第一章程序設(shè)計基礎(chǔ)演示文稿

第一章程序設(shè)計基礎(chǔ)演示文稿目前一頁\總數(shù)五十一頁\編于六點優(yōu)選第一章程序設(shè)計基礎(chǔ)目前二頁\總數(shù)五十一頁\編于六點導(dǎo)言程序設(shè)計基礎(chǔ)的學(xué)科地位程序設(shè)計基礎(chǔ)是計算機專業(yè)基礎(chǔ)課，它為以后的面向?qū)ο蠹夹g(shù)的學(xué)習(xí)以及C可視化軟件的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，同時C語言也是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)等計算機專業(yè)主干課程的上機工具，要求學(xué)生充分重視。目前三頁\總數(shù)五十一頁\編于六點導(dǎo)言如何學(xué)好程序設(shè)計基礎(chǔ)（僅供參考）勤學(xué)——課內(nèi)、課外；中文、英文……多練——

實踐是檢驗真知的唯一標(biāo)準(zhǔn)好問——不“知”下問善于思考——“學(xué)而不思則罔”目前四頁\總數(shù)五十一頁\編于六點教學(xué)要求

通過課堂授課與上機實驗相結(jié)合的方式，使學(xué)生能夠深刻理解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的思想與方法掌握C語言的基礎(chǔ)知識能夠在計算機上熟練使用C語言的編輯環(huán)境來編寫、調(diào)試、運行程序具有一定實踐體會和相關(guān)的編程能力，能編寫超過1000行的C語言應(yīng)用程序。目前五頁\總數(shù)五十一頁\編于六點主要參考書目譚浩強，C語言程序設(shè)計，清華大學(xué)出版社，1999.全國計算機等級考試二級C教材。C語言教學(xué)網(wǎng)站:集思廣益目前六頁\總數(shù)五十一頁\編于六點考核辦法課程考核辦法：最終成績=平時成績*30%+期末考試成績*70%平時成績=出勤*10%+作業(yè)*40%+實驗*50%目前七頁\總數(shù)五十一頁\編于六點計算機是20世紀(jì)40年代人類的偉大創(chuàng)造。當(dāng)今計算機應(yīng)用日益普及，它廣泛應(yīng)用于科學(xué)計算、過程控制、信息傳遞和數(shù)據(jù)處理，而且已滲透到辦公、教育、家庭等許多領(lǐng)域。計算機系統(tǒng)能夠按人的要求接收和存儲信息，能對信息進行處理并提供所需結(jié)果，其結(jié)果（輸出信息）取決于所接收的信息（輸入信息）及相應(yīng)的處理算法。計算機系統(tǒng)包括計算機硬件和計算機軟件兩大部分。計算機硬件是借助電、磁、光、機械等原理構(gòu)成的各種物理部件的組合，是系統(tǒng)賴以工作的實體。計算機軟件一般指計算機系統(tǒng)中的程序及其文檔，用于指揮和管理整個系統(tǒng)按指定的要求進行工作。1.0

計算機簡介目前八頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.0

計算機簡介計算機硬件組成主機輸入設(shè)備:輸入程序和數(shù)據(jù)，如鍵盤、鼠標(biāo)輸出設(shè)備:輸出計算結(jié)果，如顯示器、打印機目前九頁\總數(shù)五十一頁\編于六點輸入設(shè)備目前十頁\總數(shù)五十一頁\編于六點輸入設(shè)備目前十一頁\總數(shù)五十一頁\編于六點輸出設(shè)備目前十二頁\總數(shù)五十一頁\編于六點外部存貯器(外存):儲存各種數(shù)據(jù),如硬盤、軟盤、U盤存儲設(shè)備：硬盤和軟盤目前十三頁\總數(shù)五十一頁\編于六點存儲設(shè)備：光盤和優(yōu)盤目前十四頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.0

計算機簡介一、計算機主機的組成1、中央處理器(CPU)

運算器控制器寄存器組對數(shù)據(jù)進行運算控制計算機各部分協(xié)調(diào)工作存放指令和數(shù)據(jù)等目前十五頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.0

計算機簡介2、存儲器(內(nèi)存):存放程序代碼及數(shù)據(jù)3、主板、聲卡、顯卡、數(shù)據(jù)線、電源等目前十六頁\總數(shù)五十一頁\編于六點目前十七頁\總數(shù)五十一頁\編于六點二、計算機基本結(jié)構(gòu)外部設(shè)備中央處理器(CPU)存儲器輸入/輸出接口電路數(shù)據(jù)總線控制總線地址總線1.0

計算機簡介目前十八頁\總數(shù)五十一頁\編于六點高級語言編譯系統(tǒng)操作系統(tǒng)(OperatingSystem):OS是各種軟件的核心與基礎(chǔ)功能:cpu管理、存儲管理、文件管理、設(shè)備管理、作業(yè)管理常用的OS:

MS-DOS、Windows、Unix、Linux操作系統(tǒng)用戶源程序裸機編譯系統(tǒng)和高級語言環(huán)境用戶源程序1.0

計算機簡介目前十九頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.1.1程序設(shè)計語言一、程序的概念二、計算機軟件程序是計算任務(wù)的處理對象和處理規(guī)則的描述。計算機軟件=程序+文檔1.計算機處理的任務(wù)都是計算任務(wù)。2.處理對象是數(shù)據(jù)。3.處理規(guī)則是指處理的動作和步驟。三、軟件語言軟件語言是書寫計算機軟件的語言目前二十頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.1.1程序設(shè)計語言四、程序設(shè)計語言程序設(shè)計語言是用于書寫計算機程序的語言。基本成分：1.數(shù)據(jù)成分：描述程序所涉及的數(shù)據(jù)2.運算成分：描述程序所包含的運算3.控制成分：表達(dá)程序的控制構(gòu)造4.傳輸成分：表達(dá)程序的數(shù)據(jù)傳輸判斷程序設(shè)計語言=軟件語言目前二十一頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.1.1程序設(shè)計語言五、程序設(shè)計語言的發(fā)展

機器語言

二進制代碼表示的計算機能直接識別和執(zhí)行的一種機器指令集合。執(zhí)行速度快，但較難掌握，不同型號的計算機，其語言也不同。根據(jù)語言與硬件的關(guān)聯(lián)程度，程序設(shè)計語言分為：低級語言和高級語言發(fā)展過程是從低級到高級目前二十二頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.1.1程序設(shè)計語言2.匯編語言用助記符號描述的指令系統(tǒng)。如:ADDa,b匯編語言機器不能直接執(zhí)行,必須翻譯成機器語言，較難掌握。匯編語言機器語言編譯不能直接執(zhí)行較為簡單，一一對應(yīng)替換目前二十三頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.1.2程序設(shè)計3.高級語言接近于自然語言的計算機程序設(shè)計語言。不能直接運行，需要轉(zhuǎn)換為機器語言。通常有解釋和編譯兩種。使用較普遍的高級語言：FORTRAIN,ALGOL,BASIC,PASCAL,C,C++,JAVA,Delphi等。高級語言機器語言解釋編譯類似于自然語言需要專門的編譯器、解釋器，過程較為復(fù)雜。目前二十四頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.1.2程序設(shè)計三種語言的比較高級語言匯編語言機器語言目前二十五頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.1.2程序設(shè)計六、程序設(shè)計的具體步驟：方案確定：建立問題的數(shù)學(xué)模型算法描述：描述處理規(guī)則數(shù)據(jù)描述：描述處理對象編寫程序（編碼）：轉(zhuǎn)換為程序語言程序測試：檢測程序的正確性注：編寫程序只是程序設(shè)計的一個步驟，不等于程序設(shè)計目前二十六頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.1.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(DataStructure)：計算機存儲、組織數(shù)據(jù)的方式。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一般包括三個方面的內(nèi)容：數(shù)據(jù)之間的邏輯關(guān)系，也稱數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)(LogicalStructure)數(shù)據(jù)元素及其關(guān)系在計算機存儲器內(nèi)的表示，稱為數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)（StorageStructure）數(shù)據(jù)的運算，即對數(shù)據(jù)施加的操作。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)=邏輯結(jié)構(gòu)+存儲結(jié)構(gòu)+運算目前二十七頁\總數(shù)五十一頁\編于六點1.1.4算法概述一、算法的概念及特性1、算法的概念廣義上講，算法就是為解決一個問題而采取的方法和步驟。對同一個問題可能有不同的解決方法和步驟，即不同的算法為了快速有效的解決問題，在保證算法正確的基礎(chǔ)上，還要考慮算法的質(zhì)量，選擇較優(yōu)的算法。（方法簡單，運算步驟少，運算快，內(nèi)存開銷小的算法）目前二十八頁\總數(shù)五十一頁\編于六點數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法=程序?qū)?shù)據(jù)的描述對操作的描述2、計算機算法的分類：(1)數(shù)值運算算法----用于求數(shù)值解，如求解一個多元方程(2)非數(shù)值運算算法----多用于管理領(lǐng)域，如圖書管理著名計算機科學(xué)家沃思提出的一個公式：1.1.4算法概述目前二十九頁\總數(shù)五十一頁\編于六點有窮性：空間有窮：一個算法包含有限的操作步驟；時間有窮：算法可以在合理的時間內(nèi)運行完。確切性：算法中的每一個步驟是確定的，含義是唯一的可行性：算法中每一個步驟是可行的。有零個或多個輸入有一個或多個輸出3、算法的五大特性1.1.4算法概述目前三十頁\總數(shù)五十一頁\編于六點例1-1：對于給定的有序數(shù)列{3，5，11，17，21，23，28，30，32，50}，如何查找30這個數(shù)據(jù)元素。1.1.4算法概述算法一：將30按順序與給定數(shù)列逐一比較直到找到為止。這種算法在最壞的情況可能需要比較整個序列。算法二：查找過程中采用跳躍式方式查找，即先以有序數(shù)列的中點位置為比較對象，如果要找的元素值小于該中點元素，則將待查序列縮小為左半部分，否則為右半部分。通過一次比較，將查找區(qū)間縮小一半。目前三十一頁\總數(shù)五十一頁\編于六點遞推法遞歸法窮舉搜索法貪婪法分治法動態(tài)規(guī)劃法迭代法4、算法設(shè)計與分析常用的方法1.1.4算法概述目前三十二頁\總數(shù)五十一頁\編于六點一、

算法的表示方法常用的算法表示方法：自然語言、流程圖、N-S圖、偽代碼、程序語言等。1、自然語言表示法用自然語言描述的算法。例1-2:用自然語言表示求兩個數(shù)的和(如2+3)1.2算法表示方法Step1:將輸入的第一個數(shù)2存入xStep2:將輸入的第二個數(shù)3存入yStep3:將x和y相加的結(jié)果存入zStep4:輸出結(jié)果z通俗易懂，比較冗余，容易出現(xiàn)歧義目前三十三頁\總數(shù)五十一頁\編于六點2、流程圖表示法用圖框表示各種操作，用箭頭表示算法流程

1.2算法表示方法調(diào)用子程序雙邊矩形框循環(huán)尖頭框流程的起點或終點圓弧邊框判斷菱形輸入或輸出平行四邊形連接點圓形處理功能矩形流向或路徑箭頭含義名稱符號目前三十四頁\總數(shù)五十一頁\編于六點2、流程圖表示法用圖框表示各種操作，用箭頭表示算法流程

用流程圖表示求兩個數(shù)的和1.2算法表示方法開始Zx+y結(jié)束輸出z輸入x輸入y直觀形象,易于理解流程線沒有嚴(yán)格限制。目前三十五頁\總數(shù)五十一頁\編于六點C語言是一種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計語言，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計主要采用自上而下、逐步細(xì)化的方法。結(jié)構(gòu)化程序有三種基本結(jié)構(gòu)：①順序結(jié)構(gòu)②選擇結(jié)構(gòu)③循環(huán)結(jié)構(gòu)ABPAB成立不成立不成立AP成立AP成立不成立“當(dāng)型”循環(huán)“直到型”循環(huán)1.2.2流程圖表示法目前三十六頁\總數(shù)五十一頁\編于六點傳統(tǒng)的程序流程圖例圖結(jié)束輸入a,b,ca>b?b>c?a>c?輸出c輸出b輸出c輸出a開始YNYYNN目前三十七頁\總數(shù)五十一頁\編于六點即結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計流程圖，提供了描述三種基本邏輯結(jié)構(gòu)的圖形工具，與傳統(tǒng)的程序流程圖對照描述如下：1、順序結(jié)構(gòu)A模塊B模塊A模塊B模塊1.2.3N-S圖表示法(b)N-S圖表示(a)流程圖表示目前三十八頁\總數(shù)五十一頁\編于六點2、選擇結(jié)構(gòu)（分支結(jié)構(gòu)）A模塊B模塊判斷條件成立嗎？判斷條件成立嗎？成立不成立A模塊B模塊1.2.3N-S圖表示法(b)N-S圖表示(a)流程圖表示目前三十九頁\總數(shù)五十一頁\編于六點由分支結(jié)構(gòu)派生出來的多分支結(jié)構(gòu)A1塊判斷條件成立嗎？A2塊An塊…1.2.3N-S圖表示法(a)流程圖表示(b)N-S圖表示K=?K1K2…KnA1塊A2塊…An塊目前四十頁\總數(shù)五十一頁\編于六點3、循環(huán)結(jié)構(gòu)a.當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)：先判斷循環(huán)條件是否滿足，當(dāng)條件滿足，執(zhí)行一遍循環(huán)體，再判斷循環(huán)條件，仍滿足再執(zhí)行一遍循環(huán)體……直到不滿足條件，則退出循環(huán)，執(zhí)行循環(huán)體后的下一語句。若第一次判斷條件就不滿足，則一次也不執(zhí)行循環(huán)體。循環(huán)體循環(huán)條件滿足嗎？不滿足滿足1.2.3N-S圖表示法(b)N-S圖表示(a)流程圖表示循環(huán)體循環(huán)條件滿足嗎？目前四十一頁\總數(shù)五十一頁\編于六點(b)N-S圖表示b.直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)：先執(zhí)行一遍循環(huán)體，再判斷循環(huán)條件是否滿足，如不滿足再執(zhí)行一遍循環(huán)體……直到條件滿足，則退出循環(huán)，執(zhí)行循環(huán)體后的下一語句。這種循環(huán)結(jié)構(gòu)至少要執(zhí)行一遍循環(huán)體。不滿足滿足循環(huán)體循環(huán)條件滿足嗎？1.2.3N-S圖表示法(a)流程圖表示

直到循環(huán)條件滿足為止循環(huán)體目前四十二頁\總數(shù)五十一頁\編于六點2、N-S流程圖表示法ABAB成立不成立P

A當(dāng)P成立

直到P不成立

A①順序結(jié)構(gòu)②選擇結(jié)構(gòu)③循環(huán)結(jié)構(gòu)“當(dāng)型”循環(huán)“直到型”循環(huán)1.2.3N-S圖表示法目前四十三頁\總數(shù)五十一頁\編于六點例

描述求n!的值的算法1.2.3N-S圖表示法F=1,i=1開始輸入ni≤n?F=F*i輸出F結(jié)束

i=i+1目前四十四頁\總數(shù)五十一頁\編于六點例：輸入10個數(shù)，找出其中最大的數(shù)，并輸出。step6:

若i<=9，則返回step3，繼續(xù)執(zhí)行，否則輸出max中的數(shù)，此時max中的數(shù)即為最大數(shù)。step1:輸入一個數(shù)，存放在一個變量max中；step2:設(shè)置用來累計比較次數(shù)的計數(shù)器i(也是一個變量)1i；step3:輸入一個數(shù)，存放在另一個變量x中；step5:i增加1，即i+1i；否則，max的值不變；step4:比較max和x中的數(shù)，若x>max，則將x的值送入max,目前四十五頁\總數(shù)五十一頁\編于六點輸入一個數(shù)max1i輸入x

xmax?是否xmaxi+1i當(dāng)i<=9輸出max#include<stdio.h>voidmain(){intx,max,i;scanf(“%d”,&max);i=1;do{scanf(“%d”,&x);if(x>max)max=x;