計(jì)算機(jī)課件第3章程序設(shè)計(jì)語言

3.3程序設(shè)計(jì)語言

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

人與計(jì)算機(jī)交流的鴻溝計(jì)算機(jī)硬件僅僅知道0和1有問題需要計(jì)算機(jī)解決的人交流的鴻溝計(jì)算機(jī)硬件僅僅知道0和1有問題需要計(jì)算機(jī)解決的人程序設(shè)計(jì)語言計(jì)算機(jī)中使用多種“語言”程序設(shè)計(jì)語言：主要用于描述算法機(jī)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(shè)計(jì)語言VBA、VBScript、JavaScript計(jì)算機(jī)通信語言（通信協(xié)議）：用于描述計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)之間的會話（請求-應(yīng)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(shè)計(jì)語言分類機(jī)器語言匯編語言高級程序設(shè)計(jì)語言B87F01BB210203D8B81F042BC3（計(jì)算1055-(383+545)的5條機(jī)器指令）機(jī)器語言

機(jī)器語言就是計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)指令是使用二進(jìn)制編碼表示的用機(jī)器語言編程序,也就是直接使用二進(jìn)制代碼編寫程序優(yōu)點(diǎn)：可以直接被計(jì)算機(jī)執(zhí)行缺點(diǎn)：記不住、難理解、效率低、不易維護(hù)不同的機(jī)器語言程序，相互不兼容現(xiàn)在已不直接用機(jī)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(jī)器指令操作數(shù)地址操作碼例：機(jī)器語言程序在MIPS計(jì)算機(jī)上求最大共約數(shù)（GCD）的機(jī)器程序（16進(jìn)制表示）MISP計(jì)算機(jī)的每條機(jī)器指令均為32個二進(jìn)位，用8個16進(jìn)制數(shù)表示匯編語言用助記符號來表示機(jī)器指令中的操作符與操作數(shù)優(yōu)點(diǎn)：操作數(shù)直接使用十進(jìn)制程序相對容易理解缺點(diǎn)：大型程序難以開發(fā)依賴于具體計(jì)算機(jī)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(jì)算1055-(383+545)的5條機(jī)器指令）機(jī)器語言程序?qū)?yīng)的匯編語言程序MOVAX383MOVBX545ADDBXAXMOVAX1055SUBAXBX匯編語言程序高級程序設(shè)計(jì)語言目的：克服匯編語言的缺陷，提高編程和維護(hù)的效率特點(diǎn)：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(jì)算機(jī)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(yán)格的規(guī)定意義：使程序設(shè)計(jì)的難度降低，導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入新的階段MOVAX383MOVBX545ADDBXAXMOVAX1055SUBAXBX匯編語言程序S=1055-(383+545)高級程序設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)語言的成分程序設(shè)計(jì)語言的要素字符集（大多使用ASCII字符集）詞匯：保留詞運(yùn)算符分隔符標(biāo)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(shè)計(jì)語言的4種基本成分?jǐn)?shù)據(jù)成分：用于描述程序所涉及的對象——數(shù)據(jù)運(yùn)算成分：用以描述程序中所包含的運(yùn)算（算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、字符串運(yùn)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?jǐn)?shù)據(jù)是客觀事物在計(jì)算機(jī)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(yīng)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(biāo)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(shí)型復(fù)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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(fù)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(fù)合而成的數(shù)據(jù)類型常見的復(fù)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(shè)計(jì)語言中幾乎都有，目的是實(shí)現(xiàn)信息的隱蔽，將程序員不必了解的細(xì)節(jié)都封裝在數(shù)據(jù)類型中例如使用浮點(diǎn)數(shù)類型時，可不必了解浮點(diǎn)數(shù)在CPU中如何表示，如何完成運(yùn)算，只需了解其數(shù)學(xué)特性即可intI;int*p=&i;3指針變量p變量i算術(shù)運(yùn)算符：+-*/%++--關(guān)系運(yùn)算符：<<===>>=!=邏輯運(yùn)算符：！&&||位運(yùn)算符：<<>>~|^&賦值運(yùn)算符：=及其擴(kuò)展條件運(yùn)算符：?:逗號運(yùn)算符：,指針運(yùn)算符：*&求字節(jié)數(shù)：sizeof強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換：(類型）分量運(yùn)算符：.->下標(biāo)運(yùn)算符：[]其它：()-運(yùn)算成分：運(yùn)算符和表達(dá)式“表達(dá)式”由變量、常量、函數(shù)、運(yùn)算符和括號組成

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

用來計(jì)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(yùn)算組合成程序三種控制結(jié)構(gòu)：由一組順序執(zhí)行的計(jì)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(fù)執(zhí)行的操作(或語句)Ａ組成PA假真重復(fù)結(jié)構(gòu)例：C語言的9種控制語句If(P)A;elseB

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

實(shí)現(xiàn)重復(fù)結(jié)構(gòu)while(P)A

實(shí)現(xiàn)重復(fù)結(jié)構(gòu)doAwhile(P)實(shí)現(xiàn)重復(fù)結(jié)構(gòu)switch實(shí)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(yùn)算語句預(yù)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(jìn)行計(jì)算變量說明輸入語句輸出語句3.3.3程序設(shè)計(jì)語言

處理系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)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(biāo)程序翻譯程序源程序目標(biāo)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(jī)器語言目標(biāo)程序編譯程序(編譯器)高級語言源程序機(jī)器語言或匯編語言目標(biāo)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(biāo)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(biāo)程序（相當(dāng)于“口譯”）編譯：把源程序編譯為機(jī)器語言目標(biāo)程序后，再由計(jì)算機(jī)運(yùn)行（相當(dāng)于“筆譯”）源程序目標(biāo)程序編譯器計(jì)算機(jī)編譯方式計(jì)算機(jī)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(biāo)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(yùn)行3.3.4常用程序設(shè)計(jì)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(jì)算的面向過程的程序設(shè)計(jì)語言。FORTRAN語言的特點(diǎn)是接近數(shù)學(xué)公式，簡單易用目前最新的國際標(biāo)準(zhǔn)是FORTRAN2003BASIC和VisualBasic語言BASIC語言的特點(diǎn)是簡單易學(xué)VisualBASIC(VB)語言是微軟公司基于BASIC發(fā)展而來的一種程序設(shè)計(jì)語言，特點(diǎn)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(shè)計(jì)語言具有高效率、簡單易學(xué)及功能強(qiáng)大的特點(diǎn)可以高效、快速地開發(fā)Windows環(huán)境下功能強(qiáng)大、圖形界面豐富的應(yīng)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(kuò)展Office軟件的功能特點(diǎn)：寄生于已有的應(yīng)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(yùn)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(kuò)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(yàn)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?、用于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的程序設(shè)計(jì)語言基本特征：適用于網(wǎng)絡(luò)分布環(huán)境具有一定的平臺獨(dú)立性安全性和穩(wěn)定性好應(yīng)用舉例： 從網(wǎng)