《基于Python的程序设计思想与方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于Python的程序设计思想与方法（483页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、程序设计思想与方法程序设计思想与方法翁惠玉 Email: weng-程序设计思想与方法 - 2教材参考教材教材参考教材v教材很遗憾,暂无合适的中文版教材目前使用: Python Programming: An Introduction to Computer Science. (电子版)How to Think Like a Computer ScientistLearning with Python.(电子版)程序设计思想与方法 - 3什么是计算机科学什么是计算机科学? ?v计算机科学并非研究计算机!正如天文学不是研究天文望远镜vCS要回答的基本问题:什么是可计算的?v对此问题的回答有三种方
2、式:实际设计一个解决问题的算法理论分析问题的可解性：无解的,不是能行可解的通过实验来研究问题.3程序设计思想与方法 - 4课程主要内容课程主要内容v解决可计算问题需要教会计算机如何解决问题v如何教计算机解决问题了解计算机有哪些基本功能因材施教，设计教学的过程一门与计算机进行交流的语言程序设计思想与方法 - 5对本课程的定位对本课程的定位v学习计算机科学解决问题的思想方法, 应用于其他专业领域v不是程序设计语言课程!本课程需要编程,以加深对计算思维的理解坏消息:学习编程语言需要掌握非常繁琐的细节好消息：Python语言非常简单,易学易用v也不是算法和数据结构课程!当然会学习这方面的一些基本技术
3、5程序设计思想与方法 - 6计算机与程序计算机与程序v计算机组成v程序设计语言v初识Python程序设计思想与方法 - 7计算机的组成计算机的组成v硬件：计算机的躯壳v软件：计算机的灵魂计算机，也被称之为“电脑”，是一种能够按照事先存储的程序自动、高效地对数据进行输入、处理、存储和输出的系统程序设计思想与方法 - 8计算机硬件计算机硬件存储器输入设备输出设备控制器运算器CPU程序设计思想与方法 - 9存储器存储器v保存正在运行的程序代码和数据v内存的最小单元是bit，一个bit存储一个二 进制位。一般8个bit组成一个byte，若干个 byte组成一个wordv在一般的机器中，内存按字节编址，
4、内存大 小也是按字节计量v关机后，内存的数据全部丢失程序设计思想与方法 - 10CPUCPUCPU (Central Processing Unit) 有两个 部件组成：vALU Arithmetic-Logic Unit（运 算器）vControl unit （控制器）程序设计思想与方法 - 11控制器控制器v控制器控制计算机的其余部分如何完成 程序的指令指挥内存和其它部件之间的信息的传送（ 包括信息和指令）指挥CPU和输入输出设备之间的控制信息的传送程序设计思想与方法 - 12控制器中的信息存储控制器中的信息存储v控制器中有两个寄存器：指令寄存器( IR )：保存当前正在执行的指令程序计数
5、器 ( PC )：保存下一条要执行的指令地址程序设计思想与方法 - 13控制器的工作控制器的工作v取下一条指令：按PC指定的地址到内存 中取出下一条指令，存入IR。v解码指令：将指令解码成一系列的控制 信号v执行指令：将控制信号发送给相关部件 ，执行相应的运算程序设计思想与方法 - 14运算器的组成运算器的组成v逻辑电路：执行控制器发出的控制信号v一组存放正在运算的数据的寄存器程序设计思想与方法 - 15输入输出设备输入输出设备v输入设备将人能理解的符号转换成计算 机能处理的符号。常用的输入设备有： 键盘、鼠标、光笔等v输出设备将计算机的输出转换成人能理 解的输出。常用的输出设备有：显示器 、
6、打印机、音响设备等程序设计思想与方法 - 16计算机的组成计算机的组成v硬件：计算机的躯壳v软件：计算机的灵魂计算机，也被称之为“电脑”，是一种能够按照事先存储的程序自动、高效地对数据进行输入、处理、存储和输出的系统程序设计思想与方法 - 17计算机软件计算机软件v软件决定了计算机能做什么.没有软件,计算机只是 一堆废铁.v软件可以分为系统软件和应用软件。v系统软件居于计算机系统中最靠硬件的部分，它 将计算机的用户与硬件隔离。系统软件与具体的 应用无关，但其他的软件要通过系统软件才能发 挥作用。常用的系统软件有操作系统、编译器、 网络软件等。v应用软件是为了支持某一应用而开发的软件。如 字处理
7、软件、财务软件等。程序设计思想与方法 - 18计算机与程序计算机与程序v计算机组成v程序设计语言v初识Python程序设计思想与方法 - 19程序设计语言程序设计语言v人与计算机进行交流的一种语言v为什么不用自然语言与计算机交互？精确的语法和语义无二义性v有不同层次的程序设计语言Lu Chaojun, SJTU 19程序设计思想与方法 - 20不同层次的程序设计语言不同层次的程序设计语言v机器语言v汇编语言v高级语言程序设计思想与方法 - 21机器语言机器语言v是机器的母语。每种计算机都有自己的机器语言。与计算机硬件设计有关。v每个语句用一组二进制数表示v用机器语言写程序是非常困难的，读机器语
8、言写的程序也是非常困难的v机器语言提供的功能非常简单程序设计思想与方法 - 22汇编语言汇编语言v用缩写和助记符代替机器语言的0和1的比特串v和机器语言一样，不同类的机器有不同的汇编语言v汇编程序：将汇编语言写的程序翻译成机器语言的程序v解决了机器语言的可读性问题，但没有解决功能简单的问题以及可移植型问题程序设计思想与方法 - 23高级语言高级语言v类似于英语的语言，适合于人理解v功能比机器语言强，解决问题更加容易v编译器：将过程化语言写的程序（源代码）翻译成机器语言的程序（目标代码）v解释器：逐句解释源程序并执行，不保存目标代码。程序设计思想与方法 - 24编译执行编译执行main() in
9、t i, s; i=1; s=0;C compiler01100010 11101001Source programObject program将程序全部翻译成机器语言的程序，然后 再执行。程序设计思想与方法 - 25解释执行解释执行源程序解释系统（逐句解释、执行）原始数据结果程序设计思想与方法 - 26高级语言的特点高级语言的特点v具备了一定的机器独立性，使用户可以专注于解决问题的方法。但某些方面还是受到机器的限制v为了解决移植性问题，ANSI制订了一系列的标准程序设计思想与方法 - 27高级语言高级语言v本课程采用Python语言v高级程序设计语言有很多种，据说2008年网上被引用最多的1
10、0个语言是(按字母顺序): C，C+，C#，Java，JavaScript，Perl, PHP，Python，Ruby，SQL27程序设计思想与方法 - 28计算机与程序计算机与程序v计算机组成v程序设计语言v初识Python程序设计思想与方法 - 29PythonPythonvPython采用编译/解释混合方式:先编译成字节码，再解释执行vPython 软件: ftp:/ 用户码/密码：hyweng/publicv启动Python29程序设计思想与方法 - 30初识初识PythonPythonv：提示符，提示你可以输入命令v语句：一条命令，如print “hello”v串：“hello wo
11、rld”v数：3、10v表达式：3 + 5v赋值：x = 530程序设计思想与方法 - 31函数函数v函数：将完成某一功能的语句组合起来v函数定义v函数调用： def area( ): x = 5 y = 6 print x * y area( ) 30 程序设计思想与方法 - 32带参数的函数带参数的函数v函数定义v函数的调用 def area(x, y): print x * y area(3, 4) 12 area(2, 4) 8程序设计思想与方法 - 33模块模块v如果一段程序需要反复执行，可以把它以文件形式保存在外存储器中。v保存在外存储器中的程序称为一个模块，也称为脚本文件或源文件
12、。vPYTHON的源文件的后缀名为pyv程序模拟物理现象:chaos程序程序设计思想与方法 - 34# File: chaos.py # A simple program illustrating chaotic behavior. def main():print “This program illustrates a chaotic function“x = input(“Enter a number between 0 and 1: “)for i in range(10):x = 3.9 * x * (1 - x)print xinput(Enter 0 to quit )main()
13、程序设计思想与方法 - 35vmain函数：标志程序的开始，也可以省略v注释v变量与赋值v程序的执行：一个个语句顺序执行，但也可以重复执行某个语句程序设计思想与方法 - 36forfor循环循环v将一段语句重复执行多次v语法for in :是一个值的序列,如1,3,5,7,9或range(10)(即0,1,9).可以是任何语句序列,用左缩进标识.36程序设计思想与方法 - 37程序的控制流程序的控制流v程序的诸语句通常 是顺序执行的,但循环语句改变了控制 流,表示一种控制结 构.v控制流可以用流程 图直观表达37取 的下一个值无有程序设计思想与方法 - 38保存文件保存文件v用任何一个文本编辑器，保存成纯文本格式v在IDLE中的file菜单中选择new window，输入程序的内容。输入结束后再在file菜单中选择save或save as保存到文件中程序设计思想与方法 - 39模块的执行模块的执行v在IDLE中执行程序打开文件：在file菜单下选open或直接用右键点击文件，并选择用IDLE打开，或先打开ID
