1、LOGO第第 4章章计算机程序设计与语言计算机程序设计与语言中国石油大学出版社Add your company slogan LOGO本章概要本章概要v 本章介绍计算机程序设计的基本概念，包括模型的建立、算法的设计和表达、计算机程序设计语言、程序的编写、程序的测试、程序文档的建立和程序的维护。通过本章的学习，你将具备计算机程序设计的基本能力，可以利用学到的知识和方法尝试解决很多问题。学完本章，你将能够：v 了解程序设计的基本步骤；v 掌握至少两种表达算法的方法；v 识别简单程序中的控制结构；v 列出如今流行的编程语言；v 描述各种编程语言的主要特征。 LOGO本章要点本章要点计算机程序概述
2、1模型与算法2程序设计实现 3程序的测试、调试与维护 4程序设计语言应用 LOGO4.1.1 计算机程序 v程序是计算机执行任何操作的驱动力，是计算机为完成某一任务所必须执行的一系列指令。 4.1.2 程序设计步骤v （ 1）建立模型：从实际问题抽象出数学模型，即由物理模型到抽象模型，用形式化方法描述现实世界。v （ 2）算法设计：给出解决问题的方法和步骤，即算法。同一个问题可以有不同的解决办法，从中选取一种最合适的。v （ 3）算法表达：选择一种或几种表达算法的工具，对算法进行清晰的表达。v （ 4）编写程序：选择程序设计语言，把算法程序化。v （ 5）程序测试和调试：对编写好的程序进行测
3、试，修改程序中的错误。v （ 6）程序文档编写与程序维护：整理和编写程序文档，以便更好地维护程序。 LOGO4.1.3 程序设计语言 v 计算机语言的发展经历了机器语言、汇编语言和高级语言三个阶段。机器语言是计算机能直接执行的二进制形式的语言。汇编语言的实质和机器语言是相同的，都是直接对硬件操作，只不过指令采用了英文缩写的标识符，更容易识别和记忆。高级语言更接近自然语言和数学语言，和汇编语言相比，它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令，并且去掉了与具体操作有关但与完成工作无关的细节，如使用堆栈、寄存器等，这样就大大简化了程序中的指令，使程序员可以离开机器层次，在更抽象的层次上表达意图，以接近
4、问题本质的方式去思考和描述问题。高级语言所编制的程序不能直接被计算机识别，必须经过转换才能被执行。 4.2 模型与算法v4.2 模型与算法 模型是对现实系统的一种描述，是对现实系统的抽象和简化。模型由现实系统的有关元素组成，能够反映这些元素之间的关系，从而反映现实系统的本质。模型分为物理模型和数学模型两大类。物理模型由物理元素构成，又称为形象模型。数学模型由关系、函数等数学对象符号组成，又称为逻辑模型或抽象模型。4.2.1 建立模型v物理模型的建立：对客观存在的事物进行形象的描述，列出已知的所有物理元素及其关系，明确需要解决的问题。 v数学模型的建立：在物理模型的基础上，忽略不重要的细节（如在
5、一个笼子里这个事实与要解决的问题无关），抓住本质性的元素，对其符号化后，再用数学的方法描述出来。 4.2.2 算法设计v算法是解决问题的方法和步骤 v评价算法基本的标准有两个：一是时间标准（时间复杂度），二是空间标准（空间复杂度）。 4.2.2 算法设计v设计算法时，还要注意以下几点： （ 1）通用性。一个算法总是针对某类问题设计的，所以对于求解某类问题中的任何一个问题应该是有效的。例如，上面给出的解二元一次方程组的算法就有一定的通用性。 （ 2）确定性。算法中的每个步骤都是确定的，在什么情况下做什么也非常明确，没有含糊不清的地方。 （ 3）有限性。一个算法在执行时，必须经过有限步后停下来，结束算法执行，给出结果
