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1、LOGO程序设计与问题求解（C语言）第第1 1章章 计算思维与问题求解计算思维与问题求解计算机基础教学中心计算机基础教学中心本章教学内容及要求本章教学内容及要求（1 1）理解计算思维的基本概念）理解计算思维的基本概念（2 2）学习算法的基本知识）学习算法的基本知识（3 3）了解计算机问题求解的步骤）了解计算机问题求解的步骤（4 4）学习）学习C C语言程序的基本结构语言程序的基本结构（5 5）动手实现一个简单的）动手实现一个简单的C C语言程序语言程序1.1 1.1 计算思维与程序设计计算思维与程序设计q计算思维的定义计算思维的定义由时任卡内基梅隆大学(CMU)计算机系主任的周以真教授在200
2、6年提出的。她定义计算思维是“运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设 计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度的一系列思维活动。”1.1 1.1 计算思维与程序设计计算思维与程序设计q计算思维的本质计算思维的本质抽象（Abstraction）利用计算机科学的方式解决现实问题，将一个现实问题转变成为计算机可以处理的问题。自动化（Automation）选择合适的抽象，由计算机去解释执行抽象的问题或模块。图1： 1736年，瑞士数学家欧拉(Euler)解决问题的方法是把陆地抽象为一个点，用连接两个点的线段表示桥梁，将该问题抽象成点与线的连接图的数学问题。实际问题的独特之处是把一个实际问题抽象成
3、合适的“数学模型”。这就是计算思维中的抽象。1.1 1.1 计算思维与程序设计计算思维与程序设计q计算思维的过程计算思维的过程: :制定问题,并利用计算机和其他工具来解决该问题;要符合逻辑地组织和分析数据;通过抽象（如模型、仿真等）再现数据;通过算法思想（一系列有序的步骤）支持自动化的解决方案;分析可能的解决方案,找到最有效的方案;将该问题的求解过程推广并移植到更广泛的问题中。1.2 1.2 计算机问题求解的灵魂计算机问题求解的灵魂算法算法q1.2.1 1.2.1 算法及其特性算法及其特性计算思维实现问题求解的步骤：抽象：对问题进行抽象与映射，将客观世界的实际问题映射成计算空间的计算求解问题，
4、建立 解决问题的数学模型。建模：将建立的数学模型转换成计算机所理解的算法和语言，也就是将数学模型映射或分解成计算机所理解和执行的计算步骤。编程：编写程序就是将所设计的算法翻译成计算机能理解的指令，即用某一种计算机语言描述算法。1.2 1.2 计算机问题求解的灵魂计算机问题求解的灵魂算法算法q1.2.1 1.2.1 算法及其特性算法及其特性算法(Algorithm)，就是一组明确的、有序的、可以执行的步骤集合。算法分析遵循的原则一个算法必须是正确的，符合计算机所要求解的题目，能得到预期的结果；求解一个问题，先分析执行算法所需要耗费的时间；求解一个问题，先分析执行算法所需要占用的存储空间；编制的算
5、法要求条理清晰、易于理解、易于编码、易于调试。1.2 1.2 计算机问题求解的灵魂计算机问题求解的灵魂算法算法q1.2.1 1.2.1 算法及其特性算法及其特性有穷性。一个算法在执行有限步骤后，在有限时间内能够实现的，就称该算法具有有穷性；确定性。算法中每一个步骤的表述都应该是确定的、没有歧义的语句；有零个或多个输入；有一个输出或多个输出；可行性。算法的可行性就是指每一个步骤都能够有效地执行，并得到确定的结果。1.2 1.2 计算机问题求解的灵魂计算机问题求解的灵魂算法算法q1.2.2 1.2.2 算法表示方法算法表示方法用自然语言表示：易懂但不直观，因此除了很简单的问题外，一般不用这种方法描
6、述。用流程图表示：采用不同的图元形状来表示程序的模块和流程；1.2 1.2 计算机问题求解的灵魂计算机问题求解的灵魂算法算法q1.2.2 1.2.2 算法表示方法算法表示方法用 N-S 流程图(盒图)表示1.2 1.2 计算机问题求解的灵魂计算机问题求解的灵魂算法算法q1.2.2 1.2.2 算法表示方法算法表示方法用伪代码表示例1.2 用伪代码表示“打印x的绝对值”的算法。1.3 1.3 程序设计中的数据和数据结构程序设计中的数据和数据结构q程序设计方法主要有：程序设计方法主要有：结构化程序设 计（Structured Programming，SP）方法面向对象的软件开发（Object-Or
7、iented Programming，OOP）方法1.3 1.3 程序设计中的数据和数据结构程序设计中的数据和数据结构q数据结构包括以下几个方面数据结构包括以下几个方面数据的逻辑结构指反映数据元素之间的逻辑关系的数据结构，其中的逻辑关系是指数据元素之间的前后件关系，而与他们在计算机中的存储位置无关；数据的物理结构数据的物理结构是数据结构在计算机中的表示（又称映像），它包括数据元素的机内表示和关系的机内表示；数据存储结构数据的逻辑结构在计算机存储空问中的存放形式称为数据的物理结构(也称为存储结构)。1.4 1.4 计算机问题求解的步骤计算机问题求解的步骤q1.4.1 1.4.1 求解问题的一般步
8、骤求解问题的一般步骤q在利用计算机求解问题的过程中，最关键的难点在于对客观世界的认 识、问题的提出与分析、数学模型的建立、数据结构和算法的设计等环节。1.4 1.4 计算机问题求解的步骤计算机问题求解的步骤q1.4.2 C 1.4.2 C 语言程序开发步骤语言程序开发步骤C 程序的开发通常包括 4 个步骤：编辑、编译、连接和运行1.4 1.4 计算机问题求解的步骤计算机问题求解的步骤q1.4.2 C 1.4.2 C 语言程序开发步骤语言程序开发步骤编辑：程序的编辑过程就是代码的书写过程，用于实现计算机执行编程者期望的任务；编译：为了使计算机进行工作，需要将设计好的 程序转换为机器语言；连接：把
9、编译后所得到的目标文件与相应的库文件中的 代码连接起来，最终生成一个可以被计算机执行的完整二进制文件；运行：经过编译和连接并生成可执行文件后，便可双击程序图标进行运行操作；1.5 C1.5 C语言程序结构及实例语言程序结构及实例q例例1.4 1.4 从键盘输入圆的半径，计算并输出圆的面积。从键盘输入圆的半径，计算并输出圆的面积。1.5 C1.5 C语言程序结构及实例语言程序结构及实例q程序结构程序结构程序构成：由一个或多个函数所组成；预编译命令：预编译命令是整个编译过程进行之前进行的工作；变量定义：使用变量之前必须首先定义变量；程序语句：C语言程序的实际工作是由语句完成的；程序注释：以“/”对一行内进行注释；在“/*”和“*/”之间多行注释1.5 C1.5 C语言程序结构及实例语言程序结构及实例q1.5.2 C1.5.2 C编程风格编程风格采用逐层缩进的形式；一行仅写一条语句；适当的注释；统一的命名规范。
