程序设计基础2

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1、第5章程序设计基础主讲教师　　郭松涛Email：stguo@cqu.edu.cnstguo@163.com本章教学计划理论教学（课堂教学）：4学时实验教学（上机实习）：2学时本章教学重点1.程序的翻译方式2.算法描述及数据结构3.程序设计基本过程4.程序设计基本思想第5章　程序设计基础本章首先介绍程序设计语言的基本知识，包括程序设计语言的发展、分类及程序的3种翻译方式，然后介绍算法与数据结构的基本知识，程序设计的基本过程以及程序设计的基本思想。第5章　程序设计基础5.1程序设计语言概述5.2算法与数据结构5.3程序设计基本过程5.4程序设计的基本思想第5章　程序设计基础5.1

2、程序设计语言概述5.1.1　程序设计语言的发展程序是程序设计中最基本的概念，“程序”一词来自生活，通常指完成某些事务的一种既定方式和过程。程序在计算机发明之前很久就有了，例如，食谱、乐谱、工作步骤等都是程序，泛指得到一个结果需要的步骤，比如演出节目单、课程表等。计算机程序是对计算任务的处理对象和处理规则的描述。任何以计算机为处理工具的任务都是计算任务；而处理对象指数据，如数字、文字、图像、声音等多媒体以及诸如温度、电压等物理状态；处理规则指处理动作和步骤。计算机程序由计算机语言进行描述。5.1程序设计语言概述5.1.1　程序设计语言的发展在过去的几十年里，人们根据描述

3、问题的需要而设计了数千种专用的和通用的计算机语言，据不完全统计大约有2500种，绝大多数是高级语言，通过网址：http://people.ku.edu/～nkinners/LangList/Extras/langlist.htm可以看到其列表和简介，另外：http://www.levenez.com/lang/搜集了大约50种极具代表性的语言的故事和资料，其中，有的语言是为了编写系统软件而重在提高效率，如C语言等；有的语言是为了提高程序设计速度，面向商业应用，如COBOL等；还有些语言是用于教学，如BASIC等。这些语言中只有少部分得到了比较广泛的应用，其中影响最大、寿命最长

4、的是C语言。5.1程序设计语言概述5.1.1　程序设计语言的发展程序设计语言的发展大致经历了４代。1)第1代语言（大约从1946年开始）第1代程序设计语言是由“0”和“1”这样的二进制编码指令组表示的，通常称为机器语言，是能够被计算机直接接受和执行的计算机语言。2）第2代语言（大约从1950年早期开始）为了让用机器语言编写的程序更易理解，程序员使用了一种类似英语缩略词且带有助记性符号的语言，例如add、sub(subtract)和load等，这种语言被称为汇编语言。这种语言与特定的机器和CPU指令集有关，而且不能被机器直接接受，必须用一种翻译器将程序中的每条语句翻译

5、成机器语言。5.1程序设计语言概述5.1.1　程序设计语言的发展3）第3代语言（大约从1950年中期开始）第3代语言称为高级语言，因为它更接近自然语言。第3代语言是过程化的，每一条语句一般被编译成5～10条机器代码指令，编写的程序容易理解、容易维护，具有很强的进程能力和数据结构能力。这类语言在1970年以后，提出了结构化的程序控制，进一步规范了程序设计方法。4）第4代语言（大约从20世纪80年代开始）第4代语言（4GL）称为超高级语言，是非过程化语言。这类语言的一条语句一般被编译成30～50条机器代码，进一步提高了编码效率，并使程序更易理解、更易维护。第4代语言包括

6、很宽范围的软件工具，如数据库查询、报表生成、数据处理、屏幕交互和定义、代码生成、高级图形以及表格处理等。5.1程序设计语言概述5.1.2　程序设计语言的分类１）低级语言低级语言主要是机器语言和汇编语言。它的特点是与特定的机器有关，功效高，但使用复杂、难记忆、难书写、编程困难、可读性差、易出差错，可移植性极差。机器语言是表示成数码形式的机器基本指令集，或者是操作码经过符号化的基本指令集，是计算机能直接执行的指令集。汇编语言是为了克服机器语言的缺点，用助记码和符号地址代替机器指令中的操作码和操作数，是机器语言符号化的结果。但计算机不能直接执行汇编语言程序，必须要用汇编程序

7、翻译成机器指令后才能在计算机上执行，同时汇编语言比机器语言好理解，比其他高级语言执行效率高。5.1程序设计语言概述5.1.2　程序设计语言的分类２）高级语言高级语言的表示方法要比低级语言更接近于待解问题的表示方法，大量引入数学表示形式，其特点是与具体机器无关，易学、易用、易维护、易移植，但计算机不能直接执行，需要翻译工具。一般说来，当高级语言程序翻译成相应的低级语言程序时，一个高级语言程序单位要对应多条机器指令，相应的编译程序所产生的目标程序往往效率较低。第一个高级程序设计语言FORTRAN(F