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《大学信息技术导论》第5章 2004年10月 5.1 基本概念和程序设计语言的发展 基本概念: 程序、子程序、子例程、协同例程、模块， 程序的顺序性、并发性、并行性和分布性等。 5.1.1 基本概念 1. 程序 指令是计算机可以理解并执行的操作命令，有完整含义，在高级语言中表现为可执行的语句。 机器指令是CPU可以理解并执行的操作命令。用二进制数0和1组成的一串代码（1100110是8086的加法指令e.g.) 一条指令对应着一种基本操作，由两部分组成：操作码和操作数。 操作码是指明该指令要完成的操作，如加、减、传送、输入等。 操作数是指参加运算的数或者数所在的单元地址。 计算机所能执行的全部指令，就是计算机的指令系统(Instruction Set)，为特定体系结构独有。 5.1.1 基本概念 程序： 狭义地定义为计算机指令的集合； 广义地定义为说明一项任务或工作过程的符 号代码形式，这种符号代码人可以读懂，而 由计算机处理执行。 程序的实际工作过程称为程序的执行。 程序的静态特性：与执行过程无关的特性。 程序的动态特性：与执行过程有关的特性。 5.1.1 基本概念 程序必须具备的特征 程序必须具有解决某一问题的特定任务与功能，都需要回答“解决什么或做什么”的问题 程序要遵循一定的规则和步骤，而不是多条指令的胡乱堆砌。程序必须按照算法所规定的语法格式和步骤，回答“怎样做”和“如何执行”的问题 程序的执行者是计算机，由于计算机有其自身的逻辑和执行方式，所以程序必须符合计算机的逻辑及处理方式，才能被计算机识别和执行 程序是由人来编写的，是人对要处理和解决问题的方法和步骤要求计算机操作处理的说明 程序可以连续自动运行。计算机能够在无需人干预的情况下，连续、自动地执行程序，最终给出结果 5.1.1 基本概念 2.程序单位 构成程序基本成分:子程序、子例程、协同例程、递归例程和模块。 把计算机所进行的一项信息处理定义为一个计算任务,与子计算任务相应的处理对象和处理规则的描述被称为子程序。 可由其它程序或子程序调用的子程序被称为是子例程。 协同例程是指一组可以互相调用的程序单位，它们彼此处于平等地位，调用后毋须返回到开始位置，且自带工作区。 递归例程是可以作为其本身的子例程而被调用的例程。 模块是具有相对独立性的一组逻辑上有关的实体。 在现代高级语言中，有各种定义模块的方式，但其主要成分是一组说明和一组语句。 5.1.1 基本概念 3.源程序 为解决特定的问题用程序的宿主语言编写的正文，称为源程序(Source Program)或源代码(Source Code)。源代码由顺序执行的指令组成。 按语言是否可以直接被机器识别的程度可以分为机器语言、汇编语言和高级语言三类，前两者为低级语言。 低级语言中，源程序是一组机器指令和有关的数据。 高级语言中，源程序一般是一组说明和语句。 5.1.1 基本概念 机器语言 是表示成数码形式的机器基本指令集，或者是操作码经过符号化的基本指令集，也称为面向机器的语言。用二进制代码指令与计算机打交道，可以被计算机硬件直接识别，不需要翻译，因此执行速度快,执行效率高。 缺点是不直观，编程工作量大，易出错，程序难读、难记、难修改，也不具有通用性（在一种型号的机器上编写的程序一般不能在其他型号的机器上运行），对编程人员要求高。 5.1.1 基本概念 汇编语言 用一些简单的助记符（约定的某些为人们易记忆和理解的符号）来描述指令（如加法指令用“ADD”，数字用10进制或16进制来表示），因此又叫作“符号语言”。一般情况下，汇编语言的指令和机器语言的指令是一一对应的。 宏汇编指令 一条宏汇编指令可以代替若干条机器指令。同机器语言的指令相比，汇编语言指令的含义比较直观，也易于阅读和理解。 计算机并不能直接识别和执行汇编语言的指令，必须将它们翻译成机器语言指令，计算机才能执行；把汇编语言程序翻译成机器语言程序的程序为汇编程序（Assembler），而称翻译前的程序为汇编语言源程序，称翻译后的程序为目标程序。 5.1.1 基本概念 低级语言 更接近于计算机的逻辑，而不是人类思维的过程描述。 高级语言 是为普通用户使用而设计的程序语言，比较接近自然语言和数学语言，对机器依赖性低，在一定程度上与具体机器无关，即适用于各种机器的计算机语言。 易学、易用、易维护。 用变量名代替了存储单元的地址，不必由人们直接分配地址和管理存储空间。 程序具有可移植性。 不能被计算机硬件直接识别，需要翻译成机器