计算机导论 第九章 程序设计

第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 计算机导论 扬州职业大学 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 第九章 程序设计 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 学习目标 了解程序设计的基本知识 理解结构化程序设计的思想和方法 理解面向对象程序设计的思想和方法 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 1： 了解程序设计的基本知识 程序与程序设计 从自然语言的角度来说 ， 程序是对解决某个问题的方法及步骤的描述 。 从计算机的角度来说 ， 程序是用某种计算机能够理解并执行的计算机语言来描述解决问题的方法和步骤 。 从形式上来看 ， 程序是一组计算机指令的集合 ， 它的特点是有始有终 ， 每个步骤都能进行操作 。 通常来说 ， 把解决问题的方法和步骤称为 “ 算法 ” ， 因此 ， 程序就是解决问题算法的具体实现 。 程序设计是求解问题的算法 ， 并将其用计算机语言实现的过程 。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 1： 了解程序设计的基本知识 程序设计的现实需求 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 1： 了解程序设计的基本知识 程序设计的基本技术 数据存储与访问 多线程编程 组件化开发 智能移动设备 虚拟运行环境 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 1： 了解程序设计的基本知识 程序设计语言 机器语言 汇编语言 高级语言 4 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 1： 了解程序设计的基本知识 程序设计过程 确定问题：对需求任务进行调查，明确要实现的功能。 分析问题：探索求解对象的运行规律，建立数学模型。当一个问题有多个解决方案时，选择适合计算机解决问题的最佳方案。 提出算法：依据解决问题的方案确定数据结构和算法，绘制解决问题的流程图。 选择语言：根据流程图描述的算法，选择一种适合的计算机语言编写程序。 调试程序：找出程序中的语法错误和逻辑错误，直到程序运行结果达到预期目标。 整理文档：对解决问题过程中的相关资料进行整理，编写程序使用说明书 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 1： 了解程序设计的基本知识 程序设计的本质 程序设计可以看作是一种管理工作 ， 管理的对象是代码 ， 控制的对象是代码的复杂性 。 编写程序的目的是为了解决实际问题 。 程序设计的核心是代码的复用 ， 复用已有的知识是提高程序设计技术的前提 程序设计的本质是建筑 ， 根据应用需求 ， 不断建筑更大的信息模块 。 程序模块可以被组合的关键是简单而明确的接口 。 所谓开发程序 ， 就是按照用户需求 ， 设计合适的系统架构 ，有效组合程序模块 ， 顺利搭建应用系统 。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 2： 理解结构化程序设计的思想和方法 结构化程序设计的概念 结构化程序设计（ 最早由 965年提出 。 以模块化设计为中心，将待开发的程序划分为若干个相互独立的模块，使每一个模块的工作变得单纯而明确。 将复杂的问题化简为一系列简单模块的设计。 每一个程序模块内部都是由顺序、选择和循环三种基本结构组成 。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 2： 理解结构化程序设计的思想和方法 结构化程序设计的思想 任何一个应用程序均由三种基本结构组成，即顺序结构、选择结构和循环结构 。 自顶向下、逐步求精是程序编写的基本方法。即从总体目标出发，分解细化，逐步求精，直到正确实现为止。 复杂问题可以模块化。即应用程序可按功能划分为模块，模块形成树状结构，各模块相对独立，每个模块只有一个入口和一个出口，模块实现的具体方法是子程序（函数或过程）。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 2： 理解结构化程序设计的思想和方法 结构化程序设计的步骤 分析问题 建立数学模型 选择算法 编写程序 调试运行 写出程序文档 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 3： 理解面向对象程序设计的思想和方法 面向对象程序设计的概念 对象 客观世界是由对象组成的，对象是构成系统的基本单位 。 对象的基本要素：属性和行为。属性是对象的静态特征，行为是对象的动态特征。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 3： 理解面向对象程序设计的思想和方法 面向对象程序设计的概念 类 类是具有相同或相似性质的对象的抽象。 对象的抽象是类，类的具体化就是对象，即类的实例是对象。 类具有属性，它是对象状态的抽象，用数据结构来描述 。 类具有操作，它是对象行为的抽象，用操作名和实现该操作的方法来描述 。 类中操作的实现过程叫做方法，一个方法有方法名、参数、方法体。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 3： 理解面向对象程序设计的思想和方法 面向对象程序设计的概念 消息 消息是一个对象与另一个对象之间传递的信息 。 消息的使用类似于函数的调用，消息中指定了某一个对象、一个操作名和一个参数表。 消息的实质是接受对象所具有的操作 /方法名称，有时还包含相应的参数 。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 3： 理解面向对象程序设计的思想和方法 面向对象的基本特征 封装性 封装是面向对象方法的一个重要原则 。 封装的目的在于将对象的使用者和对象的设计者分开，使得使用者不必知道服务实现的细节，只需用设计者提供的方式来访问该对象即可 。 封装可以有效地修改一个对象的内在实现细节而不影响应用它的程序，即封装防止程序相互依赖性而带来的变动影响 。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 3： 理解面向对象程序设计的思想和方法 面向对象的基本特征 继承性 继承是类之间的一种关系，即子类自动共享父类属性和方法的机制 。 继承性是面向对象程序设计语言不同于其它语言的最重要的特点 。 通过类的继承关系，可以提高软件代码的可重用性 。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 3： 理解面向对象程序设计的思想和方法 面向对象的基本特征 多态性 对象收到消息时会做出响应，同样的消息被不同的对象接收时，可以产生不同的结果，这种现象称为多态性 。 多态性允许每个对象以适合自身的方式去响应共同的消息，这是面向对象程序设计的又一个重要特征 。 多态性增加了面向对象程序的灵活性，可以显著提高程序的可重用性和可扩充性 。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 3： 理解面向对象程序设计的思想和方法 面向对象程序设计的思想 从现实世界中客观存在的事物（即对象）出发，直接以客观世界的事务为中心来思考问题、认识问题、分析问题和解决问题 。 将事物本质特征经抽象后表示为软件系统的对象，以此作为软件架构的基本单位 。 将软件系统直接映射问题，保持问题中事物及其相互关系的本来面貌 。 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 3： 理解面向对象程序设计的思想和方法 面向对象程序设计的步骤 面向对象分析 面向对象设计 面向对象编程 面向对象测试 面向对象维护 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 任务 3： 理解面向对象程序设计的思想和方法 两种程序设计方法的比较 出发点不同 结构化程序设计解决问题的出发点是系统功能，重点关注系统功能的分解 面向对象程序设计的出发点是系统中对象的属性，重点是对象属性的抽象 设计结果不同 结构化程序设计结果是积木式金字塔型的功能模块层次 面向对象程序设计的结果是塔型的层次类层次 处理方式不同 结构化程序设计符合人们处理问题的方式和习惯 面向对象程序设计符合事物发展的自然规律 第九章 程序设计 面向职业 体现系统 重视实践 强化应用 小结： 程序是一些指令语句的集合，为了实现某种功能而编写。程序设计语言是一组用来编写计算机程序的语法规则 。 程序开发通常涉及多种技术，包括数据存储与访问、多线程编程、组件化开发、 能移动设备和虚