算法和程序设计语言课件.ppt

1一一 算法与程序算法与程序什么是程序？什么是程序？按一定的顺序安排的工作即操作序列按一定的顺序安排的工作即操作序列描述完成某项功能所涉及的对象和动作规则描述完成某项功能所涉及的对象和动作规则计算机学科中计算机学科中,程序描述了程序描述了计算机处理数据、计算机处理数据、解决问题的过程解决问题的过程程序程序 =数据数据结构构+算法算法2程序包括两方面的内容：程序包括两方面的内容：（1）对数据的描述数据的描述:指定欲指定欲处理的数据理的数据类型和数据的型和数据的组织形式，也就是数据形式，也就是数据结构。构。（2）对操作的描述操作的描述:对操作步操作步骤的描述。的描述。3二二 算法的概念算法的概念1 1 什么是算法什么是算法?u计算机来解决的某一类问题的方法或步骤计算机来解决的某一类问题的方法或步骤u算法是程序的核心算法是程序的核心例如：计算圆周率公式例如：计算圆周率公式 4同一个问题，可用不同的算法来求解同一个问题，可用不同的算法来求解算法不同，求解的效率不同算法不同，求解的效率不同选择效率高、容易理解和编程实现的算法选择效率高、容易理解和编程实现的算法52 2 算法的两个要素算法的两个要素算法是由算法是由操作与控制结构操作与控制结构两个要素组成两个要素组成（1 1）操作）操作算术运算：加、减、乘、除等。算术运算：加、减、乘、除等。关系运算：大于、大于等于、小于、小于等于、等于、关系运算：大于、大于等于、小于、小于等于、等于、不等于等。不等于等。逻辑运算：与、或、非等。逻辑运算：与、或、非等。数据传送：输入、输出、赋值等。数据传送：输入、输出、赋值等。6(a)(a)顺序结构顺序结构 (b)(b)选择结构选择结构（2 2）控制结构）控制结构各操作之间的执行顺序各操作之间的执行顺序顺序结构、选择结构、循环结构顺序结构、选择结构、循环结构(c)(c)当型循环结构当型循环结构 (d)(d)直到型循环结构直到型循环结构783 3 算法的特点算法的特点有穷性有穷性 任意一个算法在执行有穷个计算步骤后任意一个算法在执行有穷个计算步骤后必须终止。必须终止。每一个计算步骤，必须是精确地定义、每一个计算步骤，必须是精确地定义、无二义性无二义性可行性可行性 有限多个步骤应该在一个合理的范围内有限多个步骤应该在一个合理的范围内进行进行输入输入 一般有一般有0 0个或多个输入，它们取自某一特定个或多个输入，它们取自某一特定的集合。的集合。输出输出 一般有若干个输出信息，是反映对输入数一般有若干个输出信息，是反映对输入数据加工后的结果。据加工后的结果。94 4 算法的分类算法的分类（1 1）数值计算算法）数值计算算法（2 2）非数值计算算法）非数值计算算法 105 算法的表示算法的表示u自然语言自然语言u流程图流程图uN-SN-S流程图流程图u伪代码伪代码u计算机语言计算机语言11流程图流程图采用一些采用一些图框、线条以及文字说明图框、线条以及文字说明来形象地、直观地描述来形象地、直观地描述算法处理过程。算法处理过程。计算圆周率的流程图计算圆周率的流程图优点优点:较好较好的体现程序的体现程序设计的逻辑设计的逻辑12第第8章章 算法和程序设计语言算法和程序设计语言1 1、程序和算法概念、程序和算法概念2 2、程序设计语言概述、程序设计语言概述系统软件系统软件14操作系统语言处理程序实用程序翻译工具作用：将源程序翻译成计算机能识别的机器语言程序。程序设计语言：程序设计语言：机器语言机器语言汇编语言汇编语言高级语言高级语言典型的程序设计语言有：典型的程序设计语言有：FORTRAN、Pascal、C与与C+、BASIC、Java、C#等。等。汇汇编编程程序序编编译译程程序序解解释释程程序序151.1.机器语言机器语言由由“0”、“1”二进制代码按一定规则组成的、能被机器直接二进制代码按一定规则组成的、能被机器直接理解、执行的指令集合。理解、执行的指令集合。缺点：缺点：编编程工作量大，程工作量大，难难学、学、难记难记、难难修改；修改；不同不同计算机的计算机的指令系指令系统统不同，机器不同，机器语语言通用性差言通用性差优优点点：代代码码不需要翻不需要翻译译，所占空，所占空间间少，少，执执行速度快。行速度快。例如，计算A=15+10 的机器语言程序如下：10110000 00001111：把15放入累加器A中00101100 00001010：10与累加器A的值相加，结果 仍放入A中11110100：结束，停机162.2.汇编语言汇编语言使用反映机器指令功能的助记符代替机器语言的符号语言。使用反映机器指令功能的助记符代替机器语言的符号语言。例如用例如用ADDADD表示加、表示加、SUBSUB表示减、表示减、JMPJMP表示程序跳转等等。表示程序跳转等等。优优点点：克克服服了了机机器器语语言言难难读读等等缺缺点点，保保持持了了其其编编程程质质量量高高、占占存储空间少，执行速度快的优点。存储空间少，执行速度快的优点。缺点：缺点：仍然依赖于机器，通用性差。仍然依赖于机器，通用性差。特特点点：源源程程序序必必须须通通过过汇汇编编程程序序翻翻译译成成机机器器语语言言。常常用用于于过过程程控制等编程。控制等编程。例如，计算 A=15+10 的汇编语言程序：MOVA，15：把15放入累加器A中ADDA，10：10与累加器A相加，结果存入A中HLT：结束，停机类比：IP地址202.120.189.146机器语言域名汇编语言173.3.高级语言高级语言接近于接近于自然语言的自然语言的程序设计语言。程序设计语言。优点：优点：接近算法语言，易学、易掌握，接近算法语言，易学、易掌握，可读性好，可维护性强，可靠性高；可读性好，可维护性强，可靠性高；可移植性好，重用率高可移植性好，重用率高自动化程度高，编程效率高。自动化程度高，编程效率高。缺点：缺点：源程序要通过翻译程序翻译成机器语言，代码不最优。源程序要通过翻译程序翻译成机器语言，代码不最优。例如，计算 A=15+10 的BASIC语言程序如下：A=15+10 15与10相加的结果放入A中PRINT A 输出AEND 程序结束8.4.2 8.4.2 语言处理程序语言处理程序18机器语言源程序汇编语言源程序机器语言程序（目标程序）汇编程序汇编程序翻译翻译低级语言处理程序高级语言翻译程序高级语言翻译程序19高级语言源程序计算结果解释程序解释程序数据数据高级语言源程序计算结果连接程序连接程序数据数据目标程序可执行程序编译程序编译程序解释方式解释方式编译方式编译方式BasicC+程序库程序库可脱离编译程序和源可脱离编译程序和源程序独立存在并反复程序独立存在并反复使用使用