第4章 程序设计语言(精品·公开课件).ppt

第4章 计算机程序设计与语言 主要内容 程序设计的基本概念 模型的建立、算法的设计和表达 程序的编写、测试和维护 程序文档的建立 程序设计语言的应用 4.1 概述 4.1.1 计算机程序设计语言 4.1.2 程序设计步骤 4.1.3 程序设计语言 4.1.1 计算机程序设计语言 数据与信息 数据是原始事实的数字记录，它本身并没有什么意义；而信息是经过处理后的数据，信息有实际的含义。 数据处理（信息处理） 数据转化为信息的过程就是数据处理，也称为信息处理。网页利用CGI、ISAPI、ASP、PHP、JSP等技术来实现。 程序 是计算机为完成某一任务所必须执行的一系列指令。除了少量存储在ROM等存储器中的特殊程序外，程序大多以文件的形式存储在磁盘等外存储器上。 4.1.2 程序设计步骤 程序设计 编写一系列的指令指挥计算机完成特定的工作。 程序设计过程 1）建模：由实际问题的描述抽象出数学模型，用形式化方法描述现实世界。 2）算法设计：给出解决问题的步骤，即算法。一个问题多种算法。 3）算法表达：选择算法表达工具，对算法进行清晰的表达。 4）编程：选择一种程序设计语言，把算法程序化。 5）程序调试：对编写好的程序进行调试，修改程序中的错误。 6）程序文档编写与程序维护：整理和编写程序文档，以便更好地维护程序。 4.1.3 程序设计语言 语言分类：自然语言、人工语言。 计算机语言是属于人工语言，是人与计算机传递信息的媒介。 程序设计语言是随着计算机的出现而出现的，并且向着易学、易用、描述问题的能力也越来越强的方向发展着。 发展经历了三个阶段：机器语言、汇编语言和高级语言。 机器语言是计算机能直接执行的二进制形式的语言；汇编语言是符号化的机器语言；高级语言更接近自然语言和数学语言，不能直接被计算机识别，必须经过转换才能被执行，它的下一个发展目标是面向应用，如VB、C++、Java、Perl等均属高级语言。 4.2 模型与算法 4.2.1 建立模型 4.2.2 算法设计 4.2.3 算法表达 4.2.1 建立模型 模型是对现实系统的一种描述，是对现实系统的抽象和简化。模型由现实系统的有关元素组成，能够反映这些元素之间的关系，从而反映现实系统的本质。是现实系统的抽象和简化 。 模型分类：物理模型和数学模型。物理模型由物理元素构成，故又称形象模型。数学模型由关系、函数等数学对象符号组成，又称逻辑模型或抽象模型。 模型建立：物理模型对客观存在的事物进行形象的描述，列出已知的所有物理元素及关系，明确需要解决的问题；数学模型是在物理模型的基础上，忽略其非重要的细节，抓住本质性的元素，对其符号化后，用数学的方法描述出来。 4.2.1 建立模型 举例： 4.2.2 算法设计 4.2.2 算法设计 设计算法：根据解二元一次方程组的数学方法，记录下解决问题的实际步骤，就可以方便地设计出计算机算法： 1）输入系数a1、b1、c1、a2、b2、c2； 2）计算d=a1b2-a2b1； 3）如果d=0，打印“方程组无解或有无穷组解”，转（7）； 4）计算x=(c1b2-c2b1)/ d； 5）计算y=(a1c2-a2c1)/ d； 6）输出：x、y； 7）输入是否继续解其他方程组的标记s（s=“Y”或s=“N”）； 8）如果s=“Y”，转（1）； 9）结束。 4.2.2 算法设计 评价算法的基本标准 时间标准（时间复杂度）：即执行这个算法需要多少时间，基本的原则是时间越短越好。 空间标准（空间复杂度）：即执行这个算法需要占用多少资源（可以理解为占用了多少计算机存储单元），基本的原则是资源的占用越少越好。 另外，随着计算机技术的发展，硬件性能不断提高，程序的规模越来越庞大，算法的清晰程度和算法的易懂性也是衡量一个算法好坏的重要指标。 设计算法时注意的3个问题 通用性 确定性 有限性 4.2.2 算法表达 常用算法描述工具 流程图，N-S图，PAD图，伪码等。 (1)流程图（程序框图） 最常用的一种表示法，是描述计算机一步一步完成任务的图表，直观地描述程序执行的控制流程。 1）方框表示“处理” ； 2）菱形框表示“判断” ； 3）有向线段表示“控制流”。 4.2.2 算法表达 (2) N-S图（盒图） 4.2.2 算法表达 4.3 模型与算法 4.3.1 程序举例 4.3.2 编写程序 4.3.3 算法表达 4.3.1 程序举例 用Visual FoxPro语言编写的鸡兔同笼问题的程序。 * 求解二元一次方程组 DO WHILE .T. 　　 CLEAR 清屏 　　 ? 输入方程组的系数 　　 INPUT a1= TO a1 　　 INPUT b1= TO b1 　　 INPUT c1= TO c1