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1、第1章程序语言设计问题[学习目标]：初步掌握程序语言的基本概念，了解程序语言的发展；了解编程环境对语言的影响。理解学习程序设计语言的作用；了解几种语言的特点；了解对程序语言影响的主要要素；了解语言标准问题；学习程序设计语言的基本计算模式；[重点和难点]：本章的重点是：程序设计语言的基本概念；好的程序语言的基本特征；本章的难点是：程序设计语言的一般计算模型；[知识点]：程序；算法；数据结构；机器语言；汇编语言；高级语言；翻译；可读性；可维护型；使用代价；计算模型；1.1为什么学习程序设计语言（学习程序语言有何作用）？1.2程
2、序设计语言的发展简史1.3对程序语言影响的主要因素1.4好语言的特征1.5程序设计语言的基本计算模型1.6语言标准1.7编程环境第1章程序语言设计问题1.1为什么学习程序设计语言？增强设计高效率算法的能力；(如递归）提高对现存程序语言的运用能力；增加有用程序结构的词汇表；可以对程序语言有更好的选择；更容易学习新语言；更容易设计出一种新语言；返回1.2程序语言发展简史机器语言—>汇编语言—>高级语言;基于数字计算的语言，如Fortran;基于商业语言，如COBOL;人工智能语言，如LISP;系统语言，如C语言;语言的应用领域
3、商业：COBOL,C++,Java,Excel,Delphi科学：Fortran,C,C++,Java,Delphi,Basic系统：C,C++,Java,Ada人工智能：LISP,Prolog出版：Tex,Postscript,Word处理：Unixshell,TCL,Perl,Javascript返回1.3对程序语言影响的主要因素1）计算机性能：计算机性能价格比在不断提高，嵌入了OS，使用高级语言成为可能。2）应用：从军事、科技、商业、工业领域—>计算机游戏、个人计算机，乃至各个领域。3）编程方法：简单程序—>复杂程序
4、；技巧性—>可读性。4）实现方法：设计新的数据结构和算法，实现高效性—>可维护性。5）理论研究：采用形式化的数学方法进行语言数据结构、算法等设计、实现方面的研究。6）标准化：强调可移植性。返回1.4好语言的特征1）透明性、简单性和统一性：从语法上的区别就能体现语义上的区别。2）正交性：是指能将一种语言的各种特征以所有可能的情况加以组合，并且每一种组合均有意义。例，假设某种语言（如C）提供了能够产生值的表达式，而且也提供了条件语句以计算一个表达式的值是真或假。如果任何一个表达式在条件语句中都能使用（和计算），那么这种语言中的
5、这两个特征，即表达式和条件语句就具有正交性。正交性的好处：需要记忆的特殊情况较少，易于学习和编程。缺点：可能包含逻辑不连贯性的特征组合。3）应用的自然性：使得程序结构能够反映出算法的逻辑结构基础。理想情况下，能够将程序设计直接转化成正确的反映算法结构的程序语句(自然语言描述的算法可直接转化成程序语句)。4）抽象性的支持：能够支持抽象性的数据结构（如包含有“学生、班级、教师、教室”等成员的记录Record，结构Struct等）以及抽象的操作（如给一个班级分配教室）。程序员的一项重要工作就是：设计抽象类、实现抽象类。5）程序的
6、易验证性：语义和语法的简单性是简化程序验证的一个基本要素。6）编程环境：集成化的编程环境。如VB、VC、VJ、JBuilder、Delphi等。7)可移植性：能将一台机器上开发的程序在另一台机器上运行。如Java程序。8）使用代价程序执行代价：运行时占用系统资源代价。如今，不是关心的主要问题。翻译的代价：翻译的速度和占用系统资源代价，对于教学性的语言较为强调。程序创建、测试和使用的代价：程序员设计、编码、调试、修改、集成、测试和使用时投入的总时间与工作量。这是目前最关心的代价之一。如Perl，Smalltalk程序维护的代
7、价：在程序的使用过程中对程序反复修改、修复和升级扩充所花费的代价。这是目前最关心的代价之一。返回1.5程序设计语言的基本计算模型命令式语言（过程式语言）是命令驱动和面向语句的语言。程序由一系列的语句组成，其一般语法形式为：语句1；语句2；……每条语句执行的结果是的计算机改变一个或多个存储单元的值，即进入一个新的状态。其操作过程如图所示。模型的优点：效率较高。语言实例：C,Pascal,Fortran,COBOL等。应用领域：科学计算、系统设计、商业应用、工业控制等领域。应用式语言（函数式语言）以数据为驱动的强调程序（函数）
8、执行的初始状态和处理（输出）结果。不是将计算看成连续的机器状态的转换，而是看成为了得到答案而应用于数据的连续的函数转换。其一般语法形式为：functionn(…function2(function1(data))…)该模型可看成是一个以原始数据作为输入，对内存进行操作以产生答案的透镜。其操作过程如图所示
