程序设计思想与方法python讲义（第一至三章）

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1、程序设计思想与方法潘理Email:panli@sjtu.edu.cn教材参考教材教材目前使用:PythonProgramming:AnIntroductiontoComputerScience.(电子版)HowtoThinkLikeaComputerScientist—LearningwithPython.(电子版)课程目标像计算机科学家那样思考(Thinklikeacomputerscientist)学会用计算机处理各种问题什么是计算机科学?计算机科学并非研究计算机!正如天文学不是研究天文望远镜CS要回答的基本问题:什么是可计算的?对此问题的回答有三种方式:理论分析问题的可解性：无解的

2、,不是能行可解的实际设计一个解决问题的算法通过实验来研究问题.4课程主要内容解决可计算问题需要教会计算机如何解决问题如何教计算机解决问题了解计算机有哪些基本功能因材施教，设计教学的过程一门与计算机进行交流的语言对本课程的定位学习计算机科学解决问题的思想方法,应用于其他专业领域不是程序设计语言课程!本课程需要编程,以加深对计算思维的理解坏消息:学习编程语言需要掌握非常繁琐的细节好消息：Python语言非常简单,易学易用也不是算法和数据结构课程!当然会学习这方面的一些基本技术6计算机与程序计算机组成程序设计语言初识Python计算机的组成硬件：计算机的躯壳软件：计算机的灵魂计算机，也被称之为

3、“电脑”，是一种能够按照事先存储的程序自动、高效地对数据进行输入、处理、存储和输出的系统计算机硬件存储器输入设备输出设备控制器运算器CPU存储器保存正在运行的程序代码和数据内存的最小单元是bit，一个bit存储一个二进制位。一般8个bit组成一个byte，若干个byte组成一个word在一般的机器中，内存按字节编址，内存大小也是按字节计量关机后，内存的数据全部丢失CPUCPU(CentralProcessingUnit)有两个部件组成：ALU–Arithmetic-LogicUnit（运算器）Controlunit（控制器）控制器控制器控制计算机的其余部分如何完成程序的指令指挥内存和其它

4、部件之间的信息的传送（包括信息和指令）指挥CPU和输入输出设备之间的控制信息的传送控制器中的信息存储控制器中有两个寄存器：指令寄存器(IR)：保存当前正在执行的指令程序计数器(PC)：保存下一条要执行的指令地址控制器的工作取下一条指令：按PC指定的地址到内存中取出下一条指令，存入IR。解码指令：将指令解码成一系列的控制信号执行指令：将控制信号发送给相关部件，执行相应的运算运算器的组成逻辑电路：执行控制器发出的控制信号一组存放正在运算的数据的寄存器输入输出设备输入设备将人能理解的符号转换成计算机能处理的符号。常用的输入设备有：键盘、鼠标、光笔等输出设备将计算机的输出转换成人能理解的输出。常

5、用的输出设备有：显示器、打印机、音响设备等计算机的组成硬件：计算机的躯壳软件：计算机的灵魂计算机，也被称之为“电脑”，是一种能够按照事先存储的程序自动、高效地对数据进行输入、处理、存储和输出的系统计算机软件软件决定了计算机能做什么.没有软件,计算机只是一堆废铁.软件可以分为系统软件和应用软件。系统软件居于计算机系统中最靠硬件的部分，它将计算机的用户与硬件隔离。系统软件与具体的应用无关，但其他的软件要通过系统软件才能发挥作用。常用的系统软件有操作系统、编译器、网络软件等。应用软件是为了支持某一应用而开发的软件。如字处理软件、财务软件等。计算机与程序计算机组成程序设计语言初识Python程序

6、设计语言人与计算机进行交流的一种语言为什么不用自然语言与计算机交互？精确的语法和语义无二义性有不同层次的程序设计语言LuChaojun,SJTU20不同层次的程序设计语言机器语言汇编语言高级语言机器语言是机器的母语。每种计算机都有自己的机器语言。与计算机硬件设计有关。每个语句用一组二进制数表示用机器语言写程序是非常困难的，读机器语言写的程序也是非常困难的机器语言提供的功能非常简单汇编语言用缩写和助记符代替机器语言的0和1的比特串和机器语言一样，不同类的机器有不同的汇编语言汇编程序：将汇编语言写的程序翻译成机器语言的程序解决了机器语言的可读性问题，但没有解决功能简单的问题以及可移植型问题高

7、级语言类似于英语的语言，适合于人理解功能比机器语言强，解决问题更加容易编译器：将过程化语言写的程序（源代码）翻译成机器语言的程序（目标代码）解释器：逐句解释源程序并执行，不保存目标代码。编译执行main(){inti,s;i=1;s=0;Ccompiler0110001011101001SourceprogramObjectprogram将程序全部翻译成机器语言的程序，然后再执行。解释执行源程序解释系统（逐句解释、执行）原始数据结果