計算機導論9高級程序設計語言課件

計算機導論高級程序設計語言計算機導論高級程序設計語言1提綱高級程序設計語言遞歸與迭代提綱高級程序設計語言2提綱高級程序設計語言遞歸與迭代提綱高級程序設計語言3高級程序設計語言第一代機器語言：機器語言是由二進制0、1代碼指令構成，不同的CPU具有不同的指令系統(tǒng)。機器語言程序難編寫、難修改、難維護，需要用戶直接對存儲空間進行分配，編程效率極低。這種語言已經被漸漸淘汰了。高級程序設計語言第一代機器語言：4高級程序設計語言第二代匯編語言：匯編語言指令是機器指令的符號化，與機器指令存在著直接的對應關系，所以匯編語言同樣存在著難學難用、容易出錯、維護困難等缺點。但是匯編語言也有自己的優(yōu)點：可直接訪問系統(tǒng)接口，匯編程序翻譯成的機器語言程序的效率高。從軟件工程角度來看，只有在高級語言不能滿足設計要求，或不具備支持某種特定功能的技術性能(如特殊的輸入輸出)時，匯編語言才被使用。高級程序設計語言第二代匯編語言：5高級程序設計語言第三代高級語言是面向用戶的、基本上獨立于計算機種類和結構的語言。高級程序設計語言第三代高級語言6高級程序設計語言高級程序設計語言的優(yōu)點：形式上接近于算術語言和自然語言；概念上接近于人們通常使用的概念；高級語言的一個命令可以代替多條匯編語言的指令；高級程序設計語言高級程序設計語言的優(yōu)點：7高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：通用語言專用語言高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：8高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：通用語言它歷史悠久，流傳很廣，有大量的已開發(fā)的軟件庫，擁有眾多的用戶，為人們所熟悉和接受。屬于這類語言的有FORTRAN、COBOL、BASIC、PASCAL、C、C++、Java、C#等。高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：它歷史悠9高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：專用語言是為某種特殊應用而專門設計的語言，通常具有特殊的語法形式。一般來說，這種語言的應用范圍狹窄，移植性和可維護性不如結構化程序設計語言。隨著時間的發(fā)展，被使用的專業(yè)語言已有數(shù)百種，應用比較廣泛的有APL語言、Forth語言、LISP語言、IRS語言。高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：是為某種10高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：面向過程語言面向對象語言高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：11高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：面向過程語言以“數(shù)據(jù)結構+算法”程序設計范式構成的程序設計語言，稱為面向過程語言。高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：以“數(shù)據(jù)12高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：面向對象語言以“對象+消息”程序設計范式構成的程序設計語言，稱為面向對象語言。高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：以“對象13高級程序設計語言程序表達的三種機制基本動作及其表達（指令）組合組合簡單元素以構造出復雜的元素抽象為復合元素命名，進而可以將復合元素當做基本元素去使用。高級程序設計語言程序表達的三種機制14高級程序設計語言在高級語言層面基本動作及其表達（指令）就是基本語句包括各類運算符及表達式+、-、*、/、>、>=、<、<=、!=、<>、&&、||、！高級程序設計語言在高級語言層面15高級程序設計語言在高級語言層面組合組合語句形成函數(shù)組合函數(shù)和數(shù)據(jù)形成類高級程序設計語言在高級語言層面16高級程序設計語言在高級語言層面抽象為函數(shù)和類命名，進而可以將函數(shù)和對象當做基本元素去使用。高級程序設計語言在高級語言層面17高級程序設計語言程序設計語言的基本成分：數(shù)據(jù)成分，用以描述程序中所涉及的數(shù)據(jù)。運算成分，用以描述程序中所包含的運算?？刂瞥煞?，用以表達程序中的控制構造。傳輸成分，用以表達程序中數(shù)據(jù)的傳輸。高級程序設計語言程序設計語言的基本成分：18高級程序設計語言程序怎么區(qū)分存放在內存中的0和1是什么呢？高級程序設計語言程序怎么區(qū)分存放在內存中的19高級程序設計語言數(shù)據(jù)類型！高級程序設計語言數(shù)據(jù)類型！20高級程序設計語言函數(shù)的作用是什么？高級程序設計語言函數(shù)的作用是什么？21高級程序設計語言將大問題分成很多小問題便于檢測錯誤實現(xiàn)封裝和重用高級程序設計語言將大問題分成很多小問題便于檢測錯誤實現(xiàn)封裝和22高級程序設計語言程序設計的基本思想：模塊化大而復雜基本思想：把程序分成若干個模塊，每個模塊完成一個子功能，將多個模塊組織起來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。設計模塊的重點：清楚地定義每個模塊的功能和輸入/輸出參數(shù)，而模塊的實現(xiàn)細節(jié)隱含在各自的模塊之中。模塊間是調用關系。小而簡單高級程序設計語言程序設計的基本思想：模塊化大而復雜基本思想：23高級程序設計語言程序設計的基本思想：執(zhí)行并反饋模塊A模塊B調用1、執(zhí)行規(guī)定的功能2、出錯處理出錯原因完成狀態(tài)高級程序設計語言程序設計的基本思想：執(zhí)行并反饋模塊A模塊B調24高級程序設計語言程序設計的基本思想：消除重復功能AC1DBC2DAC1BC2D高級程序設計語言程序設計的基本思想：消除重復功能AC1DBC25提綱高級程序設計語言遞歸與迭代提綱高級程序設計語言26遞歸與迭代迭代結構（iterativestructure）在這種結構中，一組指令以循環(huán)方式重復執(zhí)行；遞歸與迭代迭代結構（iterativestructure）27遞歸與迭代迭代結構示例：編寫程序求n!。遞歸與迭代迭代結構示例：編寫程序求n!。28遞歸與迭代迭代結構示例：編寫程序求n!。遞歸與迭代迭代結構示例：編寫程序求n!。29遞歸與迭代遞歸結構（recursivestructure）遞歸與迭代遞歸結構（recursivestructure）30遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：遞+結束條件+歸。遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：31遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：遞+結束條件+歸。遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：32遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：遞+結束條件+歸。遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：33遞歸與迭代遞歸結構示例：編寫程序求n!。遞歸與迭代遞歸結構示例：編寫程序求n!。34遞歸與迭代遞歸結構示例：編寫程序求n!。遞歸與迭代遞歸結構示例：編寫程序求n!。35遞歸與迭代fact(4)fact(3)43fact(2)2fact(1)1return1)return2)2×13×24×6return6)return24)遞歸與迭代fact(4)fact(3)43fact(2)2f36遞歸與迭代fact(4)fact(3)43fact(2)2fact(1)1return1)return2)2×13×24×6return6)return24)遞歸與迭代fact(4)fact(3)43fact(2)2f37遞歸與迭代fact(4)fact(3)43fact(2)2fact(1)1return1)return2)2×13×24×6return6)return24)遞歸與迭代fact(4)fact(3)43fact(2)2f38遞歸與迭代遞歸與迭代的關系遞歸與迭代遞歸與迭代的關系39遞歸與迭代遞歸與迭代的關系迭代是一種由遠變近的逼近，問題的規(guī)模不見得縮小了，但是慢慢在調整接近答案。遞歸是把規(guī)模大的問題分解為規(guī)模小的子問題和可以在子問題解決的基礎上剩余的可以自行解決的部分。而后者就是遞歸的精髓所在，是在實際解決問題的過程。遞歸與迭代遞歸與迭代的關系40遞歸與迭代遞歸與迭代的關系請用遞歸結構實現(xiàn)下面的迭代程序遞歸與迭代遞歸與迭代的關系41遞歸與迭代遞歸與迭代的關系請用遞歸結構實現(xiàn)下面的迭代程序遞歸與迭代遞歸與迭代的關系42遞歸與迭代課堂練習：用遞歸結構求斐波那契數(shù)遞歸與迭代課堂練習：43提綱高級程序設計語言遞歸與迭代提綱高級程序設計語言44課后練習任務：統(tǒng)計學生成績輸入10個學生的《計算機導論》課程成績統(tǒng)計學生的平均分用遞歸算法統(tǒng)計班級最高分和最低分輸出10個學生的平均成績、最高分和最低分課后練習任務：統(tǒng)計學生成績45計算機導論高級程序設計語言計算機導論高級程序設計語言46提綱高級程序設計語言遞歸與迭代提綱高級程序設計語言47提綱高級程序設計語言遞歸與迭代提綱高級程序設計語言48高級程序設計語言第一代機器語言：機器語言是由二進制0、1代碼指令構成，不同的CPU具有不同的指令系統(tǒng)。機器語言程序難編寫、難修改、難維護，需要用戶直接對存儲空間進行分配，編程效率極低。這種語言已經被漸漸淘汰了。高級程序設計語言第一代機器語言：49高級程序設計語言第二代匯編語言：匯編語言指令是機器指令的符號化，與機器指令存在著直接的對應關系，所以匯編語言同樣存在著難學難用、容易出錯、維護困難等缺點。但是匯編語言也有自己的優(yōu)點：可直接訪問系統(tǒng)接口，匯編程序翻譯成的機器語言程序的效率高。從軟件工程角度來看，只有在高級語言不能滿足設計要求，或不具備支持某種特定功能的技術性能(如特殊的輸入輸出)時，匯編語言才被使用。高級程序設計語言第二代匯編語言：50高級程序設計語言第三代高級語言是面向用戶的、基本上獨立于計算機種類和結構的語言。高級程序設計語言第三代高級語言51高級程序設計語言高級程序設計語言的優(yōu)點：形式上接近于算術語言和自然語言；概念上接近于人們通常使用的概念；高級語言的一個命令可以代替多條匯編語言的指令；高級程序設計語言高級程序設計語言的優(yōu)點：52高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：通用語言專用語言高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：53高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：通用語言它歷史悠久，流傳很廣，有大量的已開發(fā)的軟件庫，擁有眾多的用戶，為人們所熟悉和接受。屬于這類語言的有FORTRAN、COBOL、BASIC、PASCAL、C、C++、Java、C#等。高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：它歷史悠54高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：專用語言是為某種特殊應用而專門設計的語言，通常具有特殊的語法形式。一般來說，這種語言的應用范圍狹窄，移植性和可維護性不如結構化程序設計語言。隨著時間的發(fā)展，被使用的專業(yè)語言已有數(shù)百種，應用比較廣泛的有APL語言、Forth語言、LISP語言、IRS語言。高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（應用角度）：是為某種55高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：面向過程語言面向對象語言高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：56高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：面向過程語言以“數(shù)據(jù)結構+算法”程序設計范式構成的程序設計語言，稱為面向過程語言。高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：以“數(shù)據(jù)57高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：面向對象語言以“對象+消息”程序設計范式構成的程序設計語言，稱為面向對象語言。高級程序設計語言高級程序設計語言的分類（描述角度）：以“對象58高級程序設計語言程序表達的三種機制基本動作及其表達（指令）組合組合簡單元素以構造出復雜的元素抽象為復合元素命名，進而可以將復合元素當做基本元素去使用。高級程序設計語言程序表達的三種機制59高級程序設計語言在高級語言層面基本動作及其表達（指令）就是基本語句包括各類運算符及表達式+、-、*、/、>、>=、<、<=、!=、<>、&&、||、！高級程序設計語言在高級語言層面60高級程序設計語言在高級語言層面組合組合語句形成函數(shù)組合函數(shù)和數(shù)據(jù)形成類高級程序設計語言在高級語言層面61高級程序設計語言在高級語言層面抽象為函數(shù)和類命名，進而可以將函數(shù)和對象當做基本元素去使用。高級程序設計語言在高級語言層面62高級程序設計語言程序設計語言的基本成分：數(shù)據(jù)成分，用以描述程序中所涉及的數(shù)據(jù)。運算成分，用以描述程序中所包含的運算?？刂瞥煞?，用以表達程序中的控制構造。傳輸成分，用以表達程序中數(shù)據(jù)的傳輸。高級程序設計語言程序設計語言的基本成分：63高級程序設計語言程序怎么區(qū)分存放在內存中的0和1是什么呢？高級程序設計語言程序怎么區(qū)分存放在內存中的64高級程序設計語言數(shù)據(jù)類型！高級程序設計語言數(shù)據(jù)類型！65高級程序設計語言函數(shù)的作用是什么？高級程序設計語言函數(shù)的作用是什么？66高級程序設計語言將大問題分成很多小問題便于檢測錯誤實現(xiàn)封裝和重用高級程序設計語言將大問題分成很多小問題便于檢測錯誤實現(xiàn)封裝和67高級程序設計語言程序設計的基本思想：模塊化大而復雜基本思想：把程序分成若干個模塊，每個模塊完成一個子功能，將多個模塊組織起來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的功能。設計模塊的重點：清楚地定義每個模塊的功能和輸入/輸出參數(shù)，而模塊的實現(xiàn)細節(jié)隱含在各自的模塊之中。模塊間是調用關系。小而簡單高級程序設計語言程序設計的基本思想：模塊化大而復雜基本思想：68高級程序設計語言程序設計的基本思想：執(zhí)行并反饋模塊A模塊B調用1、執(zhí)行規(guī)定的功能2、出錯處理出錯原因完成狀態(tài)高級程序設計語言程序設計的基本思想：執(zhí)行并反饋模塊A模塊B調69高級程序設計語言程序設計的基本思想：消除重復功能AC1DBC2DAC1BC2D高級程序設計語言程序設計的基本思想：消除重復功能AC1DBC70提綱高級程序設計語言遞歸與迭代提綱高級程序設計語言71遞歸與迭代迭代結構（iterativestructure）在這種結構中，一組指令以循環(huán)方式重復執(zhí)行；遞歸與迭代迭代結構（iterativestructure）72遞歸與迭代迭代結構示例：編寫程序求n!。遞歸與迭代迭代結構示例：編寫程序求n!。73遞歸與迭代迭代結構示例：編寫程序求n!。遞歸與迭代迭代結構示例：編寫程序求n!。74遞歸與迭代遞歸結構（recursivestructure）遞歸與迭代遞歸結構（recursivestructure）75遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：遞+結束條件+歸。遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：76遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：遞+結束條件+歸。遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：77遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：遞+結束條件+歸。遞歸與迭代遞歸的基本思想遞歸用程序表達出來，確定了三個要素：78遞歸與迭代遞歸結構示例：編寫程序求n!。遞歸與迭代遞歸結構示例：編寫程序求n!。79遞歸與迭代遞歸結構示例：編寫程序求n!。遞歸與迭代遞歸結構示例：編寫程序求n!。80遞歸與迭代fact(4)fact(3)43fact(2)2fact(1)1return1)return2)2×13×24×