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1、1,第一章 程序设计与计算思维,第一章 程序设计与计算思维,程序设计与计算机语言 计算机语言与计算思维的关系 初识Python语言 Python的帮助系统,2,1.1 程序设计与计算机语言,1.1.1 程序设计 1.1.2 设计步骤 1.1.3 程序设计分类 1.1.4 基本规范 1.1.5 计算机语言 1.1.6 语言分类,3,1.1.1 程序设计,程序设计(Programming)是给出解决特定问题程序的过程，是设计、编制、调试程序的方法和过程。它是目标明确的智力活动，是软件构造活动中的重要组成部分。它是以某种程序设计语言为工具，给出这种语言下的程序。程序设计通常分为问题分析，算法设计，程
2、序编写，程序运行、结果分析和文档编写等阶段。专业的程序设计人员常被称为程序员。,4,1.1.2 设计步骤,(1) 问题分析 对于接受的任务进行认真的分析，研究所给定的条件，分析最后应达到的目标，找出解决问题的规律，选择解决问题的方法，完成实际问题。 (2) 算法设计 设计出解决问题的方法和具体步骤。,5,1.1.2 设计步骤,(3) 程序编写 根据设计的算法，选择一种程序设计高级语言编写出源程序。并通过测试。 (4) 对源程序进行编辑、编译和连接,6,1.1.2 设计步骤,(5) 运行程序，分析结果 运行可执行程序，得到运行结果，并对结果进行分析，看它是否符合要求。如不符合要求，需要进行修改、
3、再测试、再运行，直至结果正确。 (6) 文档编写 文档编写内容应包括：程序名称、程序功能、运行环境、程序的装入和启动、程序的输入、输出数据，以及使用注意事项等。,7,1.1.3 程序设计分类,按照结构性质分类 结构化程序设计 非结构化程序设计,8,1.1.3 程序设计分类,按照用户的要求分类 过程式程序设计 非过程式程序设计,9,1.1.3 程序设计分类,按照用户的要求分类 过程式程序设计 非过程式程序设计,10,1.1.3 程序设计分类,按照程序设计的成分性质分类 顺序程序设计 并发程序设计 并行程序设计 分布式程序设计,11,1.1.3 程序设计分类,按照程序设计风格分类 逻辑式程序设计
4、函数式程序设计 对象式程序设计,12,1.1.4 基本规范,程序设计规范是进行程序设计的具体规定。 程序设计是软件开发工作的重要部分，而软件开发是工程性工作，所以必须有规范，才能保证程序设计的质量。,13,1.1.5 计算机语言,语言分为自然语言与人工语言两大类。自然语言是人类在自身发展的过程中形成的语言，是人与人之间传递信息的媒介。人工语言指的是人们为了某种目的而自行设计的语言。计算机语言就是人工语言的一种。计算机语言是人与计算机之间传递信息的媒介。为了使电子计算机能进行各种工作，就需要有一套用以编写计算机程序的数字、字符和语法规划，由这些数字、字符和语法规则组成计算机的各种指令(或各种语句
5、)就是计算机能接受的语言。,14,1.1.6 语言分类,机器语言 汇编语言 高级语言,15,1.2计算机语言与计算思维的关系,1.2.1 思维与计算思维,思维 计算思维 1.问题求解 2.系统设计 3.人类行为,1.2.2 计算思维与计算科学的关系,计算思维不完全依赖于计算科学 计算科学的发展促进了计算思维的发展 计算科学高速发展凸显计算思维的重要性 大数据时代，能否利用数据创造价值 计算科学的发展推动了对计算思维的研究,1.2.3 计算思维与程序设计语言的关系,计算思维的特点 计算科学不是计算机编程 计算思维是人类解决问题的途径之一 程序设计语言的特点、 用于书写计算机程序的语言 有语法规则
6、 是为人们解决问题提供服务的工具,1.3 初识Python语言,1.3.1 Python语言的概述 1.3.2Python语言的应用 1.3.3编辑与运行环境,1.3.1 Python语言的概述,1.3.2Python语言的应用-特点,跨平台和兼容性非常好，可运行在多种计算机平台和操作系统中，如各位unix，windows，MacOS，OS/2等等 除此之外，它还具备如下的特点： 自动内存回收。这个特点使得程序员在编程的时候，可以不考虑程序运行中的内存管理，而专注于自己的逻辑处理。 面向对象特性（object_oriented）。这个特点使得Python语言顺应了当今程序设计语言发展的大势，从
7、而为它被更加广泛的应用奠定了基础。它博采众长，支持多重继承（multiple inheritance）,重载（override）。这些细节将在本书的后续章节中，详细讲述。 强大的动态数据类型支持，不同数据类型相加会引发一个异常。 强大的类库支持，使编写文件处理、正则表达式，网络连接等程序变得相当容易。 Python的交互命令行模块能方便地进行小代码调试和学习。 Python易于扩展，可以通过C或C+编写的模块进行功能扩展。,1.3.2Python语言的应用-应用,系统编程，提供大量系统接口API，能方便进行系统维护和管理。 图形处理，有PIL、Tkinter等图形库支持，能方便进行图形处理。
8、数学处理，NumPy扩展提供大量与许多标准数学库的接口。,24,1.3.2Python语言的应用-应用,文本处理，Python提供的re模块能支持正则表达式，还提供SGML，XML分析模块，许多程序员利用Python进行XML程序的开发。 数据库编程，程序员可通过遵循Python DB-API（数据库应用程序编程接口）规范的模块与Microsoft SQL Server、Oracle、Sybase、DB2、Mysql等数据库通信。Python自带有一个Gadfly模块，提供了一个完整的SQL环境。 网络编程，提供丰富的模块支持sockets编程，能方便快速地开发分布式应用程序。 作为Web应用
9、的开发语言，支持最新的XML技术。 多媒体应用。,25,1.3.2Python语言的应用-应用,近年来随着游戏产业的兴起，Python开始越来越多的涉足游戏领域。Pygame是Python开发游戏的一个库，关于Pygame具体可参考http:/www.pygame.org网站。如下图1-3-4所示，便是两个基于Pygame开发的游戏界面。,1.3.3编辑与运行环境,下载和安装Python http:/www.Python.org/getit/ 运行Python GUI,1.3.3编辑与运行环境,将Python当作计算器 启动IDLE，等待主提示出现。解释程序可以作为计算器使用。 2+2 4 #
10、 这是一个注释 2+2 # 和代码在同一行的注释 4 (50-5*6)/4 5 # 整数除法得下面的整数 7/3 2,1.3.3编辑与运行环境,体验Python中的哲学 在Python的IDE环境中，只要输入import this，就可以体验Python的设计哲学。 第一个程序Hello,1.3.3编辑与运行环境,第二个程序Input #- # This is my second Program #- a=input(“请输入一个数字：n“) print(a) print(a+a) 。,1.3.3编辑与运行环境,关于Python的资源 下面罗列了，可能对读者很有帮助的一些在线Python资源： 中文的简明Python教程 挑战智商的Python在线测试： http:/www.P 编程趣味学习网站 Pygame学习网站 http:/www.pygame.org,实验范例1.7.2 1-2 实验内容1.7.3 1-6,实验与作业,
