第6章程序设计软工.pptx

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1、我们毕业啦其实是答辩的标题地方大学计算机基础计算机科学与技术学院 计算机基础教学部25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部26.1程序、程序设计及软件工程6.2程序设计语言6.3 程序设计6.4 软件工程基础本章小结第6章程序设计程序设计及软件工程基础及软件工程基础25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部36.1程序、程序设计及软件工程25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部4 计算机程序:使用计算机语言编写的若干条指令的有序集合称为计算机程序。 程序设计:指根据所提出的待解问题，使用某种计算机语言编制程

2、序代码，来驱动计算机能够正确完成该任务的过程。 软件:是程序、数据以及开发、使用和维护程序需要的所有文档的完整结合。 软件工程是指导计算机软件开发和维护的一门学科，采用工程的概念、原理、技术和方法来开发和维护大型、复杂计算机软件系统。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部56.2程序设计语言25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部66.2.1程序设计语言的发展及分程序设计语言的发展及分类类 程序设计语言的发展是一个不断演化的过程，从发展历程来看，程序设计语言可以分为三类：机器语言汇编语言高级语言。如图6.1所示。6.2.16.2.1

3、程序设计语言的发展及分类程序设计语言的发展及分类 1.机器语言 机器语言也称低级语言，是用二进制代码0、1表示的，它是最底层的计算机语言，用机器语言编写的程序计算机能够直接识别和执行。 2.汇编语言 汇编语言克服了机器语言的缺点，采用助记码和符号地址来表示机器指令，因此也称作符号语言。 3高级语言 高级语言是一种接近于自然语言的程序设计语言，它按照人们的语言习惯，使用日常用语、数学公式和符号等表达方式，按照一定的语法规则来编写程序。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部76.2.16.2.1程序设计语言的发展及分类程序设计语言的发展及分类 4.几种常用的计算机程

4、序设计语言 几种常用的计算机程序设计语言： C语言、C+、Pascal语言、 Visual Basic、Java、创作工具、C#。 5.未来的计算机语言 未来语言的发展将不在是一种单纯的语言标准，将会以一种完全面向对象，更易表达现实世界，更易于人编写，其使用将不再只是专业的编程人员，人们完全可以用订制真实生活中一项工作流程的简单方式来完成编程。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部86.2.26.2.2语言处理程序语言处理程序 只要不是用机器语言编写的程序，计算机是无法直接执行的。因此用汇编语言和高级语言编写的程序都需要“翻译”。 语言处理程序的作用就是将汇编程

5、序和高级语言程序翻译成等价的机器语言程序。被翻译的程序称为源程序，翻译后生成的机器指令程序称为目标程序。下面分别介绍汇编语言程序和高级语言程序的翻译方式。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部96.2.26.2.2语言处理程序语言处理程序 1. 汇编语言程序的翻译处理 用汇编语言编写好的程序，必须经过“汇编程序”（Assembler，能把用汇编语言书写的程序翻译成机器语言程序的软件）的翻译，将其转换成目标程序，这一过程称为“汇编”。目标程序一经安置在内存的预定位置上，就能被计算机的CPU处理和运行。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础

6、教学部106.2.26.2.2语言处理程序语言处理程序 2高级语言程序的翻译处理 对高级语言程序的翻译有两种方式，即编译方式和解释方式。 （1）编译方式 编译方式是指将源程序经“编译程序”翻译后，形成可执行目标程序的过程。通常我们把用高级语言编写好的程序称为源程序，最终可被计算机执行的机器指令程序称为目标程序。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部116.2.26.2.2语言处理程序语言处理程序 （2）解释方式 在解释方式过程中，首先要有一种称为“解释程序”的系统软件。解式方式的翻译过程是这样的：源程序进入计算机，“解释程序”读取源程序第一条语句后，翻译成机器指

7、令代码并执行之；接着读取源程序第二条语句，翻译并执行，直到源程序的最后一条语句。即解释方式的流程是：边扫描边解释，逐句输入，逐句翻译，逐句执行，并不产生目标程序。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部126.2.36.2.3程序设计语言的选择程序设计语言的选择 程序设计语言的选择应该考虑以下因素： （1）项目的应用领域 （2）算法和数据结构的复杂性 （3）软件的执行环境 （4）性能因素 （5）软件开发人员的知识25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部136.2.46.2.4高级程序设计语言的组成高级程序设计语言的组成 1. 数据类型

8、 数据是程序操作的对象。为了有效地在计算机中保存、处理数据，各种程序设计语言都会提供若干种数据类型，供用户在程序设计中使用。数据类型一般分为基本数据类型和构造数据类型两大类。 （1）基本数据类型 基本数据类型是指程序语言设计系统自身内置的类型。最主要的特点是，其值不可以再分解为其他类型。不同的程序设计语言有不同的基本数据类型，一般有整数类型、实数类型、字符类型、逻辑类型等。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部146.2.46.2.4高级程序设计语言的组成高级程序设计语言的组成 （2）构造数据类型 构造数据类型是指由基本数据类型按某种方式（可以由语言系统提供，也

9、可以由用户自定义）组合而成的类型。一般有数组类型、枚举类型、记录类型、集合类型等。 在程序中，使用数据类型通常表明了数据的两方面信息： 第一，表明该类型数据的取值形式、范围和在计算机中的存储与表示方式。 第二，表明该类型数据所能执行的运算种类，也就是说，能够施加到不同类型数据上的运算是不同的。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部156.2.46.2.4高级程序设计语言的组成高级程序设计语言的组成 2. 常量与变量 （1）常量 常量是指在程序执行过程中其值保持不变的数据。常量在程序中常常以数字常量和符号常量的形式出现。例如计算圆面积的公式为Area=RR3.14

10、15926，其中出现的3.1415926即是数字常量。 有时候常量也可用符号来代替，例如若程序中多次使用到圆周率3.1415926，而这个数字书写起来又比较长，我们可以定义一个符号常量来代替3.1415926。 例如：在C语言中，我们可以如下定义一个常量： Float const PI=3.1415926 （25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部166.2.46.2.4高级程序设计语言的组成高级程序设计语言的组成 2. 常量与变量 （2）变量 变量的实质是指在程序运行过程中其值可变化的内存单元。为了便于识别或记忆，通常需要为变量指定一个标识符，即定义变量名。变量

11、名对应于一个或一组存储单元。 由于变量是用来存放数据的，因此变量在使用前需要说明其数据类型，即变量在使用之前，必须对其类型和名称进行定义。这样在编译时，编译程序就可以为内存中的变量分配相应的存储空间，以存放该变量的值。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部176.2.46.2.4高级程序设计语言的组成高级程序设计语言的组成 3.运算符与表达式 （1）运算符：在程序中，对数据的处理主要是通过运算实现的。高级程序设计语言中会包含多种形式的运算，常见的运算有： 算术运算：加、减、乘、除、取余。 关系运算：大于、大于等于、小于、小于等于、等于、不等于。 逻辑运算：与、或

12、、非。 字符运算：连接。 就可以为内存中的变量分配相应的存储空间，以存放该变量的值。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部186.2.46.2.4高级程序设计语言的组成高级程序设计语言的组成 不同的高级程序设计语言提供的运算符种类或运算符号略有不同。例如，常见运算在Visual Basic中的表示形式如表6-1所示。 （2）表达式：程序语言中的表达式是由一系列操作数和运算符组合而成的，表达式的结果为一个具体的值。操作数可以是常量或变量。例如：表6-1中提供了，用VB语言书写的表达式示例。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部196

13、.2.46.2.4高级程序设计语言的组成高级程序设计语言的组成 4. 语句 语句是程序中具有独立含义的基本单位，通常分为说明性语句和执行性语句。 说明性语句通常用来说明程序中的变量以及变量的数据类型。执行性语句常见的有赋值语句、输入输出语句等，如图 6.6所示。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部206.2.46.2.4高级程序设计语言的组成高级程序设计语言的组成 5. 控制结构 控制结构规定了程序中语句的执行顺序，高级程序语言中会含有多种形式的控制结构语句，其中最基本的是：顺序结构控制语句、选择结构控制语句、循环结构控制语句。 （1）顺序结构控制语句25/4

14、/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部216.2.46.2.4高级程序设计语言的组成高级程序设计语言的组成 5. 控制结构 （2）选择结构控制语句 选择结构（或称分支结构）根据条件判定的结果，决定程序的执行次序。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部226.2.46.2.4高级程序设计语言的组成高级程序设计语言的组成 5. 控制结构 （3）循环结构控制语句 循环结构又称重复结构。一般有两种循环形式：当型循环结构、直到型循环结构。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部236.2.46.2.4高级程序设计语言的

15、组成高级程序设计语言的组成 6.函数和过程 为了使程序在结构上更加清晰，避免程序段的重复书写，可以把具有某些特定功能的或反复使用的程序段独立出来，这样的程序段被称为过程（或子程序）或函数。 过程和函数都不能独立执行，只有在某个程序中调用了这个过程或函数，它才被执行。高级程序设计语言提供了大量的已定义好的函数，程序设计者可以根据需要在程序中直接调用这些函数，大大提高了编程的效率。 例如，使用某高级语言程序设计时，要计算sin（300）的值，只需要在程序中调用该语言提供的sin（）函数即可。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部246.2.46.2.4高级程序设计语

16、言的组成高级程序设计语言的组成 7.注释 注释是程序的非有效部分，注释并不要求计算机理解它们，它的作用是方便读程序的人阅读理解程序。不同的程序设计语言，都有自己的注释规则。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部2525/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部266.3 程序设计6.3.1 6.3.1 程序设计的步骤程序设计的步骤 程序设计的步骤一般包括：问题分析和建立模型、算法设计、程序编码、调试运行和文档编制，如图6.11 所示。25/4/2023太原理工大学.计算机科学与技术学院.计算机基础教学部276.3.1 6.3.1 程序设计的步骤程序设计的步骤 1.问题分析和建立模型 用计算机求解问题，首先要设法把实际问题抽象成数学问题，即对其建立数学模型。明确哪些数据是问题的输入，指已知什么条件；明确数据具体的处理过程和要求，指希望计算机对输入信息做什么样的加工；哪些是期望的输出，指希望得到什么结果，输出什么类型的报告、图标或信息。 【例6-5】在一个学生成绩管理系统的设计中，首先需要分析问题的输入条件，比如学生的学号、姓名、各科