程序设计思想与方法讲述汇总
编程思想总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言随着信息技术的飞速发展，编程已经成为现代社会不可或缺的一部分。
编程不仅是一种技能，更是一种思维方式。
在编程过程中，我们不断学习和总结，形成了丰富的编程思想。
本文旨在对编程思想进行总结，以期为编程爱好者提供参考和借鉴。
二、编程思想概述1. 算法思想算法是编程的核心，它是指解决问题的步骤和策略。
在编程过程中，我们需要掌握以下几种算法思想：（1）分治思想：将复杂问题分解为若干个简单问题，分别解决，再合并结果。
（2）递归思想：将问题分解为子问题，当子问题规模足够小，可以直接解决时，递归求解。
（3）动态规划思想：通过保存子问题的解，避免重复计算，提高算法效率。
2. 数据结构思想数据结构是编程的基础，它决定了数据在计算机中的存储和组织方式。
以下几种数据结构思想在编程中具有重要意义：（1）线性结构：如数组、链表等，适合处理有序数据。
（2）非线性结构：如图、树等，适合处理复杂关系。
（3）映射结构：如哈希表，适合快速查找和插入操作。
3. 设计模式思想设计模式是解决特定问题的通用解决方案，它可以帮助我们提高代码的可读性、可维护性和可扩展性。
以下几种设计模式在编程中经常使用：（1）单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。
（2）工厂模式：定义一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。
（3）观察者模式：当一个对象的状态发生变化时，自动通知所有依赖于它的对象。
软件工程是指在计算机软件的开发、维护和管理过程中，应用一系列理论、方法和工具，以确保软件质量。
以下几种软件工程思想在编程中具有重要意义：（1）需求分析：明确软件需要实现的功能和性能要求。
（2）系统设计：根据需求分析，设计软件的系统架构。
（3）编码实现：根据系统设计，编写代码实现功能。
（4）测试与调试：对软件进行测试，发现并修复缺陷。
三、编程思想在实际应用中的体现1. 算法思想在实际编程中，算法思想的应用体现在以下几个方面：（1）排序算法：快速排序、归并排序等，用于处理大量数据的排序问题。
软件设计思想和方法总结
软件设计思想和方法总结软件设计思想和方法是指在软件开发过程中，为解决问题或实现目标而采用的一系列原则、理念和方法。
它们的出现和应用，为软件开发提供了一种系统化、规范化的方法，能够提高软件开发过程的效率和质量。
本文将就软件设计思想和方法进行总结，内容如下。
一、面向对象设计思想和方法面向对象的设计思想和方法是一种将软件系统分解成可复用的对象，并通过对象之间的交互来实现系统功能的一种设计方法。
它强调将现实世界的实体抽象成对象，通过封装、继承、多态等特性，实现代码的复用性、可扩展性和可维护性。
1. 封装：将数据和操作封装在对象内部，实现数据的隐藏和操作的隔离，提高了代码的安全性和复用性。
2. 继承：通过继承，可以从已有的类派生出新的类，使得新类具备父类的属性和方法。
继承提高了代码的可用性和可扩展性。
3. 多态：同一类型的对象，在不同的情境下表现出不同的行为。
多态能够提高代码的灵活性和可复用性。
二、结构化设计思想和方法结构化设计思想和方法是一种按照模块化的方式将软件系统划分成若干互相独立且功能明确的模块，通过模块之间的信息交流来实现系统的功能。
它强调将系统分解成模块，每个模块具有良好定义的接口和清晰的功能职责。
1. 模块化：将系统划分成若干功能模块，每个模块具有相对独立的功能。
模块化提高了软件的可扩展性和可维护性。
2. 模块接口定义：模块之间通过事先定义好的接口进行信息交流。
接口定义清晰明确，有助于不同团队之间的协作开发。
3. 自顶向下设计：从系统整体的角度出发，先设计出系统的顶层模块，然后逐步细化到底层模块。
自顶向下设计有助于把控整个系统的结构。
三、面向过程设计思想和方法面向过程设计思想和方法是一种将软件系统抽象成一系列的过程，通过这些过程的顺序调用和参数传递来实现系统功能。
它强调将系统看作是一系列的过程，通过过程之间的协作，实现系统的功能。
1. 顺序结构：按照顺序执行一系列的过程，每个过程完成某个具体的功能。
4.1.2结构化程序设计思想和方法
“自顶向下，逐步细化”的优点
结构良好，各模块间的关系清晰简单， 每一模块都由基本单元组成。
清晰易读，可理解性好，容易设计，容 易验证其正确性，也容易维护。
能有效地组织人们的智力，有利于软件 的工程化开发。
实践
请同学们利用这种思想方法为书店 设计一个“销售管理系统”，并思 考这个系统能实现哪些功能？
教学目标
理解结构化程序设计的思想 掌握结构化程序设计的方法
结构化程序设计思想
所谓结构化程序设计思想，就是 要使所设计的程序给人一种一目 了然的感觉。条理清晰，模块化， 自粗到精，逐步细化。
结构化程序设计思想的三个方面
以模块化设计为中心 三种基本结构 实施方法
模块化
(1)把一个较大的程序划分为若干子程序，每一 个子程序总是独立成为一个模块；
条件P 不成立N 成立Y
语句A
先判断条件是否满足（成立）， 满足就执行循环体，每执行完一次 就判断一次，直到条件不满足停止。
三种基本结构的共同特征
语句A 语句B 语句C
成立Y
不成立N 条件P
语句A
语句B
条件P 不成立N 成立Y
语句A
（1）单入口和单出口，即只有一个入口和一个出口。 （2）没有无用的部分，即结构中所有部分都有被执行的机会。 （3）不存在“死循环”（无终止的循环），即执行时间是有限的。
如图所示：执
行顺序结构的程序
语句A
时，按语句在程序 语句B
中的顺序逐条执行，
没有分支，没有转
语句C
移。
选择结构
又称分支结
构，根据给定条
成立Y
不成立N
件是否满足而去
条件P
执行不同的语句，
如图所示，给定 条件P，如果满足
《程序设计》知识点总结
《程序设计》知识点总结程序设计是计算机科学中的重要领域，涉及到各种算法和数据结构的设计和实现。
本文旨在对程序设计的主要知识点进行总结，并提供相关实例和解释。
文章将按照以下顺序进行介绍：变量和数据类型、条件语句、循环语句、函数、数组和字符串、指针、面向对象编程和异常处理。
一、变量和数据类型程序设计中，变量是用来存储和表示数据的一种工具。
变量需要指定数据类型，以决定变量可以存储的数据的类型。
常见的数据类型包括整型、浮点型、字符型和布尔型等。
例如，整型变量可以存储整数值，浮点型变量可以存储带小数的数值，字符型变量可以存储字符，布尔型变量可以存储真值或假值。
二、条件语句条件语句用来根据条件的真假来执行不同的代码块。
常见的条件语句有if语句和switch语句。
if语句根据给定的条件表达式来判断是否执行某段代码，而switch语句根据给定的表达式的值来选择执行不同的代码块。
三、循环语句循环语句用于重复执行一段代码，直到满足某个条件为止。
常见的循环语句有for循环、while循环和do-while循环。
for循环适合在已知循环次数的情况下使用，while循环适合在不确定循环次数的情况下使用，do-while循环至少会执行一次代码块。
四、函数函数是一段封装了特定功能的代码块，可以被多次调用。
函数接受输入参数，并返回一个值。
函数的设计应该遵循单一职责原则，即每个函数只负责完成一个特定的任务。
通过函数的调用，可以提高代码的重用性和可读性。
五、数组和字符串数组是一种存储多个相同类型数据的结构。
数组的元素可以通过索引访问，索引从0开始。
字符串是一种特殊的字符数组，用于表示文本。
数组和字符串的操作包括遍历、获取长度、截取、拼接等。
六、指针指针是一种特殊的数据类型，用于存储变量的地址。
通过指针，可以直接访问和修改变量的值。
指针的操作包括指针的声明、指针的赋值、指针的解引用等。
指针的正确使用需要注意空指针和野指针的问题。
七、面向对象编程面向对象编程是一种编程思想，将问题分解为对象的集合，并定义对象之间的关系和操作。
程序设计思想
程序设计思想程序设计思想1. 引言程序设计是计算机科学的核心领域之一，它涉及到如何将问题抽象成计算机可以理解和执行的指令序列。
程序设计的核心思想是找到一个合理有效的算法，并将其转化为计算机可以执行的程序。
2. 面向过程编程面向过程编程（Procedural Programming）是最早的一种程序设计思想，其核心思想是将问题分解为一系列的过程或函数，通过函数的调用来解决问题。
面向过程编程关注的是问题的解决步骤和执行顺序。
面向过程编程的优点是简单直接，易于理解和调试。
随着问题规模的增大，面向过程编程往往会导致代码冗长、可读性差和难以维护的问题。
3. 面向对象编程面向对象编程（Object-Oriented Programming）是目前最流行的程序设计思想之一。
它将问题抽象为对象，并通过定义对象之间的关系与交互来解决问题。
面向对象编程的核心思想是封装、继承和多态。
封装将数据和操作封装在一个对象中，隐藏对象的实现细节；继承允许一个对象继承另一个对象的属性和方法；多态允许不同类型的对象对同一个方法做出不同的响应。
面向对象编程的优点是代码可重用性高、可读性强、易于扩展和维护。
许多现代编程语言如Java、和C++都支持面向对象编程。
4. 函数式编程函数式编程（Functional Programming）是一种以函数为基本构建模块的程序设计思想。
函数式编程强调函数的纯粹性和不可变性，避免使用可变状态和副作用。
函数式编程的核心思想是将问题分解为一系列函数的组合，通过函数的组合和重用来解决问题。
函数式编程的优点是代码简洁、可读性高、易于测试和调试。
函数式编程在并行计算和大规模数据处理方面有独特的优势。
函数式编程的代表语言包括Lisp、Haskell和Clojure等。
近年来，函数式编程的思想也在主流编程语言中得到了广泛的应用和支持。
5. 响应式编程响应式编程（Reactive Programming）是一种基于事件流和数据流的编程思想。
程序设计思想与方法
程序设计思想与方法程序设计思想与方法是软件开发过程中的核心组成部分，它不仅涵盖了编程语言的语法和结构，还包含了解决问题的策略和方法论。
程序设计是一个创造性的过程，涉及到将复杂问题分解成可管理的小部分，并使用计算机可以理解的逻辑来解决这些问题。
1. 程序设计的基础程序设计的基础包括数据结构和算法。
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、树和图等。
算法则是解决问题的一系列步骤，它们可以是排序、搜索、图遍历等。
掌握这些基础是进行有效程序设计的前提。
2. 程序设计语言的选择选择合适的编程语言对于程序设计至关重要。
不同的编程语言有不同的特性，例如Python以其简洁性和易读性而著称，适合初学者和快速开发；Java以其跨平台性和面向对象的特性广泛应用于企业级应用；C++则以其高性能和系统级编程能力在游戏开发和高性能计算中占据一席之地。
3. 面向对象的程序设计面向对象的程序设计（OOP）是一种流行的设计思想，它通过将数据和操作封装在对象中来模拟现实世界中的实体。
OOP的核心概念包括类（Class）、对象（Object）、继承（Inheritance）、封装（Encapsulation）和多态（Polymorphism）。
这种思想提高了代码的可重用性和可维护性。
4. 函数式程序设计与面向对象相对的是函数式程序设计，它强调使用纯函数和不可变数据来构建程序。
函数式编程语言如Haskell和Erlang，通过避免副作用和状态变化，使得程序更加并发和易于理解。
5. 模块化与组件化模块化和组件化是程序设计中提高代码组织性和可维护性的重要手段。
通过将程序分解为独立的模块或组件，可以降低各部分之间的耦合度，使得代码更容易理解和维护。
6. 设计模式的应用设计模式是解决特定问题的通用解决方案。
它们是经验的总结，可以帮助开发者避免重复发明轮子。
常见的设计模式包括单例模式、工厂模式、策略模式等。
合理应用设计模式可以提高程序的灵活性和可扩展性。
程序设计思想
程序设计思想程序设计是一种创造性的活动，它需要通过一系列的思考和决策来完成。
程序设计思想是指在程序设计中所需遵循的一些基本原则和方法。
这些思想可以帮助开发人员更好地组织和管理代码，提高程序的可读性和可维护性。
我们将讨论一些常见的程序设计思想。
1. 模块化模块化是一种将程序拆分为独立的、可重用的部分的方法。
通过模块化设计，我们可以将一个复杂的问题分解为多个更小的子问题，并且每个模块只需要关注自己负责的部分。
这大大简化了程序的设计和维护过程。
模块化设计也有利于团队开发，不同的开发人员可以独立地开发和测试各个模块。
2. 抽象化抽象化是一种将问题的关键部分提取出来，忽略无关细节的方法。
通过抽象化，我们可以将复杂的问题简化为更容易理解和解决的形式。
在程序设计中，我们通常使用类和函数来实现抽象化。
类可以将相关的数据和操作封装在一起，提供了一个清晰的界面供其他模块使用。
函数则是一种对一组相关操作的抽象表示。
通过合理使用类和函数，我们可以在保持程序灵活性的提高代码的复用性和可读性。
3. 分离关注点在程序设计中，我们经常会遇到多个不同的关注点。
例如，一个图像处理程序可能需要处理文件读写、图像处理算法和用户界面交互等多个方面。
为了使程序结构清晰，我们应该尽量将不同的关注点分开处理。
这种将各个关注点分离的做法被称为“分离关注点原则”或“单一职责原则”。
通过分离关注点，我们可以更好地管理和测试不同的功能，并且便于后续的扩展和修改。
4. 高内聚低耦合高内聚低耦合是一种通过合理组织和设计代码，降低模块之间的依赖关系的方法。
高内聚指的是一个模块内部的各个元素之间关系紧密，功能高度相关。
低耦合指的是模块与模块之间的依赖关系尽量弱化，一个模块的修改不会影响到其他模块。
通过追求高内聚低耦合，我们可以提高代码的可复用性和可维护性，也降低了程序开发和维护的复杂度。
5. 适度复用复用是一种提高软件开发效率和质量的方法。
在程序设计中，适度复用是指在设计和实现过程中，根据实际需要选择合适的复用策略。
程序设计中的设计思维与创新方法
程序设计中的设计思维与创新方法在程序设计中，设计思维与创新方法是非常重要的因素。
它们不仅可以提高开发效率，还可以提升软件的质量和用户体验。
本文将探讨程序设计中的设计思维和创新方法，并介绍如何运用它们来编写高质量的代码。
一、设计思维在程序设计中的作用设计思维是指一种解决问题的思考方式和方法。
在程序设计中，设计思维是关键的一环，它涉及到软件的架构设计、算法设计以及用户界面设计等方面。
设计思维通过系统化的思考过程，能够帮助程序设计师更好地理解问题，并找到合适的解决方案。
设计思维在程序设计中的作用主要体现在以下几个方面。
1. 界定问题：设计思维能够帮助程序设计师准确地界定问题的范围和需求，从而避免设计过程中的偏差。
2. 创新解决方案：设计思维能够引导程序设计师思考问题的多个角度，并提供创新的解决方案。
3. 模块化设计：设计思维能够将复杂的问题分解成多个简单的模块，从而提高软件的可维护性和重用性。
4. 用户体验优化：设计思维能够帮助程序设计师从用户的角度出发，优化软件的界面和交互方式，提升用户体验。
二、创新方法在程序设计中的应用创新方法是指引导创新过程的一系列方法和工具。
在程序设计中，创新方法能够帮助程序设计师提供独特而有效的解决方案，使软件在功能和设计上具备竞争优势。
以下是几种常用的创新方法。
1. 设计思维工具：设计思维工具如头脑风暴和思维导图等，可以帮助程序设计师收集和整理创新的想法，促进创新的产生和发展。
2. 用户调研：通过对用户需求和行为的调查研究，程序设计师可以发现用户的真实需求，并提供满足这些需求的创新解决方案。
3. 原型设计：通过快速创建原型，程序设计师可以更好地理解用户需求，并验证设计方案的可行性和效果。
4. 技术驱动创新：了解最新的技术趋势和发展，程序设计师可以利用新技术来解决问题，提供创新的功能和体验。
三、如何运用设计思维和创新方法编写高质量的代码在程序设计中，设计思维和创新方法是相辅相成的。
计算机程序设计的模式和思想
计算机程序设计的模式和思想在计算机程序设计中，模式和思想是非常重要的概念。
通过模式和思想的应用，程序设计可以更加高效和优雅。
本文将介绍计算机程序设计的模式和思想，包括面向对象思想、函数式编程思想、设计模式等。
一、面向对象思想面向对象思想是程序设计中最基本的思想之一。
面向对象思想的核心是将数据和方法封装在一个对象中，通过对象之间的交互来实现程序的功能。
面向对象思想的优点是可以将程序分解为小的、可重用的模块，从而使程序更加易于维护和扩展。
此外，面向对象思想还可以提高程序的效率，因为对象之间的交互通常比调用函数更加快速和高效。
二、函数式编程思想函数式编程思想是一种将计算机程序视为数学函数的方法。
函数式编程思想的核心是将程序分解为小的、可复用的函数，这些函数接受输入并产生输出，而不会对系统状态进行修改。
函数式编程思想的优点是可以将程序分解成许多小的函数，从而使程序更加简单、易于理解和维护。
此外，函数式编程思想还可以提高程序的可靠性和安全性，因为函数通常不会对系统状态进行修改。
三、设计模式设计模式是程序设计中一种常用的模式，它是一种在特定情境下可重用的解决方案。
设计模式的目的是提高程序的可重用性、可扩展性和可维护性。
常见的设计模式包括单例模式、工厂模式、观察者模式、适配器模式等。
这些模式都具有不同的特点和用途，可以帮助程序设计人员更加高效地解决问题。
四、其他思想和模式除了上述三种常见的思想和模式外，还有一些其他的思想和模式也非常有用。
例如，面向组件编程思想可以将程序分解为小的、独立的组件，从而提高程序的可重用性、可扩展性和可维护性。
另外，响应式编程思想可以帮助程序设计人员更加高效地处理复杂的事件和异步任务。
总结计算机程序设计的模式和思想非常重要，可以帮助程序设计人员更加高效和优雅地解决问题。
面向对象思想、函数式编程思想、设计模式等都是常见的模式和思想。
程序设计人员可以根据实际情况选择不同的模式和思想，以提高程序的效率、可重用性、可扩展性和可维护性。
面向对象程序设计的基本思想与方法
面向对象程序设计的基本思想与方法随着计算机技术的不断发展，面向对象程序设计逐渐成为了一种广泛应用的编程思想。
在此编程方法中，程序的基本单位便是对象。
它是一种数据类型，不仅包含数据项，还包含可执行的操作。
这种编程思想以其良好的可维护性、可扩展性、可重用性以及高效性被广泛应用。
本文将介绍面向对象程序设计的基本思想与方法以及相应的面向对象设计原则。
一、面向对象程序设计的基本思想面向对象程序设计的基本思想是将一个大的程序拆分成一个个小的、可重用的对象，通过这些对象间的交互来实现程序的功能。
面向对象程序设计的三大要素：封装、继承和多态。
“封装”是指在对象中封装着其数据和操作，让其能够被控制和访问。
通过封装，对象的数据和行为可以被隐藏和保护，从而在一定程度上实现了程序的安全与简洁。
“继承”是指在一个对象的基础上新建一个对象。
新建的对象可以获得原对象的所有属性，也可以重新定义、增加或删除一些属性，从而实现了对象的复用与扩展。
“多态”是指不同的对象在执行同一个操作时可以出现不同的效果。
这种机制使得对象之间的交互更加灵活，能够在一定程度上提高程序的效率。
二、面向对象程序设计的基本方法面向对象程序设计的基本方法是类的设计。
类是一种对现实生活中的一些物体或概念进行抽象的数据类型。
在类的设计时，需要考虑以下问题：1. 类的属性：类的属性是指它所具有的数据。
这些数据的种类和数量确定了类所拥有的状态。
2. 类的行为：类的行为是指它的操作，也就是类所会的各种方法。
这些方法定义了类所能够执行的动作。
3. 类的关系：类与类之间有多重关系。
常见的关系有继承、组合、关联、聚合等。
三、面向对象程序设计的设计原则面向对象程序设计的设计原则是指在设计过程中遵循的一些指导性原则。
这些原则以确保代码的可维护性、可扩展性、可重用性为目标，具体包括以下几个方面。
1. 开闭原则：对于扩展开放，对于修改关闭。
2. 单一职责原则：一个类只负责一项职责，从而提高其可维护性。
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课程信息
下载python 软件的地址
https:///
Purdue University的课件地址：
/ cs190c:textsoft09
3
教学方式
课堂教学
- 每星期四3, 4节 –讲课, 演示
机房上机
–单周(3-15周，共7次) 周一1, 2节, 电院4号楼313教室 –完成当天上机作业并提交 –答疑
程序文件
– 将语句保存在纯文本文件hello.py中
print "Hello, World!"
– 四种执行方式
在IDLE中用Run Module菜单执行 双击hello.py文件图标 >>> import hello C:\Python27> python hello.pyBiblioteka 42程序构件:数据
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计算思维 例:其他
预取和缓存 对最坏情况的预防,保护,恢复 启发式推理 时空等不可兼得要素的权衡 ……
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计算思维的特点
是概念化思考,而非编程 是基本思考能力,而非机械的套用 是人的思考,而非计算机 与数学思维和工程思维相结合 是思想,而非人造物 人人皆有,处处皆是
程序设计思想与方法
课程信息
教材
– 《程序设计思想与方法——问题求解与计算思维》 陆朝俊，高教出版社，2013
参考书
– Python Programming: An Introduction to Computer Science. (电子版) – How to Think Like a Computer Scientist— Learning with Python.(电子版) /thinkCSpy/ – Python学习手册 第4版 (原版：Learning Python)
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Python
Python采用编译/解释混合方式
– 先编译成字节码, 再解释执行
安装Python 2.x
– 与新的Python 3.x有不兼容的地方
启动Python
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算法与编码实现
程序设计
– 先用非形式化的语言将问题求解步骤表达 出来——算法;
伪代码
– 再用形式化的编程语言将上述算法实现— —程序
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计算思维 例:编程实现
类型系统与类型检查 结构化与模块化的思考 编程范型:过程式,面向对象,函数式,... 程序美学,系统设计的简洁与优雅
28
计算思维 例:计算理论
算法复杂度分析
– 问题的解法是有效率差别的 – 有些问题是难解的 – 寻求近似解
问题的可计算性
– 有些问题是不可计算的
–编程是计算思维的实践 –坏消息:学习编程语言需要掌握非常繁琐的细节 –好消息:Python语言非常简单,易学易用
不是算法和数据结构课程!
–会学习一些基本的知识
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本课程的定位(续)
数学 计算机科学 可 计 算 性 理 论 程 序 设 计 语 言 计 算 思 维 数 据 结 构 理,化,生...
算法的所有步骤必须在有限时间内完成. 我们说的计算,即是指"算法计算":用明确可 行的基本步骤组成的序列来解决问题.
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计算思维
计算思维(computational thinkin
– 计算机科学家利用计算机(计算过程)解决问 题时的思想和方法 – 计算机科学(CS)是关于“计算”的科学
如何像计算机科学家一样思考?
数据是被处理的信息 有不同类型的数据
– 字符串数据 >>> print "Hello, World!" – 数值数据 >>> print 3.1415
43
程序构件:变量
和数学类似:用一个名字表示可变的数 据
– 数学中多用单字母,程序中多用单词/词组
标识符:Python命名
– 以字母或下划线开头,后跟0个或多个字母, 数字,下划线.区分大小写字母. 合法: x xYz x_123 _ __ _w3 非法: 3q x-123 first name
10
10
计算
计算: 利用计算机执行程序来解决问题.
–不是狭义的数学计算!
程序使得简单指令能完成复杂任务.
–问:只会加法的小学生能完成乘法运算任务吗? –答:能!关键是编写合适的程序
在纸上写下0，记住结果； 给所记结果加上第1个n，记住结果； 给所记结果加上第2个n，记住结果； …… 给所记结果加上第m个n，记住结果; 报告结果(即m×n)
/index.php /content/paperinfo/tpci/index. html
39
Python安装与运行
版本:教材和上课都采用Python 2.7
–与最新的Python 3.x有不兼容的地方.
安装后,启动Python解释器
–命令行
–GUI
40
经,管,金融...
工程
算 法 设 计 与 分 析
艺术
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Python语言
荷兰人Guido van Rossum于1980年代 发明
– 通用/跨平台/开源/自由(免费) – 简单易学,高度的可读性 – 支持多种编程范型
编译+解释 源代码先编译成字节码,再解释执行
38
Python语言
流行编程语言前10名之一
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生活中的计算思维
算法:最大公约数 查找方法:查黄页是顺序翻找还是借助 索引 排序:整理扑克牌 排队:先来先处理 预取与缓存:书包存放当天上课用的书 并行处理:烧菜 …… 32
计算 + X
计算数学,计算几何,自动定理证明 计算物理学 计算化学 计算生物学,生物信息学 计算经济学 计算机艺术:电影特效,计算机作曲绘画 书法 …… 33
存储器: 存储信息(程序和数据)
– 主存: CPU能直接访问,速度快但易失 – 次级存储器:速度慢但持久
输入/输出设备:人机交互
9
9
计算机:软件
计算机是信息处理机器,信息处理过程 由预定的程序控制.
–单条指令是做不了什么事情的,需要大量 指令组成一个逐步执行的指令序列,即程序.
各种程序统称为计算机软件. 没有软件的计算机毫无用处.
– 精确的语法和语义(形式和意义)
15
15
程序设计语言
有不同层次的程序设计语言
– 计算机的“母语”: 机器语言
例如: 0000010000000001.是Intel8086能理解 的一条指令 上例即: ADD AL,1.需要汇编器处理后机器才懂 如: x = y + 1. 需要编译器或解释器翻译后机器才懂
4
考核方式
期末考试
– 笔试, 占最终成绩的50%
平时作业
– 上机作业、章节后的作业 ftp上传给助教, 占最终成绩的40%
自选作业
– 编一个大程序, 期末提交, 占最终成绩的10%
5
第1章 计算与计算思维
问题的提出
当今时代,计算机几乎无处不在:
– 企业管理 – 产品设计 – 气象预报 – 电影制作 – 工业控制 – 游戏, 写文章, 上网, ……
13
13
程序设计
计算的关键是程序设计(编程).
–给定一个问题,利用计算机支持的简单操 作,设计出一个操作步骤的序列,计算机执 行这个序列从而解决问题.
学习程序设计的好处:
–做计算机的主人 –提高问题求解能力 –本身是很有乐趣的智力活动
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程序设计语言
问:用什么语言告诉计算机做什么? 答:用精确无歧义的程序设计语言.
代码
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算法 例:欧几里德算法
欧几里德算法:求最大公约数. 输入:自然数a, b 输出: a, b的最大公约数 步骤: 第1步:令r为a除以b所得余数 第2步:若r = 0,则算法结束, b即为答案 否则置a←b, b←r,转到第1步.
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对算法的要求
算法的每个步骤必须是明确的,可行的.
– 不明确:"在菜中放点盐" – 不可行:"用青菜豆腐做出龙肝凤髓的美味" – 每个步骤不必是最底层的琐细步骤,可以是组合的 高级步骤.如:"焯水"
问题的表示(建模)
– 抽象:将现实中的各种数量关系,空间关系, 处理过程抽象为计算机的数据结构和控制 结构
例如:温度数据抽象为数值还是文字?
– 不同抽象层次
问题表示得合适与否直接影响问题的解 法的发现和效率
26
计算思维 例:算法设计
化难为易: 分解, 约简, 嵌入, 转换, 模拟… 分治法, 递归法, 贪心法, 动态规划... 递归地思考 并行处理
计算+X: 十二五863计划
征集重大应用软件课题
– – – – – – – – 聚变与裂变能源数值模拟 真实飞机外型全流场和优化设计数值模拟 航天飞行器全飞行流域数值模拟 新药研发与蛋白质折叠数值模拟 真实感动漫渲染与创作 大型工程设备结构力学分析 复杂电磁环境数值模拟 新型材料设计与性能评估
34
第一个程序:HelloWorld