程序设计基础知识点

第三部分程序设计基础

3.1 程序、程序设计、程序设计语言的定义

⑴程序：计算机程序，是指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，或者可以被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。

⑵程序设计：程序设计是给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。程序设计往往以某种程序设计语言为工具，给出这种语言下的程序。程序设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。

⑶程序设计语言：程序设计语言用于书写计算机程序的语言。语言的基础是一组记号和一组规则。根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。在程序设计语言中，这些记号串就是程序。程序设计语言有3个方面的因素，即语法、语义和语用。

3.2 高级语言和低级语言的概念及区别

⑴高级语言：高级语言（High-level programming language）是高度封装了的编程语言，与低级语言相对。它是以人类的日常语言为基础的一种编程语言，使用一般人易于接受的文字来表示

（例如汉字、不规则英文或其他外语），从而使程序编写员编写更容易，亦有较高的可读性，以方便对电脑认知较浅的人亦可以大概明白其内容。

⑵低级语言：低级语言分机器语言（二进制语言）和汇编语言（符号语言），这两种语言都是面向机器的语言，和具体机器的指令系统密切相关。机器语言用指令代码编写程序，而符号语言用指令助记符来编写程序。

⑶区别：

高级语言：实现效率高，执行效率低，对硬件的可控性弱，目标代码大，可维护性好，可移植性好

低级语言：实现效率低，执行效率高，对硬件的可控性强，目标代码小，可维护性差，可移植性差

了解知识：CPU运行的是二进制指令，所有的语言编写的程序最终都要翻译成二进制代码。越低级的语言，形式上越接近机器指令，汇编语言就是与机器指令一一对应的。而越高级的语言，一条语句对应的指令数越多，其中原因就是高级语言对底层操作进行了抽象和封装，使编写程序的过程更符合人类的思维习惯，并且极大了简化了人力劳动。也就是说用高级语言写一句，会被转换成许多底层操作，大部分的工作交给了负责转换的机器（即编

译器），从而人力得到了解放。

3.3 编译程序的概念及作用

⑴编译程序（Compiler，compiling program）也称为编译器，是指把用高级程序设计语言书写的源程序，翻译成等价的机器语言格式目标程序的翻译程序。

⑵作用：它以高级程序设计语言书写的源程序作为输入，而以汇编语言或机器语言表示的目标程序作为输出。

3.4 计算机求解问题的过程

分析问题（确定计算机做什么）→设计算法（寻找解决问题的途径和方法，即要计算机怎么做）→编写程序（将算法翻译成计算机程序设计语言）→上机运行和测试

3.5 程序正确性的含义

程序正确性证明就是采用严格的数学方法评价一个程序是否达到了预定的性能，即对于任何一组允许的输入信息，程序执行后能得到一组和这组信息对应的正确的输出信息。

3.6 程序错误的几种类型

程序错误，即英文的Bug，也称为缺陷，是指在软件运行中因为程序本身有错误而造成的功能不正常、死机、数据丢失、非正常中断等现象。

⑴语法错误

⑵逻辑错误

3.7 程序调试、程序测试的概念以及区别

⑴程序调试：是将编制的程序投入实际运行前，用手工或编译程序等方法进行测试，修正语法错误和逻辑错误的过程。这是保证计算机信息系统正确性的必不可少的步骤。编完计算机程序，必须送入计算机中测试。

⑵程序测试：(program testing)是指对一个完成了全部或部分功能、模块的计算机程序在正式使用前的检测，以确保该程序能按预定的方式正确地运行。

了解知识：程序测试的方法

灰盒测试，确实是介于白盒测试与黑盒测试之间的，可以这样理解，灰盒测试关注输出对于输入的正确性，同时也关注内部表现，但这种关注不象白盒那样详细、完整，只是通过一些表征性的现象、事件、标志来判断内部的运行状态，有时候输出是正确的，但内部其实已经错误了，这种情况非常多，如果每次都通过白盒测试来操作，效率会很低，因此需要采取这样的一种灰盒的方法。

白盒测试，又称结构测试。他的前提是可以把程序看成在一个透

明的白盒子里，测试者完全知道程序的结构和处理算法。这种方法按照程序内部逻辑设计测试用例，检测程序中的主要执行通路是否能按照预定要求正确工作。白盒测试根据软件的内部逻辑设计设施用例，常用的技术是逻辑覆盖，即考察用测试数据运行被测程序是对程序逻辑的覆盖程度。主要的覆盖标准有：语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、组合条件覆盖和路径覆盖。

黑盒测试根据关键需求说明书所规定的功能来设计测试用例，它不考虑软件的内部结构和处理算法。常用的黑盒测试技术包括等价类划分、边值分析、错误推测和因果图等。

⑶区别：

①目的不同

软件测试的目的是发现错误，至于找出错误的原因和错误发生的地方不是软件测试的任务，而是调试的任务.调试的目的是为了证明程序的正确，因此它必须不断地排除错误.它们的出发点不一样。前者是挑错，是一种挑剔过程，属于质盘保证活动。后者是排错，是一种排除过程，是编码活动的一部分。

②指导原则和方法不同

软件测试的输出是预知的，其软件测试用例必须包括预期的

结果，而调试的输出大多是不可预见的，需要调试者去解释、去发现产生的原因。

③操作者不同

因为心理状态是软件测试程序的障碍，所以执行软件测试的人一般不是开发人员，以使软件测试更客观、更有效，而调试人员一般都是开发人员.

3.8 结构化程序设计概念及类型

结构化程序设计（structured programming）是进行以模块功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则。

结构化程序设计的三种基本结构是:顺序结构、选择结构和循环结构。

顺序结构表示程序中的各操作是按照它们出现的先后顺序执行的。

选择结构表示程序的处理步骤出现了分支，它需要根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。选择结构有单选择、双选择和多选择三种形式。

循环结构表示程序反复执行某个或某些操作，直到某条件为假（或为真）时才可终止循环。在循环结构中最主要的是：什么情况下执行循环？哪些操作需要循环执行？循环结构的基本形