計算機課件第3章程序設計語言

3.3程序設計語言

及其處理系統(tǒng)3.3.1程序設計語言分類3.3.2程序設計語言的組成3.3.3程序設計語言處理系統(tǒng)3.3.4常用程序設計語言介紹什么是程序設計語言？什么是程序？程序是為了用計算機解決某個問題而采用程序設計語言編寫的一個指令序列什么是程序設計語言？語言的目的是用于通信程序設計語言用于人與計算機之間的通信程序設計語言是由人使用但計算機可以理解的一種語言程序設計語言用于編制程序，表達需要計算機完成什么任務和怎樣完成任務，然后交給計算機去完成程序設計語言填補了

人與計算機交流的鴻溝計算機硬件僅僅知道0和1有問題需要計算機解決的人交流的鴻溝計算機硬件僅僅知道0和1有問題需要計算機解決的人程序設計語言計算機中使用多種“語言”程序設計語言：主要用于描述算法機器語言、匯編語言、高級語言數(shù)據(jù)描述語言：主要用于描述數(shù)據(jù)（文檔、音樂、圖形、圖像、視頻等）的規(guī)范、結(jié)構(gòu)和文件格式HTML、XML、MIDI、MP3、OpenGL、JPEG、MPEG、······腳本語言：用于編寫嵌入在文檔中的程序的程序設計語言VBA、VBScript、JavaScript計算機通信語言（通信協(xié)議）：用于描述計算機-計算機之間的會話（請求-應答）的語法和語義HTTP、POP3、SMTP、FTP、Telnet、TCP、IP、······數(shù)據(jù)庫語言：用于數(shù)據(jù)操作，如SQL語言······3.3.1程序設計語言分類機器語言匯編語言高級程序設計語言B87F01BB210203D8B81F042BC3（計算1055-(383+545)的5條機器指令）機器語言

機器語言就是計算機的指令系統(tǒng)指令是使用二進制編碼表示的用機器語言編程序,也就是直接使用二進制代碼編寫程序優(yōu)點：可以直接被計算機執(zhí)行缺點：記不住、難理解、效率低、不易維護不同的機器語言程序，相互不兼容現(xiàn)在已不直接用機器語言編制程序！操作碼操作數(shù)(或操作數(shù)的地址)1條機器指令操作數(shù)地址操作碼例：機器語言程序在MIPS計算機上求最大共約數(shù)（GCD）的機器程序（16進制表示）MISP計算機的每條機器指令均為32個二進位，用8個16進制數(shù)表示匯編語言用助記符號來表示機器指令中的操作符與操作數(shù)優(yōu)點：操作數(shù)直接使用十進制程序相對容易理解缺點：大型程序難以開發(fā)依賴于具體計算機將383傳送到AX寄存器將545傳送到BX寄存器將BX內(nèi)容加AX內(nèi)容，結(jié)果在BX中將1055傳送到AX寄存器將AX內(nèi)容減BX內(nèi)容，結(jié)果在AX寄存器中B87F01BB210203D8B81F042BC3（計算1055-(383+545)的5條機器指令）機器語言程序?qū)膮R編語言程序MOVAX383MOVBX545ADDBXAXMOVAX1055SUBAXBX匯編語言程序高級程序設計語言目的：克服匯編語言的缺陷，提高編程和維護的效率特點：接近人們?nèi)粘Ｊ褂玫淖匀徽Z言（主要是英語）容易理解、記憶和使用可在不同計算機上通用對使用的符號、詞匯、語法和語義等各種語言成分都有嚴格的規(guī)定意義：使程序設計的難度降低，導致了計算機的發(fā)展進入新的階段MOVAX383MOVBX545ADDBXAXMOVAX1055SUBAXBX匯編語言程序S=1055-(383+545)高級程序設計語言的發(fā)展50年代：Fortran，ALGOL60年代：COBOL語言，BASIC語言70年代：Pascal語言，C語言80年代：Ada語言，PROLOG語言，LISP語言90年代起：面向?qū)ο笳Z言C++、JAVA、C#等3.3.2程序設計語言的成分程序設計語言的要素字符集（大多使用ASCII字符集）詞匯：保留詞運算符分隔符標識符語法：詞法和句法語義：32保留詞：(由系統(tǒng)定義，不能再作其它定義)autobreakcasecharconstcontinuedefaultdodoubleelseenumexternfloatforgotoifintlongregisterreturnshortsignedsizeofstaticstructswitchtypedefunsignedunionvoidvolatilewhile（C語言的保留詞）程序設計語言的4種基本成分數(shù)據(jù)成分：用于描述程序所涉及的對象——數(shù)據(jù)運算成分：用以描述程序中所包含的運算（算術(shù)運算、邏輯運算、字符串運算等）控制成分：用以控制程序中所含語句的執(zhí)行順序傳輸成分：用以描述程序中的數(shù)據(jù)傳輸操作程序語言中的數(shù)據(jù)成分數(shù)據(jù)是客觀事物在計算機內(nèi)的(格式化)表示，是程序所操作和處理的對象程序中的數(shù)據(jù)通常應該先說明、后使用數(shù)據(jù)說明的內(nèi)容包括：變量還是常量它們的標識符(符號表示)它們的數(shù)據(jù)類型······整型基本類型算術(shù)類型字符類型邏輯類型實型復合類型數(shù)組指針……用戶定義類型例：C語言中的數(shù)據(jù)類型什么是數(shù)據(jù)類型(datatype)？數(shù)據(jù)類型：用于刻畫數(shù)據(jù)的特性——數(shù)據(jù)的取值范圍和允許對它進行哪些操作C語言通常支持下列基本數(shù)據(jù)類型：類型說明符類型名稱字長取

值

范

圍可執(zhí)行的操作bool邏輯型(布爾型)4(1)Btrue,false邏輯操作char字符型1B-128～127(0～255)比較操作int整型4B-2147483648～2147483647算術(shù)和比較操作long[int]長整型4(8)B-2147483648～2147483647算術(shù)和比較操作float單精度浮點型4B6位有效數(shù)字，2.0x10-38～2.0x1038

算術(shù)和比較操作double雙精度浮點型8B12位有效數(shù)字，2.0x10-308～2.0x10308算術(shù)和比較操作（基本數(shù)據(jù)類型是大部分CPU能直接支持的數(shù)據(jù)類型，也稱為內(nèi)部類型，是不可分解的）復合數(shù)據(jù)類型通過類型構(gòu)造符把1個或多個更簡單的類型復合而成的數(shù)據(jù)類型常見的復合數(shù)據(jù)類型有：數(shù)組（含：字符數(shù)組——字符串）結(jié)構(gòu)(記錄)指針集合枚舉聯(lián)合(變體記錄)程序員定義的其它數(shù)據(jù)類型(定制類型)數(shù)據(jù)類型的概念在各種程序設計語言中幾乎都有，目的是實現(xiàn)信息的隱蔽，將程序員不必了解的細節(jié)都封裝在數(shù)據(jù)類型中例如使用浮點數(shù)類型時，可不必了解浮點數(shù)在CPU中如何表示，如何完成運算，只需了解其數(shù)學特性即可intI;int*p=&i;3指針變量p變量i算術(shù)運算符：+-*/%++--關(guān)系運算符：<<===>>=!=邏輯運算符：！&&||位運算符：<<>>~|^&賦值運算符：=及其擴展條件運算符：?:逗號運算符：,指針運算符：*&求字節(jié)數(shù)：sizeof強制類型轉(zhuǎn)換：(類型）分量運算符：.->下標運算符：[]其它：()-運算成分：運算符和表達式“表達式”由變量、常量、函數(shù)、運算符和括號組成

，它用來計算一個值。例如，sin(45*3.14/180)+(exp(10)+log(10))/sqr(x+y+1)

用來計算下面公式的值：程序語言中的控制成分控制成分用來提供一種基本框架，在此基本框架的支持下，將數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的運算組合成程序三種控制結(jié)構(gòu)：由一組順序執(zhí)行的計算操作(或語句)組成順序結(jié)構(gòu)AB由一個條件(Ｐ)和兩個供選擇的操作(或語句)Ａ和Ｂ組成PAB真假條件選擇結(jié)構(gòu)由一個條件(Ｐ)和一個供重復執(zhí)行的操作(或語句)Ａ組成PA假真重復結(jié)構(gòu)例：C語言的9種控制語句If(P)A;elseB

實現(xiàn)條件選擇結(jié)構(gòu)for(P1；P2；P3)A

實現(xiàn)重復結(jié)構(gòu)while(P)A

實現(xiàn)重復結(jié)構(gòu)doAwhile(P)實現(xiàn)重復結(jié)構(gòu)switch實現(xiàn)條件選擇結(jié)構(gòu)goto無條件選擇結(jié)構(gòu)return無條件選擇結(jié)構(gòu)continuebreak例1兩數(shù)求和(C語言程序)/*example1.1calculatethesumofaandb*/#include<stdio.h>/*Thisisthemainprogram*/main(){inta,b,sum;a=10;b=24;sum=a+b;printf(”sum=%d\n",sum);}運算語句預處理命令注釋賦值語句數(shù)據(jù)類型說明輸出語句intmax(intx,inty){intz;if(x>=y)z=x;elsez=y;return(z);}函數(shù)max的定義函數(shù)的返回值例2找兩數(shù)中較大的數(shù)main(){inta,b,c;scanf("%d%d",&a,&b);c=max(a,b);printf(”%d\n",c);}主函數(shù)調(diào)用函數(shù)max進行計算變量說明輸入語句輸出語句3.3.3程序設計語言

處理系統(tǒng)程序設計語言的翻譯程序把甲語言編寫的程序翻譯為等價的乙語言編寫的程序。其中甲語言程序稱為源程序，乙語言程序稱為目標程序翻譯程序源程序目標程序常用的有下列幾種：匯編程序(匯編器)匯編語言源程序機器語言目標程序編譯程序(編譯器)高級語言源程序機器語言或匯編語言目標程序解釋程序(解釋器)高級語言源程序邊解釋邊執(zhí)行，不產(chǎn)生目標程序編譯程序與解釋程序的區(qū)別解釋：解釋器直接解釋并且執(zhí)行源語言程序，不產(chǎn)生目標程序（相當于“口譯”）編譯：把源程序編譯為機器語言目標程序后，再由計算機運行（相當于“筆譯”）源程序目標程序編譯器計算機編譯方式計算機源程序解釋器解釋方式BASIC、VisualBasic、VBScript、Java、JavaScript等都是解釋執(zhí)行的語言C、C++等都是需要編譯的語言編譯程序的處理過程源程序目標程序可執(zhí)行代碼程序庫編譯程序鏈接程序.c.h.obj.exe1.編輯 2.編譯 3.鏈接 4.運行3.3.4常用程序設計語言

介紹FORTRAN語言FORTRAN是FORmulaTRANslation（公式翻譯）的縮寫詞，它是一種主要用于數(shù)值計算的面向過程的程序設計語言。FORTRAN語言的特點是接近數(shù)學公式，簡單易用目前最新的國際標準是FORTRAN2003BASIC和VisualBasic語言BASIC語言的特點是簡單易學VisualBASIC(VB)語言是微軟公司基于BASIC發(fā)展而來的一種程序設計語言，特點是：是一種可視化的、面向?qū)ο蟮?、采用事件?qū)動方式的結(jié)構(gòu)化高級程序設計語言具有高效率、簡單易學及功能強大的特點可以高效、快速地開發(fā)Windows環(huán)境下功能強大、圖形界面豐富的應用軟件資料：VBA和VBScriptVBA（VisualBasicforApplication）VB的子集，包含在Office軟件（如Word、Excel、Access、PowerPoint）中用途：擴展Office軟件的功能特點：寄生于已有的應用程序（如Word），不需要另外的開發(fā)環(huán)境，也不能生成.exe文件，所開發(fā)出來的程序（稱為“宏”）必須由它的宿主程序調(diào)用才能運行VBScript語言也是VB的子集，嵌入在HTML文檔中使用所編寫的腳本程序可以擴充網(wǎng)頁的功能，例如：動態(tài)修改網(wǎng)頁的內(nèi)容和控制文檔的展現(xiàn)檢驗用戶的輸入信息是否正確等Java語言由SUNMicrosystem公司于1995年發(fā)布的一種面向?qū)ο蟮摹⒂糜诰W(wǎng)絡環(huán)境的程序設計語言基本特征：適用于網(wǎng)絡分布環(huán)境具有一定的平臺獨立性安全性和穩(wěn)定性好應用舉例： 從網(wǎng)