计算思维导论课件 第4章

1、第四章 程序设计语言,4-2/24,一、程序设计的概念 程序：计算机的一组指令，经过编译和执行才能最终完成程序的功能。 程序设计：计算机解决问题的全过程。,4.1 程序设计基础,程序设计的基本过程： 分析问题，明确任务； 建立数学模型，选择合适的解决方案； 确定数据结构和算法； 编写程序； 调试程序； 整理文档，交付使用。,4-3/24,二、程序设计方法 1.结构化程序设计 基本思想：顺序结构 选择结构 循环结构 设计原则：自顶向下 逐步求精 模块化,4.1 程序设计基础,4-4/24,2.面向对象程序设计 对象：用来描述客观事物的实体，反映系统为之保存信息和与之交互的能力。每个对象有各自的内

2、部属性和操作方法。,4.1 程序设计基础,属性： 频道 颜色 音量,方法： 调节频道 调节颜色 调节音量,电视机,电视机对象,整个程序是由一系列相互作用的对象构成的，对象之间的交互通过发送消息来实现。,4-5/24,类：具有相同的属性和操作方法，并遵守相同规则的对象的集合。 类是对象集合的抽象，规定了这些对象的公共属性(即数据结构)和方法(操作数据的函数)。对象是类的一个实例。,4.1 程序设计基础,例如：一个面向对象的图形程序，在屏幕的左下角显示一个半径为2cm的红色圆，在屏幕的中部显示一个半径为3cm的黄色圆，在屏幕的右下角显示一个半径为4cm的蓝色圆。这三个圆的圆心位置、半径大小和颜色均

3、不相同，是三个不同的对象。但是它们有相同的属性(圆心坐标、半径、颜色)和相同的操作(显示图形、移动、缩放等)，因此它们是同一类事物，可以用“Circle类”来定义。,OOP特点：封装、继承、多态性,4-6/24,4.1 程序设计基础,三、程序设计语言,计算机语言：计算机所能够识别的语言,程序设计语言计算机语言,4-7/24,1.语言的分类,4.1 程序设计基础,4-8/24,机器语言 从本质上说，计算机只能识别0和1两个数字，因此，计算机能够直接识别的指令是由一连串的0和1组合起来的二进制编码。 机器指令操作码操作数 机器语言：指计算机能够直接识别的指令的集合。即以二进制代码表示的机器指令集合

4、，它是计算机能够直接识别和执行的语言。,4.1 程序设计基础,4-9/24,优点：占用内存少，执行速度快； 缺点：面向机器语言，通用性差，不易阅读和记忆，编程工作量大，难以维护。,4.1 程序设计基础,例题用Intel 8086指令系统来编写机器语言程序，要求完成 9+8=？,4-10/24,优点：比机器语言程序容易阅读和修改 缺点：面向机器语言，通用性差。,4.1 程序设计基础,汇编语言 汇编语言：用符号代替机器指令所产生的语言。例如，8086汇编语言对9+8=?编程,4-11/24,源程序：用汇编语言编写的程序。 汇编程序：负责翻译的软件。 主要作用源程序转换成用二进制代码表示的目标程序。

5、 连接程序：将目标程序与库文件或其他目标程序连接起来形成可执行程序。,4.1 程序设计基础,4-12/24,高级语言 高级语言：用接近自然语言和数学语言的语法、符号描述基本操作的程序设计语言 BASIC、FORTRAN、Pascal、COBOL、C VB、VC+、Delphi、Java、C# 例如前面9+8=?，用C语言编程： main() int al; al=9+8; ,4.1 程序设计基础,4-13/24,优点：符合人类习惯，简单易学 通用性强，便于维护 源程序：用高级语言编写的程序。 翻译程序：将源程序翻译成用二进制代码表示的目标程序。 翻译程序的工作方式： 解释方式：边解释边执行 编

6、译方式：写程序、编译程序 运行程序,4.1 程序设计基础,4-14/24,4.1 程序设计基础,4-15/24,2.程序设计语言的选择 选择编程语言涉及很多因素： 人的因素：编程小组精通这门语言吗 任务需要：选择的语言能否实现任务的全部功能？能跨平台吗？有数据库接口功能吗？能直接控制声卡等硬件吗？ 客户指定，或要通过串行口控制一个外部设备，C汇编语言是最明智的选择。,了解一些流行的语言，对于做出合理选择会有帮助。,4.1 程序设计基础,4-16/24,4.2 程序设计语言的发展,一、程序语言的开端(1940-1950),Plankalul：第一个真正意义上的计算机程序设计语言 ENIAC co

7、ding system：第一台电子计算机的编程语言,4-17/24,三、范型发展阶段(1968-1978),4.2 程序设计语言的发展,Pascal：广泛使用的结构化程序设计语言 C： 使用最普遍的系统级程序设计语言 Smalltalk:第一个面向对象程序设计语言 Prolog： 逻辑式程序设计语言 SQL：数据应用领域的标准语言,4-18/24,五、互联网时代(1990-1999),4.2 程序设计语言的发展,Haskell：函数式程序设计语言 Python： 著名脚本语言 Visual Basic：流行RAD语言 HTML：网页语言 Java：跨平台通用高级语言 Delphi：基于Pasc

8、al的RAD语言,4-19/24,4.3 命令式程序设计语言,命令式程序设计语言：通过指明一列可执行的运算及运算的次序来描述计算过程的语言。,结构化程序设计语言：FORTRAN、BASIC Pascal、COBOL ALGOL、C 面向对象程序设计语言：Visual Basic C+、Java、Delphi C#、Python,4-20/24,4.4 函数式程序设计语言,函数式程序设计语言：用于函数式程序设计的语言。其中函数是构造程序的基本成分，并提供一些设施用于构造更为复杂的函数。程序人员根据提出的问题去定义求解函数，其中可能包含一些辅助函数。,函数式程序设计语言：LISP、Erlang R

9、uby、Haskell Scala、ML,4-21/24,4.5 逻辑式程序设计语言,逻辑程序设计语言：用于逻辑程序设计的语言，包括：顺序逻辑程序设计语言；并行逻辑程序设计语言；约束逻辑程序设计语言。,逻辑程序设计语言的思路：将逻辑直接作为程序设计的语言，并将计算作为受控推理。它通过依赖于设定某种特定的建立在事实上的规则来解决问题，而不是通过设定特定的步骤来解决问题。如：Prolog。,4-22/24,4.6 标记语言和Web开发语言,一、标记语言 SGML、HTML、XML 二、Web开发语言 CGI、ASP、PHP、JSP JavaScripe、AJAX,4-23/24,4.7 SQL语言,SQL语言：数据库管理系统中专用的结构化查询语言。,SQL包含四部分： 数据查询语言：SELECT 数据操纵语言：INSERT、UPDATE、DELETE 数据定义语言：CREATE、ALTER、DROP 数据控制语言：COMMIT WORK、ROLLBACK