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主题1
程序设计语言和算法
第4课程序设计基础
目录
程序和指令
01
算法和算法的描述方法
03
程序设计语言
02
04
动手实践：描述算法
01
程序和指令
计算机程序：一组计算机能够识别和执行的指令。
什么是程序
计算机软件：计算机系统中程序和文档的总称。
指令：指示计算机做某种操作的命令
什么是指令
从键盘、文件或者其他设备获取数据。把数据显示到屏幕，或者存入一个文件，或者发送到其他设备。
1
输入/输出类
2
运算类
3
程序控制类
指令
数据传送类
4
执行最基本的算术运算和逻辑运算
主要用于控制程序的流向
把数据、地址传送到寄存器或存储单元中
编写程序的过程：把复杂的任务分解成子任务，把子任务再分解成更简单的任务，层层分解，直到最后简单得可以用以上指令来完成。
02
程序设计语言
问题：计算机能够完成各种任务，是因为它安装了各种不同的软件，但是这些软件是如何生产出来的？
程序设计语言是用于书写计算机程序的语言。
计算机程序设计语言的发展，经历了从机器语言、汇编语言和高级语言的历程。
电脑的程序设计语言多种多样，常见有C、C++、Java、Python等，各有特点，基本功能大同小异，比如，一个基本功能就是让电脑在屏幕上显示文字。
程序设计语言
计算机仅能识别由0和1构成的机器指令。最早的程序通过打孔方式记录在纸带上。
程序设计语言
C语言、汇编语言和机器语言的对比图
分 析
程序设计语言 语句
C语言 a=b+1
汇编语言 Mov eax,dword ptr [ebp-8]
Add eax,1
Mov dword ptr[ebp-4],eax
机器语言 （十六进制表示） 10001011 01000101 11111000 (8b 45 f8)
10000011 11000000 00000001 (83 c0 01)
10001001 01000101 11111100 (89 45 fc)
1
2
C语言的语句与汇编语言、机器语言的指令之间不是简单的一一对应关系，需要通过编译器的编译来完成。
C语言编写的程序看起来更直观易懂，更加易于理解和使用的高级语言。
03
算法与算法的描述方法
所谓算法就是指在有限步骤内求解某类问题所使用的一组定义明确的规则。
算法重在用一个统一的方法有步骤地解决一类问题，但它不是唯一的。
一个好的算法应该用较少的便于实现的步骤去有效地解决问题。
算法
有1个或多个输出
确定性
有效性
有穷性
有0个或多个输入
算法的基本特征
算法必须在执行有限个操作后终止
算法中每一步的含义必须是确切的，不能出现任何二义性。
算法中的每一步操作都应该能有效执行，一个不可执行的操作是无效的。
执行算法时，从外界获得必要的信息
算法的解就是输出
算法的描述方法
描述算法的形式：自然语言、流程图等。
自然语言：人们日常用的语言
流程图：用预定义的符号来描述算法
第一步，输入铁线的长度L；
第二步，计算可围成最大正方形的边长a=L/4;
第三步，计算正方形的面积S；
第四步，输出面积S。
例：给定一根任意长度的铁线，计算可围成的最大正方形的面积
特点：通俗易懂，但是容易产生歧义。对复杂问题，语句烦琐、冗长，很难清晰地表达算法的逻辑流程。
特点：采用简单规范的符号，画法简单；结构清晰，逻辑性强；便于描述，容易理解。
算法的描述方法
描述算法的形式：自然语言、流程图等。
自然语言：人们日常用的语言
流程图：用预定义的符号来描述算法
第一步，输入铁线的长度L；
第二步，计算可围成最大正方形的边长a=L/4;
第三步，计算正方形的面积S；
第四步，输出面积S。
例：给定一根任意长度的铁线，计算可围成的最大正方形的面积
流程图所用的符号及其含义
流程图所用的符号及其含义
图框 名称 功能
起止框 表示一个算法的开始和结束
输入输出框 表示一个算法的输入和输出的信息
处理框 赋值，执行计算语句
判断框 表示判断某个条件是否成立
流程线 表示执行步骤的路径
开始
输入长度L
S=a*a
N被2整除
04
动手实践：描述算法
自然语言
问题描述：输入一个数，判断这个数是否是偶数，并输出提示信息。
用自然语言描述算法：
输入一个数n；
求n除以2的余数；
余数为0，输出“这个数是偶数”；余数不为0，输出“这个数不是偶数”
特点：
通俗易懂，但是容易产生歧义。对复杂问题，语句烦琐、冗长，很难清晰地表达算法的逻辑流程。
流程图
用流程图描述算法：
特点：
采用简单规范的符号，画法简单；结构清晰，逻辑性强；便于描述，容易理解。
感谢
光临指导

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