專(zhuān)轉(zhuǎn)本計(jì)算機(jī)第3章33 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

3.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其處理系統(tǒng)3.3.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類(lèi)3.3.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的數(shù)據(jù)成分和控制成分3.3.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言處理系統(tǒng)3.3.4常用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言介紹什么是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言？什么是程序？告訴計(jì)算機(jī)做什么和如何做的一組指令.什么是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言？編寫(xiě)程序的工具.是由人使用但計(jì)算機(jī)

可以理解并能執(zhí)行的

一種語(yǔ)言.用于人與計(jì)算機(jī)

之間的通信.計(jì)算機(jī)硬件僅僅知道0和1有問(wèn)題需要計(jì)算機(jī)解決的人程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言3.3.1程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類(lèi)△機(jī)器語(yǔ)言匯編語(yǔ)言高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言B87F01BB210203D8B81F042BC3（計(jì)算1055-(383+545)的5條機(jī)器指令）機(jī)器語(yǔ)言

√機(jī)器語(yǔ)言就是計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)不同類(lèi)型、不同型號(hào)的計(jì)算機(jī),其機(jī)器語(yǔ)言不同用機(jī)器語(yǔ)言編程序,也就是直接使用二進(jìn)制（八進(jìn)制、十六進(jìn)制）代碼編寫(xiě)程序?！虄?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(yǔ)言程序，相互不兼容現(xiàn)在已不直接用機(jī)器語(yǔ)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(yǔ)言程序在MIPS計(jì)算機(jī)上求最大公約數(shù)（GCD）的機(jī)器程序（16進(jìn)制表示）MIPS計(jì)算機(jī)的每條機(jī)器指令均為32個(gè)二進(jìn)位，用8個(gè)16進(jìn)制數(shù)表示MIPS的意思是“無(wú)內(nèi)部互鎖流水級(jí)的微處理器”(Microprocessorwithoutinterlockedpipedstages)，

Mips是計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的一種.匯編語(yǔ)言√用助記符號(hào)來(lái)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(duì)容易理解√缺點(diǎn)：大型程序難以開(kāi)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(yǔ)言程序?qū)?yīng)的匯編語(yǔ)言程序MOVAX,383MOVBX,545ADDBX,AXMOVAX,1055SUBAX,BX匯編語(yǔ)言程序高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言目的：克服匯編語(yǔ)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(yǔ)言（主要是英語(yǔ)）容易理解、記憶和使用可在不同計(jì)算機(jī)上通用對(duì)使用的符號(hào)、詞匯、語(yǔ)法和語(yǔ)義等各種語(yǔ)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(yǔ)言程序S=1055-(383+545)3.3.2程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的成分?jǐn)?shù)據(jù)成分控制成分程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本成分高級(jí)語(yǔ)言種類(lèi)千差萬(wàn)別，但是其基本成分都可歸納為四種△

：數(shù)據(jù)成分運(yùn)算成分控制成分傳輸成分：用以描述程序中的數(shù)據(jù)傳輸操作main(){int

a,b,c;

scanf("%d%d",&a,&b);

if(a>b)c=a-b;elsec=b-a;

printf(”c=%d\n",c);}數(shù)據(jù)成分：△描述程序所涉及的對(duì)象數(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(duì)象程序中的數(shù)據(jù)通常應(yīng)該先說(shuō)明、后使用數(shù)據(jù)說(shuō)明的內(nèi)容包括：變量還是常量它們的標(biāo)識(shí)符(符號(hào)表示)它們的數(shù)據(jù)類(lèi)型······main(){int

a,b,sum;a=10;b=24;sum=a+b;

printf(”sum=%d\n",sum);}數(shù)據(jù)類(lèi)型基本類(lèi)型復(fù)合類(lèi)型算術(shù)類(lèi)型字符類(lèi)型char邏輯類(lèi)型bool整型int/long[int]實(shí)型單精度f(wàn)loat雙精度double數(shù)組、結(jié)構(gòu)指針、集合枚舉用戶定義類(lèi)型C語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)據(jù)類(lèi)型：用于刻畫(huà)數(shù)據(jù)的特性——數(shù)據(jù)的取值范圍和允許對(duì)它進(jìn)行哪些操作?；緮?shù)據(jù)類(lèi)型是大部分CPU能直接支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型，也稱(chēng)為內(nèi)部類(lèi)型，是不可分解的。復(fù)合數(shù)據(jù)類(lèi)型：是通過(guò)類(lèi)型構(gòu)造符把1個(gè)或多個(gè)更簡(jiǎn)單的類(lèi)型復(fù)合而成的數(shù)據(jù)類(lèi)型intI;int*p=&i;3指針變量p變量i什么是數(shù)據(jù)類(lèi)型(datatype)？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(hào)運(yùn)算符：,指針運(yùn)算符：*&求字節(jié)數(shù)：sizeof強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換：(類(lèi)型）分量運(yùn)算符：.->下標(biāo)運(yùn)算符：[]其它：()-運(yùn)算成分：△描述程序中所包含的運(yùn)算“表達(dá)式”由變量、常量、函數(shù)、運(yùn)算符和括號(hào)組成

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

用來(lái)計(jì)算下面公式的值：控制成分：控制程序中所含語(yǔ)句的執(zhí)行順序△控制成分用來(lái)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(duì)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(yǔ)句)組成順序結(jié)構(gòu)AB由一個(gè)條件(Ｐ)和兩個(gè)供選擇的操作(或語(yǔ)句)Ａ和Ｂ組成PAB真假條件選擇結(jié)構(gòu)由一個(gè)條件(Ｐ)和一個(gè)供重復(fù)執(zhí)行的操作(或語(yǔ)句)Ａ組成PA假真重復(fù)結(jié)構(gòu)條件選擇結(jié)構(gòu)舉例main(){int

a,b,c;

scanf("%d%d",&a,&b);

if(a>b)c=a-b;elsec=b-a;

printf(”c=%d\n",c);}If(P)A;elseB重復(fù)結(jié)構(gòu)舉例1、while(P)A2、doAwhile(P)main(){

int

i,sum=0;i=1;

while(i<=100){sum=sum+i;i++;}

printf(”%d\n",sum);}！求1-100的累加和重復(fù)結(jié)構(gòu)舉例for(P1；P2；P3)A；等價(jià)于：P1；while(P2){A；P3}main(){

int

i,sum=0;

for(i=1;i<=100;i++)sum=sum+i;

printf(”%d\n",sum);}！求1-100的累加和main(){

int

i,sum=0;i=1;

while(i<=100){sum=sum+i;i++;}

printf(”%d\n",sum);}int

max(int

x,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：找兩數(shù)中較大的數(shù)（函數(shù)調(diào)用）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(shuō)明輸入語(yǔ)句輸出語(yǔ)句3.3.3程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

處理系統(tǒng)語(yǔ)言處理系統(tǒng)△語(yǔ)言處理系統(tǒng)的作用：把用程序語(yǔ)言（包括匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言）編寫(xiě)的各種程序變換成可在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的程序，或其他中間形式，或最終的計(jì)算結(jié)果，。△語(yǔ)言處理系統(tǒng)包括：翻譯程序正文編輯程序：用于建立和修改源程序文件聯(lián)接編輯程序：將多個(gè)分別編譯或匯編過(guò)的目標(biāo)程序和庫(kù)文件進(jìn)行組合裝入程序：將目標(biāo)程序裝入內(nèi)存并啟動(dòng)執(zhí)行程序模塊n源程序n目標(biāo)程序n可執(zhí)行目標(biāo)程序程序模塊1……正文編輯源程序1……編譯目標(biāo)程序1……聯(lián)接編輯裝入執(zhí)行結(jié)果庫(kù)文件程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的翻譯程序把甲語(yǔ)言編寫(xiě)的程序翻譯為等價(jià)的乙語(yǔ)言編寫(xiě)的程序。其中甲語(yǔ)言程序稱(chēng)為源程序，乙語(yǔ)言程序稱(chēng)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(yǔ)言源程序機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)程序編譯程序(編譯器)高級(jí)語(yǔ)言源程序機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言目標(biāo)程序解釋程序(解釋器)高級(jí)語(yǔ)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?zhuān)航忉屍髦苯咏忉尣⑶覉?zhí)行源語(yǔ)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(yǔ)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(yǔ)言C、C++等都是需要編譯的語(yǔ)言3.3.4常用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

介紹高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的發(fā)展50年代：Fortran，ALGOL60年代：COBOL語(yǔ)言70年代：Pascal語(yǔ)言，C語(yǔ)言，BASIC語(yǔ)言80年代：Ada語(yǔ)言，PROLOG語(yǔ)言，LISP語(yǔ)言90年代起：面向?qū)ο笳Z(yǔ)言C++、JAVA、C#等FORTRAN語(yǔ)言△

FORTRAN是FORmula

TRANslation

（公式翻譯）的縮寫(xiě)詞，它是一種主要用于數(shù)值計(jì)算的面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。FORTRAN語(yǔ)言的特點(diǎn)是接近數(shù)學(xué)公式，簡(jiǎn)單易用；程序結(jié)構(gòu)化(IF、DO)，也能應(yīng)用于非數(shù)值運(yùn)算功能。目前最新的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是FORTRAN2003BASIC和VisualBasic語(yǔ)言△

BASIC”初學(xué)者通用符號(hào)指令代碼”，簡(jiǎn)單易學(xué)VisualBASIC(VB)語(yǔ)言是微軟公司基于BASIC發(fā)展而來(lái)的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，特點(diǎn)是：是一種可視化的、面向?qū)ο蟮?、采用事件?qū)動(dòng)方式的結(jié)構(gòu)化高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言具有高效率、簡(jiǎn)單易學(xué)及功能強(qiáng)大的特點(diǎn)可以高效、快速地開(kāi)發(fā)Windows環(huán)境下功能強(qiáng)大、圖形界面豐富的應(yīng)用軟件Java語(yǔ)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(yǔ)言基本特征是：適用于網(wǎng)絡(luò)分布環(huán)境具有一定的平臺(tái)獨(dú)立性安全性和穩(wěn)定性好Java語(yǔ)言受到各種應(yīng)用領(lǐng)域的重視，取得快速的發(fā)展，在Internet上已推出了用Java語(yǔ)言編寫(xiě)的很多應(yīng)用程序C語(yǔ)言和C++語(yǔ)言△

C語(yǔ)言是1972～1973年間由AT＆T公司Bell實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)而成C語(yǔ)言兼有高級(jí)語(yǔ)言的優(yōu)點(diǎn)和匯編語(yǔ)言的效率，有效地處理了簡(jiǎn)潔性和實(shí)用性、可移植性和高效性之間的矛盾C++語(yǔ)言以C語(yǔ)言為基礎(chǔ)發(fā)展而成，既有數(shù)據(jù)抽象和面向?qū)ο竽芰?，運(yùn)行性能高，又能與C語(yǔ)言兼容，因而C++語(yǔ)言迅速流行，成為當(dāng)前面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的主流語(yǔ)言ALGOL（ALGOrithmicLanguage）語(yǔ)言：分別于1960年和1962年發(fā)表的ALGOL60報(bào)告及修改報(bào)告，已成為程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展史上的里程碑，不但開(kāi)拓了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的研究領(lǐng)域，也為后來(lái)的軟件自動(dòng)化和軟件可靠性研究奠定了基礎(chǔ)。ALGOL語(yǔ)言的語(yǔ)法和語(yǔ)義均有嚴(yán)格的描述。它的語(yǔ)法描述采用了特定的巴科斯形式化體系（BNF），結(jié)構(gòu)清晰，理論嚴(yán)謹(jǐn)。在ALGOL語(yǔ)言基礎(chǔ)上發(fā)展的ALGOL語(yǔ)言簇包括ALGOL68、Simula、PASCAL等。PASCAL語(yǔ)言：具有豐富的數(shù)據(jù)類(lèi)型和靈活的控制結(jié)構(gòu)，編譯效率高，強(qiáng)調(diào)程序的可靠性和易于驗(yàn)證性，被稱(chēng)為第一個(gè)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。PASCAL語(yǔ)言適用于數(shù)據(jù)處理、數(shù)值計(jì)算和系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)，并曾經(jīng)成為大學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)的優(yōu)選語(yǔ)言。ALGOL語(yǔ)言PASCAL語(yǔ)言除了以上介紹的幾種程序語(yǔ)言外，有影響的程序語(yǔ)言還有：LISP語(yǔ)言：適用于符號(hào)操作和表處理，主要用于人工智能領(lǐng)域PROLOG語(yǔ)言：一種邏輯式編程語(yǔ)言，主要用于人工智能領(lǐng)域Ada語(yǔ)言：類(lèi)似于PASCAL語(yǔ)言，且易于控制并行任務(wù)和處理異常