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主題1
程序設(shè)計語言和算法
第4課程序設(shè)計基礎(chǔ)
目錄
程序和指令
01
算法和算法的描述方法
03
程序設(shè)計語言
02
04
動手實踐：描述算法
01
程序和指令
計算機(jī)程序：一組計算機(jī)能夠識別和執(zhí)行的指令。
什么是程序
計算機(jī)軟件：計算機(jī)系統(tǒng)中程序和文檔的總稱。
指令：指示計算機(jī)做某種操作的命令
什么是指令
從鍵盤、文件或者其他設(shè)備獲取數(shù)據(jù)。把數(shù)據(jù)顯示到屏幕，或者存入一個文件，或者發(fā)送到其他設(shè)備。
1
輸入/輸出類
2
運算類
3
程序控制類
指令
數(shù)據(jù)傳送類
4
執(zhí)行最基本的算術(shù)運算和邏輯運算
主要用于控制程序的流向
把數(shù)據(jù)、地址傳送到寄存器或存儲單元中
編寫程序的過程：把復(fù)雜的任務(wù)分解成子任務(wù)，把子任務(wù)再分解成更簡單的任務(wù)，層層分解，直到最后簡單得可以用以上指令來完成。
02
程序設(shè)計語言
問題：計算機(jī)能夠完成各種任務(wù)，是因為它安裝了各種不同的軟件，但是這些軟件是如何生產(chǎn)出來的？
程序設(shè)計語言是用于書寫計算機(jī)程序的語言。
計算機(jī)程序設(shè)計語言的發(fā)展，經(jīng)歷了從機(jī)器語言、匯編語言和高級語言的歷程。
電腦的程序設(shè)計語言多種多樣，常見有C、C++、Java、Python等，各有特點，基本功能大同小異，比如，一個基本功能就是讓電腦在屏幕上顯示文字。
程序設(shè)計語言
計算機(jī)僅能識別由0和1構(gòu)成的機(jī)器指令。最早的程序通過打孔方式記錄在紙帶上。
程序設(shè)計語言
C語言、匯編語言和機(jī)器語言的對比圖
分 析
程序設(shè)計語言 語句
C語言 a=b+1
匯編語言 Mov eax,dword ptr [ebp-8]
Add eax,1
Mov dword ptr[ebp-4],eax
機(jī)器語言 （十六進(jìn)制表示） 10001011 01000101 11111000 (8b 45 f8)
10000011 11000000 00000001 (83 c0 01)
10001001 01000101 11111100 (89 45 fc)
1
2
C語言的語句與匯編語言、機(jī)器語言的指令之間不是簡單的一一對應(yīng)關(guān)系，需要通過編譯器的編譯來完成。
C語言編寫的程序看起來更直觀易懂，更加易于理解和使用的高級語言。
03
算法與算法的描述方法
所謂算法就是指在有限步驟內(nèi)求解某類問題所使用的一組定義明確的規(guī)則。
算法重在用一個統(tǒng)一的方法有步驟地解決一類問題，但它不是唯一的。
一個好的算法應(yīng)該用較少的便于實現(xiàn)的步驟去有效地解決問題。
算法
有1個或多個輸出
確定性
有效性
有窮性
有0個或多個輸入
算法的基本特征
算法必須在執(zhí)行有限個操作后終止
算法中每一步的含義必須是確切的，不能出現(xiàn)任何二義性。
算法中的每一步操作都應(yīng)該能有效執(zhí)行，一個不可執(zhí)行的操作是無效的。
執(zhí)行算法時，從外界獲得必要的信息
算法的解就是輸出
算法的描述方法
描述算法的形式：自然語言、流程圖等。
自然語言：人們?nèi)粘Ｓ玫恼Z言
流程圖：用預(yù)定義的符號來描述算法
第一步，輸入鐵線的長度L；
第二步，計算可圍成最大正方形的邊長a=L/4;
第三步，計算正方形的面積S；
第四步，輸出面積S。
例：給定一根任意長度的鐵線，計算可圍成的最大正方形的面積
特點：通俗易懂，但是容易產(chǎn)生歧義。對復(fù)雜問題，語句煩瑣、冗長，很難清晰地表達(dá)算法的邏輯流程。
特點：采用簡單規(guī)范的符號，畫法簡單；結(jié)構(gòu)清晰，邏輯性強(qiáng)；便于描述，容易理解。
算法的描述方法
描述算法的形式：自然語言、流程圖等。
自然語言：人們?nèi)粘Ｓ玫恼Z言
流程圖：用預(yù)定義的符號來描述算法
第一步，輸入鐵線的長度L；
第二步，計算可圍成最大正方形的邊長a=L/4;
第三步，計算正方形的面積S；
第四步，輸出面積S。
例：給定一根任意長度的鐵線，計算可圍成的最大正方形的面積
流程圖所用的符號及其含義
流程圖所用的符號及其含義
圖框 名稱 功能
起止框 表示一個算法的開始和結(jié)束
輸入輸出框 表示一個算法的輸入和輸出的信息
處理框 賦值，執(zhí)行計算語句
判斷框 表示判斷某個條件是否成立
流程線 表示執(zhí)行步驟的路徑
開始
輸入長度L
S=a*a
N被2整除
04
動手實踐：描述算法
自然語言
問題描述：輸入一個數(shù)，判斷這個數(shù)是否是偶數(shù)，并輸出提示信息。
用自然語言描述算法：
輸入一個數(shù)n；
求n除以2的余數(shù)；
余數(shù)為0，輸出“這個數(shù)是偶數(shù)”；余數(shù)不為0，輸出“這個數(shù)不是偶數(shù)”
特點：
通俗易懂，但是容易產(chǎn)生歧義。對復(fù)雜問題，語句煩瑣、冗長，很難清晰地表達(dá)算法的邏輯流程。
流程圖
用流程圖描述算法：
特點：
采用簡單規(guī)范的符號，畫法簡單；結(jié)構(gòu)清晰，邏輯性強(qiáng)；便于描述，容易理解。
感謝
光臨指導(dǎo)

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