【教学课件】第1章程式语言与VisualBasic的基础.ppt

第1章 程式語言與Visual Basic的基礎,1-1 程式的基礎1-2 程式語言的種類1-3 程式設計技術的演進1-4 Visual Basic語言的基礎1-5 安裝Visual Basic Express整合開發環境1-6 Visual Basic Express的基本使用,1-1 程式的基礎,1-1-1 程式簡介1-1-2 軟體的種類,1-1-1 程式簡介-說明,程式語言（Programming Language）提供相關語法讓我們撰寫程式碼來建立程式，在使用編譯程式編譯建立成應用程式後，就可以歸類成不同的軟體。換句話說，在說明程式語言之前，我們需要了解何謂程式、軟體與應用程式。程式（Programs）或稱為電腦程式（Computer Programs）是使用指定程式語言所撰寫沒有混淆文字、數字和鍵盤符號組成的特殊符號，這些符號組合成指令和敘述，再進一步編寫成程式碼，程式碼可以告訴電腦解決指定問題的步驟。,1-1-1 程式簡介-圖例,簡單的說，程式就是一個指令集來告訴電腦如何執行特定的工作。在實務上，我們可以將程式視為是一個轉換器，當使用者從電腦鍵盤或滑鼠取得輸入的資料後，執行程式就可以將資料轉換成有用的資訊，如下圖所示：,1-1-2 軟體的種類-說明,軟體（Software）是一種電腦執行的應用程式或作業系統，通常軟體是一個或多個程式的泛稱，或整套應用程式。應用程式（Applications）是一種處理特定工作的電腦程式，例如：數學計算分析、文書處理、試算表和程式語言整合開發工具等。軟體以輸出入介面的不同，主要可以分為：主控台應用程式和視窗應用程式。,1-1-2 軟體的種類-主控台應用程式,早期DOS電腦時代或UNIX/Linux系統的電腦，我們並不是使用滑鼠點選，使用者是在終端機（Terminals）前，使用鍵盤輸入指令來執行應用程式，其使用介面是文字模式的鍵盤輸入，或單純文字內容的輸出結果，稱為命令列模式（Command-line Interface）。因為主控台應用程式（Console Applications）主要是使用文字模式來與程式進行互動，所以螢幕顯示方式大多是單調的黑底白字，作業系統顯示提示文字等待使用者輸入指令，輸入指令執行程式後，程式執行結果也是回應文字內容。,1-1-2 軟體的種類-視窗應用程式,視窗應用程式（Windows Applications）也稱為GUI應用程式（GUI Applications），這是使用圖形使用介面（Graphic User Interface，GUI）來輸入與輸出資料，屬於一種更人性化使用介面的應用程式。事實上，我們目前操作電腦都是使用Windows作業系統，其執行的程式大多都是圖形使用介面的應用程式，使用滑鼠來操作圖示、視窗、按鈕和對話方塊等圖形元件的圖形使用介面，而不是使用文字模式的鍵盤輸入。Visual Basic 2008程式開發環境可以讓我們輕鬆建立Windows視窗應用程式，只需拖拉眾多GUI元件的控制項，即可建立表單使用介面，在Windows作業系統輕鬆建立一致外觀和操作方式的視窗應用程式。,1-2 程式語言的種類,1-2-1 程式語言的種類1-2-2 低階語言1-2-3 高階語言1-2-4 程式是如何執行,1-2-1 程式語言的種類-圖例,程式語言隨著電腦科技的進步，已經延伸出龐大的族群，一般來說，我們所指的程式語言是指高階語言，例如：BASIC、C/C+、C#、Java和Pascal等，如下圖所示：,1-2-1 程式語言的種類-發展世代,以發展世代來區分，可以分成五個世代，如下表所示：,1-2-2 低階語言-說明,低階語言（Low Level Languages）是一種偏向電腦容易了解的程式語言，它是一種與機器相依（Machine-dependent）的程式語言，換句話說，低階語言撰寫的程式是針對特定種類的電腦，換句話說，只有在此電腦上可以執行低階語言所撰寫的程式。簡單的說，低階語言是電腦母語的一種程式語言，所以執行效率高，但是使用者並不易學習。主要的低階語言有兩種：機器語言和組合語言。,1-2-2 低階語言-機器語言,機器語言（Machine Language）機器語言是一種電腦可以直接了解的程式語言，它是使用0和1二進位表示的程式碼，電腦CPU可以直接執行此程式碼，所以執行效率最高，如下所示：0111 0001 0000 11111001 1101 1011 0001,1-2-2 低階語言-組合語言,組合語言（Assembly Language）組合語言是為了方便程式設計者撰寫程式碼（因為二進位程式碼並不容易記憶和撰寫），所以改為使用簡單符號的指令集來代表機器語言0和1表示的二進位程式碼，程式只需使用組譯程式（Assemblers）就可以快速轉換成機器語言，然後在電腦上執行，它是一種十分接近機器語言的程式語言，如下所示：MOV AX 01MOV BX 02ADD AX BX,1-2-3 高階語言-說明,高階語言（High Level Languages）是一種接近人類語言的程式語言，或稱為半英文（Half-english）的程式語言。這是一種與機器獨立（Machine-independent）的程式語言，換句話說，高階語言撰寫的程式可以在多種不同種類的電腦上來執行。不過，電腦並不能馬上看懂高階語言的程式碼，所以需要進一步翻譯轉換成機器語言，因為其轉換的程式碼通常比直接使用機器語言撰寫的冗長，所以效率較低，但是非常適合使用者學習。,1-2-3 高階語言-常見的高階語言,目前常見的高階語言有：BASIC、C/C+、C#、Java、FORTRAN、COBOL和Pascal等，高階語言需要進行翻譯，將程式碼轉譯成機器語言的執行檔案後，才能在電腦上執行。翻譯方式有兩種：編譯程式和直譯程式。,1-2-3 高階語言-編譯程式,編譯程式（Compilers）C/C+等程式語言屬於編譯語言，編譯程式需要檢查完整個程式檔案的程式碼，在完全沒有錯誤的情況下，才會翻譯成機器語言的程式檔案，其主要功能有兩項，如下所示：檢查程式錯誤。將程式翻譯成機器語言的程式檔案。,1-2-3 高階語言-直譯程式,直譯程式（Interpreters）早期BASIC語言（例如：BASICA、QuickBasic等）和目前網頁技術的腳本（Scripts）語言，例如：VBScript和JavaScript都屬於直譯語言。直譯程式並不會輸出可執行檔案，而是直接一個指令一個動作，一列一列的轉換成機器語言後，馬上執行此列程式碼。因為直譯程式是一列一列轉換和執行，所以執行效率低，但是非常適合在系統開發階段的程式除錯。,1-2-4 程式是如何執行-說明,程式在電腦實際執行的過程對於高階程式語言來說，例如：BASIC或PASCAL等並非十分重要。不過，對電腦執行程式有一定的認識，在設計程式時仍然有十分大的助益。不論使用高階或低階程式語言，其建立的程式最後都會編譯成電腦看的懂的機器語言，這些指令是CPU支援的指令集（Instruction Set）。不同CPU支援不同的指令集，換句話說，雖然高階語言有很多種，但是CPU只懂一種語言，也就是其能執行的機器語言。,1-2-4 程式是如何執行-圖例,1-2-4 程式是如何執行-執行程式,CPU執行機器語言程式是依序將儲存在記憶體的機器語言指令取出和執行（Fetch-and-execute）。簡單的說，CPU就是從記憶體取出指令，然後執行此指令，取出下一個指令，再執行它。CPU執行程式的方式，如下所示：電腦的主記憶體儲存機器語言的程式碼和資料。CPU從記憶體依序取出一個個機器語言指令，然後執行它，CPU並非真正了解機器語言在作什麼？這只是CPU的例行工作，依序執行機器語言指令。,1-2-4 程式是如何執行-中央處理器(CPU),電腦CPU提供實際運算功能，個人電腦都是使用單晶片的IC（Integrated Circuit），其主要的功能是使用ALU（Arithmetic and Logic Unit）的邏輯電路進行運算，以便執行機器語言的指令。在CPU擁有很多組暫存器（Registers），暫存器是位在CPU中的記憶體，可以暫時儲存資料或機器語言指令，例如：執行加法指令需要2個運算元，這兩個運算元資料就是儲存在暫存器。,1-2-4 程式是如何執行-記憶體(說明),當我們執行程式時，作業系統可以將儲存在硬碟或軟碟的執行檔案載入電腦主記憶體（Main Memory），這就是CPU執行的機器語言指令，CPU從記憶體依序載入指令和執行。事實上，程式碼本身和使用的資料都是儲存在RAM（Random Access Memory），每一個儲存單位有數字編號稱為位址（Address）。如同大樓信箱，門牌號碼是位址，信箱內容是程式碼或資料，儲存資料佔用的記憶體空間大小，需視使用的資料型態而定。,1-2-4 程式是如何執行-記憶體(存取),電腦CPU中央處理器存取記憶體資料的主要步驟，如下所示：Step 1：送出讀寫的記憶體位址：當CPU讀取程式碼或資料時，需要送出欲取得的記憶體位址，例如：記憶體位址4。Step 2：讀寫記憶體儲存的資料：CPU可以從指定位址讀取記憶體內容，例如，位址4的內容是01010101，換句話說，取得資料是01010101的二進位值，每一個0或1是一個位元（Bit），8個位元稱為位元組（Byte），這是電腦記憶體的最小儲存單位。,1-2-4 程式是如何執行-輸入/輸出裝置,電腦的輸入/輸出裝置（Input/Output Devices）是程式的窗口，可以讓使用者輸入資料和顯示程式的執行結果。目前而言，電腦最常用的輸入裝置是鍵盤和滑鼠；輸出裝置是螢幕和列表機。,1-2-4 程式是如何執行-次儲存裝置,次儲存裝置（Secondary Storage Unit）是一種能夠長時間和提供高容量儲存資料的裝置。電腦程式與資料是在載入記憶體後，才依序讓CPU來執行，不過，在此之前這些程式與資料是儲存在次儲存裝置，例如：硬碟機。當我們在Windows作業系統使用【記事本】編輯VB程式碼時，這些資料只是暫時儲存在電腦的主記憶體，因為主記憶體在關閉電源後，其儲存的資料就會消失，為了長時間儲存這些資料，我們需要將它儲存在電腦的次儲存裝置，也就是儲存硬碟中的程式碼檔案。,1-3 程式設計技術的演進,1-3-1 非結構化程式設計1-3-2 程序式與結構化程式設計1-3-3 模組化程式設計1-3-4 物件導向程式設計,1-3 程式設計方法-說明,計算機科學的軟體工程（Software Engineering）專注於研究如何建立正確、可執行和良好撰寫風格的程式碼，嘗試使用一些已經驗證過且可行方法來解決程式問題。程式設計（Programming）是使用指定的程式語言，例如：Visual Basic語言，以指定風格或技術來撰寫程式碼，在此所謂的風格或技術就是電腦解決程式問題的程式設計方法。,1-3 程式設計方法-種類,學習程式設計通常都會經歷數個學習過程，即四種程式設計技術（Programming Techniques），或稱為程式設計風格（Programming Styles），如下所示：非結構化程式設計（Unstructured Programming）。程序式程式設計（Procedural Programming）與結構化程式設計（Structured Programming）。模組化程式設計（Modular Programming）。物件導向程式設計（Object-Oriented Programming）。,1-3-1 非結構化程式設計-說明,目前常用的程式語言雖然並不建議使用非結構化程式設計，不過，早期BASIC或組合語言建立的程式，很多仍然是使用非結構化程式設計來建立程式碼。對於Visual Basic語言來說，所謂非結構化程式設計是指初學程式設計時，不論幾列的小程式或數百列程式碼的大程式，都只擁有一個Main()主程序且不包含任何流程控制敘述的情況。,1-3-1 非結構化程式設計-圖例,非結構化程式設計的程式碼是使用線性方式來依序的執行。,1-3-1 非結構化程式設計-問題,程式碼以線性方式執行，如果需要重複操作，例如：計算10次1加到100，就需要重複10次相同的程式碼。如果沒有複製多段程式碼，可以使用GOTO指令，GOTO指令很好用，可以跳到程式中的任何位置，不過，亂跳的結果反而增加程式的複雜度，或產生一些無用的程式碼片斷，稱為義大利麵程式碼（Spaghetti Code），程式碼如同義大利麵一般的盤根錯節。非結構化程式的所有程式碼處理的資料都屬於全域（Global）資料，不論第1列或第999列都可以直接存取資料，如果不小心拼字錯誤，造成資料誤存，就有可能發生在第1999列，增加程式除錯的困難度。,1-3-2 程序式與結構化程式設計-說明,程序式程式設計是將程式中重複的程式片斷抽出成為程序（Procedures，或稱為Subroutine、Routine）或函數（Functions），即一段執行特定功能的程式碼。程式因為已經分割成程序，所以在Main()主程序的程式碼只是依序呼叫各程序的程序呼叫（Procedure Call），即執行各程序。整個程式使用流程控制連接各程序，即目前程式設計最常使用的結構化程式設計，屬於程序式程式設計的子集。,1-3-2 程序式與結構化程式設計-圖例,1-3-3 模組化程式設計-說明,模組化程式設計是程序式程式設計的下一個階段，為了能夠重複使用程序式程式設計分割建立的程序，我們可以將相同功能的程序或函數結合在一起成為獨立的模組（Modules），模組是處理指定功能的子程式。,1-3-3 模組化程式設計-圖例,1-3-4 物件導向程式設計-說明,物件導向程式設計是一種更符合人性化的程式設計方法，將原來專注於問題的分解，轉換成了解問題本質參與的東西，也就是物件（Object）。物件內含處理的資料和相關程序，在物件之間是使用訊息來進行溝通。不同於模組化程式設計的模組，物件很容易擴充功能和重複使用，只需建立好物件後，由下而上就可以逐步擴充成為一個完善的物件集合來解決程式問題。,1-3-4 物件導向程式設計-圖例,1-4 Visual Basic語言的基礎,1-4-1 微軟與BASIC程式語言1-4-2 Visual Basic版本的演進1-4-3.NET Framework的基礎,1-4-1 微軟與BASIC程式語言-1,BASIC（standing for Beginners All Purpose Symbolic Instruction Code）是1964年由數學教授John Kemeny和Thomas Kurtz在Dartmouth學院所開發的程式語言和編譯程式。第一個BASIC程式在1964年5月1日早上4點執行後，正式開啟BASIC語言的時代。BASIC語言是一種非常簡單且容易學習的程式語言，其原來目的是訓練學生或初學者作為學習程式設計的工具和環境。BASIC是當時迷你和微電腦（PC個人電腦尚未出現）的第一種高階程式語言，很快就普遍使用在大型電腦主機或當時的超級電腦。,1-4-1 微軟與BASIC程式語言-2,Visual Basic在微軟十多年的發展之下，從2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、VB.NET到Visual Basic 2005/2008。現在的Visual Basic除了程式主要語法源自BASIC外，微軟已經讓BASIC語言改頭換面成為一套功能強大的應用程式開發環境，.NET平台的VB.NET 2002/2003和Visual Basic 2005/2008語言不但是一種真正的物件導向程式語言，微軟更讓Visual Basic成為足以和C+與Java語言一較高下的程式語言。,1-4-2 Visual Basic版本的演進-1,在1991年5月20日微軟在亞特蘭大發表Visual Basic 1.0版。在1992年9月微軟發表Visual Basic的MS-DOS版本。同年11月微軟推出Visual Basic 2.0版，分為標準版和專業兩種版本。在1993年5月發表Visual Basic 3.0標準和專業版。,1-4-2 Visual Basic版本的演進-2,次年1995年12月推出支援32位元的作業系統的Visual Basic 4.0版，讓Visual Basic開始擁有建立物件的能力和OCX。在1997年2月微軟發表Visual Basic 5.0版。在1998年6月微軟發表Visual Basic 6.0版。在2002年2月推出的VB.NET（Visual Basic.NET）2002版。,1-4-2 Visual Basic版本的演進-3,在2005年底推出.NET Framework 2.0版和Visual Studio 2005，Visual Basic語言也更名為Visual Basic 2005（即VB 8.0版）。在2008年初推出最新.NET Framework 3.5版和Visual Studio 2008，Visual Basic語言也改版成最新的Visual Basic 2008，即VB 9.0版。,1-4-3.NET Framework的基礎-說明,.NET Framework是微軟新世代的程式開發平台，目前最新版本是3.5版。它是由CLR（Common Language Runtime）和.NET Framework類別所組成。我們可以使用.NET Framework支援的程式語言，例如：Visual Basic 2008、C+、C#和J#等來建立.NET應用程式。,1-4-3.NET Framework的基礎-圖例,.NET Framework程式檔案在使用.NET編譯程式編譯時，是編譯成一種中間程式語言稱為MSIL（Microsoft Intermediate Language）。等到執行程式時，CLR使用JIT（Just In Time）編譯程式將MSIL轉換成機器語言來執行，其架構如下圖所示：,1-4-3.NET Framework的基礎-.NET Framework類別函式庫,.NET Framework類別函式庫是一個龐大的類別函式庫，只需支援.NET Framework的程式語言，都可以使用此類別函式庫的類別和方法，詳細的說明請參閱附錄B。,1-5 安裝Visual Basic Express開發環境,1-5-1 Visual Studio 2008簡介1-5-2 安裝Visual Basic 2008 Express,1-5-1 Visual Studio 2008簡介-說明,Visual Basic 2008語言的開發環境是Visual Studio 2008，它是微軟推出的整合開發環境，能夠在同一套應用程式編輯、編譯、除錯和測試Visual Basic等.NET語言的應用程式。Visual Studio 2008是一套支援.NET Framework的整合開發環境，可以使用Visual Basic 2008、C#、C+和J#等語言來建立Windows、ASP.NET、主控台和Web Services等各種不同的應用程式。,1-5-1 Visual Studio 2008簡介-圖例,在Visual Studio 2008整合開發環境建立的應用程式是在.NET Framework的CLR平台上執行，如下圖所示：,1-5-1 Visual Studio 2008簡介-功能,Visual Studio 2008提供的功能，筆者簡單說明如下所示：多種程式語言的整合開發環境強大的方案與專案管理提供現成的專案範本視覺化表單設計介面IntelliSense智慧程式碼輸入完整除錯功能,1-5-2 安裝Visual Basic 2008 Express,Visual Basic 2008 Express是Visual Studio產品線的擴充，微軟Express系列提供實用和最少負擔的程式開發工具，可以讓學生和初學者輕鬆進入Visual Studio和.NET Framework開發平台，快速建立所需的.NET應用程式。Visual Basic 2008 Express中文版包含.NET Framework 3.5中文版和SQL Server Compact 3.5版，支援Windows Vista作業系統；如果使用Windows XP作業系統，需要SP2以上版本才能安裝；Windows Server 2003需要SP1。,1-6 Visual Basic Express的基本使用,1-6-1 啟動與關閉Visual Basic Express1-6-2 新增專案1-6-3 開啟與關閉專案,1-6-1 啟動與關閉Visual Basic Express-啟動,請執行開始所有程式Microsoft Visual Basic 2008 Express Edition指令，如為第一次啟動需要執行數分鐘的環境設定，稍等一下，完成設定可以看到起始頁，如下圖所示：,1-6-1 啟動與關閉Visual Basic Express-關閉,離開Visual Basic Express請執行檔案結束指令。,1-6-2 新增專案,在起始頁按一下【建立】後的【專案(P)】超連接文字，或執行檔案新增專案指令，可以看到新增專案對話方塊。,1-6-3 開啟與關閉專案-說明,對於書附光碟的Visual Basic專案來說，我們只需啟動VBE就可以直接開啟專案，如果在VBE已經開啟專案，也可以隨時開啟其他Visual Basic專案。雖然VBE的同一個方案能夠擁有多個專案，不過，因為我們建立的方案都只擁有一個專案，所以讀者可以將方案視同專案來處理。,1-6-3 開啟與關閉專案-開啟專案,在起始頁按【開啟】後的【專案(P)】超連接文字，或執行檔案開啟專案指令，可以看到開啟專案對話方塊。,1-6-3 開啟與關閉專案-關閉專案,在VBE執行檔案關閉專案指令就可以關閉專案，或是直接開啟其他專案，VBE會自動關閉目前開啟的專案。,End,