程序设计基本
程序设计基础课程设计实验
程序设计基础课程设计实验一、课程目标知识目标：1. 让学生理解程序设计的基本概念，掌握编程语言的语法和结构。
2. 培养学生运用程序设计思想解决问题的能力，包括数据表示、逻辑判断和循环控制等。
3. 使学生了解程序设计的流程，学会编写、调试和优化程序。
技能目标：1. 培养学生运用编程工具进行程序设计和调试的能力。
2. 培养学生独立思考和解决问题的能力，提高编程解题技巧。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能够与他人共同完成程序设计任务。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对程序设计的兴趣和热情，激发学生学习编程的积极性。
2. 培养学生勇于尝试、不怕失败的精神，提高学生面对编程挑战的自信心。
3. 引导学生认识到编程在科技发展和社会进步中的重要作用，培养学生的社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为程序设计基础课程，旨在让学生掌握编程基本技能，培养编程思维。
学生特点：学生为初中年级，具备一定的逻辑思维能力，好奇心强，对新鲜事物感兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，以实例为主线，引导学生主动探索，培养实际编程能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 程序设计基本概念：程序、编程语言、算法等基本概念介绍。
2. 编程环境搭建：安装编程软件，了解编程环境，学会使用开发工具。
3. 语法基础：变量、数据类型、运算符、表达式和语句等。
4. 控制结构：顺序结构、分支结构（if语句）、循环结构（for、while语句）。
5. 函数与模块：函数的定义、调用、参数传递，模块的导入和使用。
6. 数组与列表：数组的概念、使用，列表的创建、操作。
7. 文件操作：文件的打开、读取、写入和关闭。
8. 编程规范与调试：代码风格、命名规则，调试技巧和错误处理。
9. 综合实例分析：分析实际编程案例，学会运用所学知识解决问题。
教学内容安排与进度：第1-2周：程序设计基本概念，编程环境搭建。
第3-4周：语法基础，变量、数据类型、运算符。
一、程序设计基本知识
1.1 程序与程序语言1.2.1 程序与程序语言1.计算机语言什么是计算机语言？为什么要使用计算机语言？过去，一提到语言这个词，人们自然想到的是像英语、汉语等这样的自然语言，因为它是人和人相互交流信息不可缺少的工具。
而今天，计算机遍布了我们生活的每一个角落，除了人和人之间的相互交流之外，我们必须和计算机交流。
用什么样的方式和计算机做最直接的交流呢？人们自然想到的是最古老也最方便的方式--语言。
人和人交流用的是双方都能听懂和读懂的自然语言，同样，人和计算机交流也要用人和计算机都容易接受和理解的语言，这就是计算机语言。
人们用自然语言讲述和书写，目的是给另外的人传播信息。
同样，我们使用计算机语言把我们的意图表达给计算机，目的是使用计算机。
计算机语言是根据计算机的特点而编制的，它没有自然语言那么丰富多样，而只是有限规则的集合，所以它简单易学。
但是，也正因为它是根据机器的特点编制的，所以交流中无法意会和言传，而更多地表现了说一不二，表现了"规则"的严谨。
例如该是"；"的地方不能写成"."，该写"a"的地方不能写成"A"，这使得人和计算机的交流在一开始会有些不习惯。
不过，只要认识到计算机语言的特点，注意学习方法，把必须的严谨和恰当的灵活相结合，一切都会得心应手。
2.程序我们知道，计算机是一种具有内部存储能力的自动、高效的电子设备，它最本质的使命就是执行指令所规定的操作。
如果我们需要计算机完成什么工作，只要将其步骤用诸条指令的形式描述出来，并把这些指令存放在计算机的内部存储器中，需要结果时就向计算机发出一个简单的命令，计算机就会自动逐条顺序执行操作，全部指令执行完就得到了预期的结果。
这种可以被连续执行的一条条指令的集合称为计算机的程序。
也就是说，程序是计算机指令的序列，编制程序的工作就是为计算机安排指令序列。
但是，我们知道，指令是二进制编码，用它编制程序既难记忆，又难掌握，所以，计算机工作者就研制出了各种计算机能够懂得、人们又方便使用的计算机语言，程序就是用计算机语言来编写的。
程序设计课程设计基本概念
程序设计课程设计基本概念一、课程目标知识目标：1. 让学生理解程序设计的基本概念，掌握编程语言的基本语法结构。
2. 使学生了解程序设计的流程，学会运用顺序、选择、循环等基本控制结构。
3. 帮助学生掌握基本的变量和数据类型，了解其在程序中的作用。
技能目标：1. 培养学生运用编程语言进行问题求解的能力，学会编写简单的程序。
2. 提高学生分析问题、设计算法、编写代码和调试程序的能力。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，学会在项目中分工合作、共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机科学的兴趣，培养其探究精神和创新意识。
2. 引导学生树立正确的价值观，认识到程序设计在解决实际问题中的重要作用。
3. 培养学生面对困难和挑战时保持积极态度，勇于克服困难，不断进步。
课程性质：本课程为入门级程序设计课程，以实践操作为主，注重培养学生的实际编程能力。
学生特点：学生为初中年级，具备一定的逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇心，但注意力容易分散，需要激发兴趣和引导。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重实践操作，以案例教学为主，使学生在实践中掌握编程技能。
同时，注重启发式教学，引导学生主动思考、提问，培养其解决问题和创新能力。
通过分组讨论、项目实践等形式，提高学生的团队协作和沟通能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度，营造轻松愉快的学习氛围，使其在愉快的氛围中学习、成长。
二、教学内容1. 程序设计基本概念：程序、算法、编程语言、程序设计流程等。
- 课本章节：第一章 程序设计与算法基础2. 编程语言基本语法结构：变量声明、数据类型、运算符、表达式等。
- 课本章节：第二章 编程语言的基本语法3. 基本控制结构：顺序结构、选择结构、循环结构。
- 课本章节：第三章 程序的控制结构4. 编程实践：编写简单的计算器程序、编写分数转换程序等。
- 课本章节：第四章 简单程序设计实例5. 算法与程序设计：冒泡排序、二分查找等经典算法。
程序语言设计基础
程序语言设计基础
程序语言设计基础是指能够理解和运用各种程序语言的基本知识和技能。
它包括以下方面：
1. 编程语言的基本概念：理解什么是编程语言、编程语言的组成部分、编程语言的分类等。
2. 编程语言的语法：掌握编程语言的基本语法，包括如何定义变量、控制流程、使用函数等。
3. 编程语言的数据类型：了解和掌握编程语言中的各种数据类型，如整数、浮点数、字符串、数组等。
4. 程序的编写和调试：能够独立使用编程语言开发和调试简单的程序。
5. 程序的结构设计：了解程序的模块化设计思想，能够将程序划分为不同的模块并协同工作。
6. 程序的性能优化：了解如何对程序进行性能分析和优化，提高程序的执行效率。
7. 编程工具的使用：了解常用的编程工具和开发环境，能够熟练使用它们进行程序开发、调试和测试。
8. 软件工程原理：了解软件开发的基本原理和方法，能够按照规范和标准进行程序开发。
9. 编程语言的扩展和应用：了解如何使用编程语言的扩展功能和库，实现更复杂的程序和功能。
10. 编程语言的发展和趋势：了解编程语言的发展历程和未来趋势，能够根据需要选择合适的编程语言。
总之，程序语言设计基础是程序员必备的基本知识和能力，它对于掌握和应用各种编程语言非常重要。
程序设计基本概念和程序基本结构
05
面向对象程序设计基础
类和对象
类（Class）
类是对象的抽象，定义了对象的属性 和方法。它是对具有相同属性和行为 的对象的抽象。
对象（Object）
对象是类的实例，具有类定义的属性 和方法。每个对象都有其独特的属性 值和方法表现。
继承和多态
继承（Inheritance）
继承是从已有的类派生出新类，新类继承了 原有类的属性和方法，同时还可以定义自己 的新属性和方法。继承是实现代码复用的一 种重要手段。
函数和过程的比较
重复使用性
函数是可重复使用的代码块，可以在程序中多次调用；而过程通常只 执行一次。
参数传递
函数通过显式参数传递数据，而过程通常通过全局变量或环境变量传 递数据。
返回值
函数有返回值，过程没有返回值。
封装性
函数更注重封装和抽象，将功能细节隐藏在内部；而过程通常更开放， 允许外部直接访问其内部变量和逻辑。
多态（Polymorphism）
多态是指允许不同类的对象对同一消息做出 不同的响应。通过多态，可以将父类的引用 指向子类的对象，从而实现动态绑定。多态
可以提高代码的灵活性和可扩展性。
封装和抽象
封装（Encapsulation）
封装是指将对象的属性和方法封装在一起，形成一个独立的实体。封装可以隐藏对象的 内部实现细节，只通过提供公共接口与外界交互，从而保护对象的状态并控制对对象的
ABCD
数据结构
掌握常见的数据结构（如数组、链表、栈、队列、 树、图等）及其操作。
数据访问
合理使用数据结构，优化数据访问速度和空间利 用率。
软件工程实践
需求分析
理解用户需求，进行需求调研和分析，编写 需求文档。
《程序设计基础
《程序设计基础
程序设计基础
1. 什么是程序设计基础
程序设计基础指的是计算机编程的基本知识和技能，包括编程语言、算法和数据结构。
了解程序设计基础可以帮助我们理解计算机是如何工作的，能够开发出高效、可靠的软件应用程序。
2. 编程语言
编程语言是用来描述计算机任务的一种形式化语言。
常见的编程语言有C、C++、Java、等。
不同的语言有不同的语法和特性，选择合适的语言取决于具体的应用需求。
3. 算法
算法是用来解决问题的一系列步骤。
好的算法能够提高程序的效率和性能。
常见的算法有排序算法、搜索算法等。
4. 数据结构
数据结构是组织和存储数据的方式。
常见的数据结构有数组、链表、栈、队列、树等。
选择合适的数据结构能够提高程序的效率。
5. 程序设计过程
程序设计过程包括问题分析、算法设计、编码实现、测试和调试等步骤。
良好的程序设计过程能够提高程序的质量和可维护性。
6. 软件开发工具
软件开发工具是用来辅助程序开发的工具。
常见的开发工具有集成开发环境（IDE）、代码编辑器、调试器等。
选择合适的开发工具能够提高开发效率。
7. 实践与项目
程序设计基础需要通过实践和项目来巩固和应用。
通过实际的编程练习和项目开发，能够提高编程能力和解决问题的能力。
8.
程序设计基础是计算机编程的基本知识和技能，包括编程语言、算法和数据结构。
通过学习程序设计基础，我们能够更好地理解计算机和开发高效、可靠的软件应用程序。
实践和项目是巩固和应用程序设计基础的重要方式。
2.3 程序设计基本知识(精品课件)(共39张PPT)
2.3.2常量、变量及表达式
➢ 赋值 Python语言中的变量是在首次赋值时创建的。赋值语句是最基本的程序
语句，其格式为： 变量名 = 表达式 注意： Python语言中的变量必须在使用前被赋值，不能使用未被赋值的
2.3.3语句与程序结构
③ 循环结构：Python语言提供了两种基本的循环结构语句，while语句和for语句。 C. 循环嵌套： 输出显示“九九乘法表”，程序示例如下的程序示例如下:
2.3.3语句与程序结构
③ 循环结构：Python语言提供了两种基本的循环结构语句，while语句和for语句。
2.3 程序设计基本知识
教学目标
掌握Python语言的基本知识，体验通过编程解决问题的 基本过程，感受计算机编程的魅力。
运用顺序、选择和循环三种结构编写程序，提高利用计算机解决问 题的能力。
体验探究
编程绘制交通信号灯 我们可以编写Python程序绘制各种图形。例如,绘制一个圆形红色信号灯 的程序代码如P55所示： 思考： 1. 如果要绘制如图2.3.1所示的“红绿”信号灯 ， 应该如何编写程序代码 ？ 分析其中两盏信号灯的位置坐标有何关系，描述出对应的算法。 2. 如果要绘制如图2.3.2所示的“红黄绿”信号灯，又应该如何修改程序代 码？分析其中哪些语句是可以重复使用的。
D. break语句和continue语句 ：在循环体中，可以使用break语句和continue 语句控制程序的流程。 break语句用于终止某个循环，使程序跳到循环体以外的第一个可执行语句； continue语句用于终止本次循环进入下一次循环 ， 即跳过循环体内还未执行 的语句，进入下一次循环的判定。
程序设计的的三大基本结构
程序设计的的三大基本结构程序设计的三大基本结构程序设计是指通过编写程序来解决问题的过程。
而程序则是由一系列的指令组成的。
为了使程序能够正确地执行任务，程序设计过程中需要考虑的一些基本结构。
本文将介绍程序设计的三大基本结构，分别是顺序结构、选择结构和循环结构。
一、顺序结构顺序结构是程序中最常见的结构，指程序按照从上到下的顺序依次执行每条语句。
在顺序结构中，每个语句都按照代码的编写顺序被执行。
顺序结构的特点是简单明了，容易理解和调试。
例如，我们可以用以下伪代码来描述一个简单的顺序结构程序：```输入A输入B计算C = A + B输出C```在上述伪代码中，程序首先要求输入两个数A和B，然后计算它们的和C，并最后输出结果C。
二、选择结构选择结构是根据条件的真假来决定程序的执行路径。
根据条件的不同结果，程序可以选择执行不同的代码块。
常见的选择结构有if语句和switch语句。
下面以if语句为例，说明选择结构的使用：```输入成绩score如果score大于等于60，则输出“及格”否则，输出“不及格”```在这个例子中，根据输入的成绩score是否大于等于60，程序会分别执行输出“及格”或“不及格”的语句。
选择结构可以根据具体的需求进行嵌套，实现更复杂的多条件判断。
三、循环结构循环结构是使程序能够反复执行某一段代码的结构。
循环结构可以根据条件的真假来决定是否继续循环执行。
常见的循环结构有while循环和for循环。
下面以while循环为例，说明循环结构的使用：```初始化变量i为1while i小于等于10输出ii自增1```在上述例子中，程序首先将变量i初始化为1，然后通过判断i是否小于等于10来决定是否继续执行循环。
每次循环都会输出当前的i，并将i自增1，直到i的值大于10时循环结束。
结论：顺序结构、选择结构和循环结构是程序设计中的三大基本结构。
通过合理地组合和使用这些结构，我们能够编写出简洁、高效、具有逻辑性的程序。
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{ scanf(“%d”, &x); if (x>max) max=x; i=i+1; }
while ( i<=9) ; printf(“max=%d” , max) ; }
45
1.3 程序设计方法
一、 结构化程序设计(SP方法)
1. 程序的基本单元是函数。 2. SP方法主张使用顺序、选择、循环三种基本结构来嵌套
30
1.1.4 算法概述
4、算法设计与分析常用的方法
➢ 递推法 ➢ 递归法 ➢ 穷举搜索法 ➢ 贪婪法 ➢ 分治法 ➢ 动态规划法 ➢ 迭代法
31
1.2 算法表示方法
一、 算法的表示方法
常用的算法表示方法：自然语言、流程图、N-S图、 伪代码、程序语言等。
1、自然语言表示法
用自然语言描述的算法。 例1-2:用自然语言表示求两个数的和(如2+3) Step1:将输入的第一个数2存入x
29
1.1.4 算法概述
例1-1：对于给定的有序数列 {3，5，11，17，21，23，28，30，32，50}， 如何查找30这个数据元素。
算法一：将30按顺序与给定数列逐一比较直到找到为止。这种 算法在最坏的情况可能需要比较整个序列。
算法二：查找过程中采用跳跃式方式查找，即先以有序数列 的中点位置为比较对象，如果要找的元素值小于该中点元素， 则将待查序列缩小为左半部分，否则为右半部分。通过一次 比较，将查找区间缩小一半。
通俗易懂，
比较冗余， 容易出现歧
义
Step2:将输入的第二个数3存入y
Step3:将x和y相加的结果存入z
Step4:输出结果z
32
1.2 算法表示方法
2、流程图表示法
用图框表示各种操作，用箭头表示算法流程
名称
符号
含义
箭头
流向或路径
矩形
处理功能
圆形
连接点
平行四边形
输入或输出
菱形
判断
圆弧边框
流程的起点或终点
7
1.0 计算机简介
计算机硬件组成 主机 输入设备: 输入程序和数据，如键盘、鼠标 输出设备: 输出计算结果，如显示器、打印机
8
输入设备
9
输入设备
10
输出设备
11
外部存贮器(外存):储存各种数据,如硬盘、 软盘、U盘
存储设备：硬盘和软盘
12
存储设备：光盘和优盘
13
1.0 计算机简介
不能直接执行
汇编语言
机器语言 编译
较为简单，一一对应替换
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1.1.2 程序设计
3. 高级语言 接近于自然语言的计算机程序设计语言。不能直接运行，
需要转换为机器语言。通常有解释和编译两种。
使用较普遍的高级语言：FORTRAIN, ALGOL, BASIC, PASCAL, C, C++, JAVA, Delphi等。
一、计算机主机的组成控制计算机各部分协调工作
1、中央处理器(CPU) 运算器 控制器 寄存器组
存放指令和数据等
对数据进行运算
14
1.0 计算机简介
2、存储器(内存): 存放程序代码及数据 3、主板、声卡、显卡、数据线、电源等
15
16
1.0 计算机简介
二、计算机基本结构
地址总线
中央处理器 (CPU)
循环体
不满足
循环条件 满足吗？
满足
(a) 流程图表示
ห้องสมุดไป่ตู้
循环体 直到循环条件满足为止
(b) N-S图表示
41
1.2.3 N-S图表示法
2、N-S流程图表示法
①顺序结构 ②选择结构
A
P
成立
不成立
B
AB
③循环结构
“当型”循 环
“直到型”循 环
A
当P成立
A
直到P不成立
42
1.2.3 N-S图表示法
例 描述求n!的值的算法
25
1.1.3 数据结构
数据结构(Data Structure)：计算机存储、组织数据 的方式。 数据结构一般包括三个方面的内容：
1. 数据之间的逻辑关系，也称数据的逻辑结构(Logical Structure)
2. 数据元素及其关系在计算机存储器内的表示，称为数据 的存储结构（Storage Structure）
判断条件 成立吗？
K=?
K1 K2
…
Kn
A1块
A2块
…
An块
(a) 流程图表示
A1块 A2块 …
An块
(b) N-S图表示
39
1.2.3 N-S图表示法
3、循环结构
a.当型循环结构：先判断循环条件是否满足，当条件满足，执行 一遍循环体，再判断循环条件，仍满足再执行一遍循环体……直 到不满足条件，则退出循环，执行循环体后的下一语句。若第一 次判断条件就不满足，则一次也不执行循环体。
19
1.1.1 程序设计语言
四、程序设计语言
程序设计语言是用于书写计算机程序的语言。 基本成分： 1. 数据成分：描述程序所涉及的数据 2. 运算成分：描述程序所包含的运算 3. 控制成分：表达程序的控制构造 4. 传输成分：表达程序的数据传输 判断
程序设计语言 = 软件语言
20
1.1.1 程序设计语言
计算机是20世纪40年代人类的伟大创造。 当今计算机应用日益普及，它广泛应用于科学计算、过程 控制、信息传递和数据处理，而且已渗透到办公、教育、 家庭等许多领域。 计算机系统能够按人的要求接收和存储信息，能对信息进 行处理并提供所需结果，其结果（输出信息）取决于所接 收的信息（输入信息）及相应的处理算法。 计算机系统包括计算机硬件和计算机软件两大部分。 计算机硬件是借助电、磁、光、机械等原理构成的各种物 理部件的组合，是系统赖以工作的实体。 计算机软件一般指计算机系统中的程序及其文档，用于指 挥和管理整个系统按指定的要求进行工作。
1、顺序结构
A模块 B模块
A模块 B模块
(a) 流程图表示
(b) N-S图表示
37
1.2.3 N-S图表示法
2、选择结构（分支结构）
A模块
判断条件 成立吗？
B模块
成立
判断条件 成立吗？
不成立
A模块
B模块
(a) 流程图表示
(b) N-S图表示
38
1.2.3 N-S图表示法
由分支结构派生出来的多分支结构
2
导言
如何学好程序设计基础（仅供参考）
➢ 勤学——课内、课外；中文、英文…… ➢ 多练—— 实践是检验真知的唯一标准 ➢ 好问——不“知”下问 ➢ 善于思考——“学而不思则罔”
3
教学要求
通过课堂授课与上机实验相结合的方式，使 学生能够 深刻理解结构化程序设计的思想与方法 掌握C语言的基础知识 能够在计算机上熟练使用C语言的编辑环境来 编写、调试、运行程序 具有一定实践体会和相关的编程能力，能编写 超过1000行的C语言应用程序 。
①顺序结构 ②选择结构
A
成立
不成立
P
③循环结构
“当型”循 环
“直到型”循 环
A
A
B
A
B
P 成立
不成立
P 成立
不成立
35
传统的程序流程图例图
开始
输入a,b,c
Y
a>b?
N
Y
a>c?
N
Y
b>c?
N
输出a
输出c
输出b
输出c
结束
36
1.2.3 N-S图表示法
即结构化程序设计流程图，提供了描述三种基本逻辑 结构的图形工具，与传统的程序流程图对照描述如下：
➢用户源程序
高 操作系统 编
级
译
语
系
言
裸机
统
18
1.1.1 程序设计语言
一、程序的概念
程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述。 1. 计算机处理的任务都是计算任务。 2. 处理对象是数据。 3. 处理规则是指处理的动作和步骤。
二、计算机软件
计算机软件 = 程序 + 文档
三、软件语言
软件语言是书写计算机软件的语言
尖头框
循环
双边矩形框
调用子程序
33
1.2 算法表示方法
2、流程图表示法
用图框表示各种操作，用箭头表示算法流程
用流程图表示求两个数的和
直观形象, 易于理解
流程线没 有严格限
制。
开始 输入x 输入y Zx+y 输出z 结束
34
1.2.2 流程图表示法
C语言是一种结构化程序设计语言，结构化程序 设计主要采用自上而下、逐步细化的方法。结构化程 序有三种基本结构：
27
1.1.4 算法概述
著名计算机科学家沃思提出的一个公式：
数据结构+算法=程序
对数据的描述
对操作的描述
2、计算机算法的分类：
(1) 数值运算算法 ---- 用于求数值解，如求解一个多元方程 (2) 非数值运算算法 ---- 多用于管理领域，如图书管理
28
1.1.4 算法概述
3、算法的五大特性
➢ 有穷性： 空间有穷：一个算法包含有限的操作步骤； 时间有穷：算法可以在合理的时间内运行完。 ➢ 确切性：算法中的每一个步骤是确定的，含义是唯一的 ➢ 可行性：算法中每一个步骤是可行的。 ➢ 有零个或多个输入 ➢ 有一个或多个输出
程序设计基础(上)
主讲：袁宁 计算机软件教研室 邮箱地址: ise_yuann@