算法的实现—程序设计.ppt

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1、问题求解论题1-6如何将算法告诉计算机陶先平问题1什么叫设计/实现一个算法？问题求解开始问题理解和定义算法手工测试和检查设计阶段人可识别和使用的自然语言程序测试实现阶段计算机能够精确识别的语言将自然语言描述的“算法”“翻译”成计算机语言描述的“程序”的过程请思考以下问题在任何时候，编程之前必须先完成算法设计Why？计算机能够识别和处理的“语言”，不仅仅是C、C++等，也可以是自己定义的语言Forexample？程序运行出错，涉及到哪些内容？在“翻译”之前，尽量排除算法错误问题2计算机如何从二进制bits中识别并执行程序指令呢？40年代的编程：B

2、eforethemiddleofthe1940s,computeroperators“hardwired”theirprograms而后，二进制代码显然，hardwiredprogram不易修改，setswitches不能算是编码！如何让计算机的执行做到：programmable?Abigproblem!Bigidea:1,计算机提供基本的hardwired“原子操作”2,提供编码方式，支持程序员组合“原子操作”，编写“程序”3,将“程序”存放在存储空间中4,计算机“解读”程序编码，执行原子操作例如：0010:操作码,将”某个”内存中的数据复制

3、到”某个”寄存器中001:001号寄存器第一个操作数000000100：地址偏移量，4第二个操作数：从下一条指令所存储的地址向后偏移4个16位，取值5执行效果：将5赋值给1号寄存器问题3你看到“编程”了吗？你看到“语言”了吗？用机器语言编写程序，并记录在纸带或卡片上2021年7月30日引言10以汇编指令为表示的机器级操纵指令穿孔表示0，未穿孔表示10：010101101：001001002：……3：……4：011001115：……6：……假设：0010-jxx若在第4条指令前加入指令，则需重新计算地址码（如jxx的目标地址），然后重新打孔。不灵

4、活！书写、阅读困难！太原始了，无法忍受，咋办？用符号表示而不用0/1表示！输入：按钮、开关；输出：指示灯等所有信息都是0/1序列！若用符号表示跳转位置和变量位置，是否简化了问题？于是，汇编语言出现用助记符表示操作码用标号表示位置用助记符表示寄存器…2021年7月30日引言11汇编指令0：010101101：001001002：……3：……4：011001115：……6：……7：……addBjxxL0…………L0：subC……B：……C：……在第4条指令前加指令时不用改变add、jxx和sub指令中的地址码！用汇编语言编写的优点是：不需记忆指令码

5、，编写方便可读性比机器语言强与绝对位置无关，扩展性好需将汇编语言转换为机器语言！用汇编系统转换符号语言Theearlyprogrammersrealizedthatitwouldbeatremendoushelptousemnemonicsymbolsfortheinstructioncodesandmemorylocations,sotheydevelopedassemblylanguageforthispurpose.高级程序设计语言Programminglanguageabstractionsfallintotwogeneralcateg

6、ories:dataabstractionandcontrolabstraction.Dataabstractionssimplifyforhumanusersthebehaviorandattributesofdata,suchasnumbers,characterstrings,andsearchtrees.Controlabstractionssimplifypropertiesofthetransferofcontrol,thatis,themodificationoftheexecutionpathofaprogrambasedont

7、hesituationathand.Examplesofcontrolabstractionsareloops,conditionalstatements,andprocedurecalls.Data:BasicAbstractionsBasicdataabstractionsinprogramminglanguageshidetheinternalrepresentationofcommondatavaluesinacomputerAnotherbasicdataabstractionistheuseofsymbolicnamestohide

8、locationsincomputermemorythatcontaindatavaluesintx;Data:StructuredAbstracti