大学计算机基础——编程入门1

1、大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 大学计算机基础B 主讲教师 赵晓安 HebeiHebei University of Technology University of Technology 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 讲 课 内 容 一 程序设计的基本概念一 程序设计的基本概念 1 1 程序设计语言 程序设计语言 2 2 程序设计的方法 程序设计的方法 二 计算机算法基本知识二 计算机算法基本知识 1 1 算法的概念 算法的概念 2 2 流程图 流程图 3 3 数据类型 变量 表达式 数据类型 变量 表达式 三 结构化程序设计基本结构三 结构化程序设计基本结构 1 1 顺序结构顺序结构 2 2 选择结构 选择结构 3 3 循环结构 循环结构 四 常用算法介绍四 常用算法介绍 1 1 计算机的基本算法 计算机的基本算法 求和 求积 求最大最小 求素数 求和 求积 求最大最小 求素数 2 2 迭代算法 迭代算法 3 3 排序算法 排序算

2、法 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 考考 试试 要要 求求 1 1 跟跟A A班考试 占班考试 占70 70 2 B2 B班考试另出题 笔试占班考试另出题 笔试占30 30 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 一 程序设计的基本概念一 程序设计的基本概念 1 1 程序设计语言 程序设计语言 2 2 程序设计的方法 程序设计的方法 二 计算机算法基本知识二 计算机算法基本知识 1 1 算法的概念 算法的概念 2 2 流程图 流程图 传统流程图和 传统流程图和N SN S图 图 3 3 数据结构 数据结构 4 4 数据类型 常量与变量 表达式 数据类型 常量与变量 表达式 第一讲内容第一讲内容 学习方法学习方法 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 计算机完成不同的工作 就要运行不同的程序计算机完成不同的工作 就要运行不同的程序 程序就是为完成某项任务而由若干条计算机指程序就

3、是为完成某项任务而由若干条计算机指 令组成的有序集合 编制程序称为程序设计 令组成的有序集合 编制程序称为程序设计 程序设计就是将解决某个问题的过程用程序设程序设计就是将解决某个问题的过程用程序设 计语言描述出来 计语言描述出来 人与计算机交流的语言 成为计算机语言 人与计算机交流的语言 成为计算机语言 计算机语言分为 计算机语言分为 机器语言 汇编语言和高级语言 机器语言 汇编语言和高级语言 前两种语言又称为低级语言 前两种语言又称为低级语言 一 程序设计的基本概念一 程序设计的基本概念 1 1 程序设计语言 程序设计语言 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 机器语言机器语言 机器可以直接识别并执行机器可以直接识别并执行 汇编语言汇编语言 符号语言要汇编成机器语言符号语言要汇编成机器语言 关心求解过程关心求解过程 着眼点 解决着眼点 解决 什么什么 问题问题 关心一个对象能干什么关心一个对象能干什么 例如 例如 FORTRANFORTRAN BASICBASIC 结构化分析方法和设计方法结构化分析方法和设计方法

4、例 例 C C VC VC VBVB 面向对象的分析方法和设计方法面向对象的分析方法和设计方法 汇编语言汇编语言 双重功能双重功能 例 例 C C 面向用户 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 机器语言机器语言10000000B 10000000B 表示表示 加法加法 操作操作 汇编语言汇编语言 高级语言高级语言 A A BA A B 例 求解 A B ADD A B ADD A B 表示执行表示执行 A B AA B A 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 机器语言机器语言是计算机能够是计算机能够识别识别并并直接执行的直接执行的语言 语言 直接使用机器语言来编写程序是一种相当复杂的手直接使用机器语言来编写程序是一种相当复杂的手 工劳动 它要求使用者熟悉计算机的有关细节 一般的工劳动 它要求使用者熟悉计算机的有关细节 一般的 工程技术人员工程技术人员难于掌握难于掌握 汇编语言汇编语言是对机器语言的一种是对机器语言的一种描述语言描述语言 是一种能

5、 是一种能 够被计算机读得懂的语言但不能直接执行的语言 够被计算机读得懂的语言但不能直接执行的语言 人们借助自然语言所产生的对问题域的认识远远不能人们借助自然语言所产生的对问题域的认识远远不能 被机器理解并执行 而机器能够理解的编程语言又很不被机器理解并执行 而机器能够理解的编程语言又很不 符合人的思维习惯 符合人的思维习惯 人们习惯使用的语言和计算机能够人们习惯使用的语言和计算机能够 理解并执行的编程语言之间存在着很大的差距理解并执行的编程语言之间存在着很大的差距 称这种 称这种 差距为差距为 语言的鸿沟语言的鸿沟 程序设计语言程序设计语言发展的趋势就是为了使这种发展的趋势就是为了使这种鸿沟变窄鸿沟变窄 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 客观事物 问题域 客观事物 问题域 自然语言自然语言 面向过程语言 面向对象语言 机器语言 汇编语言 计算机 语言的鸿沟语言的鸿沟 程序设计语言程序设计语言发展的趋势使语言鸿沟变窄发展的趋势使语言鸿沟变窄 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二

6、1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 2 2 程序设计方法 程序设计方法 结构化程序设计方法结构化程序设计方法 2020世纪世纪6060年代到年代到7070年代初 出现了年代初 出现了 软件危机软件危机 为了改变程序设计的工作方式 提高程序结构 为了改变程序设计的工作方式 提高程序结构 的清晰度 程序的可靠性 的清晰度 程序的可靠性 19691969年 年 E W DijkstraE W Dijkstra 首先提出了结构化程序设计的概念首先提出了结构化程序设计的概念 后 后NiklansNiklans Wirth Wirth 又提出 又提出 算法算法 数据结构数据结构 程序设计程序设计 将软件划分成若干个可以单独命名和编制的部将软件划分成若干个可以单独命名和编制的部 分 称为分 称为模块模块 模块化使软件设计能够有效地管 模块化使软件设计能够有效地管 理和维护 从而能有效地分解和处理复杂的问题理和维护 从而能有效地分解和处理复杂的问题 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 主模块主模块 子模块子模块1 1 子模块子模块

7、5 5 子模块子模块2 2子模块子模块3 3 子模块子模块4 4 子模块子模块2 2 12 2 1 子模块子模块2 22 2子模块子模块2 12 1子模块子模块1 11 1 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 程序结构程序结构 按功能划分基本模块 这些模块形成一个树状结构 按功能划分基本模块 这些模块形成一个树状结构 模块间关系尽可能简单 功能相对独立 模块间关系尽可能简单 功能相对独立 模块由顺序 选择和循环三种基本结构组成 模块由顺序 选择和循环三种基本结构组成 模块的实现方法是子程序 模块的实现方法是子程序 设计思路设计思路 自顶向下 逐步细化 自顶向下 逐步细化 面向过程 面向过程 结构化程序设计结构化程序设计 Structure Programming Structure Programming 语言工具 语言工具 BasicBasic FortranFortran C C PasicalPasical等等 程序结构良好 易写易读程序结构良好 易写易读 程序风格程序风格 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲

8、一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 模块由顺序 选择和循环三种基本结构组成模块由顺序 选择和循环三种基本结构组成 1 1 顺序结构 顺序结构 B B A A A A B B NSNS图图 流程图流程图 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 B B 2 2 分支结构 分支结构 N 如果如果 成绩 60 那么那么 通知补考 否则否则 告知你考试成绩 A A Y 条条 件件P P AB N N Y Y 条条 件件P P 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 3 3 循环结构 循环结构 直到直到 循环循环 A A 真真 假假 P P 假假 当当 循环循环 真真 假假 P P A A 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 二 计算机算法基本知识二 计算机算法基本知识 1 1 算法的概念 算法的概念 算法算法 算法分类算法分类 算法的特征算法的特征 算法

9、设计的要求算法设计的要求 目标目标 算法的描述算法的描述 举例举例 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 算算 法法 算法算法 是指完成一个任务所需要的具体步骤和方 法 1 1 给定给定初始状态初始状态或或输入数据输入数据 2 2 经过经过计算机程序计算机程序的的有限次运算有限次运算 3 3 能够能够得出得出所要求或期望的所要求或期望的终止状态终止状态或或输出数据输出数据 算法分类 算法分类 数值运算算法数值运算算法 求数值解求数值解 非数值处理算法非数值处理算法 信息处理信息处理 大学计算机基础B 第1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 算法的特征算法的特征 输入 一个算法必须有零个或多个输入量 输出 一个算法应有一个或多个输出量 输出量是算法计 算的结果 确定性 算法的描述必须无歧义 以保证算法的执行结果是 确定的 有限性 算法必须在有限步骤内实现 有效性 又称可行性 能够实现 算法中描述的操作都是可 以通过已经实现的基本运算执行有限次来实现 大学计算机基础B 第

10、1讲 一讲一讲一一二二1 1二二3 3二二4 4二二1 1二二2 2方法方法 二讲二讲 算法设计的要求算法设计的要求 目标目标 1 1 正确性正确性 无歧义 四个含义 无歧义 四个含义 a 程序不含语法错误 b 程序对几组输入的数据能够得出满足规格说明要求的结果 c 程序对于精心选择的典型 苛刻而带有刁难性的几组数据能够 得出满足规格说明要求的结果 d 程序对于一切合法的输入数据都能产生满足规格说明要求的结 果 达到d层的正确性极为困难 一般以c层作为正确性的衡量标准 2 2 可读性可读性 有助于对算法的阅读 交流 理解 调试和修改 有助于对算法的阅读 交流 理解 调试和修改 3 3 健壮性健壮性 对非法输入数据 能适当作出反映或进行处理 对非法输入数据 能适当作出反映或进行处理 4 4 效率与低存储量要求效率与低存储量要求 效率指的是效率指的是算法执行的时间算法执行的时间 求解同一问题的多个算法中执行 求解同一问题的多个算法中执行 间短的效率高 间短的效率高 存储量需要指算法执行过程中所需要的存储量需要指算法执行过程中所需要的最大存储空间最大存储空间 两者都与问题的规模有关两者都与问

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