程序设计基础-前言.ppt

程序设计CC+,陈文宇 电子科技大学计算机科学与工程学院,联系方式,cwy主楼B1-509计算智能实验室科A楼514软件理论系办公室,学时：64=48+16成绩构成：平时20，期中10分 实验30分，期末40 分,教材：,1、C语言程序设计（第3版）陈文宇 黄迪明 等 电子科技大学出版社 2011.82、C+语言程序设计教程（第2版）沈显君、杨进才等 清华大学出版社，2010年1月,参考书,The C Programming Language 2nd(英文影印版)清华大学出版社 2000谭浩强 C程序设计（第3版）清华大学出版社 2005C+语言程序设计教程（第二版）习题解答与实验指导,程序设计Programming,给出解决特定问题的方法和过程，并以某种程序设计语言为工具，编写出该语言的程序。程序设计过程应当包括需求分析 设计 编码 测试 维护五个阶段，并生成各种文档资料。,问题,什么是程序设计语言?什么是程序？程序设计语言与程序的关系？什么是软件？软件=程序+文档资料,语言：一组规则的组合,自然语言中的英语：1 字母表的定义；2 词法规则：单词符号的形成规则 一个单词对应一条形成规则 规定了该单词由哪些字母、按照什么顺序进行排列,3 语法规则：语法单位的形成规则 短语、从句、句子、段落、文章4 语义规则：单词符号和语法单位的含义规则,5 语用规则：语义规则的发展和延伸 强调在一定的语境中使用单词和语法单位时体现出来的具体意义 需要根据上下文进行明确,思考,英语和英语文章的关系？,程序设计语言：用于程序设计的人工语言,程序设计语言,机器语言:第一代程序设计语言 字母表：0，1 单词符号：操作码、地址 语法单位：指令 10111000 1001 1110 程序 指令的组合,机器语言,编写程序十分繁琐和痛苦；程序不便于记忆、阅读和书写，容易出错（查错和改错，十分困难）；每类计算机的指令系统各不相同，可移植性很差，造成了重复工作。,机器语言,指令针对特定型号的计算机（与机器有关，低级语言）机器语言程序运算效率很高,汇编语言,字母表：主要增加了英文字母单词符号：操作码、内存符号、寄存器、数据语法单位：指令 ADD A，R0 程序 指令的组合,汇编语言：第二代计算机语言,助记忆符：指令含义相近的英文缩写词、字母和数字等符号取代指令二进制编码较容易理解程序，纠错及维护变得较方便汇编语言仍然是面向机器的语言（低级语言），仍比较繁琐，通用性也差。,汇编语言,需要将汇编语言指令翻译成机器语言的指令：汇编汇编语言程序的目标程序占用内存空间少，运行速度快有着高级语言不可替代的用途,高级程序设计语言,1）字母表的定义；2）词法规则：一般有五类单词符号 关键字、标识符、运算符、常量、界符3）语法规则：表达式、语句、模块、程序,高级程序设计语言,4）语义规则：5）语用规则：无二义的6）其他规则：如数据类型的定义、运算符优先级的定义、参数的传递方式、作用域的规定等,例 C语言的语句：,if(first_numbsecond_numb)max=first_numb;else max=second_numb;,高级程序设计语言,独立于计算机的硬件对具体的算法进行描述独立性，通用性和可移植性好,高级程序设计语言,一般包含有以下四种成分：数据成分：描述所涉及的数据运算成分：描述对数据的处理控制成分：表达运算的控制结构传输成分：表达数据的传输（输入输出、文件读写 等操作）,高级程序设计语言,高级语言的程序主要是描述计算机的解题过程（步骤），即描述对数据进行处理的过程，所以也称高级语言为面向过程语言。计算机不能直接执行高级语言的程序（源程序）；通常有解释方式和编译方式两种方法在计算机上执行程序（目标程序）。,思考,大量的程序设计语言被发明、被取代、被修改或组合在一起；尽管多次试图创造一种通用的程序设计语言，却没有一次尝试是成功的 WHY？,高级语言的发展,从 早期语言 到 结构化程序设计语言从 面向过程 到 非过程化程序语言(面向对象、组件),FORTRAN=FORmula TRANslation 主要用于科学计算2.ALGOL 60=ALGOrithmic Language 60 采用BNF形式描述语法,一.早期的高级语言（50年代）,早期的高级语言,3.COBOL COmmon Business Oriented Language.广泛应用于各种事务处理领域.引入了文件和数据描述,基于数学原则的语言 1.LISP.其基础是函数和函数作用2.APL.支持函数式程序设计风格.应用于大量矩阵运算的科学计算,二.早期的突破,3.SNOBOL 4.主要用于字符串处理.与机器无关的宏功能,增加了程序的可移植性,PL/1.希望将所有语言概念集成大全.分程序概念和递归过程.数据描述机能.动态数据结构.异常处理.多任务机能.可用于科学数值计算,数据处理等.难以得到广泛的应用,三.概念的集成（64年）,引入了许多有趣的概念1.ALGOL 68.以零型文法描述语法规则.引入正交性和通用性原则,四.再一次突破(60年代后期),2.SIMULA67.应用于模拟领域.协同程序.引入了类的概念,3.PASCAL.具有明显的简洁性.体现结构程序设计思想.具有用户自定义类型 利用语法图形式描述语法规则,4.BASICBeginners All-purpose Symbolic Instruction Code.简单易学.交互式工作环境.解释执行,70年代,支持系统软件开发1.语言研究 涉及抽象数据类型,异常处理和并行处理 2.MODULA-2.支持模块结构,模块可以独立编译.面向实时系统和并行系统综合功能,五.大量的探索,3.C CPLBCPLBC.具有高级语言和低级语言的优点.应用于各种领域,70年代以后,注重可移植性 1.Ada.面向专门领域的特殊要求.是在引入了一个不大的,容易理解的 概念集合的基础上开发的.体现许多现代软件设计方法学的语言.提高程序的可读性,可靠性,可维护性,六.Ada和第四代语言,2.第四代语言超高级语言 面向问题.表达力强,更接近于问题的描述.着重关心的是:做什么,C+、Java,七.面向对象语言,抛弃冯.诺依曼体系结构包括函数式，逻辑式语言应用于人工智能等领域,八.新一代程序设计语言,1.基础 存储器,控制器,处理器，ip2.特点 数据和指令以二进制形式存储;存储程序的工作方式；程序顺序执行；可强制修改执行顺序；存储器的内容可以被修改。,冯.诺依曼体系结构（模型）,如何区别？,ip,代码存储器（C）,数据存储器（D）,一些高级语言的关系,程序设计语言的发展小结,机器语言汇编语言高级语言 用机器语言编写的程序由二进制代码组成，计算机可以直接执行。将机器语言符号化，于是产生了汇编语言。机器语言和汇编语言都是与机器有关的语言，通常称为低级语言。,C语言的发展,1963年，在ALGOL 60 的基础上，英国剑桥大学推出了CPL（Combined Programming Language）语言。1967年英国剑桥大学的 Matin Richards对CPL语言做了简化，推出了 BCPL（Base CPL）语言。1970年美国贝尔实验室的 Ken Thompson 对 BCPL 进一步简化，设计出了简单的而且很接近硬件的 B 语言,并用B语言写出了第一个 UNIX 操作系统。,C语言的发展,1972年至1973年间，贝尔实验室的戴尼斯利奇（Demis Ritchie）和布朗卡尼汉（Brian Kernighan）在 B 语言的基础上设计出了 C 语言（BCPL）。C语言即保持 BCPL 语言和 B 语言的优点（精练、接近硬件），又克服了他们的缺点（过于简单，数据无类型等）。1973年新的UNIX版本完全用C语言编写,1977年出现了可移植C语言的编译程序，推动了UNIX在各种机器上实现，C语言也迅速得到推广，其发展相辅相成。1978年以后，C语言先后移植到大、中、小、微型计算机上，成为最广泛使用的计算机程序设计语言之一。,1978年在Brian W.Kernighan和Dennis M.Ritchie 合著的The C Programming Language 成为C语言的标准。,1983年,美国国家标准化协会(ANSI)根据C语言各种版本对C的发展和扩充,制定了新的标准ANSI C，比标准C有了很大的发展1987年,ANSI公布了标准：87 ANSI C。1989年，公布了新的C语言标准C891990年，国际标准化组织（ISO）接受C89作为国际标准，通常称为C90,1999年，ISO对C语言增加了一些面向对象的特征，简称为 C99。目前流行的C语言编译系统大多是以C89为基础进行开发的。,C+语言的发展,自学,