第2章 程序设计基础(精品·公开课件).ppt

第2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。这类语言，如汉语和英语，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。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程序设计语言。 2.1 程序设计语言 根据程序设计语言发展的历程，可将其大致分为机器语言、汇编语言、高级语言以及4GL语言四类。 2.1.1 机器语言 机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的机器指令的集合，即处理器的指令系统。不同类型处理器的计算机，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上执行。机器语言的优点是能够被计算机直接识别、执行速度快、占用内存空间少。其缺点是难记忆、难书写、难编程、易出错、可读性差、可移植性差。 2.1.2 汇编语言 为了克服机器语言的缺点，人们采用与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指令代码，产生了汇编语言（也称为符号语言）。汇编语言是由一条条助记符所组成的指令系统。使用汇编语言编写的程序（汇编语言源程序），计算机不能直接识别，需要由一种起翻译作用的程序（汇编程序），将其翻译成机器语言程序（目标程序），计算机方可执行，这一翻译过程称之为“汇编”。 2.1.3 高级程序设计语言 计算机技术的发展，促使人们去寻求一些与人类自然语言相接近且能为计算机所接受的语意确定、规则明确、自然直观和通用易学的计算机语言。这种与自然语言相近并为计算机所接受和执行的语言称为高级语言。用高级语言编写程序时，程序员可以不必了解计算机的内部逻辑，而主要考虑问题的解决方法。高级语言的源程序需要翻译成机器语言程序才能执行，翻译方式有两种，编译方式和解释方式。编译方式是由编译程序把高级语言源程序“翻译”成目标程序；解释方式是由解释程序把高级语言的源程序逐条“翻译”执行，不生成目标程序。 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、工程计算领域。 1958年，在FORTRAN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的影响。 1960年出现的COBOL是商用数据处理应用中广泛使用的标准语言。COBOL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，汤姆·库斯和约翰·凯孟尼创建了一种新的计算机高级语言，这种语言语句简洁、语法简单，风格轻松活泼，又简便易学，被称为“初学者通用符号指令代码”，这就是著名的Basic语言。该语言在微型计算机上得到广泛应用。目前Basic语言有多种版本，如Borland公司的Turbo Basic、Microsoft公司的Visual Basic等。Microsoft Visual Basic是目前使用最广泛的Basic语言开发工具，它提供了一个可视的开发环境，具有图形设计工具、面向对象的结构化的事件驱动编程模式、开放的环境，使用户可以既快又简便的编制出Windows的各种应用程序。 通用的结构化程序设计语言 结构化程序设计语言的特点是具有很强的过程功能和数据结构功能，并提供结构化的逻辑构造。这一类语言的代表有Pascal、C和Ada等，它们都是从ALGOL语言派生出来的。 20世纪60年代末研制的Pascal语言体现了结构化程序设计的思想，以系统、精确、合理的方式表达了程序设计的基本概念，特别适合用来进行程序设计原理和高级语言的教学。Borland公司的Turbo Pascal是使用比较广泛的版本。 1972年，美国贝尔实验室的Dennis Ritchie发明了C语言，它既有高级语言的特点，又可以实现汇编语言的许多功能，因此它适用于编写系统软件和应用软件。C语言主要特点是具有丰富的数据结构；基本程序结构是函数调用，支持用户自定义函数以扩充语言的功能；与汇编语言接口好；具有丰富的函数库；具有比较强的图形处理能力。Borland公司的Turbo C是早期使用广泛的C语言开发工具。 Ada语言是由美国国防部出资开发的，作为一种用于嵌入式实时计算机设计的标准语言。Ada语言在结构和符号方面类似于Pascal语言。 专用语言 专用语言是为特殊的应用而设计的语言。通常具有自己特殊的语法形式，面对特定的问题，输入结构及词汇与该问题的相应范围密切相关。有代表性的专用语言有AP