程序设计基础（C语言）教程 课件全套 刘媛媛 第1--10章 C语言程序设计概述---文件.pptx

C语言程序设计概述

;1、程序设计语言的发展与分类

;（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一种机器指令的集合。

机器指令由操作码和操作数组成，操作码指出要进行什么样的操作，操作数指出完成该操作的数或它在内存中的地址。

例如，计算1+2的机器语言程序如下：00000001；将1存入寄存器AL中00000010；将2与寄存器AL中的值相加，结果放在寄存器AL中；停机

由此可见，用机器语言编写程序，编程人员要首先熟记所用计算机的全部指令代码和代码的涵义。

;（2）汇编语言

为了克服机器语言的缺点，人们采用了有助于记忆的符号（称为指令助记符）与符号地址来代替器指令中的操作码和操作数。指令助记符是一些有意义的英文单词的缩写和符号，如用ADD（Addition）表示加法，用SUB（Subtract）表示减法，用MOV（Move）表示数据的传送等等。而操作数可以直接用十进制数书写，地址码可以用寄存器名、存储单元的符号地址等表示。这种表示计算机指令的语言称为汇编语言。

例如上述计算1+2的汇编语言程序如下：

MOVAL,1；将1存入寄存器AL中

ADDAL,2；将2与寄存器AL中的值相加，结果放在寄存器AL中

HLT；停机

由些可见，汇编语言克服了机器语言的难读难改的缺点，同时保持了占存储空间小，执行速度快的优点，因此许多系统软件的核心部分仍采用汇编语言编制。但是，汇编语言仍是一种面向机器的语言，每条汇编命令都一一对应于机器指令，而不同的计算机在指令长度、寻址方式、寄存器数目等都不一样，这使得汇编语言具有通用性差，可读性也差。

;（3）高级语言

所谓高级语言就是更接近自然语言、更接近数学语言的程序设计语言。它是面向应用的计算机语言，与具体的机器无关，其优点是符合人类的叙述问题的习惯，而且简单易学。高级语言与计算机的硬件结构及指令系统无关，它有更强的表达能力，可方便地表示数据的运算和程序的控制结构，能更好的描述各种算法，而且容易学习掌握。但高级语言编译生成的程序代码一般比用汇编程序语言设计的程序代码要长，执行的速度也慢。

;2、程序设计方法

1）程序设计过程

计算机程序设计的过程包括问题定义、算法设计、程序设计以及调试运行。整个开发过程都要编制相应的文档，以便管理。

（1）问题定义

在计算机能够理解一些抽象的名词并做出一些智能的反应之前，必须要对交给计算机的任务做出定义，并最终翻译成计算机能识别的语言。问题定义的方法很多（对此在软件工程的需求分析中会有更多解释，包括描述方法和工具），但一般包括三个部分：输入、输出和处理。

（2）算法设计

问题定义确定了未来程序的输入、输出、处理，但并没有具体说明处理的步骤，而算法则是对解决问题步骤的描述。

（3）程序设计

问题定义和算法设计已经为程序设计规划好了蓝本，下一步就是用真正的计算机语言表达了。不同的语言写出的程序有时会有较大的差别。

（4）调试运行

程序编写可以在计算机上进行，也可以在纸张上进行，但最终要让计算机来运行则必须输入到计算机中，并经过调试，以便找出错误，然后才能正确地运行。

（5）文档

对于微小的程序来说，有没有文档显得并不怎么重要，但对于一个需要有多人合作，并且开发、维护较长时间的软件来说，文档就是至关重要的。文档记录程序设计的算法、实现以及修改的过程，保证程序的可读性和可维护性。程序中的注释就是一种很好的文档。

;2）结构化程序设计方法

在早期由于计算机存储器容量非常小，人们设计程序时首先考虑的问题是如何减少存储器开销，硬件的限制不容许人们考虑如何组织数据与逻辑，为此程序员使用各种技巧和手段编写高效的程序。其中显著的特点是程序中大量使用GOTO语句，使得程序结构混乱、可读性差、可维护性差、通用性差。但是，随着大容量存储器的出现及计算机技术的广泛应用，程序编写越来越困难，程序的大小以算术基数递增，而程序的逻辑控制难度则以几何基数递增，人们不得不考虑程序设计的方法。

结构化程序设计是进行以模块功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则，其概念最早由荷兰科学家E.W.Dijkstra提出，它的主要观点是采用自顶向下、逐步求精的程序设计方法；使用三种基本控制结构构造程序，任何程序都可由顺序、选择、重复三种基本控制结构构造。

;3）面向对象程序设计

虽然结构化程序设计方法具有很多的优点，但它仍是一种面向过程的程序设计方法，它把数据和处理数据的过程分离为相互独立的实体。当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要进行相应的修改，每一种相对于老问题的新方法都要带来额外