《程序设计基础》教学大纲

1、程序设计基础课程理论教学大纲一、课程编码及课程名称课程编码：课程名称：程序设计基础（Fundamentals of Programming）二、学时、学分及适用专业总学时数：72 学分：4 适用专业：软件工程（本科）三、课程教学目标通过本课程的学习,使学生理解结构化程序设计和面向对象程序设计的基本概念，初步掌握使用计算机语言进行程序设计的基本思想和方法，建立起对程序设计较为系统和全面的认识，培养学生应用计算机解决和处理实际问题的思维方法与基本能力，养成良好的程序设计风格，为后续课程的学习奠定程序设计基础。四、课程的性质和任务程序设计基础是软件工程专业重要的一门学科基础课程，是传授程序设计的基础

2、知识和培养学生程序设计基本能力的入门性课程。主要介绍算法分析和设计、程序设计语言C+的基本语法、软件工程的基本知识、面向对象程序设计的基础。通过本课程的学习，使学生了解程序设计的基本概念，掌握程序设计的基本思路和方法，对程序语言和程序设计涉及的有关技术有一个概括性的了解，熟悉一种程序设计语言，具有一定的面向过程和面向对象程序分析、设计、编码和调试等能力，为今后对程序设计和软件开发技术的进一步深入学习奠定基础。五、课程教学的基本要求通过本课程的学习，要求学生：1了解程序设计技术的形成和发展，理解程序设计的基本概念。2掌握面向过程和面向对象程序设计的基本思想和方法。3掌握以程序设计的观点分析和解决

3、问题的方法。4充分理解结构化程序设计和面向对象程序设计的特点。初步掌握C+语言面向过程的程序设计方法和面向对象程序设计的方法，具有一定的程序编写、调试和测试能力。本课程是一门实践性很强的课程，要求学生不仅掌握程序设计的基本原理及编程技术，而且应掌握至少一个C+语言的开发环境及基本的程序调试和测试的方法。六、课程教学内容第一章 程序设计概论（共4学时）（一）本章教学基本要求了解程序设计的一般过程；了解思维与语言、算法与数据结构、算法与程序间的关系；通过程序设计语言发展历史，了解各语言的特点；理解语法的语法图描述；了解程序设计范式的演化。1.1 问题求解教学内容：思维与语言；算法与数据结构；程序和

4、程序设计的一般过程。1.2 程序设计语言教学内容：发展历史；程序设计语言的实现；高级语言程序基本结构；高级语言的语法规则；程序的编辑、编译和运行。1.3 程序设计范式的演化教学内容： 结构化程序设计；函数式程序设计；面向对象程序设计；事件驱动的程序设计；逻辑式程序设计。（二）重点与难点重点：算法、数据结构和程序的基本概念；程序设计的一般过程；难点：描述算法、编译C+程序（三）小结通过本章的学习，对算法、数据结构、程序和程序设计的一般过程有个粗浅、感性和宏观的认识。第二章 算法设计基础（共4学时）（一）本章教学基本要求掌握算法的流程图和PAD图描述方式；初步掌握结构化算法设计；能够进行简单的算法

5、复杂性分析；初步了解分治与递归。2.1 算法的描述教学内容：自然语言方式；伪代码方式；程序流程图方式；N/S盒图方式；PAD图方式。2.2 结构化算法设计初步教学内容：结构化算法的描述；结构化算法设计（主体结构设计、顺序结构设计、选择结构设计、循环结构设计）。2.3 算法的计算复杂性教学内容：时间复杂性、渐近时间复杂性、空间复杂性的概念；时间复杂性的分析2.4 常用算法设计策略教学内容：分治法；递归技术；贪心法*；回溯法*。（二）重点与难点重点：算法的描述和设计难点：算法设计和算法的时间复杂性分析（三）小结算法对于程序设计是十分重要的，是程序设计的基础和精髓，采用高效的算法才能设计出优质的程序

6、。本章主要介绍了算法的描述、设计、实现和算法的评价。第三章 基本数据类型（共2学时）（一）本章教学基本要求了解数据在计算机中的存储方式；掌握常用数据类型、变量及常量的使用。3.1 数据对象教学内容：数据的存储（定长和不定长）；数据的生存期与值。3.2 基本数据类型教学内容：整型与浮点型；字符类型；逻辑型；空值型。3.3 变量与常量教学内容：常量的类型与常量的表示；变量名、变量值、变量的定义和变量的地址。3.4 指针类型教学内容：指针的定义；指针的初始化；指针的运算；指针与常量。3.5 引用类型教学内容：引用的定义格式和应用3.6 类型的意义教学内容：引入类型概念的必要性和意义（二）重点与难点重

7、点：基本数据类型、常量的表示和变量的定义、指针类型难点：指针类型和引用类型（三）小结本章主要从数据存储的角度介绍了数据类型的概念、基本的数据类型、常量的表示和变量的定义，以及指针类型和引用类型。第四章 操作及其控制（共4学时）（一）本章教学基本要求掌握数据的基本运算；掌握C+的表达式和主要语句；掌握C+提供的流程控制；熟悉include等预处理指令。4.1基本操作与运算符教学内容：赋值操作；算术操作；增1（减1）操作；关系、逻辑操作；条件运算符。4.2表达式教学内容：表达式的类型；隐含类型转换和强制类型转换；表达式内的顺序控制；运算符的优先级和结合性。4.3语句教学内容：表达式语句；复合语句；

8、选择语句（if语句、switch语句）；循环语句（for语句、while语句、do-while语句、多重循环）；直接顺序控制（goto、break、continue语句）。4.4预处理指令教学内容：文件包含指令；宏定义指令；条件编译指令*。（二）重点与难点重点：运算符和表达式、运算符的优先级和结合性、流程控制语句难点：类型转换和多重循环（三）小结本章主要从介绍了C+的运算符和表达式，以及C+的主要语句和预处理指令。第五章 函数与数据控制（共6学时）（一）本章教学基本要求掌握函数的定义和使用方法；理解函数的重载；深入理解函数参数的传递及变量作用域；了解函数的嵌套调用；掌握函数指针概念、数组做函数

9、参数及常用的系统函数。5.1函数定义与说明教学内容：函数的定义；函数的说明；函数的调用；函数的重载5.2数据控制教学内容：参数传递机制（形参、实参、传值调用、传址调用、引用调用）；数据对象的引用*（引用方式、实现步骤、引用环境）；作用域（C+的标识符作用域规则、全局变量、局部变量）。5.3函数的顺序控制教学内容：函数执行模型*；基于栈的实现*；函数的自嵌套调用。5.4相关的其他语法教学内容：数组作函数参数；函数指针。5.5常用系统函数教学内容：终止程序运行（abort、exit、_exit函数）；数学函数；字符串处理函数； VC+的常用数据结构类。（二）重点与难点重点：函数的定义、函数参数的传

10、递及变量的作用域难点：函数参数的传递及变量的作用域、数组作函数参数（三）小结本章主要介绍了函数的定义和使用方法、函数参数的传递及变量的作用域、数组作函数参数的情况，以及一些常用的系统函数。第六章 构造类型（共4学时）（一）本章教学基本要求熟练掌握数组及其与指针的关系；熟练掌握结构类型及其应用；了解枚举类型；掌握存储的动态分配方法；6.1数组类型教学内容：数组定义；数组元素的赋值与引用；数组的存储；数组的初始化；字符数组；指针与数组。6.2枚举类型教学内容：枚举类型的定义；枚举变量的定义；枚举变量值的类型转换。6.3结构类型教学内容：结构类型的定义；结构类型的使用；结构类型变量的存储。6.4结构

11、化数据教学内容：单链表；栈；存储的动态分配。6.5抽象数据类型教学内容：结构类型的扩展（函数作为结构成员）；C+的抽象数据类型；C+数据类型的层次。6.6自定义类型教学内容：用typedef自定义类型以及自定义类型的好处（二）重点与难点重点：数组、结构类型、存储的动态分配难点：数组与指针的关系、结构类型（三）小结C+不仅提供了数组、结构等构造类型，而且还提供了类、模板等抽象数据类型。本章重点介绍了数组和结构类型。第七章 结构化算法的实现（共4学时）（一）本章教学基本要求理解算法控制结构与C+控制语句之间的关系；能够根据结构化算法的PAD图编制C+程序；深入理解递归与迭代的原理与过程；熟练应用递

12、归与迭代解决应用问题。7.1基本控制结构的C+实现教学内容：顺序结构、分支结构、循环结构以及复杂结构的C+实现7.2子算法设计与C+实现教学内容：参数为普通类型和参数为指针类型的子算法的设计与C+实现7.3递归与迭代教学内容：递归与迭代算法的设计与实现（二）重点与难点重点：基本数据类型、常量的表示和变量的定义、指针类型难点：递归与迭代（三）小结本章从采用C+语言实现结构化算法的角度，将C+语言语法与结构化算法描述方式相结合，阐述了相对复杂的结构化算法的设计和实现问题。第八章 程序开发过程（共6学时）（一）本章教学基本要求理解软件开发的一般过程；初步掌握软件测试方法；掌握应用VC+的IDE调试程

13、序的方法。8.1软件开发方法概述教学内容：软件生存周期；软件开发方法（瀑布模型、渐近模型、喷泉模型）。8.2软件设计教学内容：概要设计；详细设计。8.3软件编码教学内容：程序设计方法；程序设计语言；编码风格。8.4软件测试与调试教学内容：调试工具及使用；调试过程；常见的错误类型；异常处理；软件测试（白盒测试、黑盒测试）。8.5程序运行效率教学内容：提高程序运行效率的途径（选择好的算法、选择快速运算）；函数对程序运行效率的影响。（二）重点与难点重点：软件开发过程难点：软件设计（三）小结本章通过介绍软件开发的过程、软件调试工具的使用、软件测试的方法，使学生初步建立软件工程的思想。第九章 面向对象程

14、序设计（共4学时）（一）本章教学基本要求深入理解面向对象方法学的基本观点；掌握面向对象的重要基本概念；理解和掌握对象模型、动态模型、函数模型等概念；能够进行简单面向对象分析和设计。9.1面向对象方法学教学内容：人类认知规律；面向对象基本原理；认知规律与面向对象；面向对象软件开发。9.2基本概念教学内容：对象，类，结构与关系。9.3面向对象分析教学内容：面向对象分析的主要原则；静态结构分析与对象模型；动态行为分析。9.4面向对象设计教学内容：系统设计；对象设计。（二）重点与难点重点：基本数据类型、常量的表示和变量的定义、指针类型难点：指针类型和引用类型（三）小结过本章的学习，应使学生能对面向对象

15、技术有较全面的了解。理解面向对象的基本概念，了解面向对象系统分析与设计的原理和方法，对面向对象程序设计语言有个总体认识。第十章 类与对象的实现（共6学时）（一）本章教学基本要求掌握C+中的类和对象；掌握构造函数、析构函数、类型转换函数等特殊成员函数；掌握程序运行中各种成员函数的调用；掌握友元概念和用法。10.1 C+中的类教学内容：类的定义和实现10.2 对象及其成员的使用教学内容：对象实例；对象成员的引用；对象生命周期（构造函数与析构函数）；对象类型转换*；其它应用（对象间的赋值、对象数组）。10.3 类的特殊成员教学内容：静态成员；const成员；内联函数；友元。（二）重点与难点重点：类与

16、对象、对象的创建与撤消、类的静态成员难点：静态成员、const成员和友元的概念与用法（三）小结本章讲述了C+语言中面向对象编程的基本概念和基本方法，这些概念和用法要通过多编程、多体会才会逐渐掌握。第十一章 类间关系的实现（共6学时）（一）本章教学基本要求掌握类间关系的C+实现；了解多态性与虚函数的概念。11.1 一般-特殊关系的实现教学内容：类的继承与派生；赋值兼容规则；两义性与作用域分辨。11.2 多态性与虚函数教学内容：编译时刻的多态性；运行时刻的多态性；虚函数；纯虚函数与抽象类。11.3 整体-部分关系的实现教学内容：常量的类型与常量的表示；变量名、变量值、变量的定义和变量的地址。11.

17、4 关联关系的实现教学内容：举例说明整体-部分关系的实现11.5 关于类层次的总结教学内容：认知规律与类层次；构造函数的一般形式；成员函数的特征（二）重点与难点重点：类的继承与派生，多态性难点：针对实际问题建立类层次结构（三）小结通过本章的学习，学生应对C+类层次及其继承性有深刻的理解，掌握派生类的定义及实现方法，并能针对实际问题建立并实现符合客观实际的类层次结构。对C+多态性概念有明确的认识，理解静态联编和动态联编的意义及区别，熟练掌握利用虚函数和类继承实现C+语言动态联编的方法。第十二章 面向对象程序设计的其他技术（共4学时）（一）本章教学基本要求掌握运算符的重载；了解流式文件的概念，并能

18、进行C+文件的访问；掌握模板的观念和使用方法。12.1 运算符重载教学内容：友元运算符；类运算符；友元及类运算符的应用；+和-运算符的重载。12.2 流类库教学内容：格式化输入输出；运算符<<和>>的重载；流式文件；流错误。12.3 模板教学内容：函数模板；类模板；模板应用实例。（二）重点与难点重点：运算符的重载、流类库难点：流式文件（三）小结通过本章学习应使学生了解运算符的重载、C+输入输出的有关概念和基本机制，掌握C+输入输出流进行输入输出及格式控制方法，特别是文件的输入输出，理解模板的概念及作用，学会使用函数模板和类模板进行程序设计。七、本课程与其它课程的关系先修

19、课程：计算机导论后续课程：算法与数据结构、面向对象程序设计、可视化程序设计、数据库系统原理、操作系统、WEB程序设计八、教学时数分配程序设计基础课程教学时数分配表总学时：72 学分：3章次各章标题名称讲授学时实验学时辅导学时备注第一章程序设计概论422第二章算法设计基础422第三章基本数据类型222第四章操作及其控制422第五章函数与数据控制622第六章构造类型422第七章结构化算法的实现4第八章程序开发过程622第九章面向对象程序设计4第十章类与对象的实现622第十一章类间关系的实现622第十二章面向对象程序设计的其他技术4九、实验内容与学时分配程序设计基础课程实验教学一览表序号项目名称学时

20、实验类型（验证、综合、设计）是否为开放实验备注1熟悉VC+集成开发环境2验证性否2面向过程的简单程序设计2验证性否3基本数据类型2验证性否4控制结构程序设计2设计性否5函数设计及使用2设计性否6构造类型2验证性否7软件开发过程2综合性否8类与对象4验证性否十、教材及参考书教材：程序设计基础，石峰主编，清华大学出版社，2003年11月。参考书：1程序设计基础习题解析与实验指导，宋红主编，清华大学出版社，2005年1月。2VC+深入详解，孙鑫、余安萍编著，电子工业出版社，2006年6月。3程序设计基础（第2版），吴文虎主编，清华大学出版社，2004年9月。4程序设计基础（第2版）习题解答与上机指导

21、，吴文虎主编，清华大学出版社，2004年9月。5计算机程序设计基础，王行言主编，高等教育出版社，2006年4月。6计算机程序设计基础习题解答与实验指导，孟威、王行言主编，高等教育出版社，2005年3月。7C+程序设计教程(第四版)，(美)H.M.Deitel等编，施平安译，清华大学出版社，2004年3月。8C+程序设计(第二版)，郑莉等编，清华大学出版社出版，2001年7月。十一、主要教学方法与教学条件要求程序设计基础属于基础理论课，目的在于引导学生树立起程序设计的基本思维方式，其理论与实践性都很强，教学上以课堂教学、实验教学并重的方式进行。 课堂教学主要采用多媒体课件与讲解相结合的

22、授课方式，实验教学通过有教师指导的学生上机编程实验来进行。学生必须通过上机编程实验才能巩固理论知识，掌握编程基本思维方法，因此要保证学生有充分的上机条件。十二、推荐的教学网站和相关专业文献网站1234十三、其他1考核内容：主要考核学生的编程能力和对基本概念、基本算法、基本理论的理解和掌握。2考核方式：本课程为考试课程，其中期终考试占70%，实验成绩占20%，平时成绩占10%。说明：带*的为选讲内容。制 订：计算机科学系 教研室：软件教研室 执笔人：XXX 审订人：软件教研室程序设计基础课程实验教学大纲一、课程编码及课程名称课程编码：课程名称：程序设计基础（Fundamentals of Pro

23、gramming）二、学时、学分及适用专业总学时数：18 学分：1 适用专业：软件工程（本科）三、教学目标通过本课程实验,使学生更好地理解程序设计基本概念，巩固所学知识，初步掌握使用VC+进行程序设计的方法，培养学生应用计算机解决和处理实际问题的思维方法与基本能力，使学生具有一定的面向过程和面向对象程序分析、设计、编码和调试等能力，养成良好的程序设计风格，为后续课程的学习奠定程序设计基础。四、性质和任务本课程实验是软件工程专业的学科基础课程程序设计基础的实验教学环节,在课程的教学中占有不可缺少的地位，是该课程的有机组成部分。本课程实验的任务是帮助学生及时掌握和巩固程序设计的基本原理和基本方法，

24、掌握C+程序设计的基础知识和基本方法，使学生具有程序分析、设计、编码和调试的基本能力，在程序设计方法、程序设计风格及上机操作等基本技能方面受到比较系统的、严格的训练，培养学生分析问题和应用计算机解决实际问题的能力，积累编程经验，为学习后续课程和未来的实际工作打下良好的基础。五、实验课程教学的基本要求1熟悉Visual C+集成开发环境2掌握C+面向过程程序设计的基本思路和方法3掌握C+面向对象程序设计的基本思路和方法4熟悉C+语言的基本语法5具有一定的程序编写、调试和测试能力6具有分析问题和应用C+语言解决实际问题的能力7养成良好的程序设计风格六、实验内容序号实验项目名称基 本 内

25、容实验学时每组人数实验要求实验类型1熟悉VC+集成开发环境熟悉VC+的集成开发环境；学会编辑、编译和运行C+程序。21必做验证2面向过程的简单程序设计运用结构化算法设计的思想编写面向过程的C+程序；递归程序的编写。21必做验证3基本数据类型C+常用数据类型、变量和常量的使用21必做验证4控制结构程序设计C+运算符和表达式的使用；C+流程控制语句的使用；include等预处理指令21必做设计5函数设计及使用函数的定义和使用；函数参数的传递和变量作用域；函数的重载。21必做设计6构造类型结构类型、结构数组的基本使用；数组与指针的关系；了解存储的动态分配。41必做验证7软件开发过程了解软件开发过程；

26、用黑盒与白盒测试法测试程序；用VC+的IDE调试程序；41必做综合8类与对象类的定义和实现；创建、使用和取消对象；用拷贝构造函数将类初始化为另一个类对象的值；理解友元；this指针的用法；用已有的类通过复合创建新类。41必做验证实验一 熟悉VC+集成开发环境（2学时）【实验类型】验证型实验【目的要求】1熟悉VC+的集成开发环境（简称为IDE）2掌握建立控制台应用程序3学会用IDE编辑、编译和运行C+程序4了解C+程序的结构5掌握数据的输入输出方法【内容提要】1用Visual C+6.0对一个C+程序进行编辑、编译、连接和运行2分析教材P39习题3中的错误，改正程序并上机调试，注意避免

27、类似错误3分析教材P39习题4的输出结果并上机验证分析结果3在教材P41习题4和习题5中任选一题，完成程序的编写与上机调试。【主要仪器设备】微型计算机，Microsoft Visual C+ 6.0，局域网环境实验二 面向过程的简单程序设计（2学时）【实验类型】验证型实验【目的要求】1学会运用结构化算法设计的思想编写面向过程的C+程序2深入理解递归等常用的算法设计思想并加以应用【内容提要】1在教材P65习题4的（1）（3）题中任选一题，完成程序的编写与上机调试。2完成教材P66习题5的编程和上机调试。3完成教材P66习题11的编程和上机调试。【主要仪器设备】微型计算机，Microsoft Vi

28、sual C+ 6.0，局域网环境实验三 基本数据类型（2学时）【实验类型】验证型实验【目的要求】1掌握C+中常用数据类型的使用（重点掌握指针）2掌握变量和常量的使用【内容提要】上机调试并完成教材P83习题810。【主要仪器设备】微型计算机，Microsoft Visual C+ 6.0，局域网环境实验四 控制结构程序设计（2学时）【实验类型】设计型实验【目的要求】1掌握C+运算符和表达式的使用2掌握C+流程控制语句的使用3熟悉include等预处理指令【内容提要】1三名学生的身高（实数）分别存放在a、b、c三个变量中，请编程实现将a、b、c中的身高值按升序存放。2计算并输出数列2/1，3/2

29、，5/3，8/5，13/8，21/13， 前20项之和，这个数列的第1项是2/1，以后每一项的分母是前一项的分子，分子是前一项的分子、分母之和。3选做题：6这个数有一个有趣的特点，它等于某3个数之和，又等于这3个数之积。编写程序实现功能：在1至100之内搜查并输出所有这样的数。【主要仪器设备】微型计算机，Microsoft Visual C+ 6.0，局域网环境实验五 函数设计及使用（2学时）【实验类型】设计型实验【目的要求】1掌握函数的定义和使用方法2理解函数参数的传递和变量作用域3掌握函数的重载方法【内容提要】1上机调试教材P158习题1，注意函数参数的传递。2上机调试教材P159习题3，

30、注意变量的作用域。3编程并上机调试教材P162习题3，掌握函数重载的用法。4选做题：上机调试教材P162习题10。【主要仪器设备】微型计算机，Microsoft Visual C+ 6.0，局域网环境实验六 构造类型（2学时）【实验类型】验证型实验【目的要求】1熟练掌握结构类型的基本使用2掌握结构数组的基本使用3理解数组与指针的关系4了解存储的动态分配方法和链表的概念【内容提要】1上机调试教材P192习题3，分析程序，掌握结构类型的基本使用。2编程并上机调试教材P195习题1，掌握结构类型和结构数组的用法。3有11个元素的整型数组，请编程通过键盘，用指针输入各元素的值，再通过指针把11个元素的

31、值颠倒排列，最后通过指针显示排列后的值。4选做题：编程并上机调试教材P197习题10，初步掌握链表的概念。【主要仪器设备】微型计算机，Microsoft Visual C+ 6.0，局域网环境实验七 软件开发过程（2学时）【实验类型】综合型实验【目的要求】1理解软件开发的一般过程2初步掌握软件测试方法3掌握应用VC+的IDE调试程序的方法【内容提要】1教材P250习题1的程序中存在错误，通过调试发现并加以纠正。2教材P252习题4的程序中存在语义错误，请调试并改正错误。3教材P251习题2的程序中存在错误，请进行修改调试，并跟踪程序的执行流程，进一步理解递归的执行过程。4分别用白盒和黑盒测试法

32、对教材P254习题8求二元一次方程的程序进行测试。5选做题：跟踪教材P252习题5程序的执行过程，观察数组作为函数参数以及引用作为函数返回值是如何进行数据传递的。6选做题：用非递归程序代替教材P253习题7中的递归程序，编程计算两个算法的时间复杂度，比较算法的时间性能。【主要仪器设备】微型计算机，Microsoft Visual C+ 6.0，局域网环境实验八 类与对象（4学时）【实验类型】验证型实验【目的要求】1理解封装和数据隐藏的概念2掌握类的定义和实现3掌握创建、使用和取消对象的方法4能够使用拷贝构造函数将类初始化为另一个类对象的值5理解友元函数和友元类的目的6掌握this指针的用法7学会使用已有的类通过复合创建新类【内容提要】1单步跟踪教材P326习题2的程序，体会缺省构造函数、拷贝构造函数、析构函数、类型转换函数的调用及运行过程，通过查看this指针值观察隐式对象的