计算机科学与编程导论模块1.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * C++语言程序设计 清华大学 郑莉 计算机科学与编程导论 信息与电子学院 高 飞 学时安排： 课堂教学：48学时 上机实验：16学时 上课时间和地点： 1-14每周 星期二第1，2节 星期四第6，7节 良乡1-505 主讲教师： 信息与电子学院：高飞 2014-2015学年第二学期上课安排 * 教 材： 《C++与数据结构》（第2版） 电子工业出版社 高飞等编著 实验参考教材： 《C++与数据结构实验教程》 北京理工大学出版社 苏京霞等编著 教学参考书、实验及考试 * 上机环境： Visual C++ 6.0 考试成绩: 平时30%，考试70%。 教学参考书、实验及考试 * 1、掌握C++基本语法规则，了解面向对象程序设计方法，能够利用C++编写简单的程序 2、建立数据结构的基本概念，掌握常见的处理非数值问题的算法。 提高编程能力。 3、能够完成一般问题的算法设计，为今后使用计算机解决本专业实际问题奠定基础。 教学目标 * 上课认真听讲，课后看书复习，多上机多编程多练习。适当增加课外上机时间。 掌握有效的学习方法： 学习算法的基本思想，掌握如何将现实世界中的问题抽象为计算机内部的描述，设计并描述出高效的算法。 通过编程实现，将描述的算法变为实际的程序。 学习建议 * 模块一 绪论 信息与电子学院 高 飞 计算机科学与编程导论 计算机程序设计语言的发展 面向对象的方法 程序的开发过程 本模块主要内容 * 计算机的工作是用程序来控制的 程序是指令的集合 指令是计算机可以识别的命令 计算机程序 * 计算机语言的发展 由计算机硬件系统可以识别的二进制指令组成的语言称为机器语言。 计算机发展的初期，软件工程师们只能用机器语言来编写程序。这一阶段，在人类的自然语言和计算机编程语言之间存在着巨大的鸿沟。 汇编语言将机器指令映射为一些可以被人读懂的助记符，如ADD、SUB等。 此时编程语言与人类自然语言间的鸿沟略有缩小，但仍与人类的思维相差甚远。因为它的抽象层次太低，程序员需要考虑大量的机器细节。 机器语言与汇编语言 * 计算机语言的发展 高级语言屏蔽了机器的细节，提高了语言的抽象层次，程序中可以采用具有一定涵义的数据命名和容易理解的执行语句。这使得在书写程序时可以联系到程序所描述的具体事物。 高级语言 * 计算机语言的发展 出发点： 更直接地描述客观世界中存在的事物(对象)以及它们之间的关系。 特点： 是高级语言。 将客观事物看作具有属性和行为的对象。 通过抽象找出同一类对象的共同属性和行为，形成类。 通过类的继承与多态实现代码重用 面向对象的语言 * 计算机语言的发展 优点： 使程序能够比较直接地反问题域的本来面目，软件开发人员能够利用人类认识事物所采用的一般思维方法来进行软件开发。 面向对象的语言 * 计算机语言的发展 程序的目的：用于数学计算 主要工作：设计求解问题的过程 缺点：对于庞大、复杂的程序难以开发和维护 程序设计方法的发展历程 ——面向过程的程序设计方法 * 面向对象的方法 设计思路 自顶向下、逐步求精。采用模块分解与功能抽象，自顶向下、分而治之。 程序结构： 按功能划分为若干个基本模块，形成一个树状结构。 各模块间的关系尽可能简单，功能上相对独立；每一模块内部均是由顺序、选择和循环三种基本结构组成。 其模块化实现的具体方法是使用子程序。 程序设计方法的发展历程——面向过程的结构化程序设计方法 * 面向对象的方法 优点： 有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分解成许多易于控制和处理的子任务，便于开发和维护。 程序设计方法的发展历程——面向过程的结构化程序设计方法 * 面向对象的方法 缺点：可重用性差、数据安全性差、难以开发大型软件和图形界面的应用软件 把数据和处理数据的过程分离为相互独立的实体。 当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要进行相应的修改。 每一种相对于老问题的新方法都要带来额外的开销。 图形用户界面的应用程序，很难用过程来描述和实现，开发和维护也都很困难。 程序设计方法的发展历程 ——面向过程的结构化程序设计方法 * 面向对象的方法 将数据及对数据的操作方法封装在一起，作为一个相互依存、不可分离的整体——对象。 对同类型对象抽象出其共性，形成类。 类通过一个简单的外部接口，与外界发生关系。 对象与对象之间通过消息进行通讯。 程序设计方法的发展历程 ——面向对象的方法