程式语言的意义.doc

2020/1/10田余婷 下下前言1-1 程式語言的意義1-2 程式語言的作用1-3 程式語言的種類1-4 演算法與流程圖1-5 結構化程式設計心得:前言:一般使用者所接觸的電腦環境不外是在Windows95或98作業系統上，使用套裝軟體，如：Office 97，來撰寫文書報告、設計試算表或是製作簡報等工作，有時為了提昇作業效率，你可能開始想改變目前所使用的工作環境，或是不在滿足於目前所使用的軟體，這時候最好的方法就是求助於程式設計來解決你的需求了；然而目前你對於程式設計的概念可能還相當模糊或陌生，在此就是要給你一個完整的程式設計概念。1-1. 程式語言的意義 語言（Language）是人類用以互通訊息，溝通觀念的一種方式。人與人之間的溝通，使用的是語言及文字，但人如果要和電腦溝通，要命令電腦工作，就必須使用電腦能夠接受與瞭解的語言，此稱為程式語言（Programming Language）。而電腦所能瞭解的語言，有一定的語法（Syntax）及符號，例如像“Sit down , please.”這種口語的說法，用的是英文文法，現階段可能不太適合用來作為程式語言的語法，會過於複雜與抽象化，而且電腦的功能絕對不如你想像中那麼強大，充其量它只會做邏輯性的判斷罷了，所以你就必須用另一種比較明確、有系統，而且更簡單的語法和它溝通。1-2. 程式語言的作用 程式語言可以幫我們做很多事，舉凡日常生活或是工作上所需事項，吾人若有能力均可利用合適的程式語言來撰寫程式，例如：你可以為自己或為別人寫出一套圖書管理系統，來管理書籍之借閱、歸還、編目與查詢之工作，你也可以利用HTML語言來設計網頁，甚至依據你的喜好與需求，改變你的工作環境等等，可知程式語言的功能甚多，不勝枚舉。為了滿足工作需求所設計出來讓人們使用的應用程式通稱為應用軟體（Application Software），而應用軟體則必須架構在作業系統上，因此常看到市面上的應用軟體會標明著該軟體相容的作業系統，或稱作業平台。舉個例子來說，MS Office 97 應用軟體，需架構在MS Windows 95/98或MS Windows NT 平台下方可執行。1-3. 程式語言的種類 一般對於程式語言的分類，大致可分為三大類：l 機器語言（Machine Language）l 組合語言（Assembly Language）l 高階語言（High-Level Language） 機器語言機器語言式電腦所能直接理解的程式語言。這種語言在程式上是由一串0與1組合而成，每一串組合就是一個指揮電腦工作的指令。由於機器語言不易編寫，且不易維護，因此，一般人甚少使用。 組合語言組合語言（Assembly Language）的指令是利用簡單且有意義的英文字縮寫（或文字符號），來代替機器語言的指令。它的每一條命令相當於機器語言的一個命令，稱為指令（Instruction）。用組合語言所設計的程式，電腦能無法辨識，因此，必須先利用電腦廠商所提供的組譯程式（Assembler），將它翻譯成對應的機器語言程式，才能進一步執行。組合語言 組譯器 機器語言由於使用者在使用組合語言或機器語言編寫程式時，均必須對電腦內部結構有相當的了解，而且這兩類語言與人類用語差異很大，不易學習，只適於電腦專業人員使用。因此，我們又將其歸類為低階語言（Low-Level Language）。 高階語言高階語言與人類日常生活用語相近，簡單易學，且撰寫方便，為一般人所樂於使用。例如：欲指揮電腦執行C=A+B的運算，利用BASIC語言可寫成：LET C = A + B用高階語言所撰寫的程式，一般通稱為原始程式（Source Program）。它必須先經過編譯程式（Compiler）或直譯程式（Interpreter）加以翻譯成為目的程式（Object Program）的機器語言後，才能被執行。高階語言 編譯或直譯程式 機器語言（原始程式） （目的語言）在高階語言中每一個命令稱為敘述（Statement），通常一個敘述經編譯後，會產生數個機器語言指令。所以使用高階語言撰寫的程式，比較簡潔，容易閱讀，而使用低階語言撰寫的程式，比較冗長，且難以看懂。編譯程式（Compiler）或直譯程式（Interpreter）的編譯方式，並不相同，茲說明如下：編譯程式-是將整個程式檢查無誤，並全部翻譯成機器語言後，才能被執行。直譯程式-將原始程式的敘述，逐一地翻譯並執行。一般PC常用的高階語言，有下列幾種： FORTRAM-係FORmula TRANslation之縮寫。此種語言最適合用來解決數學、工程及科學上的問題。其程式結構類似英文和數學公式，在PC系列中，一般使用MS FORTRAN最普遍。 COBOL-係Common Business Oriented Langange之縮寫。是目前國內做商業資料處理最普遍使用的一種程式語言，較適於大量資料的輸入與輸出以及做簡單的運算。在PC系列中，一般使用RM COBOL及MS COBOL兩種。 BASIC-係Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code之縮寫。一般初學者均以學習BASIC語言來踏入程式語言的領域。它具有簡單、易學、易用的優點，是PC最主要的語言。以前較為大家所熟知的BASIC，有GW-BASIC、Quick BASIC。 PASCAL-具有嚴謹語法，符合結構化程式設計的精神，並擴充了資料結構和資料型態的能力，一般適用於教學用。PC系列以使用Turbo PASCAL、Quick PASCAL最為普遍。 C/C+ + 語言-具有嚴謹語法，精簡且結構化，執行速度快，所以程式設計專家最喜歡用它來進行軟體開發的工作。同時也廣泛應用於學校教學與學術研究上。以前PC普遍採用Microsoft C、Turbo C。一部電腦能否使用上列語言，要看電腦廠商有沒有提供這些語言的編譯程式而定，如果有C語言編譯程式，我們就可以使用C語言來撰寫程式，反之，如果沒有COBOL編譯程式，我們就無法使用COBOL語言來撰寫程式。除了上述高階語言程式外，目前市面上另有一些好用的程式語言，普遍用來作為開發視窗應用程式的工具，通稱為開發軟體（Develop Software）。不同的開發軟體，各有其優缺點，不過均有一個共同的特徵，就是它們都是使用物件導向程式設計（Object Oriented Programming）的語言。在此大致介紹一下，這些程式語言的特色： Visual C+ + 語言：以C+ +為架構，發展過程較複雜，學習時間也較長，但是寫出來的程式速度快，程式也較小，一般提供程式設計師用來設計圖形使用者介面（GUI：Graphical User Interface）的一種語言。 Borland C+ + Bulider語言：以C+ +為結構，亦是提供程式設計師用來設計圖形使用者介面用的一種語言。 Delphi語言：以Pascal語言為架構，有很多現成的物件可供使用，在資料庫的表現上十分突出，發展時間快，程式也不大。一般提供程式設計師用來設計圖形使用者介面的一種語言，此軟體內含資料庫，彼此搭配，Delphi開發環境一般作為設計前端資料存取的工具，以存取後端資料庫內之資料。 Visual Basic語言：以Basic語言為結構，亦是提供程式設計師用來設計圖形使用者介面的一種語言，此程式語言一般最為設計前端資料存取的工具，可存取後端不同資料庫（如：MS SQL Server，MS Access97等）內之資料。它也有非常多的物件可供使用，學起來十分容易，發展時間快，但程式執行速度較慢，且程式也較大。因為容易上手，而且有許多現成的元件可以直接使用，目前該軟體之市場佔有率相當高。最重要的是有支援“中文版”，這對初學者來說無非是一大福音，也多少是它之所以普及的主要原因之一。我們之所以在此要學習Visual Basic的緣故，是因為任何程式設計人員都可以在最短的時間內完成一個視窗應用程式，也是本書所要詳加介紹的程式語言。1-4. 演算法與流程圖 吾人在撰寫程式時，若事前沒有對問題加以分析而直接撰寫，往往程式內容或流程漏洞百出，反之，若能利用相關工具對問題加以分析後，再撰寫程式，則錯誤會減至最低，流程圖便是程式撰寫前最佳輔助與分析工具。利用電腦處理問題時，通常依下列五個步驟來進行：一、 問題分析：了解需求與問題所在，並確定應輸入及輸出的資料。二、 演算法或流程圖設計：分析需求與問題的解決方法，找出最佳的處理程序，並以演算法或流程圖表示其處理順序。三、 程式撰寫：首先，選定一種熟悉的程式語言，依流程圖之順序，將問題處理所需要之程序，依序用合法的語法完成程式之撰寫。四、 執行、偵錯、修正設計：執行已編譯完成之程式，若發生任何錯誤，即應立即更正程式內容，再執行、偵錯與修正設計，直到程式無誤為止。 演算法（Algorithm）演算法是將解決問題方法，逐步以近似於人類語言的文字結構條列出來，可將問題在有限的步驟內求出精確的答案。 虛擬碼與流程圖 虛擬碼（Pseudo Code）的定義：虛擬碼是以文字來說明程式的邏輯與流程，而文字本身並沒有語法上的限制。 流程圖（Flow Chart）：為了避免程式會有邏輯上的錯誤，或條件沒有考慮週到，或作業被遺漏等事情發生，因此，撰寫程式之前，必須先研究分析解決問題的方法，將其歸納整理成有系統的步驟，然後將各步驟以各種不同的流程圖符號表示出來，此即所謂的程式流程圖，便於程式設計師閱讀或檢驗程式的邏輯與流程是否無誤。 流程圖的用途：程式流程圖示程式設計師分析程式邏輯與流程最佳的工具，除用於程式設計外，尚有其他用途：（1）程式撰寫方便。（2）程式邏輯關係明確。（3）提高撰寫程式效率。（4）系統結構易於明瞭。（5）提高親和性與可讀性。（6）具有溝通性。 繪製流程圖應注意事項：建議初學者於程式撰寫前，不妨利用流程圖幫助撰寫，免得在寫完程式之後，才發現程式流程或邏輯出現問題，而需重新大幅修改程式，若先繪一流程圖，相信會使整個程式撰寫過程更條理分明。（1）只有一個起點且至少有一個終點。（2）決策符號有兩個或兩個以上的流出線。（3）終止符號不可以有流出線，其他符號只有一條流出線（除決策符號外）。（4）除啟止符號外，每一符號必須有一條流出線。（5）應以模組為單位。 流程圖的種類（1） 系統流程圖（System Flow Chart）：用來描述整個工作系統中，各個部門間的作業關係，說明輸入的資料在經過哪些處理步驟後，而變為輸出資料。例如：有關公司資料處理的作業程序流程圖。（2） 程式流程圖（Program Flow Chart）：用來說明程式內的處理流程，該程式流程圖可說明各種運算及執行的先後次序。（3） 資料流程圖（Data Flow Chart）：資料流程圖是結構化分析的基本工具，它以四種不同的圖形將系統內部及系統與外界間的各種資源傳遞情形，表示出來。 流程圖符號（1） 系統流程圖符號人工輸入執行過程線上記憶器撿出輸入輸出打孔紙帶磁帶合併顯示連接校勘排序磁鼓磁碟卡片通訊線報表文件人工操作鍵入卡片檔（2） 程式流程圖符號符號說明用途啟止符號表示流程的起點或終點，一個流程圖必有一個起點，但可以有一個以上的終點。處理符號表示處理一件工作，可為運算式。輸入或輸出符號由輸入設備輸入資料，或由輸出設備輸出資料。流向符號表示處理步驟之順序與方向，通常處理步驟由上而下，由左而右。決策符號表示條件待判斷，並根據其判斷結果決定下一個步驟，通常有一個入口，二個出口。連接符號表示流程圖連接處，當紙張不夠大時，或流程圖交會時使用。迴路符號利用迴圈敘述時使用（如：For Next）.註解符號表示對流程步驟的說明，增加可讀性。通訊線路符號表示使用通訊系統傳輸資料。文件符號表示輸出結果為報表文件或由印表機輸出。換頁連接符號表示流程圖要連接至另一頁。副程式符號表示一群程式步驟或流程，用以說明副程式或其他流程的組合。（3） 資料流程圖符號外界實體資料流處理資料儲存所 流程圖的繪製：基本上，流程圖的繪製包含了三種基本的型事，茲分別說明如下：（1） 順序型（Sequence）：由上而下執行兩個以上的敘述。AB（2） 選擇型（Selection）：給予條件，依條件逐一執行。成立條件 不成立處理程序（3） 迴圈型（Loop）：程式可無窮盡的執行，直到符合某條件而跳出迴圈執行迴圈外的下一個敘述。A成立條件 不成立 1-5.結構化程式設計 結構化的程式設計，一般有以下特色，並分別說明其優缺點如下： 特性（1）由順序、選擇、迴圈三種基本型態來描述程式的邏輯，由上而下（Top-Down）的程式設計及模組化的程式設計（Modular Pr