【教学课件】第1章程式语言与VisualBasic的基础.ppt
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1、第1章 程式語言與Visual Basic的基礎1-1 程式的基礎1-2 程式語言的種類1-3 程式設計技術的演進1-4 Visual Basic語言的基礎1-5 安裝Visual Basic Express整合開發環境1-6 Visual Basic Express的基本使用1-1 程式的基礎1-1-1 程式簡介1-1-2 軟體的種類1-1-1 程式簡介-說明程式語言(程式語言(Programming LanguageProgramming Language)提供相關)提供相關語法讓我們撰寫程式碼來建立程式,在使用編譯語法讓我們撰寫程式碼來建立程式,在使用編譯程式編譯建立成應用程式後,就可以
2、歸類成不同程式編譯建立成應用程式後,就可以歸類成不同的軟體。換句話說,在說明程式語言之前,我們的軟體。換句話說,在說明程式語言之前,我們需要了解何謂程式、軟體與應用程式。需要了解何謂程式、軟體與應用程式。程式(程式(ProgramsPrograms)或稱為電腦程式)或稱為電腦程式(Computer ProgramsComputer Programs)是使用指定程式語言所)是使用指定程式語言所撰寫沒有混淆文字、數字和鍵盤符號組成的特殊撰寫沒有混淆文字、數字和鍵盤符號組成的特殊符號,這些符號組合成指令和敘述,再進一步編符號,這些符號組合成指令和敘述,再進一步編寫成程式碼,程式碼可以告訴電腦解決指定
3、問題寫成程式碼,程式碼可以告訴電腦解決指定問題的步驟。的步驟。1-1-1 程式簡介-圖例簡單的說,程式就是一個指令集來告訴電腦如何執行特定的工作。在實務上,我們可以將程式視為是一個轉換器,當使用者從電腦鍵盤或滑鼠取得輸入的資料後,執行程式就可以將資料轉換成有用的資訊,如下圖所示:1-1-2 軟體的種類-說明軟體(Software)是一種電腦執行的應用程式或作業系統,通常軟體是一個或多個程式的泛稱,或整套應用程式。應用程式(Applications)是一種處理特定工作的電腦程式,例如:數學計算分析、文書處理、試算表和程式語言整合開發工具等。軟體以輸出入介面的不同,主要可以分為:主控台應用程式和視
4、窗應用程式。1-1-2 軟體的種類-主控台應用程式早期早期DOSDOS電腦時代或電腦時代或UNIX/LinuxUNIX/Linux系統的電腦,我系統的電腦,我們並不是使用滑鼠點選,使用者是在終端機們並不是使用滑鼠點選,使用者是在終端機(TerminalsTerminals)前,使用鍵盤輸入指令來執行應用)前,使用鍵盤輸入指令來執行應用程式,其使用介面是文字模式的鍵盤輸入,或單程式,其使用介面是文字模式的鍵盤輸入,或單純文字內容的輸出結果,稱為命令列模式純文字內容的輸出結果,稱為命令列模式(Command-line InterfaceCommand-line Interface)。)。因為主控台
5、應用程式(因為主控台應用程式(Console ApplicationsConsole Applications)主)主要是使用文字模式來與程式進行互動,所以螢幕要是使用文字模式來與程式進行互動,所以螢幕顯示方式大多是單調的黑底白字,作業系統顯示顯示方式大多是單調的黑底白字,作業系統顯示提示文字等待使用者輸入指令,輸入指令執行程提示文字等待使用者輸入指令,輸入指令執行程式後,程式執行結果也是回應文字內容。式後,程式執行結果也是回應文字內容。1-1-2 軟體的種類-視窗應用程式視窗應用程式(視窗應用程式(Windows ApplicationsWindows Applications)也稱為)也稱
6、為GUIGUI應用程式(應用程式(GUI ApplicationsGUI Applications),這是使用圖),這是使用圖形使用介面(形使用介面(Graphic User InterfaceGraphic User Interface,GUIGUI)來)來輸入與輸出資料,屬於一種更人性化使用介面的輸入與輸出資料,屬於一種更人性化使用介面的應用程式。事實上,我們目前操作電腦都是使用應用程式。事實上,我們目前操作電腦都是使用WindowsWindows作業系統,其執行的程式大多都是圖形作業系統,其執行的程式大多都是圖形使用介面的應用程式,使用滑鼠來操作圖示、視使用介面的應用程式,使用滑鼠來操作
7、圖示、視窗、按鈕和對話方塊等圖形元件的圖形使用介面,窗、按鈕和對話方塊等圖形元件的圖形使用介面,而不是使用文字模式的鍵盤輸入。而不是使用文字模式的鍵盤輸入。Visual Basic 2008Visual Basic 2008程式開發環境可以讓我們輕鬆程式開發環境可以讓我們輕鬆建立建立WindowsWindows視窗應用程式,只需拖拉眾多視窗應用程式,只需拖拉眾多GUIGUI元件的控制項,即可建立表單使用介面,在元件的控制項,即可建立表單使用介面,在WindowsWindows作業系統輕鬆建立一致外觀和操作方式作業系統輕鬆建立一致外觀和操作方式的視窗應用程式。的視窗應用程式。1-2 程式語言的種
8、類1-2-1 程式語言的種類1-2-2 低階語言1-2-3 高階語言1-2-4 程式是如何執行1-2-1 程式語言的種類-圖例程式語言隨著電腦科技的進步,已經延伸出龐大的族群,一般來說,我們所指的程式語言是指高階語言,例如:BASIC、C/C+、C#、Java和Pascal等,如下圖所示:1-2-1 程式語言的種類-發展世代以發展世代來區分,可以分成五個世代,如下表所示:1-2-2 低階語言-說明低階語言(Low Level Languages)是一種偏向電腦容易了解的程式語言,它是一種與機器相依(Machine-dependent)的程式語言,換句話說,低階語言撰寫的程式是針對特定種類的電腦
9、,換句話說,只有在此電腦上可以執行低階語言所撰寫的程式。簡單的說,低階語言是電腦母語的一種程式語言,所以執行效率高,但是使用者並不易學習。主要的低階語言有兩種:機器語言和組合語言。1-2-2 低階語言-機器語言機器語言(Machine Language)機器語言是一種電腦可以直接了解的程式語言,它是使用0和1二進位表示的程式碼,電腦CPU可以直接執行此程式碼,所以執行效率最高,如下所示:0111 0001 0000 11110111 0001 0000 11111001 1101 1011 00011001 1101 1011 00011-2-2 低階語言-組合語言組合語言(組合語言(Asse
10、mbly LanguageAssembly Language)組合語言是為了方便程式設計者撰寫程式碼(因組合語言是為了方便程式設計者撰寫程式碼(因為二進位程式碼並不容易記憶和撰寫),所以改為二進位程式碼並不容易記憶和撰寫),所以改為使用簡單符號的指令集來代表機器語言為使用簡單符號的指令集來代表機器語言0 0和和1 1表表示的二進位程式碼,程式只需使用組譯程式示的二進位程式碼,程式只需使用組譯程式(AssemblersAssemblers)就可以快速轉換成機器語言,然)就可以快速轉換成機器語言,然後在電腦上執行,它是一種十分接近機器語言的後在電腦上執行,它是一種十分接近機器語言的程式語言,如下所
11、示:程式語言,如下所示:MOV AX 01MOV AX 01MOV BX 02MOV BX 02ADD AX BXADD AX BX1-2-3 高階語言-說明高階語言(高階語言(High Level LanguagesHigh Level Languages)是一種接近)是一種接近人類語言的程式語言,或稱為半英文(人類語言的程式語言,或稱為半英文(Half-Half-englishenglish)的程式語言。這是一種與機器獨立)的程式語言。這是一種與機器獨立(Machine-independentMachine-independent)的程式語言,換句話說,)的程式語言,換句話說,高階語言撰寫
12、的程式可以在多種不同種類的電腦高階語言撰寫的程式可以在多種不同種類的電腦上來執行。上來執行。不過,電腦並不能馬上看懂高階語言的程式碼,不過,電腦並不能馬上看懂高階語言的程式碼,所以需要進一步翻譯轉換成機器語言,因為其轉所以需要進一步翻譯轉換成機器語言,因為其轉換的程式碼通常比直接使用機器語言撰寫的冗長,換的程式碼通常比直接使用機器語言撰寫的冗長,所以效率較低,但是非常適合使用者學習。所以效率較低,但是非常適合使用者學習。1-2-3 高階語言-常見的高階語言目前常見的高階語言有:BASIC、C/C+、C#、Java、FORTRAN、COBOL和Pascal等,高階語言需要進行翻譯,將程式碼轉譯成
13、機器語言的執行檔案後,才能在電腦上執行。翻譯方式有兩種:編譯程式和直譯程式。1-2-3 高階語言-編譯程式編譯程式(Compilers)C/C+等程式語言屬於編譯語言,編譯程式需要檢查完整個程式檔案的程式碼,在完全沒有錯誤的情況下,才會翻譯成機器語言的程式檔案,其主要功能有兩項,如下所示:n n檢查程式錯誤。檢查程式錯誤。n n將程式翻譯成機器語言的程式檔案。將程式翻譯成機器語言的程式檔案。1-2-3 高階語言-直譯程式直譯程式(直譯程式(InterpretersInterpreters)早期早期BASICBASIC語言(例如:語言(例如:BASICABASICA、QuickBasicQuic
14、kBasic等)等)和目前網頁技術的腳本(和目前網頁技術的腳本(ScriptsScripts)語言,例)語言,例如:如:VBScriptVBScript和和JavaScriptJavaScript都屬於直譯語言。直譯都屬於直譯語言。直譯程式並不會輸出可執行檔案,而是直接一個指令程式並不會輸出可執行檔案,而是直接一個指令一個動作,一列一列的轉換成機器語言後,馬上一個動作,一列一列的轉換成機器語言後,馬上執行此列程式碼。執行此列程式碼。因為直譯程式是一列一列轉換和執行,所以執行因為直譯程式是一列一列轉換和執行,所以執行效率低,但是非常適合在系統開發階段的程式除效率低,但是非常適合在系統開發階段的程
15、式除錯。錯。1-2-4 程式是如何執行-說明程式在電腦實際執行的過程對於高階程式語言來程式在電腦實際執行的過程對於高階程式語言來說,例如:說,例如:BASICBASIC或或PASCALPASCAL等並非十分重要。等並非十分重要。不過,對電腦執行程式有一定的認識,在設計程不過,對電腦執行程式有一定的認識,在設計程式時仍然有十分大的助益。式時仍然有十分大的助益。不論使用高階或低階程式語言,其建立的程式最不論使用高階或低階程式語言,其建立的程式最後都會編譯成電腦看的懂的機器語言,這些指令後都會編譯成電腦看的懂的機器語言,這些指令是是CPUCPU支援的指令集(支援的指令集(Instruction Se
16、tInstruction Set)。不)。不同同CPUCPU支援不同的指令集,換句話說,雖然高階支援不同的指令集,換句話說,雖然高階語言有很多種,但是語言有很多種,但是CPUCPU只懂一種語言,也就是只懂一種語言,也就是其能執行的機器語言。其能執行的機器語言。1-2-4 程式是如何執行-圖例1-2-4 程式是如何執行-執行程式CPUCPU執行機器語言程式是依序將儲存在記憶體的執行機器語言程式是依序將儲存在記憶體的機器語言指令取出和執行(機器語言指令取出和執行(Fetch-and-Fetch-and-executeexecute)。)。簡單的說,簡單的說,CPUCPU就是從記憶體取出指令,然後執
17、就是從記憶體取出指令,然後執行此指令,取出下一個指令,再執行它。行此指令,取出下一個指令,再執行它。CPUCPU執執行程式的方式,如下所示:行程式的方式,如下所示:n n電腦的主記憶體儲存機器語言的程式碼和資料。電腦的主記憶體儲存機器語言的程式碼和資料。n nCPUCPU從記憶體依序取出一個個機器語言指令,然後執從記憶體依序取出一個個機器語言指令,然後執行它,行它,CPUCPU並非真正了解機器語言在作什麼?這只是並非真正了解機器語言在作什麼?這只是CPUCPU的例行工作,依序執行機器語言指令。的例行工作,依序執行機器語言指令。1-2-4 程式是如何執行-中央處理器(CPU)電腦電腦CPUCPU
18、提供實際運算功能,個人電腦都是使用提供實際運算功能,個人電腦都是使用單晶片的單晶片的ICIC(Integrated CircuitIntegrated Circuit),其主要的),其主要的功能是使用功能是使用ALUALU(Arithmetic and Logic Arithmetic and Logic UnitUnit)的邏輯電路進行運算,以便執行機器語言)的邏輯電路進行運算,以便執行機器語言的指令。的指令。在在CPUCPU擁有很多組暫存器(擁有很多組暫存器(RegistersRegisters),暫),暫存器是位在存器是位在CPUCPU中的記憶體,可以暫時儲存資料中的記憶體,可以暫時儲存
19、資料或機器語言指令,例如:執行加法指令需要或機器語言指令,例如:執行加法指令需要2 2個運個運算元,這兩個運算元資料就是儲存在暫存器。算元,這兩個運算元資料就是儲存在暫存器。1-2-4 程式是如何執行-記憶體(說明)當我們執行程式時,作業系統可以將儲存在硬碟當我們執行程式時,作業系統可以將儲存在硬碟或軟碟的執行檔案載入電腦主記憶體(或軟碟的執行檔案載入電腦主記憶體(Main Main MemoryMemory),這就是),這就是CPUCPU執行的機器語言指令,執行的機器語言指令,CPUCPU從記憶體依序載入指令和執行。從記憶體依序載入指令和執行。事實上,程式碼本身和使用的資料都是儲存在事實上,
20、程式碼本身和使用的資料都是儲存在RAMRAM(Random Access MemoryRandom Access Memory),每一個儲存),每一個儲存單位有數字編號稱為位址(單位有數字編號稱為位址(AddressAddress)。如同)。如同大樓信箱,門牌號碼是位址,信箱內容是程式碼大樓信箱,門牌號碼是位址,信箱內容是程式碼或資料,儲存資料佔用的記憶體空間大小,需視或資料,儲存資料佔用的記憶體空間大小,需視使用的資料型態而定。使用的資料型態而定。1-2-4 程式是如何執行-記憶體(存取)電腦CPU中央處理器存取記憶體資料的主要步驟,如下所示:n nStep 1Step 1:送出讀寫的記憶體
21、位址:當:送出讀寫的記憶體位址:當CPUCPU讀取讀取程式碼或資料時,需要送出欲取得的記憶體位程式碼或資料時,需要送出欲取得的記憶體位址,例如:記憶體位址址,例如:記憶體位址4 4。n nStep 2Step 2:讀寫記憶體儲存的資料:讀寫記憶體儲存的資料:CPUCPU可以從可以從指定位址讀取記憶體內容,例如,位址指定位址讀取記憶體內容,例如,位址4 4的內的內容是容是0101010101010101,換句話說,取得資料是,換句話說,取得資料是0101010101010101的二進位值,每一個的二進位值,每一個0 0或或1 1是一個是一個位元(位元(BitBit),),8 8個位元稱為位元組個
22、位元稱為位元組(ByteByte),這是電腦記憶體的最小儲存單位。),這是電腦記憶體的最小儲存單位。1-2-4 程式是如何執行-輸入/輸出裝置電腦的輸入/輸出裝置(Input/Output Devices)是程式的窗口,可以讓使用者輸入資料和顯示程式的執行結果。目前而言,電腦最常用的輸入裝置是鍵盤和滑鼠;輸出裝置是螢幕和列表機。1-2-4 程式是如何執行-次儲存裝置次儲存裝置(次儲存裝置(Secondary Storage UnitSecondary Storage Unit)是一種能)是一種能夠長時間和提供高容量儲存資料的裝置。電腦程夠長時間和提供高容量儲存資料的裝置。電腦程式與資料是在載入
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