第10章程序設(shè)計基礎(chǔ)(已修改)
2025-03-17 20:55 本頁面
【正文】 第 10章 程序設(shè)計基礎(chǔ) 1 本章教學(xué)目的 : 了解程序設(shè)計的基本概念、思想和方法，為今后更好地學(xué)習(xí)程序設(shè)計語言打好基礎(chǔ)。 2 本章教學(xué)內(nèi)容： 1. 程序設(shè)計語言概述 2. 2. 程序：程序的類型及程序的執(zhí)行方式。 3. 3. 軟件工程：目前軟件開發(fā)和維護的方法。 4. 4. 軟件生命周期：軟件開發(fā)的具體步驟。 3 程序設(shè)計語言概述 任何以計算機為處理工具的任務(wù)都是對處理對象和處理規(guī)則的完整描述，稱為程序。 軟件是程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔的集合，是 用戶與硬件之間的接口。 4 機器語言是計算機硬件系統(tǒng)能唯一識別并執(zhí)行的語言，計算機指令。 計算機指令是硬件唯一能識別的、實現(xiàn)計算機基本功能的二進制編碼，是指揮計算機工作的基本命令。 指令 ： 計算機指令是計算機執(zhí)行命令的最小功能單位 ,是指揮計算機工作的命令，是軟件與硬件的接口。 5 一般來說，指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成 ： 操作碼用于指明操作，不同指令具有不同的操作碼。操作數(shù)可以是要操作的數(shù)據(jù)（稱為立即數(shù)），也可以是存放操作數(shù)的內(nèi)存單元地址或寄存器地址等 。 操作碼 操作數(shù) 6 2. 指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)：一臺計算機中全部指令的集合構(gòu)成指令系統(tǒng)。 一臺計算機的指令系統(tǒng)決定了它的基本性能，現(xiàn)代計算機一般都有幾十條到上百條指令。 7 早期計算機，從簡化計算機硬件結(jié)構(gòu)和降低成本考慮，指令系統(tǒng)都比較簡單，指令條數(shù)少、功能弱。 為增加計算機功能及縮小指令系統(tǒng)與高級程序設(shè)計語言之間的差異，人們研制了復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機（ CISC， Complex Instruction Set Computer）。CISC計算機指令條數(shù)多達二三百條，能直接處理多種數(shù)據(jù)類型。 8 RISC， Reduced Instruction Set Computer，指令系統(tǒng)具有指令少、功能簡單、指令執(zhí)行時間短等特點，RISC成為計算機設(shè)計的主流 。 9 匯編語言 匯編語言：指令由英文單詞或縮寫構(gòu)成，用符號和十進制數(shù)代替機器語言中的二進制編碼，便于人們記憶和書寫。 10 10111000 00001000 00000000 00000101 00000111 00000000 以計算 A=8+7為例： ?機器語言為： ?匯編語言為： MOV AX， 8 ADD AX， 7 ；將 8存入累加器 A中 ； 7與累加器 A中的內(nèi)容相加， ；結(jié)果仍存放在 A中 11 計算機程序設(shè)計語言總體上可以分為低級語言和高級語言兩大類，低級語言是指機器語言和匯編語言； 低級語言的低級并不是說語言的功能性差，而是指與計算機 硬件 密切相關(guān)，編寫程序難度較大 。 ? 機器語言和匯編語言都與計算機類型有關(guān) ； ? 匯編語言一般用于編制系統(tǒng)軟件和過程控制軟件 12 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言：脫離具體計算機硬件結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計語言。 ? 程序設(shè)計的核心是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法； ? 通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義數(shù)據(jù)的存儲形式； ? 通過算法研究如何用快捷、高效的方法來組織解決問題的具體過程。 13 20世紀 50年代后期，出現(xiàn)了許多脫離具體計算機硬件結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計語言，人們稱之為高級程序設(shè)計語言。例如 Basic、 FORTRAN、 Pascal等 。 例如，計算 A=8+7并輸出結(jié)果的 BASIC語言程序段如下： A=8+7 Print A 14 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言將注意力從機器轉(zhuǎn)移到問題本身，它致力于用計算機能理解的邏輯來描述解決問題的具體方法和步驟。 面向過程的程序設(shè)計的核心是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法。通過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義數(shù)據(jù)的存儲形式；通過算法研究如何用快捷、高效的方法來組織解決問題的具體過程。 15 1. 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言的基本特征 ： ? 程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)化：程序由順序、選擇（分支）和重復(fù)（循環(huán)） 3種結(jié)構(gòu)組成。 ? 程序模塊化：一個大程序由若干個功能獨立的、相
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