程序设计纲要(初稿).doc

程序设计纲要（初稿） 在计算机科学中，只有程序设计揭示了计算机工作的实质，也就是“计算机是如何工作的？”这一问题。小至一个实用程序，如ARJ；大至操作系统，如DOS，WINDOWS等，都是事先编好存储的程序，由用户调用，为用户完成某项工作。因此，只有学习程序设计，才能指挥计算机按我们的要求工作。 许多计算机初学者认为程序设计十分难学。笔者的经验是：关键是入门。入了门，学起来就轻松了。“如何快速人们呢？”笔者认为在勤于练习的同时，应掌握以下基本知识： 一．基本概念 任何一门学科，都有一些基本概念需要掌握。学习程序设计，需要掌握以下几个基本概念： ⒈程序 程序是若干条计算机指令的集合。它规定计算机一步一步如何执行（操作），它使计算机提供某些功能，完成所需的处理。通常，我们用计算机编写的程序是源程序。 ⒉算法 ⑴概念 算法，是为解决一个特定问题而采取的确定的有限的步骤。做任何事情都有其算法，例如：一本歌谱可以说就是歌曲的算法，因为它规定了歌唱者应如何唱歌（先唱什么，后唱什么，什么音阶什么音符……）。当然，在这里我们只指计算机算法，也就是计算机执行的步骤，先执行什么，后执行什么，一步一步如何执行。 ⑵算法的表示 算法可以用自然语言，传统流程图，N—S结构化流程图，伪代码等形式表示。在此，重点介绍用传统流程图表示算法。 ①常用流程图符号介绍 “起止框”：表示算法的开始和结束。 “一般处理框”：主要用来表示赋值等操作。 “判断框”：用来根据给定的条件是否满足决定执行二条路径中的某一条。 “输入输出框”：用来表示输入输出操作。 “流程线”：它的箭头表示流程的方向。 ②算法设计举例 用以上介绍的流程图符号将计算机执行的算法（步骤）表b示出来，即进行算法设计。 例1：求一个班学生的平均成绩。 设A等（85分）12人，B等（70分） 16人，C等（60分）6人，D等（按 50分计算）5人。 可以用图1来表示此题的算法。 它的含义是：使变量a的值为12，使 b的值为16，使c的值为6，使d的值 为5。a，b, c, d分别用来代表得A等, B等，C等和D等成绩的人数。Sum 代表全班总分，显然它的值应等于 85×a＋70×b＋60×c＋50×d。aver为 平均成绩，它的值为sum除以全班人数 （a＋b＋c＋d）。最后输出aver的值。 （图1） 例2：输入一个数x，如果它的值为正，则打印出x的值。 流程图见图2。注意菱形的“判断框”有一个入口两个出口。根据“x＞0”条件是否成立决定选择左边的路径（不进行任何操作）或右边的路径（打印输出x）。 例3：输入10个数，把其 中的正数打印输出。 流程图见图3。首先让n等于 0（n是用来累计循环的计数器）， 然后判断n是否大于等于10，是 则程序结束；否则输入x。接着判 断x是否为正数，是则打印输出， 然后n加1；否则直接执行n加1。 然后返回开头判断n的值，直到 n≥0为止。可知共循环10次，即 处理10个数。（本例在例2的基础 上多了一个循环处理）。 ⒊数据结构 所谓数据结构是指数据与数据之间关系的总和。 有的计算机科学家认为：程序＝数据结构＋算法。因为在程序中，被操作的数据是用数据结构来组织的，计算机按算法对它进行处理，得到所需的结果。要进行程序设计就要善于用数据结构来组织各种数据，描述各个事物。 对于程序员来说，数据结构是重要的，应专门学习《数据结构》这门课程，而对于初学者来说，接触较多的则是各种计算机语言中的数据类型。 ⒋计算机语言 计算机并不懂我们人类的语言，要让计算机按我们的意图工作，就必须解决人与计算机的“语言”问题。 ⑴机器语言 计算机只能识别0和1两种状态。目前，多数计算机的字长为16位，也就是说，由16个二进制数（0和1）组成一条指令或其他信息。 如：1011011000000000 在某一类型的计算机中，这条指令的作用让是计算机执行一次加法。 又如：1011010100000000 这条指令的作用是让计算机执行一次减法。 以上两条指令只有第6位和第7位不同。可以看出，16个0和1最多可以组成2的16次幂个不同的指令或信息。 这种由0和1组成的计算机能接受的代码，称为机器指令。一条指令用来控制计算机进行一个操作内容。所谓机器语言就是机器指令的集合。 机器语言与人们习惯用的语言差别太大，难学，难写，难记，难检查，难修改。不同机器间又不通用，给计算机的推广造成很大障碍。 ⑵高级语言 为了解决机器语言的上述缺限，人们创造了“高级语言”。它是一种过度性语言，比较接近人们习惯的“自然语言”（如英文）和“数学语言”，又能为机器所接受。 目前，主要的高级语言有以下几种： FORTRAN