程序設(shè)計(jì)初步課件

第一章

程序和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)處理呢？

首先,將我們要完成的任務(wù)通過(guò)一系列的指令去描述,這一指令組稱為程序.然后,將完成任務(wù)所需的數(shù)據(jù)和程序輸入到計(jì)算機(jī),再由計(jì)算機(jī)根據(jù)程序中的指令自動(dòng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得出結(jié)果.數(shù)據(jù)程序輸入設(shè)備輸出設(shè)備存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器計(jì)算機(jī)一、程序和它的作用結(jié)果第一章程序和程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)1計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理的過(guò)程如下：用戶輸入程序與數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)根據(jù)程序自動(dòng)處理數(shù)據(jù)輸出結(jié)果數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單地說(shuō)就是：輸入處理輸出1、如果你遇到一個(gè)需要計(jì)算機(jī)解決的問(wèn)題而又沒(méi)有合適的軟件，這時(shí)就需要根據(jù)任務(wù)設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件，這就要學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)。2、如果你希望成為一個(gè)計(jì)算機(jī)的專業(yè)人才，為人們?cè)O(shè)計(jì)所需的軟件，也發(fā)必須學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)。3、通過(guò)學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，可以提高我們分析問(wèn)題的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣。4、目前，軟件業(yè)已成為世界上最大的產(chǎn)業(yè)之一，其中最缺乏的人才主要是軟件設(shè)計(jì)人員。因此，學(xué)好程序設(shè)計(jì)，有助于為今后的工作打下一良好的基礎(chǔ)，有助于我們成為新時(shí)代有競(jìng)爭(zhēng)能力的軟件人才，有助于我們?yōu)樽鎳?guó)做出更大的貢獻(xiàn)。二、為什么要學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理的過(guò)程如下：簡(jiǎn)單地說(shuō)就是：輸入二、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

如何進(jìn)行程序設(shè)計(jì)呢？（1）首先要對(duì)問(wèn)題進(jìn)行需求分析；（2）然后為問(wèn)題設(shè)計(jì)一個(gè)正確的解題方法和步驟；（3）最后通過(guò)一種計(jì)算機(jī)可以理解并接受的語(yǔ)言描述完成操作所需的步驟。這種語(yǔ)言我們稱之為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。人與人的交流通過(guò)人的自然語(yǔ)言人與計(jì)算機(jī)交流通過(guò)人設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言二、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言如何進(jìn)行程序設(shè)計(jì)呢？人與人的交流通過(guò)人關(guān)于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言第一代：機(jī)器語(yǔ)言。完全由二進(jìn)制的“0”，“1”組成的一些數(shù)字信息，只有計(jì)算機(jī)專業(yè)人員才能掌握它的編寫規(guī)則，但計(jì)算機(jī)可以非常方便的讀懂；第二代：匯編語(yǔ)言。這種語(yǔ)言增加了一些容易記憶的英文縮寫來(lái)表示命令，它編制出來(lái)的程序計(jì)算機(jī)無(wú)法直接讀懂，必須翻譯成計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。雖然比機(jī)器語(yǔ)言容易掌握，仍需要大量的計(jì)算機(jī)知識(shí)；第三代：高級(jí)語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言是使用一些簡(jiǎn)單的英文單詞(或縮寫符號(hào))、號(hào)子和數(shù)學(xué)式子來(lái)描述命令。這些語(yǔ)言的編程規(guī)則比較接近人的自然思考規(guī)則，所以比較容易被一般人掌握，也需要翻譯為機(jī)器語(yǔ)言。常用的高級(jí)語(yǔ)言如：BASIC，C，F(xiàn)ORTRAN，LISP，PROLOG，PASCAL，COBOLetc.關(guān)于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言第一代：機(jī)器語(yǔ)言。完全由二進(jìn)制的“0”，“1”計(jì)算機(jī)解題的一般過(guò)程用高級(jí)語(yǔ)言編寫程序翻

譯

成機(jī)器語(yǔ)言執(zhí)行程序源程序目標(biāo)程序輸出結(jié)果計(jì)算機(jī)解題的一般過(guò)程用高級(jí)語(yǔ)言翻譯成執(zhí)行程序源程序目利用計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的過(guò)程提出問(wèn)題編寫程序確定處理方案確定操作步驟調(diào)試和運(yùn)行程序輸出整理結(jié)果算法設(shè)計(jì)一、問(wèn)題的算法表示第二節(jié)算法和程序利用計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的過(guò)程提出問(wèn)題編寫程序確定處理確定操作調(diào)試6算法的概念解決一個(gè)問(wèn)題要采取的步驟就是算法。幾個(gè)算法的例子：燒水喝：燒水→沏茶→喝水一套太極拳的打法有的算法目前計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)，有的則不能！一、問(wèn)題的算法表示第二節(jié)算法和程序算法的概念解決一個(gè)問(wèn)題要采取的步驟就是算法。幾個(gè)算法的例子：算法的表示方法自然語(yǔ)言表示算法；用傳統(tǒng)流程圖表示算法等.用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述算法.第二節(jié)算法和程序算法的表示方法自然語(yǔ)言表示算法；第二節(jié)算法和程序二、用自然語(yǔ)言描述算法任務(wù)一輸入圓的半徑,輸出圓的面積用自然語(yǔ)言描述算法如下:(1)pi←3.1415926;(2)輸入r的值;(1)輸入圓的半徑;(2)利用公式“圓的面積=圓周率×（圓的半徑的平方）”計(jì)算圓的面積；(3）輸出圓的面積。注:和數(shù)學(xué)一樣,為了能簡(jiǎn)明地描述算法,通常引入一些適當(dāng)?shù)淖兞縼?lái)描述問(wèn)題所涉及的數(shù)據(jù).這里,以R表示圓的半徑,以S表示圓的面積,以PI表示圓周率,它是一個(gè)常數(shù),值約為3.1415926.則算法描述如下:(3)S←pi×r×r;(4)輸出S的值.

二、用自然語(yǔ)言描述算法任務(wù)一輸入圓的半徑,輸出圓的面積用自然任務(wù)二設(shè)計(jì)房租收費(fèi)程序,其要求是:住房面積80平方米以 內(nèi)含80平方米),每平方米收費(fèi)3元,住房面積超過(guò)80平方米時(shí),超過(guò)部分,每平方米收費(fèi)5元.輸入住房面積數(shù),輸出應(yīng)付的房租.

用S表示房面積數(shù),以m表示應(yīng)付的房租,算法如下:任務(wù)三

求和:1+2+3+…+100

算法一：(1)輸入S的值;(2)如果“S<=80”則“m←S×3”,否則“m←80×3+(S-80)×5”;(3)輸出m的值.（1）首數(shù)←1，尾數(shù)←100，項(xiàng)數(shù)←100；（2）利用公式“總和=(首數(shù)+尾數(shù)）×項(xiàng)數(shù)/2”求和；（3）輸出求和結(jié)果。任務(wù)二設(shè)計(jì)房租收費(fèi)程序,其要求是:住引入適當(dāng)?shù)淖兞?可描述為:算法二：引入SUM為累加變量，I表示累加數(shù)據(jù)，可描述為：（1）T←1，B←100，N←100；(2)SUM←(T+B)×N/2;（3）輸出SUM（1）從1開始將自然數(shù)1、2、3、…、100逐個(gè)相加;（2）輸出累加結(jié)果。（1）SUM←0（2）I←0；引入適當(dāng)?shù)淖兞?可描述為:算法二：引入SUM為累加變量，I表（3）當(dāng)“I〈100”時(shí)反復(fù)執(zhí)行下列操作：可以看出，算法具有多樣性，同一問(wèn)題可以有多種不同的算法。I←I+1；SUM←SUM+I；（4）輸出SUM（3）當(dāng)“I〈100”時(shí)反復(fù)執(zhí)行下列操作：可以看出，算如果要計(jì)算1到50的平方和,算法一是否仍適用?算法二應(yīng)如何修改?探究

答案:算法一不適用.算法二應(yīng)改成:(1)從1開始將自然數(shù)1的平方、2的平方、 3的平方、…、50的平方逐個(gè)相加；

（2）輸出累加結(jié)果。引入SUM為累加變量，I表示累加數(shù)據(jù)，可描述為：（1）SUM←0（2）i←0；(3）當(dāng)“i〈100”時(shí)反復(fù)執(zhí)行下列操作：i←I+1；SUM←SUM+i×i；（4）輸出SUM。如果要計(jì)算1到50的平方和,算法一是否用傳統(tǒng)流程圖表示算法

（引例）起止框一般處理框判斷框流程線輸入輸出框用傳統(tǒng)流程圖表示算法

（引例）起止框一般處理框判斷框流輸入輸開始S←pi×r×r輸出s結(jié)束Pi←3.1415926任務(wù)一的算法用流程圖描述如圖所示：輸入r優(yōu)點(diǎn)：直觀形象，流程清晰，各種操作一目了然，不易產(chǎn)生歧義；

缺點(diǎn)：流程圖占面積大，由于允許使用流程線，使流程任意轉(zhuǎn)移，容易使人弄不清流程的思路。開始S←pi×r×r輸出s結(jié)束Pi←3.1415926任務(wù)一用傳統(tǒng)流程圖表示算法

（舉例）任務(wù)二的算法用流程圖描述如圖所示：是m←S×3輸出m否S<=80終止開始輸入Sm←80×3+（S-80）×5用傳統(tǒng)流程圖表示算法

（舉例）任務(wù)二的算法用流程圖描述如圖所開始T=1，B=100，N=100Sum=(T+B)×N/2輸出SUM結(jié)束任務(wù)三的算法用流程圖描述如圖所示：開始T=1，B=100，N=100Sum=(T+B)×N/2SUM=0；i=0是I<100否終止開始輸出SUM任務(wù)三的算法用流程圖描述如圖所示：i=i+1；SUM=SUM+iSUM=0；i=0是I<100否終止開始輸出SUM任務(wù)三的算變量:就是處理過(guò)程中可取不同的量.變量名就是對(duì)應(yīng)單元符號(hào)地址,變量的值就是單元中存貯的內(nèi)容.命名的規(guī)則：1、變量名由大寫字母和數(shù)字組成，首字符中必須 是字母；2、變量名的字符數(shù)最多可達(dá)238個(gè)，但計(jì)算機(jī)只能區(qū)分前兩個(gè)字符。3、不能用專用詞（保留字）作變量名。4、不允許希臘字母作為變量名或其中的一部分。常量（1）常量是指其值不發(fā)生變化的量。