第四章    程序设计语言和算法   

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计算机语言

 

 

案例1设计一套可以计算的四则运算的计算机语言系统,要求无论是命令还是数据,只能使用数字符号,把这套系统的规则和符号告诉同伴。然后使用这套系统编写一个四则运算的程序,让同伴来完成,检查系统的有效性,如果需要,改进该语言。

 

       分析数学中的语言成分。

 

        一套语言应由那几部分组成?功能不同的时候,语言有什么不同?

 

        机器语言用数表示命令,计算机可以直接执行,但是,用机器语言编写程序还是运行程序都是一件困难的事情,特别是当程序有错误时,要想查找或修改错误错误,是非常困难的,因为程序员看到的是一系列的数字。

        

        高级语言,如COBOL、BASCAL、Pascal、C、C++等,它们的特点是与机器无关,使用这些语言编写可以较容易的移至不同的计算机上。二是它的的命令注重描述解决问题的方法和步骤,而不是某种机器语言指令。所以又称它们为高级语言。                              

 

变量和数据类型

   

案例2:   说一说汉语、英语的组成,语言的特征,设想计算机语言有哪些部分?

 

        机器语言中对数据的操作要指明数据的存放位置,如AX、BX指的是CPU中的寄存器,而[BP+DI+61]指的是内单元的地址。高级语言中,允许某个符号表示要操作的数据,这样的名字称为变量,名字本身称为变量名,一个变量到底代表那些数据像数学中的“设X表示速度”一样,程序设计中也需要对某个符号先做说明,语言中称作声明语句。实际上,计算机并不关心 数据究竟代表什么物理意义,而关心数据到底是整数还是实数,  如果是整数,则不需要小数点的位置,如果这个数比较小,则可以使用比较少的二进制数存储,程序设计中称为数据类型,它觉得数据的编码方式、存储空间大小、以及在数据上可进行的操作。

 

案例3:如何让一个人去完成一项任务,它和函数的使用有哪些相似之处?

 

         可以把函数比作一个能工巧匠,一旦练就,以后要做的事交给它就行了,然而,巧妇难为无米之炊,要它做事,是要给它提供基本条件。例如:要在屏幕上花圆,应告诉它圆的位置、大小 、线条、线条颜色、填充颜色等;要它求平均值,要告诉它有多少人,每个人的成绩是多少,这些条件,在程序设计中称为参数,条件具备,能工巧匠就可以工作了,程序设计中就是执行这段命名的程序,为了标识这段程序执行到哪算终结,需要有起始标识和结束标识,如果有计算结果,需要标明如何处理计算结果,所以一个函数需要函数名、参数、起始标记、结束标记、返回值。

 

编程结构

  

案例4: 比较计算机语言和自然语言在构成文章的相似性。

 

         前面讲得计算机语言的基本要素,好比汉字的最小元素是字,多个字组成词,词在一定的语法上要求下组成句子,多个相关的句子组成段落,多个段落表达主题。要形成文章,还要章法。程序设计语言一般要规定一个最小的程序至少要什么,谁先、谁后,这就是程序的基本结构。

 

1)C++最简单的程序

 

#include<iostream>

 

#using namespace std;

 

int main(void)

 

{         count<<"hello world!“;

 

return 0;

}

 

        一个C++程序的额基本组成是函数,而且有且只能有一个叫main的函数,main函数会调用其他函数来完成问题的求解,这些被使用的函数可以由程序员自己编写,也可以来自于别人已经编写的函数库,上例第一行就是告诉编译器本程序使用的函数来自于iostream文件,C++把这些文件叫做头文件第二行是说明本程序所使用的符号都是std名字空间中的符号,名字空间是所有名字的集合,这里的main函数没有参数(void),返回值的类型为整型,  count<<"hello world!“是一句语言,功能是输出文字hello world!。

 

计算机语言的实现

 

     案例5:想一想将英文翻译为中文是否也有这几部分的工作?

 

        如果词法分析和语法分析发现错误,编译器不进行代码生成,会在计算机屏幕上显示那些程序可能存在错误,便于修改。这些错误统称为语法错误,修改后在进行编译,如果词法语法没问题,一般可以进行正常编译,生成机器语言代码。但即使能编译,也不一定能正常运行,也不一定能得到正常结果。如果程序中用到其他程序不存在或不在指定的位置,程序可能就不能正常运行。而如果在程序中误将(+)写成(*),那么算出来的和就会有错误,这些错误称为逻辑错误,编译器无法发现这些错误,它们需要运行程序,拿一些有代表性的实际数据让算一算,才能检查出来,这个过程叫做测试。

 


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