第三章计算机软件

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在计算机中，算法是指 A）查询方法 B）加工方法 C）解题方案的准确而完整的描述 D）排序方法
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算法的性质
有穷性：算法在执行有穷个计算步骤后必须终止。
确定性：算法中的操作，要含义确切、无二义性。
有效性：算法中的每一个步骤都必须是可执行的，并
得到正确有效的结果。
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高级语言的分类：
面向过程的语言：用计算机能够理解的逻辑来描述需要解决 的问题和解决问题的具体方法和步骤。即写程序时，不仅要 说明做什么，还要非常详细地告诉计算机如何做。如高级语 言C、QB等。 面向问题的语言：也称非过程化语言。它摆脱了计算机的内 部逻辑，不关心问题的求解算法和求解过程，只需指出问题 是要计算机做什么，数据的输入和输出形式，就能得到所需 结果。如数据库查询语言SQL。
计算机基础教程
第 4章 程序设计基础
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4.1 程序与程序设计
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程序与程序设计
程序:是计算机为完成某一个任务所必须执行的一系 列指令的集合。如厨师炒菜。
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程序设计 是根据计算机要完成的任务，提出需求，设计数据 结构和算法，编制程序和调试程序，使计算机程序 能够正确完成所设定的任务。 简单地讲，程序设计是设计和编写程序的过程。
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自然语言：用人们常用的语言表示。 示例：输入100个学生的数学成绩，
求总成绩和平均成绩。
自然语言 传统的流程图法 N-S流程图法 伪代码法 计算机语言
算法表示： 步骤1：置初态，累加器sum为0， 学生人数i为1，平均分ave为0； 步骤2：输入第一个学生的数学成绩；
机中运行所占用的空间的大小。
算法的易理解性:是衡量一个算法优劣的重要指标， 因为算法需要提供给别人去阅读、编写相应的程序 以及进行修改和维护。
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算法的时间复杂度是指 A) 执行算法程序所需要的时间 B) 算法程序的长度 C) 算法程序中的指令条数 D) 算法执行过程中所需要的基本运算次数 算法的空间复杂度是指 A) 算法程序的长度 B) 算法程序中的指令条数 C) 算法程序所占的存储空间 D) 算法执行过程中所需要的存储空间
示例4.2算法表示 main() { int mark ,sum = 0, i = 1; 自然语言 float ave = 0.0; while( i <= 100) 传统的流程图法 { printf("请输入学生成绩"); N-S流程图法 scanf(“%d”,& mark ); sum = sum + mark; 伪代码法 i = i + 1; } 计算机语言 ave = sum / 100; printf("100个学生总分为:%d", sum); print f("100个学生平均成绩为:%f",ave); }
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程序设计语言的基本成分与语法
程序的基本成分
字符集:是构成程序设计语言的最小语法单位。
数据类型:基本数据类型（数值、字符、逻辑等）和构 造数据类型（数组、记录、枚举等）两大类。其使用 目的，一是决定该类型数据的取值形式、范围和在计
算机中的存储与表示方式。二是决定了该类型的数据
操作性：有意义的程序总是对某些对象进行操作，使其 改变状态，完成其功能。
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编写好的计算机程序有很多特点，不是计算机程 序特点的是 A) 操作性 B) 无序性 C) 分步性 D) 目的性
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程序设计语言
程序设计语言：是人与计算机交流和沟通的工具。 是用来编写计算机程序的工具。又称计算机语言。
在不同的程序设计语言中用不同的语句或函数来实现。
如C语言的数据输入和输出: printf(“%d”,x); scanf(“%d”,&x); C语言的数据输出 C语言的数据输入
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基本控制结构 顺序结构:程序的执行是按照语句出现的先后顺序依 次执行。 选择结构:指根据条件判断,决定程序的执行顺序。 循环结构:是指重复执行某个操作。
解释程序
高级语言源程序
执行结果
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编译方式：翻译工作由“编译程序”来完成。这种方式
如同“笔译”，在纸上记录翻译后的结果。编译程序对整
个源程序经过编译处理后，产生一个与源程序等价的目标 程序，但目标程序还不能立即装入机器执行，因为还没有 连接成一个整体。在目标程序中还可能要调用一些其他语 言编写的程序和标准程序库中的标准子程序，所有这些程
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计算机语言经历了由低级到高级，按其发展过程 可分为 A) 机器语言、汇编语言、面向过程语言 B) 机器语言、汇编语言、面向对象语言 C) 机器语言、汇编语言、高级语言 D) 机器语言、面向过程语言、高级语言
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汇编语言和高级语言都需要翻译为机器语言才 可以执行 这种翻译工作由语言处理程序完成 不同的语言由不同的语言处理程序翻译。互不 通用
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下面叙述正确的是 A) 算法的执行效率与数据的存储结构无关 B) 算法的空间复杂度是指算法程序中指令（或语 句）的条数 C) 算法的有穷性是指算法必须能在执行有限个步 骤之后终止 D) 以上三种描述都不对
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算法的表示方法
五种方法 自然语言 传统的流程图法 N-S流程图法 伪代码法 计算机语言
输入：算法需从外界得到必要的信息，一个算法有零 个或多个输入。 输出：算法必须告知外界获得的结果，一个算法有一 个或多个输出。
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算法评价
正确性 算法的时间特性:是指依据算法编制成程序后在计算
机中运行所耗费时间的长短 。
算法的空间特性:是指依据算法编制成程序后在计算
程序设计语言的演变：机器语言、汇编语言和高级
语言。
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机器语言
每一条语句是一条二进制形式的指令代码。
Hale Waihona Puke 其指令格式如图： 操作码行速度快，占空间小。
操作数
特点是难学、难记、难写，难修改、难调试 ，但执
示例：计算AL=9+8，机器语言程序如下： 10110000 00001001 ：把9放入累加器AL中
C语言的语言处理程序有vc……
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汇编程序： 是将汇编语言编制的程序（称为源程序）翻译成机 器语言程序（称为目标程序）的工具。 其工作过程如图示：
连接程序
汇编语言 源程序
汇编程序
目标程序
可执行程序
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高级语言处理程序有2种工作方式
解释
编译 解释方式：工作由“解释程序”来完成。解释程序对源 程序进行逐句分析，若没有错误，将该语句翻译成一条 或多条机器语言指令，然后立即执行这些指令；若当它 解释时发现错误，会立即停止，报错并提醒用户更正代 码。也就是说，解释程序对源程序逐条地解释执行，不 产生目标代码。程序执行时，解释程序和源程序一起参 加运行。工作过程如图所示。
步骤3：进行累加，求学生成绩的和；
步骤4：重复步骤2～步骤3，直到处 理完全部学生成绩； 步骤5：求平均成绩； 步骤6：输出总成绩和平均成绩； 步骤7：结束。
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传统的流程图法： 用图框、线条及文字表示。 流程图符号含义：
自然语言 传统的流程图法 N-S流程图法 伪代码法 计算机语言
00000100 00001000 ：8与累加器AL中的值相加,结果仍放入AL中 11110100 ：停止操作
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汇编语言：
用一些容易记忆和辨别的有意义的符号即“助词符”
代替机器指令的语言叫汇编语言。
需要由汇编语言系统将程序汇编（翻译）成机器语
言，才能执行。 是一种面向机器的语言，但比机器语言易读、易改， 执行速度与机器语言相仿。 示例：计算AL=9+8，汇编语言程序如下： MOV AL，9 ADD AL，8 HLT 计算机与信息学院
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三种基本结构：
自然语言 传统的流程图法 N-S流程图法 伪代码法 计算机语言
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自然语言
传统的流程图法
N-S流程图法
伪代码法 计算机语言
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自然语言
传统的流程图法
N-S流程图法
伪代码法
计算机语言
序通过连接程序将目标程序和有关的程序库组合成一个完
整的可执行程序，如图所示。 高级语言 源程序
编译程序 连接程序
目标程序
可执行程序
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能将高级语言源程序转换成目标程序的是 A) 调试程序 B) 解释程序 C) 编译程序 D) 编辑程序
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将高级语言编写的程序翻译成机器语言程序，采 用的两种翻译方式是 A) 编译和解释 B) 编译和汇编 C) 编译和链接 D) 解释和汇编
高级语言
一种与机器指令系统无关，独立于机器的程序设计 语言。
使用的符号非常接近人类的自然语言与数学语言， 表达形式接近于被描述的问题。程序的算法也接近 于对问题的求解过程。
便于书写、易于掌握，可移植性强。 示例：用高级语言C编程如下： main( ) { int AL; AL=8+9; printf(“%d”,AL); }
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4.2 算
法
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算法概述
算法：
在计算机中，把解题过程准确而完整地描述称为解 该题的算法。 程序是用计算机语言表述的算法。
流程图是图形化的算法。 注意：算法虽然是解决问题的方法和步骤，但它不是 计算机可以直接执行的，只是编制程序代码前对问题 处理思想的一种描述，只有将算法转变为程序才能让 计算机求解问题！