可读性好 容易查错 修改方便 但计算机硬件不能直接识别 必须由一种专门的翻译程序将汇编语言程序翻译成机器语言程序后 计算机才能识别并执行 这种翻译的过程称为 汇编 负责翻译的程序称为汇编程序 翻译出的程序称为目标程序 而翻译前的程序称为源程序 如下图 3 高级语言 20世纪50年代中期开始逐步发展出面向问题的程序设计语言 称为高级语言 1954年出现了第一种高级语言 FORTRAN 40多年来 有几百种高级语言出现 使用较普遍的有FORTRAN ALGOL COBOL BASIC LISP SNOBOL PL 1 Pascal C PROLOG Ada C VC VB Delphi JAVA等 用高级语言编写的程序 计算机也不能直接执行 也需要一种工具将它翻译为机器语言程序 这种工具就是高级语言的编译系统 一般地将高级语言程序翻译为意义等价的机器语言程序的方法有编译方式和解释方式两类 1 编译方式 2 解释方式 4 非过程化的高级语言 面向过程的高级语言 用这种语言解决问题时 人们首先要理解问题要求我们 做什么 然后去构造 怎么做 的解题过程 程序设计者要详细地规定计算机操作的每一个细节 非过程化的高级语言 只需告诉计算机 做什么 而无需去构造 怎么做 的过程 如各种数据库语言SQL dBASE FoxBASE FoxPro等均属此类语言 5 面向对象的程序设计语言 VisualBasic VisualC VisualFoxpro Delphi Java等面向对象的程序设计语言 1 2算法概述 1 2 1算法的概念1 2 2算法的表示1 2 3算法的特点 1 2 1算法 1 算法 为解决一个问题而采取的方法和步骤 数据结构 算法 程序 沃思 NikiklausWirth 数据结构主要是数据的类型和数据的组织形式 即对程序中数据的描述 算法是对程序中操作的描述 即操作步骤 处理一个问题 可以有不同的算法 如求 到100之间的所有偶数和 要保证算法的正确 还要考虑算法的质量和效率 1 2 2算法的表示 常用的描述算法的方法有 自然语言 传统流程图 N S结构流程图 伪代码 PAD图等 这里主要介绍前面三种 1 用自然语言表示算法 自然语言就是人们日常使用的语言 可以是汉语 英语或其他语言 用自然语言描述算法具有通俗易懂的优点 但缺点也比较多 1 比较繁琐 2 容易出现 歧义性 3 用自然语言容易描述顺序执行的步骤 例1 1将两个变量x和y的值互换用自然语言描述如下 步骤1将x值存入中间变量z中 x z步骤2将y值存入变量x中 y x步骤3将中间变量z的值存入y中 z y 2 用传统流程图表示算法 传统流程图是用一些图框表示各种操作 用图形表示算法 直观形象 易于理解 美国国家标准化协会ANSI AmericanNationalStandardInstitute 规定了一些常用的流程图符号 起止框 输入输出框 判断框 处理框 流程线 连接点 注释框 图1 2常用流程图符号 4 用N S流程图表示三种基本结构 I Nassi和B Shneiderman提出了一种新的流程图形式 在这种流程图中 完全去掉了带箭头的流程线 N S流程图 顺序结构 选择结构 循环结构 1 3结构化程序设计方法 1 3 1结构化程序基本控制结构1 3 2程序设计的原则和步骤 三种基本结构 Bohra和Jacopini提出了组成结构化程序的三种基本结构单元 它们是 顺序结构 选择结构和循环结构 顺序结构 选择结构 循环结构 结构化程序设计方法 结构化程序设计强调程序设计风格和程序结构的规范化 提倡清晰的结构 怎样才能得到一个结构化的程序呢 具体说 采取以下方法可以保证得到结构化的程序 1 自顶向下 2 逐步细化 3 模块化设计 4 结构化编码 1 3 程序设计的步骤 一般来说 程序设计的过程可以分为以下几个步骤 1 分析问题 即分析任务的要求 要给出什么结果 提供什么资源 有无解决的可能 2 建立数学模型 即用数学语言描述它 3 选择计算方法 即选择用计算机求解该数学模型的近似方法 4 算法设计 即制定出计算机运算的全部步骤 5 编写程序 即选择一种计算机语言 根据前一步的算法编写程序 6 运行 调试程序 即上机运行程序 用各种不同的数据