第8章程序设计基础剖析.ppt

第8章 程序设计基础 语言是人们交流思想、传达信息的工具。人类在长期的历史发展过程中，为了交流思想、表达感情和交换信息，逐步形成了语言，如汉语和英语等，通常称为自然语言。另一方面，人们为了某种专门用途，创造出种种不同的语言，例如旗语和哑语，这类语言通常称为人工语言。此外，人们把专门用于人与计算机之间交流信息的各种人工语言称为计算机语言或者程序设计语言。 第8章 程序设计基础 教学目的： 了解程序设计语言的分类、选择和程序设计方法的风格； 掌握算法的基本概念和基本思想； 掌握结构化程序设计的思想和方法； 了解面向对象程序设计的基本概念和程序设计思想； 了解软件工程的基本概念，以及软件开发的方法与软件测试。 第8章 程序设计基础 8.1 程序设计概述 8.2 算法 8.3 结构化程序设计 8.4 面向对象程序设计 8.5 软件工程 8.1 程序设计概述 8.1.1 程序的概念 程序（program）是为为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。一般分为系统程序和应用程序两大类。 8.1.2 程序设计语言的分类 根据程序设计语言发展的历程，可将其大致分为4类：机器语言、汇编语言、高级语言和4GL语言。 1．机器语言 机器语言是指直接用二进制代码指令表达的计算机语言，指令是用0和1组成的一串代码，它们有一定的位数，并分成若干段，各段的编码表示不同的含义，例如某台计算机字长为16位，即有16个二进制数组成一条指令或其他信息。16个0和1可组成各种排列组合，通过线路变成电信号，让计算机执行各种不同的操作。不同处理器类型的计算机，其机器语言是不同的，按照一种计算机的机器指令编制的程序，不能在指令系统不同的计算机中执行。机器语言的缺点是：难记忆、难书写、难编程、易出错、可读性差和可执行差。 8.1 程序设计概述 8.1.2 程序设计语言的分类 2．汇编语言 为了克服机器语言的缺点，人们采用了与二进制代码指令实际含义相近的英文缩写词、字母和数字等符号来取代二进制指令代码，这就是汇编语言（也称为符号语言）。汇编语言是由助记符（memoni）代替操作码，用地址符号（symbol）或标号（label）代替地址码所组成的指令系统。使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序称为汇编程序，汇编程序是系统软件中的语言处理系统软件。汇编程序把汇编语言翻译成机器语言的过程称为汇编。 汇编语言比机器语言易于读写、调试和修改，同时具有机器语言的全部优点。但在编写复杂程序时，相对高级语言代码量较大，而且汇编语言依赖于具体的处理器体系结构，不能通用，因此不能直接在不同处理器体系结构之间移植。 8.1 程序设计概述 8.1.2 程序设计语言的分类 3．高级语言 机器语言和汇编语言统称为低级语言，由于其二者依赖于硬件体系，且汇编语言中的助记符量大、难记，于是人们又发明了更加方便易用的高级语言。在这种语言下，其语法和结构更类似普通英文，且由于远离对硬件的直接操作，使得一般人经过学习之后都可以进行编程。 （1）传统的高级程序设计语言 1954年，约翰·巴克斯发明了FORTRAN语言。FORTRAN是最早出现的高级程序设计语言，主要应用在科学和工程计算领域。 1958年，在FORTRAN的基础上改进的ALGOL语言诞生了，与FORTRAN相比，ALGOL的优点引入了局部变量和递归过程的概念，提供了较为丰富的控制结构和数据类型，对后来的高级语言产生了深刻影响。 8.1 程序设计概述 8.1.2 程序设计语言的分类 1960年诞生的COBOL是商用数据处理应用中广泛使用的标准语言，它通用性强，容易移植，并提供了与事务处理有关的大范围的过程化技术。COBOL是世界上最早实现标准化的语言，它的出现、应用与发展，改变了人们“计算机只能用于数值计算”的观点。 1964年，由Dartmouth学院JohnG.Kemeny与ThomasE.Kurtz两位教授所开发的Beginners All－purpose Symbolic Instruction Code（初学者通用的符号指令代码），是最著名的BASIC语言。由于BASIC语言立意甚佳，简单、易学的基本特性，很快便流行起来，几乎所有小型、微型，以及家用计算机，甚至部分大型计算机，都提供给使用者这种语言撰写程式。在微型计算机方面，则因为BASIC语言可配合微型计算机的操作功能，使得BASIC早已成为微型计算机的主要语言之一。随着计算机科学技术的迅速发展，特别是微型计算机的广泛使用，计算机厂商不断地在原有的BASIC基础上进行功能扩充，出现了多种BASIC版本，例如TRS-80