第一章程序设计语言PPT课件

1.2 程序设计语言的发展简史 1.3 对程序语言影响的主要因素 1.4 好语言的特征 1.5 程序设计语言的基本计算模型 1.6 语言标准 1.7 编程环境
4
1.1 为什么学习程序设计语言？
增强设计高效率算法的能力；(如 递归）
提高对现存程序语言的运用能力； 增加有用程序结构的词汇表； 可以对程序语言有更好的选择； 更容易学习新语言； 更容易设计出一种新语言；
控制等领域。
12
+
命令式语言：寄存器 为一系列的“盒子”
13
应用式语言（函数式语言）
–以数据为驱动的强调程序（函数）执行的初始状态 和处理（输出）结果。
–不是将计算看成连续的机器状态的转换，而是看成 为了得到答案而应用于数据的连续的函数转换。其 一般语法形式为：
functionn(…function2(function1(data))…)
2
[重点和难点]： 本章的重点是：程序设计语言的基本概念；好的 程序语言的基本特征； 本章的难点是：程序设计语言的一般计算模型；
[知识点]： 程序；算法；数据结构；机器语言；汇编语言； 高级语言；翻译；可读性；可维护型；使用代价； 计算模型；
3
第1章 程序语言设计问题
1.1为什么学习程序设计语言（学习程序语言 有何作用）？
5）程序的易验证性：语义和语法的简单性是简 化程序验证的一个基本要素。
6）编程环境：集成化的编程环境。如VB、VC、 VJ、JBuilder、Delphi等。
10
7) 可移植性：能将一台机器上开发的程序在另一 台机器上运行。如Java程序。
8）使用代价
– 程序执行代价：运行时占用系统资源代价。如 今，不是关心的主要问题。
– 翻译的代价：翻译的速度和占用系统资源代价， 对于教学性的语言较为强调。
– 程序创建、测试和使用的代价：程序员设计、
编码、调试、修改、集成、测试和使用时投入
的总时间与工作量。这是目前最关心的代价之 一。如Perl，Smalltalk
– 程序维护的代价：在程序的使用过程中对程序
反复修改、修复和升级扩充所花费的代价。这
返回
7
1.3 对程序语言影响的主要因素
1）计算机性能：计算机性能价格比在不断提 高，嵌入了OS，使用高级语言成为可能。
2）应用：从军事、科技、商业、工业领域—> 计算机游戏、个人计算机，乃至各个领域。
3）编程方法：简单程序—>复杂程序； 技巧性—>可读性。
4）实现方法：设计新的数据结构和算法， 实现高效性—>可维护性。
正交性的好处：需要记忆的特殊情况较少，易于学 习和编程。缺点：可能包含逻辑不连贯性的特征组 合。
9
3）应用的自然性：使得程序结构能够反映出算 法的逻辑结构基础。理想情况下，能够将程序 设计直接转化成正确的反映算法结构的程序语 句(自然语言描述的算法可直接转化成程序语句)。
4）抽象性的支持：能够支持抽象性的数据结构 （如包含有“学生、班级、教师、教室”等成 员的记录Record，结构Struct等）以及抽象的 操作（如给一个班级分配教室）。程序员的一 项重要工作就是：设计抽象类、实现抽象类。
+
=
程序 算法 数据结构
返回
5
1.2 程序语言发展简史
机器语言—>汇编语言—>高级语言;
基于数字计算的语言，如Fortran;
基于商业语言，如COBOL; 人工智能语言，如LISP; 系统语言，如C语言;
} 机器语言低级语言汇编语言翻译 高级语言 执行语言
6
语言的应用领域
商业：COBOL,C++,Java,Excel,Delphi 科学：Fortran,C,C++,Java,Delphi,Basic 系统：C,C++,Java,Ada 人工智能：LISP,Prolog 出版：Tex,Postscript,Word 处理：Unix shell,TCL, Perl, Javascript
–类似于命令式语言，但语句不是连续的，启用条件 决定语句的 执行顺序。其一般语法形式为：
启用条件1
动作1
启用条件2
动作2
……
–该模型可看作是应用于数据的一个过滤器集合。通 过使用过滤器来改变状态。其操作过程如图所示。
网络教学
Programming Language Design and Implementation
程序设计语言
1
第1章 程序语言设计问题
[学习目标]：初步掌握程序语言的基本概念，了 解程序语言的发展；了解编程环境对语言的影响。 -理解学习程序设计语言的作用； -了解几种语言的特点； -了解对程序语言影响的主要要素； -了解语言标准问题； -学习程序设计语言的基本计算模式；
–该模型可看成是一个以原始数据作为输入，对内存 进行操作以产生答案的透镜。其操作过程如图所示
–模型的优点：较好的灵活性和可靠性。 –语言实例：侧重于人工智能的LISP,ML语言等。 –应用领域：人工智能。
14
应用式语言：改变 内存中数据的访问方式
透镜
+
15
基于规则语言（逻辑编程语言）
–以条件作为驱动而执行相应动作的语言。规则=条 件+动作
5）理论研究：采用形式化的数学方法进行语 言数据结构、算法等设计、实现方面的研究。 6）标准化：强调可移植性。
返回
8
1.4 好语言的特征
1）透明性、简单性和统一性：从语法上的区别就能 体现语义上的区别。
2）正交性：是指能将一种语言的各种特征以所有可 能的情况加以组合，并且每一种组合均有意义。例， 假设某种语言（如C）提供了能够产生值的表达式， 而且也提供了条件语句以计算一个表达式的值是真 或假。如果任何一个表达式在条件语句中都能使用 （和计算），那么这种语言中的这两个特征，即表 达式和条件语句就具有正交性。
是目前最关心的代价之一。
返回11
1.5 程序设计语言的基本计算模型
命令式语言（过程式语言）
–是命令驱动和面向语句的语言。 –程序由一系列的语句组成，其一般语法形式为：
语句1； 语句2； ……
–每条语句执行的结果是的计算机改变一个或多个存 储单元的值，即进入一个新的状态。其操作过程如 图所示。
–模型的优点：效率较高。 –语言实例：C,Pascal,Fortran,COBOL等。 –应用领域：科学计算、系统设计、商业应用、工业