大学计算机基础之算法与程序设计基础教学课件

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4.程序的三种基本结构
（1）顺序结构 程序按照语句的书写次序顺序执行。
A
如： r=15; s=3.1415*r*r; print s;
B
先执行A操作，再执行B操作，两者是顺序执行关系。
（2）选择结构
通过判断特定条件，选择一个分支执行。
P
成立
不成立
成立
P
不成立
如： if(a>10) 语句 x=a; print x;
数值算法：主要解决一些工程上的数值计算问题，其特点
是运算复杂且有少量的输入、输出。例如数值积分、数值求 解微分方程等。
非数值算法：用于对大量数据的处理，其特点是运算简单
且有大量的输入、输出。例如对图书检索、工资管理等。
2.算法的基本特征
算法是一个有穷规则的集合，它产生结果并在有限的时 间内终止。这些规则确定了解决某类问题的一个运算序列。
当P条件成立时，执行语句 操作，否则跳过语句操作
如： if(a>b) A x=a; else x=b;
当P条件成立时，执行A操作，否则执行B操作
B
print x;
（3）循环结构 在给定条件下，反复执行循环体，直到条件 不满足为止。如，重复做某事，小学生抄写单词。
1) 当型循环结构
不成立
P
成立
如： while(i<=10) { s=s+i; i++; }
算法的基本特征：
有穷性：算法必须在执行有限个操作后终止； 确定性：算法中每一步的含义必须是确切的，不能出
现任何二义性； 有效性：算法中的每一步操作都应该能有效执行，一 个不可执行的操作是无效的； 有零个或多个输入：执行算法时，从外界获得必要的 信息； 有一个或多个输出：算法的结果就是输出，可以是返 回的数值，或某些操作（例如打印输出）。
1. 算法的定义 算法(algorithm)是对特定问题求解步骤的一种描述，是一 组如何做某件事情的指令，是一组有序的动作。算法是处理 解决问题的思路及办法，是程序的灵魂。 算法无处不在 • 小学生作业 • DIY家具的组装说明 • 洗衣机使用说明 • 飞机安全出口上的说明 • 问路
算法的分类
在计算机领域中，将解决不同性质问题的算法划分成为不 同的类型。
并可以反复运行。
编译方式执行速度快，但修改源程序后必须重新编译。 大多数高级语言都采用编译方式。
（2）编译方式
编译方式的工作过程示意图： 数据
目标程序
高级语言 源程序 编译 程序 编译阶段 机器语言 目标程序 + 运行子程序 执行阶段 运行 结果
生成机器语言目标程序的编译方式
6.2 算法基础
6.2.1 算法的概念与特征
A
Biblioteka Baidu
当P条件成立时，反复执行A,直到P不成立为止。
2) 直到型循环结构
A
成立 P
不成立
先执行A操作，再判断P是否成立，若P成立，再执 行A，直到P不成立为止。
5.程序设计语言
程序设计语言分类:
机器语言 汇编语言 高级语言
• 面向过程的语言：Basic、C语言、FORTRAN、Pascal • 面向对象的语言：VB、C++、Java、Delphi、Python
高级语言源程序
计算结果
（2）编译方式 编译方式的翻译工作由编译程序完成。编译程序对源程序
进行编译处理，产生一个与源程序等价的目标程序。
目标程序不能直接运行，需要使用连接程序将目标程序与 程序中用到一些库函数或调用其他程序段组装在一起，才能 够形成一个完整的可执行程序。 产生的可执行程序可以脱离编译程序和源程序独立存在，
语言处理程序
高级语言的翻译程序有两种工作方式：一种是解释方式， 另一种是编译方式。 （1）解释方式 解释方式的翻译工作由解释程序来完成。在这种方式下， 解释程序对源程序逐条地进行分析，若没有发现错误，则将 该语句翻译成一个或多个机器指令，然后立即执行这些指令； 当发现错误时，会立即停止并给出错误提示。解释方式边解 释边执行，不产生目标程序。其工作过程如图所示。 解释程序
• 目的性 程序有明确的编写目的，运行时完成赋予它的功能。 • 分步性 程序由一系列计算机可执行的步骤组成，执行这些步骤可以 完成其复杂的功能。 • 有序性 程序的执行步骤是有序的，必须严格按其执行顺序执行，不 可随意改变。 • 有限性 程序是有限的指令序列，所包含的步骤是有限的。 • 操作性 有意义的程序能对某些对象进行操作，使其改变状态，完成 其功能。
（1）变量、运算符、表达式 变量：程序中定义的、存储参与运算的数据和中间结果的单元 运算符：程序中规定的进行各种运算的描述符号。 如 +、-、*、/、<=、== 表达式：程序中由常量、变量、函数和运算符组成的式子。 如 c=2*3.14*r （2）数据类型 基本数据类型：如整型、实型、字符型等。 复合数据类型：由基本类型组成，如数组、结构体、文件等。 (3) 程序的控制结构 顺序结构、选择结构、循环结构
关于数据的操作
◦ 赋值
迁移数据
数据是从一个变量被复制到另一个变 量，原来变量仍保存那个数据 如果目的变量已经保存了数据，则迁 移过来的数据将会覆盖旧的数据。
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◦ 赋值
如何将A、B变量的数据互换？（用“x = y”表示将变量y的 数据赋值给变量x）
完成移动后，T保存什么数据？
1. T = A 2. A = B 3. B = T
大学计算机基础
第六章 算法与程序设计基础
主要内容 6.1 程序设计概述 6.2 算法基础 6.3 数据的组织结构 6.4 问题求解与程序设计方法 6.5 Raptor可视化工具
6.1 程序设计概述
6.1.1 程序设计的概念
1. 什么是程序
程序（program）是指按照一定的顺序安排工作的操作序 列，即完成某些工作的具体步骤。 计算机程序是计算机为完成某一任务所必须执行的一系 列指令的有序集合，是用计算机语言对所要解决问题进行完 整而准确的描述。程序表达了人的思想，体现了程序员要求
计算机执行的操作，也是程序设计的最终结果。
程序设计应该包括两个方面的内容:
程序设计＝算法＋数据结构
• 算法：为解决某个问题而采取的方法和步骤的描述。 • 数据结构：对程序中数据的描述。 程序设计的一般过程:
分析问题 建立数据模型 确定数据结构和算法 编写程序 运行和调试程序
2. 程序的特性