計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課件

第1章 緒論本章重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基礎(chǔ)知識(shí)，幫助大家搞清什么是計(jì)算機(jī)程序、以及程序設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言等基本概念。本章另一個(gè)重點(diǎn)是沿著Delphi的發(fā)展歷史，了解Delphi是什么，Delphi程序是如何編寫、編譯和運(yùn)行的。

1.1

程序與程序設(shè)計(jì)

1.2

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

1.3

Delphi語(yǔ)言介紹

1.4

本章小結(jié)

1.1 程序與程序設(shè)計(jì)1.1.1 程序與計(jì)算機(jī)1.1.2 算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1.1.3 程序設(shè)計(jì)過程1.1.1程序與計(jì)算機(jī)程序的歷史18世紀(jì)的音樂盒和19世紀(jì)末與20世紀(jì)初的自動(dòng)鋼琴，就可以播放音樂程序。19世紀(jì)初，隨著法國(guó)發(fā)明家約瑟夫—瑪麗?雅卡爾的由穿孔卡片控制的編織機(jī)的發(fā)明，人們對(duì)物理設(shè)備的控制變得更加精巧。在世界上第一臺(tái)可編程的機(jī)器是由英國(guó)數(shù)學(xué)家和發(fā)明家查爾斯?巴比奇設(shè)計(jì)的，但從未完全制造成。供分析機(jī)使用的最早卡片組程序是由詩(shī)人拜倫勛爵的女兒——英國(guó)數(shù)學(xué)家奧古斯塔?埃達(dá)?拜倫開發(fā)的。由于這個(gè)原因，她被認(rèn)為世界上第一位程序員?，F(xiàn)代的內(nèi)部存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的概念是由美籍匈牙利數(shù)學(xué)家約翰?馮?諾伊曼于1945年首先提出來的。1.1.1程序與計(jì)算機(jī) 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都是基于馮·諾伊曼模型結(jié)構(gòu)的，此模型著眼于計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，定義了處理機(jī)的運(yùn)行過程。該模型把計(jì)算機(jī)分為四個(gè)子系統(tǒng)：存儲(chǔ)器

算術(shù)/邏輯單元控制單元輸入/輸出單元1.1.1程序與計(jì)算機(jī)兩種常見的計(jì)算機(jī)模型1、數(shù)據(jù)處理器。輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)

2、可編程數(shù)據(jù)處理器。輸入數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)程序1.1.1程序與計(jì)算機(jī)馮·諾伊曼模型改變了“程序”的含義1、程序必須是可存儲(chǔ)的。在馮·諾伊曼模型中這些程序被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中，內(nèi)存中不僅僅需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還要存儲(chǔ)程序2、模型中還要求程序必須是有序的指令集

程序數(shù)據(jù)1.1.2算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、計(jì)算機(jī)程序 通過程序，計(jì)算機(jī)可以按照人所規(guī)定的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。從這個(gè)意義上講，程序是建立在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上使用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述的算法，因此簡(jiǎn)單地講，程序也可以表示成：算法＋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。1.1.2算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2、算法 算法的定義是：算法是一組明確步驟的有序集合，它產(chǎn)生結(jié)果并在有限的時(shí)間內(nèi)終結(jié)。因此我們應(yīng)該從這幾個(gè)方面理解算法：有序集合明確步驟產(chǎn)生結(jié)果有限的時(shí)間內(nèi)終結(jié)1.1.2算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 算法的三種結(jié)構(gòu)是：是由順序、選擇和循環(huán)組成，其它結(jié)構(gòu)都是不必要的。動(dòng)作1動(dòng)作2動(dòng)作na)順序判斷另一個(gè)動(dòng)作序列一個(gè)動(dòng)作序列一個(gè)動(dòng)作序列當(dāng)條件真假真假b)選擇c)循環(huán)1.1.2算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)整數(shù)類型實(shí)數(shù)類型邏輯類型字符類型指針類型數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

順序方式鏈接方式索引方式散列方式

1.1.3程序設(shè)計(jì)過程程序的設(shè)計(jì)過程包括：?jiǎn)栴}建模算法設(shè)計(jì)編寫代碼編譯調(diào)試1.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言1.2.1 發(fā)展歷史1.2.2 語(yǔ)言的類型1.2.3 高級(jí)語(yǔ)言的分類1.2.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展歷史

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以追溯到20世紀(jì)40年代數(shù)字計(jì)算機(jī)發(fā)明之時(shí)。最早的匯編語(yǔ)言，隨著商業(yè)計(jì)算機(jī)的推出，出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代末編寫代碼。最早的過程語(yǔ)言是在20世紀(jì)50年代末到20世紀(jì)60年代初開發(fā)的：FORTRAN語(yǔ)言由約翰?巴克斯創(chuàng)造，之后由格雷斯?霍珀創(chuàng)造了COBOL語(yǔ)言。第一種函數(shù)式語(yǔ)言是LISP，由約翰?麥卡錫于20世紀(jì)50年代末編寫。

20世紀(jì)60年代末出現(xiàn)了最早的面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，如SIMULA語(yǔ)言。邏輯語(yǔ)言在20世紀(jì)70年代中期隨著PROLOG語(yǔ)言的推出而變得廣為人知；PROLOG語(yǔ)言是一種用于編寫人工智能軟件的語(yǔ)言。在20世紀(jì)70年代，過程語(yǔ)言繼續(xù)發(fā)展，出現(xiàn)了ALGOL、BASIC、Pascal、C和Ada等語(yǔ)言。1.2.2語(yǔ)言的類型1.

機(jī)器語(yǔ)言 在機(jī)器語(yǔ)言中，指令被寫成計(jì)算機(jī)能夠直接理解的被稱之為比特的1和0的序列。機(jī)器語(yǔ)言中的一條指令通常告訴計(jì)算機(jī)4件事情：（1）到計(jì)算機(jī)主存儲(chǔ)器（隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器）的哪個(gè)位置去找一或兩個(gè)數(shù)字或者簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)段；（2）要執(zhí)行的一個(gè)簡(jiǎn)單操作，例如將兩個(gè)數(shù)字加起來；（3）將這個(gè)簡(jiǎn)單操作的結(jié)果存放在主存儲(chǔ)器的什么位置；（4）到哪里找要執(zhí)行的下一條指令。1.2.2語(yǔ)言的類型2.

匯編語(yǔ)言

計(jì)算機(jī)編程人員使用匯編語(yǔ)言使機(jī)器語(yǔ)言程序編寫起來更簡(jiǎn)單一些。3.

高級(jí)語(yǔ)言

高級(jí)語(yǔ)言是利用人類語(yǔ)言中的詞和語(yǔ)法的一套相對(duì)復(fù)雜的語(yǔ)句。它們比匯編語(yǔ)言和機(jī)器語(yǔ)言更類似于正常的人類語(yǔ)言，因此用來編寫復(fù)雜的程序更容易。與用匯編語(yǔ)言編寫的程序比較起來，用高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序可能運(yùn)行的時(shí)間更長(zhǎng)，占用的內(nèi)存更多。1.2.3高級(jí)語(yǔ)言的分類

高級(jí)語(yǔ)言通常分為面向過程的、函數(shù)式的、面向?qū)ο蟮幕蜻壿嫷恼Z(yǔ)言。當(dāng)今最常見的高級(jí)語(yǔ)言是面向過程的語(yǔ)言。

FORTRAN、COBOL、Pascal、C和Ada等。函數(shù)式語(yǔ)言像對(duì)待數(shù)學(xué)函數(shù)一樣對(duì)待過程，并允許像處理程序中的任何其他數(shù)據(jù)一樣處理它們。

List等。面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言是函數(shù)式語(yǔ)言的發(fā)展結(jié)果。

Delphi、C++、C#和Java等。邏輯語(yǔ)言將邏輯用作其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，依據(jù)邏輯推理的原則響應(yīng)查詢。它是在由希臘數(shù)學(xué)家定義的規(guī)范的邏輯基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，并且后來發(fā)展成為一階謂詞演算（first-orderpredicatecalculus）。

1.3 Delphi語(yǔ)言介紹1.3.2 Delphi是什么1.3.2 Delphi發(fā)展的歷史1.3.3 Delphi程序的編寫、編譯和運(yùn)行1.3.1Delphi是什么

Delphi是什么通常很難用一句話說清，因?yàn)镈elphi本身就有豐富的內(nèi)涵。在西方文明中，Delphi曾經(jīng)被古希臘人認(rèn)為是世界的中心，那里居住著太陽(yáng)神Apollo。這里我們要討論的Delphi則是Borland公司推出的用于軟件開發(fā)的產(chǎn)品。Delphi是一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言Delphi是一個(gè)可視化開發(fā)環(huán)境Delphi有著高效的編譯器和編譯效率Delphi提供了功能強(qiáng)大的VCL框架1.3.2Delphi發(fā)展的歷史Delphi1是第一個(gè)綜合了可視化開發(fā)環(huán)境、優(yōu)化的源代碼編譯器、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問引擎的Windows開發(fā)工具，它奠定了RAD的概念。一年后的Delphi2在32位的操作系統(tǒng)Windows95和WindowsNT下實(shí)現(xiàn)了原有的一切功能。Delphi3使本來極其復(fù)雜的COM、ActiveX、客戶機(jī)/服務(wù)器應(yīng)用程序、多層數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)等技術(shù)變得非常容易使用。Delphi4和Delphi5致力于使Delphi更易于使用。1.3.2Delphi發(fā)展的歷史Delphi6和Delphi7為簡(jiǎn)化Internet的開發(fā)增加了許多新功能，包括：InternetExpress、WebSnap、IntraWeb、WebServices等組件或向?qū)в靡灾С諥SP、XML、WebServices等各種形式的Web應(yīng)用程序，從而使Delphi成為Internet的通用數(shù)據(jù)平臺(tái)。Delphi8又稱Delphi.NET，是Borland為了適應(yīng)微軟.NET平臺(tái)而匆匆推出的Delphifor.NET集成開發(fā)環(huán)境，它用于開發(fā)運(yùn)行在.NET平臺(tái)上的Delphi應(yīng)用程序。Delphi2005在單一環(huán)境下同時(shí)支持Win32、.NET、Delphi及C#，并能與Borland的應(yīng)用軟件開發(fā)周期管理(ALM)方案結(jié)合，從而大大提升開發(fā)團(tuán)隊(duì)的生產(chǎn)力。

1.3.3Delphi程序的編寫、編譯和運(yùn)行 高級(jí)語(yǔ)言及其編譯器通常與一些必要的程序開發(fā)工具集成在一起，形成所謂的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。在Delphi的IDE中就可以完成程序設(shè)計(jì)、資源重用、代碼編譯、調(diào)試測(cè)試等一系列任務(wù)

Delphi集成開發(fā)環(huán)境Delphi源代碼Delphi編譯器Delphi類庫(kù)（VCL）；第三方組件；可重用的代碼；......可執(zhí)行的本地機(jī)器語(yǔ)言運(yùn)行的程序程序設(shè)計(jì)：?jiǎn)栴}建模算法設(shè)計(jì)編寫代碼調(diào)試測(cè)試1.3.3Delphi程序的編寫、編譯和運(yùn)行

Delphi的集成開發(fā)環(huán)境包括：菜單、工具欄、組件面板、窗體設(shè)計(jì)器、代碼瀏覽器、代碼編輯器、項(xiàng)目管理器、對(duì)象觀察器（ObjectInspector）、對(duì)象樹狀視圖（ObjectTreeView）等菜單工具欄對(duì)象樹狀視圖對(duì)象觀察器代碼瀏覽器代碼編輯器

項(xiàng)目管理器

組件面板窗體設(shè)計(jì)器1.3.3Delphi程序的編寫、編譯和運(yùn)行

Delphi創(chuàng)建應(yīng)用程序的方法。具體見程序FirstProject。1.

創(chuàng)建項(xiàng)目1）

在IDE的File菜單中選擇菜單項(xiàng)New｜Application，系統(tǒng)將創(chuàng)建一個(gè)Windows應(yīng)用程序框架，它包括了一個(gè)空白的窗體。如果我們按快捷鍵Ctrl+Alt+F11后將出現(xiàn)項(xiàng)目管理器，在這里我們可以看到系統(tǒng)為該項(xiàng)目創(chuàng)建的一系列缺省文件。2）

在IDE的File菜單中選擇菜單項(xiàng)SaveAll，此時(shí)彈出保存文件對(duì)話框。輸入所要編寫的項(xiàng)目名稱（將來生成可執(zhí)行文件的主文件名與此相同）以及單元文件名稱。3）

如果要選擇其他項(xiàng)目類型，可以在IDE的File菜單中選擇菜單項(xiàng)New｜Other…，此時(shí)會(huì)彈出NewItems對(duì)話框。這里有多種項(xiàng)目或應(yīng)用程序類型可供選擇。1.3.3Delphi程序的編寫、編譯和運(yùn)行Delphi的項(xiàng)目管理器:NewItems對(duì)話框:1.3.3Delphi程序的編寫、編譯和運(yùn)行2.

編輯文件一個(gè)Delphi程序首先是應(yīng)用程序框架，而這一框架正是應(yīng)用程序的“骨架”。我們可以在“骨架”中加入自己的代碼。缺省的應(yīng)用程序是一個(gè)空白的Windows窗體（Form），可以運(yùn)行它，結(jié)果得到一個(gè)空白的窗體。因此，可以說應(yīng)用程序框架通過提供所有應(yīng)用程序共有的東西，為用戶編寫應(yīng)用程序打下了良好的基礎(chǔ)。一旦創(chuàng)建好一個(gè)項(xiàng)目，Delphi就已經(jīng)為我們做好了一切基礎(chǔ)工作——程序框架本身就是一個(gè)已經(jīng)完成的可運(yùn)行應(yīng)用程序，只是不處理任何事情。如圖所示，在代碼編輯器中輸入代碼時(shí)，我們可以看到有一個(gè)動(dòng)態(tài)提示框不斷地提示我們輸入代碼，這就是Codelnsight功能。1.3.3Delphi程序的編寫、編譯和運(yùn)行在代碼編輯器中編輯程序可以得到Codeinsight的智能提示

:1.3.3Delphi程序的編寫、編譯和運(yùn)行3.

編譯和運(yùn)行程序的編譯可以選擇Project菜單下的CompileXXX菜單項(xiàng)或BuildXXX菜單項(xiàng)，兩者的區(qū)別在于Compile只編譯當(dāng)前獲得焦點(diǎn)的文件；而Build則編譯所有受到當(dāng)前激活文件內(nèi)容改動(dòng)影響的文件，而且一旦編譯通過，將所調(diào)用的系統(tǒng)函數(shù)與程序的目標(biāo)代碼進(jìn)行聯(lián)接，最終形成可執(zhí)行的exe文件。編譯后程序如果出現(xiàn)語(yǔ)法錯(cuò)誤，需要根據(jù)代碼編輯器下方Build窗口中的提示信息對(duì)程序進(jìn)行重新修改，直到編譯后不再出現(xiàn)錯(cuò)誤為止。本章小結(jié)程序是指按照時(shí)間順序依次安排的工作步驟。人們用程序的形式存儲(chǔ)一系列指令已經(jīng)有幾個(gè)世紀(jì)了?，F(xiàn)代的內(nèi)部存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序的概念是由美籍匈牙利數(shù)學(xué)家約翰?馮?諾伊曼于1945年首先提出來的。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都是基于馮·諾伊曼模型結(jié)構(gòu)的，此模型著眼于計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，定義了處理機(jī)的運(yùn)行過程。該模型把計(jì)算機(jī)分為四個(gè)子系統(tǒng)：存儲(chǔ)器、算術(shù)/邏輯單元、控制單元和輸入/輸出單元。馮·諾伊曼模型中，程序是由一組數(shù)量有限的指令組成，程序必須存儲(chǔ)在內(nèi)存中依據(jù)算法完成運(yùn)算任務(wù)。本章小結(jié)程序是建立在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上使用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述的算法，因此簡(jiǎn)單地講，程序也可以表示成：算法＋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。算法是一組明確步驟的有序集合，它產(chǎn)生結(jié)果并在有限的時(shí)間內(nèi)終結(jié)。無論多么復(fù)雜的算法必定是由順序、選擇和循環(huán)這三種基本結(jié)構(gòu)組成。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)元素之間的邏輯結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)以及在這