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1、绪论绪论l l 本章要点 什么是程序设计什么是程序设计 什么是算法，如何设计算法什么是算法，如何设计算法 结构化程序设计的思想和方法结构化程序设计的思想和方法共 29 页 第 3 3 页计算机是如何工作的？计算机是如何工作的？Program的中文词义：的中文词义：名词：程序、次序、计划、节目单、说明书名词：程序、次序、计划、节目单、说明书动词：为动词：为.编制程序、设计、制定大纲、为编制程序、设计、制定大纲、为.安安排节目排节目Microsoft?共 29 页 第 4 4 页计算机语言：是规则和符号的集合，是计算机语言：是规则和符号的集合，是与计算机交流的工具与计算机交流的工具程序：用某种计算
2、机能够识别的语言程序：用某种计算机能够识别的语言(符符号号)编写的求解问题的指令序列编写的求解问题的指令序列软件：以程序为主要表现的：数据结构软件：以程序为主要表现的：数据结构+算法算法+文档的集合文档的集合概念概念共 29 页 第 5 5 页懂得计算机是如何工作的；懂得计算机是如何工作的；掌握一种计算机语言；掌握一种计算机语言；学会问题的分解与复合；学会问题的分解与复合；学会一种思考方法。学会一种思考方法。本课程的目标：共 29 页 第 6 6 页算法：完成一项任务的具体步骤算法：完成一项任务的具体步骤1. 1. 算法的概念算法的概念二、算法和算法的表示二、算法和算法的表示 “一个算法，就是
3、一个有穷规则的集合，其中之规则规定了一个解决某一特定类型的问题的运算序列。” 任何解决问题的过程都是由一定的步骤组成的，把解决问题确定的方法和有限的步骤称作为算法。共 29 页 第 7 7 页例例1 1：计算一元二次方程求的根。计算一元二次方程求的根。分析：分析：这是一个初中数学问题。我们已经知道：这是一个初中数学问题。我们已经知道：la a不能为不能为0 0，否则就不是一元二次方程了，在这，否则就不是一元二次方程了，在这个前提下可以使用求根公式，同时还必须注意个前提下可以使用求根公式，同时还必须注意到：若到：若 没有实根；没有实根； 依据此公式计算出两个实根。依据此公式计算出两个实根。共 2
4、9 页 第 8 8 页 将a、b、c和x的值输入到计算机； 判断a 0?如果条件成立，否则退出； 计算 的值，(设用符号T代表该值) 判断：若Tigi=80输出输出gii+1=ii50结束结束YNN程序流程图示例程序流程图示例共 29 页 第 2222 页2.2.程序的三种基本结构程序的三种基本结构(1) 顺序结构顺序结构 程序按照语句的书写次序顺序执行。程序按照语句的书写次序顺序执行。 BA 先执行先执行A操作，再执行操作，再执行B操作，两者是顺序执行关系。操作，两者是顺序执行关系。共 29 页 第 2323 页 (2) 选择结构选择结构 通过判断特定条件，选择一个分支执行。通过判断特定条件
5、，选择一个分支执行。当当P条件为非零时，执行条件为非零时，执行A操作，否则执行操作，否则执行B操作操作APB非零非零零零 语句语句零零 P非零非零当当P条件为非零时，执行语句操作，否则跳过语句操作条件为非零时，执行语句操作，否则跳过语句操作共 29 页 第 2424 页 ( 3)循环结构循环结构 在给定条件下，反复执行循环体，直到条件不满足为止在给定条件下，反复执行循环体，直到条件不满足为止.1)形式a零零PA非零非零当当P为非零时，反复执行为非零时，反复执行A,直到直到P为零为止。为零为止。共 29 页 第 2525 页2)2)形式形式b b先执行先执行A操作，再判断操作，再判断P是否为非零
6、，若是否为非零，若P为非零，为非零，再执行再执行A，直到，直到P为零为止。为零为止。AP非零非零零零 共 29 页 第 2626 页传统流程图的弊端传统流程图的弊端 传统流程图用流程线指出各框的执行顺序，传统流程图用流程线指出各框的执行顺序，对流程线的使用没有严格限制。因此，使用者可对流程线的使用没有严格限制。因此，使用者可以毫不受限制地使流程随意地转向，使流程图变以毫不受限制地使流程随意地转向，使流程图变得毫无规律，阅读者要花很大精力去追踪流程，得毫无规律，阅读者要花很大精力去追踪流程，使人难以理解算法的逻辑。如图：使人难以理解算法的逻辑。如图：共 29 页 第 2727 页传统流程图的流程
7、可以是：缺点：难以阅读、修改，使算法的可靠性和可维护性难以保证。解决办法：必须限制箭头的滥用，即不允许无规律地使流程随意转向，只能顺序地进行下去。 共 29 页 第 2828 页2. N2. NS S流程图流程图N NS S流程图流程图: : 表示算法的图形工具。基本单元是矩形框表示算法的图形工具。基本单元是矩形框, ,用不同的形状线分割用不同的形状线分割, ,表示三种结构表示三种结构. .只有一个入只有一个入口口, ,一个出口一个出口, ,没有流程线。没有流程线。N-SN-S图的优点图的优点 比文字描述直观、形象、比文字描述直观、形象、 易于理解；比传易于理解；比传统流程图紧凑易画。尤其是它
8、废除了流程线，整统流程图紧凑易画。尤其是它废除了流程线，整个算法结构是由各个基本结构按顺序组成的，个算法结构是由各个基本结构按顺序组成的，N-N-S-S流程图中的上下顺序就是执行时的顺序。流程图中的上下顺序就是执行时的顺序。共 29 页 第 2929 页l N NS S流程图流程图条件条件YNS1 S22.2.选择结构选择结构S1S21.1.顺序结构顺序结构3.3.循环结构循环结构 循环体循环体循环体循环体当满足条件时直到条件满足时当型循环当型循环直到型循环直到型循环共 29 页 第 3030 页0t,1it+iti+1i直到直到 t 100输出输出 t 的值的值传统流程图与传统流程图与N-S
9、N-S流程图的比较流程图的比较t 100不成立不成立成立成立开始开始0t,1it+iti+1i输出输出 t 的值的值结束结束例例1 1：1+2+3+1+2+3+ + 加到加到100100为止为止共 29 页 第 3131 页三、结构化程序设计方法三、结构化程序设计方法 结构化程序设计方法是公认的面向过程结构化程序设计方法是公认的面向过程编程应遵循的基本方法和原则。结构化程编程应遵循的基本方法和原则。结构化程序设计方法主要包括：序设计方法主要包括：只采用三种基本的程序控制结构来编制只采用三种基本的程序控制结构来编制程序，从而使程序具有良好的结构；程序，从而使程序具有良好的结构；程序设计自顶而下；
10、程序设计自顶而下；用结构化程序设计流程图表示算法。用结构化程序设计流程图表示算法。共 29 页 第 3232 页例：例：输入输入1010个整数，个整数，要求打印出其中最要求打印出其中最大的数。用大的数。用N-SN-S图表图表示示。输入一个数输入一个数 x直直到到型型循循环环输出输出max输入一个数输入一个数max计数器计数器i=1x max 是是否否xmaxi+1i直到直到 i=10输入一个数输入一个数比较比较输出最大数输出最大数顶层设计顶层设计详细设计详细设计共 29 页 第 3333 页计算机语言分类计算机语言分类面向过程语言面向对象语言FORTRANFORTRANBASICBASICC
11、CPASCALPASCALCOBOLCOBOLLISPLISPC+C+C#C#V Visual Cisual CV Visual isual BASICBASICV Visual J+isual J+系统软件设计系统软件设计具有图形功能具有图形功能科学计算科学计算商用商用人工智能人工智能共 29 页 第 3434 页一、一、 程序设计的基本概念程序设计的基本概念计算机的别名：数据处理机计算机的别名：数据处理机数据元素：数据的最小单位数据元素：数据的最小单位数据结构：数据元素的组织形式数据结构：数据元素的组织形式程序设计程序设计数据结构数据结构算法算法方法方法工具工具数据结构的优劣决定了数据结构的优劣决定了 软件或程序的复杂程度和面貌软件或程序的复杂程度和面貌一个程序应包括两个方面的内容一个程序应包括两个方面的内容: :对数据的描述：数据结构对数据的描述：数据结构对操作的描述：算法对操作的描述：算法完整的程序设计应该是完整的程序设计应该是: :共 29 页 第 3535 页程序设计步骤程序设计步骤分析问题，建立数学模型分析问题，建立数学模型确定数据结构确定数据结构确定算法，描述算法确定算法，描述算法编制程序，调试程序编制程序，调试程序运行结果运行结果
