第3章计算机软件2(教案).doc

计算机导论 课程教案授课班级XX1503、XX1504授课形式讲授页码1-5授课日期 第7周教学时数4课时授课章节第三章 计算机软件 3.3 程序设计语言及其处理系统 3.4 算法和数据结构教学目标熟悉常用的计算机程序设计语言了解计算机语言程序及它们的执行过程熟悉程序设计语言的分类、主要成分了解计算机软件基础理论所包含的内容、算法和数据结构的概念教学重点常用的计算机程序设计语言程序设计语言的分类、主要成分程序设计语言处理系统的作用等，算法和数据结构的概念和作用教学难点同上授课手段演示教学 实例练习课后体会教学过程新课导入：简单回忆一下：计算机软件主要包含哪几部分？（答：程序、数据、文档）。程序是其中非常重要的一部分内容。目前，市面上的程序设计语言有成百上千种，大家所知道的有哪些呢？新课讲授：3.3 程序设计语言及语言处理程序3.3.1 程序设计语言分类1.机器语言由0、1代码组成，能被计算机直接识别和执行的指令集合。特点：占用空间小、执行速度快，不易学习和修改 不同类型机器的指令系统(机器语言)不同，通用性差。2.汇编语言（符号语言）用助记符代替机器语言中的指令和数据特点：易修改，保持了速度快，占用空间小的特点 不同类型机器的汇编语言不同3.高级语言由贴近自然语言的“词”和“数学公式”组成特点：易学、易读，易修改，通用性好，不依赖于机器具有很强的通用性和可移植性3.3.2 程序语言中的数据成分和控制成分高级语言种类繁多，但是其基本成份都可归纳为四种：l 数据成分l 运算成分l 控制成分l 传输成分1.数据成分数据作为程序操作的对象，具有名称、类型、作用域等特征。使用前要对数据的这些特征加以说明。数据名称由用户通过标识符命名，类型说明数据需占用存储单元的多少和存放形式，作用域说明数据可以使用的范围。2.控制成分控制成分提供一种基本框架，在此基本框架支持下，可以将数据和对数据的运算组合成程序。(1) 顺序结构用来表示一个操作（或语句）个操作开始，顺序执行,直至序列的最后一个操作。(2) 条件选择结构由一个条件（P）和两个供选择的操作A和B组成。执行过程:先计算条件表达式P的值，如果P的值为真，则执行操 作A；否则执行操作B。 (3)重复结构重复结构为程序描述重复计算过程提供控制手段，重复结构有多种形式，最基本的形式为 while型重复结构。3.3.3程序设计语言处理系统1.语言处理系统的作用： 把用非机器语言编写的各种程序变换成可在计算机上执行的程序，或最终的计算结果，或其他中间形式。3.3.4 常用程序设计语言介绍1、常用的程序设计语言总结同学们所知道的程序设计语言，介绍几种较有影响的语言（讲述各语言的主要特点）：FORTRAN语言最早的一种高级语言主要用于数值计算方面的程序设计语言。特点：接近数学公式、简单易用。允许复数与双精度实数运算BASIC和VB语言BASIC是“初学者通用符号指令代码”的英文缩写。BASIC语言简单易学。它是针对初学者的语言，基本语句只有17个。Java语言由SUN公司于1995年5月正式对外公布的一种面向对象的、用于网络环境的程序设计语言。特点：适用于网络分布环境，具有一定的平台独立性、安全性和稳定性。C语言和C+语言1972年至1973间由ATT公司Bell实验室的D.M.Ritchie 在BCPL语言基础上设计而成的，著名的UNIX操作系统就是用C语言编写的。 特点： 语言与运行支撑环境分离、可移植性好、语言规模小因而相对简单、具有指针类型等，C语言本身简洁、高度灵活、程序运行效率高。此外，在C语言中，有不少操作直接对应实际机器所执行的动作，并在许多场合可以代替汇编语言。3.4算法和数据结构3.4.1 算法要使计算机完成某一问题的解题任务，首先必须针对该问题设计一个解题步骤，然后再据此编写程序。这里所说的解题步骤就是“算法”，而程序则是对解题对象和解题步骤用程序语言进行的一种描述。程序中用具有一定结构的变量来表示问题的对象，用函数和语句来实现解题的操作。因此“算法”和“数据结构”是编写程序所要首先考虑的两个重要方面。1)什么是算法 算法是问题求解规则的一种过程描述,不同于程序。 它定义一系列规则，即指定了相应的操作顺序，在有限的步骤内得 到所求问题的解答。 算法的设计一般采用由粗到细，由抽象到具体的逐步求精的方法。判断一个算法的好坏，除保证正确性外，还应考虑：占用的计算机资源是否易理解、易调试和易测试等 (2)算法设计举例 例如，要对包含n个整数元素的数组A进行排序。3.4.2数据结构（Data Structures）1)数据结构： 程序设计中由若干数据元素按照一定方式构成的复合数据以及作用于其上的函数或运算。(2)研究数据结构一般包括三个方面的内容： 逻辑结构:只抽象地反映数据元素间的逻辑关系 数据的存储结构:数据在计算机存储器上的实现。 在数据上定义的运算：对各种数据逻辑结构有相应的各类运算，每种逻辑结构都有一个运算的集合。 常用的运算有：检索、插入、删除、更新、排序等。 例如：我们可以将整数集合看作数据对象，具体的1、2、3、4、5之间的次序关系可理解为数据元素之间的逻辑结构；1、2、3、4、5等各元素在计算机中的存储的位置（可以连续也可以不连续，即链式存储）理解为存储结构；而+、-、*、/等运算规则就可以理解为数据的运算。以上三部分综合起来再加上一定的算法和程序语言就可以解决计算机上的整数的四则运算。3、计算机软件理论基础：数学、电学等（此处为小字部分）课堂总