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程序设计与问题求解I 第1章 程序设计概述 缪裕青 2011.9.20 本章主要内容 问题求解与程序设计 算法及其描述方法 程序设计语言的故事 C/C++语言程序组成 程序设计方法 程序风格 Visual C++开发环境与上机指导 问题求解与程序设计 问题求解 例：求1+2+…+100的和。 解:(1)分析问题特征。连续的100个整数求和。 (2)设计解决方案。 100个数连加：1+2+…+100 采用等差数列求和公式计算：(1+100)*100/2 拥有高斯的创造力,直接使用50*101 (3)优化解决方案。三种方案比较选择最好(优)的，计算量最小、计算速度最快。 (4)描述解决方案。可用数学算式50*101来描述。 (5)执行解决方案。计算50*101结果。 问题求解与程序设计 问题求解过程 问题求解与程序设计 问题求解与程序设计 计算机行业的梦想 让计算机（Computer）能像人一样地思考，与人自然交流， 人工智能AI （Artificial Intelligence） 图灵（1912-1954）——电子计算机理论和模型的奠基人 1946年诞生世界上第一台电子计算机ENIAC 1936年图灵发表论文“论可计算数及其在判定问题中的应用” 1966年ACM设立“图灵奖” 问题求解与程序设计 1997年，IBM公司研制的深蓝超级计算机在一场“人机大战”中打败了国际象棋大师卡斯帕罗夫 被誉为“人工智能的一大胜利” 深蓝的主要研制者之一许峰雄博士： 胜利靠的只是不知疲倦地高速运算，并不是什么智能 问题求解与程序设计 计算机是用来延伸人能力的工具，具有高速运算的能力。 我们的目标是控制计算机按照人的意愿去工作，执行解决方案。 完成这一目标的手段就是“编程（Programming）”。 问题求解与程序设计 问题求解与程序设计 问题求解过程 问题求解与程序设计 计算机组成 硬件：整个过程的执行者是硬件，但硬件是受软件控制的 软件：编程，就是编写软件，使硬件按照人的意图工作 问题求解与程序设计 算法及其描述方法 例：哥尼斯堡七桥问题 算法及其描述方法 算法及其描述方法 算法及其描述方法 算法及其描述方法 算法及其描述方法 算法及其描述方法 算法及其描述方法 算法及其描述方法 算法及其描述方法 算法及其描述方法 算法及其描述方法 算法及其描述方法 程序设计语言的故事 程序设计语言（Programming Language）是人与计算机进行交流的语言 计算机直接能读懂的语言 机器语言（Machine Code），也叫机器代码 一种纯粹的二进制语言 程序设计语言的故事 计算机为什么用二进制呢？ 为什么不用我们日常熟悉的十进制呢？ 二进制在电器元件中容易实现 计算机进行二进制运算比进行十进制运算要简单得多 程序设计语言的故事 程序设计语言的发展 机器语言(Machine Code) 汇编语言(Assemble Language) 面向过程的高级语言 面向对象的高级语言 程序设计语言的故事 机器语言编写的1+1程序 执行效率高。 不同计算机使用不同的机器语言，程序不能通用。 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。 汇编语言编写的1+1程序 不能直接识别和执行。 仍然依赖于机器。 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。 程序设计语言的故事 高级语言（面向过程的） BASIC语言编写的1+1程序 C语言编写的1+1程序 程序设计语言的故事 高级语言（面向对象的） C++语言编写的1+1程序 程序设计语言的故事 一种程序设计语言对应一种编译器 程序员按照该语言的语法编写程序源代码，把自己的意图融入到代码中 编译器读入源代码，把程序员的意图转换成可执行程序，供他人使用 流行语言 应用编程语言 机器语言 汇编语言 Basic Pascal C C++ Java C# 专项编程语言 Lotus Notes Power Builder Web编程语言 HTML XML PHP ASP JSP JavaScript VBScript 其他 perl python VBA C程序设计语言 简称C语言 BCPL语言进化成B语言，B语言又进化为C语言 是一种高级语言 高级语言并不是“高级”，只是相对低级语言，在一个高的级别上进行编程 历史悠久，战勋卓著 诞生于上世纪70年代初，成熟于80年代 “ANSI C”标准的发布是C语言成熟的标志 很多重量级软件都是用C写的，如UNIX 功能强大，无所不能 几乎没有不能用C写出来的软件，没有不支持C的系统 C程序设计语言 C语言被分类为高级语言，但实际上它是一种介于高级语言和低级