《计算机导论》电子教案 计算机导论第4章教案

计算机导论,文斌 田原 制作,第4章高级语言软件开发能力培养,本章学习目标 高级语言的分类、特点和选择 常用编程语言的特点 Turbo C的基本结构和语句 面向对象的编程方法 高级语言编程技术与编程风格,本章内容安排,4.1 计算机程序和高级语言,4.2 常用编程语言简介,4.3 面向对象编程语言简介,4.4 编程的风格与原理,4.5 小结,4.6 习题,退出,4.1 计算机程序和高级语言,4.1.1 程序设计语言的特点,4.1.2 程序设计语言的选择,退出,基础知识,人们在相互交谈时使用的是相互理解的语言，如汉语、英语、俄语等，它们统称为自然语言。人们用以同计算机“交谈”的语言，称之计算机语言。,计算机每做的一次动作，一个步骤，都是按照已经用计算机语言编好的程序来执行的，程序是计算机要执行的有序指令的集合，而程序全部都是用我们所掌握的语言来编写的。所以人们要控制计算机一定要通过计算机语言向计算机发出命令。,计算机所能识别的语言只有机器语言。,计算机语言,机器语言(由0和1构成的代码),汇编语言(英文缩写的助记符),高级语言,直接对硬件操作,1、采用比较接近人们习惯的自然语言 2、具有很大的通用性（即不受具体机器指令的约束） 3、 面向算法编写程序,高级语言按转换方式可将它们分为两类 ：,（1）解释类：应用程序源代码一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码，一边执行。 效率比较低，而且不能生成可独立执行的可执行文件，应用程序不能脱离其解释器，但这种方式比较灵活，可以动态地调整、修改应用程序。 （2）编译类：编译是指在应用源程序执行之前，就将程序源代码“翻译”成目标代码，因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行。 现在大多数的编程语言都是编译型的。,4.1.1 程序设计语言的特点,（1）名字说明 预先说明程序中使用的对象的名字，使编译程序能检查程序中出现的名字的合法性，从而能帮助程序员发现和改正程序中的错误。 （2）类型说明 通过类型说明用户定义了对象的类型，从而确定了该对象的使用方式。编译程序能够发现程序中对某个特定类型的对象使用不当的错误，因此有助于减少程序错误。 （3）初始化 为减少发生错误的可能性，应该强迫程序员对程序中说明的所有变量初始化。,4.1.1 程序设计语言的特点,（4）程序对象的局限性 程序设计的一般原理是，程序对象的名字应该在靠近使用它们的地方引入，并且应该只有程序中真正需要它们的那些部分才能访问它们。即局部化和信息隐蔽原理。 （5）程序模块 模块有一系列优点：第一，可以构造抽象数据类型，用户可以对这种数据进行操作，而并不需要知道它们的具体表示方法；第二，可以把有关的操作归并为一组，并且以一种受控制的方式共享变量；第三，这样的模块是独立编译的方便单元。 （6）循环控制结构,4.1.1 程序设计语言的特点,（7）分支控制结构 （8）异常处理 提供了相应的机制，从而不必为异常处理过分增加程序长度，并且可以把出现异常的信息从一个程序单元方便地传送到另一个单元。 （9）独立编译 独立编译意味着能分别编译各个程序单元，然后再把它们集成为一个完整的程序。如果没有独立编译的机制，就不是适合软件工程需要的好语言。,4.1.2 程序设计语言的选择,（2）可以使用的编译程序 运行目标系统的环境中可以提供的编译程序往往限制了可以选用的语言的范围。,（3）可以得到的软件工具 如果某种语言有支持程序开发的软件工具可以利用，则目标系统的实现和验证都变得比较容易。,（1）系统用户的要求 如果所开发的系统由用户负责维护，用户通常要求用他们熟悉的语言书写程序。,（4）工程规模,4.1.2 程序设计语言的选择,（6）软件可移植性要求 如果目标系统将在几台不同的计算机上运行，或者预期的使用寿命很长，那么选择一种标准化程度高、程序可移植性好的语言就是很重要的。,（7）软件的应用领域 选择语言时应该充分考虑目标系统的应用范围。,（5）程序员的知识 完全掌握一种新语言需要实践。,4.2 常用编程语言简介,4.2.2 FORTRAN,4.2.3 COBOL,4.2.4 PASCAL,4.2.1 BASIC,4.2.5 C,4.2.6 Turbo C的基本结构,BASIC是一种易学易用的高级语言，它是Beginner's All-Purpose Symbolic Instruction Code的缩写，其含义是“初学者通用符号指令编码”。它是从FORTRAN语言简化而来的，最初是美国Daltmouth学院为便于教学而开发的会话语言。它自1965年诞生以来，其应用己远远超出教学范围，并于1977年开始了标准化工作。 BASIC语言的特点是简单易学，基本BASIC只有17种语句，语法结构简单，结构分明，容易掌握；具有人机会话功能，便于程序的修改与调试，非常适合初学者学习运用。 BASIC的主要版本有：标准BASIC、高级BASIC、结构化BASIC（如QBASIC、True BASIC、Turbo BASIC）、CAREALIZER、GFA BASIC、POWER BASIC，以及在Windows环境下运行的Visual BASIC。,FORTRAN是 1954年问世， 于1957年由IBM公司正式推出，是最古老的高级程序语言， FORTRAN不便于进行结构化程序的设计和编写。 FORTRAN是一种主要用于科学计算方面的高级语言。它是第一种被广泛使用的计算机高级语言，并且至今仍富有强大的生命力。FORTRAN是英文Formula Translator的缩写，其含义是“公式翻译”，允许使用数学表达式形式的语句来编写程序。 程序分块结构是FORTRAN的基本特点，该语言书写紧凑，灵活方便，结构清晰，自诞生以来至今不衰，先后经历了FORTRAN II、FORTRAN IV、FORTRAN 77的发展过程，现又发展了FORTRAN结构程序设计语言。,COBOL是英文Common Business Oriented Language的缩写，其意为“面向商业的通用语言”。第一个COBOL文本于1960年推出，其后又修改和扩充了十几次，并逐步标准化。 COBOL语言的特点是按层次结构来描述数据，具有完全适合现实事务处理的数据结构、具有更接近英语自然语言的程序设计风格、有较强的易读性，是世界上标准化最早的语言，通用性强。由于COBOL的这些特点，使其成为数据处理方面应用最为广泛的语言。 然而，用COBOL编写的程序不够精练，程序文本的格式规定、内容等都比较庞大，不便记忆。,PASCAL语言是系统地体现结构程序设计思想的第一种语言，既适用于数值计算，又适用于数据处理。PASCAL语言的特点是结构清晰，便于验证程序的正确性，简洁、精致；控制结构和数据类型都十分丰富，表达力强、实现效率高、容易移植。 PASCAL的成功在于它的以下特色： （1）PASCAL具有丰富的数据类型，有着像枚举、子界、数组、记录、集合、文件、指针等众多的用户自定义数据类型，能够用来描述复杂的数据对象，十分便于书写系统程序和应用程序。 （2）PASCAL提供的语言设施体现了结构程序设计的原则，有着简明通用的语句，基本结构少，但框架优美，功能很强；算法和数据结构采用分层构造，可自然地应用自顶向下的程序设计技术；程序可读性好，编译简单，目标代码效率较高。,1C 语言的产生与发展 C 语言是1972年由美国的Dennis Ritchie设计发明的， 并首次在UNIX操作系统的 DEC PDP-11计算机上使用。它由早期的编程语言 BCPL( Basic Combined Programming Language) 发展演变而来。在1970年，AT&T贝尔实验室的Ken Thompson根据BCPL语言设计出较先进的并取名为 B的语言， 最后导了C 语言的问世。 2C 语言的特点 （1）C是中级语言 （2）C是结构式语言 （3）C语言功能齐全 （4）C语言适用范围大,Turbo C 概述,Turbo C 是美国Borland 公司的产品， Turbo C 2.0 则是该公司1989年出版的。Turbo C 2.0在原来集成开发环境的基础上增加了查错功能， 并可以在Tiny模式下直接生成.COM (数据、代码、堆栈处在同一64K 内存中) 文件。 Turbo C 2.0可运行于IBM-PC系列微机， 包括XT， AT及IBM 兼容机。 此时要求DOS 2.0或更高版本支持， 并至少需要448K的RAM， 可在任何彩、单色80列监视器上运行。 Turbo C 2.0有六张低密软盘(或两张高密软盘)。,4.2.6 Turbo C的基本结构,1、程序的一般组成部分,2、关键字,3、标识符,4、格式化输入输出函数,5、控制流程语句,1. Turbo C程序的一般组成部分 Turbo C 2.0 象其它语言一样按其规定的格式和提供的语句由用户编写应用程序。请看下面一段Turbo C源程序。 /*Example program of Turbo C*/ #include /*包含文件说明*/ void lgc(void); /*子函数说明*/ char answer; /*定义全程变量*/ int main() /*主函数定义*/ char a; /*定义局部变量*/ clrscr(); gotoxy(12,3); puts(“Welcome to use Turbo C2.0!“); gotoxy(15, 13); printf(“-Exit“); gotoxy(15, 15); printf(“-Continue“);,while(1) a=getch(); if(a=27) break; if(a=13) lgc(); if(answer='y'|answer='Y') gotoxy(23,14); puts(“Please Write to the Company“); getch(); break; return(0);, void lgc(void) clrscr(); gotoxy(12,8); printf(“The Excellent Selection!“); gotoxy(21,12); printf(“Do you have any question?(Y/N)“); answer=getche(); ,可以看出， Turbo C源程序主要有以下几个特点: （1） 程序一般用小写字母书写; （2）.大多数语句结尾必须要用“;“作为终止符， 否则Turbo C 不认为该语句结束; （3） 每个程序必须有一个而且只能有一个称作主函数的main()函数; （4）每个程序体(主函数和每个子函数， 如上例中的main()函数和sub()函数)必须用一对花括号“和“括起来; （5）一个较完整的程序大致包括:包含文件(一组#include语句)、用户函数说明部分、全程变量定义、主函数和若干子函数组成。在主函数和子函数中又包括局部变量定义、若干个Turbo C库函数、控制流程语句、 用户函数的调用语句等; （6）注释部分包含在“/*”和“*/”之间， 在编译时它被Turbo C编译器忽略。 说明: 1. 象其它一些语言一样，Turbo C的变量在使用之前必须先定义其数据类型，未经定义的变量不能使用。定义变量类型应在可执行语句前面，如上例main()函数中的第一条语句就是变量定义语句，它必须放在第一个执行语句clrscr()前面。 2. 在Turbo C中， 大、小写字母是有区别的，相同字母的大、小写代表不同的变量。 3. Turbo C程序的书写格式非常灵活，没有严格限制。,可以得出Turbo C源程序的一般形式为:： 包含