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1、
程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言一般可分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言三類(lèi)。
機(jī)器語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)的中央處理器可以直接識(shí)別并執(zhí)行的語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言是以0或1二進(jìn)制代碼表示的指令集合,其特點(diǎn)是程序執(zhí)行效率高,但通用性差,直觀性差,并且難懂、易錯(cuò)。
匯編語(yǔ)言是用較直觀、容易記憶和書(shū)寫(xiě)的助記符表示二進(jìn)制指令的操作碼及操作數(shù),又稱(chēng)作符號(hào)語(yǔ)言。匯編指令與機(jī)器指令基本上是一一對(duì)應(yīng)的。匯編語(yǔ)言必須通過(guò)“匯編程序”將其翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序(目標(biāo)程序)后才能使計(jì)算機(jī)接收并執(zhí)行。
機(jī)器語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言都是面向機(jī)器、依賴(lài)于硬件本身而設(shè)計(jì)的語(yǔ)言,它們都依賴(lài)于硬件并與計(jì)算機(jī)硬件相關(guān),不同種類(lèi)的計(jì)算機(jī)其機(jī)器語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言也不相同。機(jī)器語(yǔ)言
2、與匯編語(yǔ)言又被稱(chēng)為低級(jí)語(yǔ)言。
高級(jí)語(yǔ)言是獨(dú)立于具體的計(jì)算機(jī)硬件、接近于人類(lèi)的自然語(yǔ)言(英語(yǔ))和數(shù)學(xué)語(yǔ)言符號(hào)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。
高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序稱(chēng)作源程序,計(jì)算機(jī)不能直接識(shí)別和執(zhí)行,必須經(jīng)過(guò)語(yǔ)言處理程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序(目標(biāo)程序),才能為計(jì)算機(jī)所執(zhí)行。
高級(jí)語(yǔ)言通用性和可移植性好,并且便于人類(lèi)閱讀與維護(hù)。
計(jì)算機(jī)將源程序翻譯成目標(biāo)程序有兩種方式:編譯方式和解釋方式。
編譯方式是通過(guò)編譯程序?qū)⒃闯绦虻娜空Z(yǔ)句翻譯成目標(biāo)程序,再經(jīng)過(guò)連接程序的連接形成可執(zhí)行程序,其特點(diǎn)是速度快。
解釋方式是使用解釋程序?qū)⒃闯绦蛑姓Z(yǔ)句逐條翻譯成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的機(jī)器代碼,翻譯一條,執(zhí)行一條,邊解釋邊執(zhí)行,
3、在解釋方式下將不產(chǎn)生目標(biāo)程序代碼,其特點(diǎn)是執(zhí)行速度慢,但人機(jī)對(duì)話性強(qiáng),對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)比較易懂易學(xué)。
指令是由二進(jìn)制代碼表示的、能使計(jì)算機(jī)完成某一基本操作的命令。一種計(jì)算機(jī)所能識(shí)別并執(zhí)行的全部指令的集合稱(chēng)作該種計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。
計(jì)算機(jī)指令一般由操作碼和操作數(shù)兩部分組成。
操作碼表示該指令要計(jì)算機(jī)執(zhí)行的基本操作,操作數(shù)是指參與操作的具體數(shù)據(jù)。
計(jì)算機(jī)程序是一組精確地告訴計(jì)算機(jī)執(zhí)行什么操作和什么時(shí)候執(zhí)行操作的連續(xù)指令集,由于各項(xiàng)任務(wù)的復(fù)雜程度和時(shí)間長(zhǎng)度存在差異,因此計(jì)算機(jī)程序的大小也各不相同。
馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的工作原理就是“存儲(chǔ)程序和程序控制”。為了完成某一特定的任務(wù),首先將編寫(xiě)好
4、的程序以及程序運(yùn)行所需的數(shù)據(jù)通過(guò)輸入設(shè)備輸入到計(jì)算機(jī)中并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中,然后在程序控制下逐條執(zhí)行程序中的每條指令。
軟件是指計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)所需的程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)資料的總和。
只有硬件而無(wú)軟件的計(jì)算機(jī)稱(chēng)作“裸機(jī)”,它不能做任何工作。“裸機(jī)”與軟件相結(jié)合才能構(gòu)成一臺(tái)完整的、可以進(jìn)行正常工作的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
軟件的發(fā)展依賴(lài)于硬件作基礎(chǔ),但軟件的發(fā)展反過(guò)來(lái)又能促進(jìn)硬件的發(fā)展,它們之間是相互依存、相互支持、在一定條件下又可以相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系。
軟件可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類(lèi)。
系統(tǒng)軟件是指控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)硬件及其外部設(shè)備、支持應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的軟件。有了系統(tǒng)軟件,我們就不必直接和計(jì)算機(jī)
5、硬件打交道,而是通過(guò)系統(tǒng)軟件來(lái)間接地使用計(jì)算機(jī)硬件資源,這樣不僅方便了用戶,而且提高了機(jī)器的工作效率。
操作系統(tǒng)OS:用來(lái)控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源、合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程并方便用戶充分且有效地使用計(jì)算機(jī)資源的程序集合。
設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序:幫助操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)中的硬件組件進(jìn)行通信的應(yīng)用程序,與硬件和操作系統(tǒng)直接交互
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,主要用來(lái)管理計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)備。
應(yīng)用軟件是為了解決各種具體的實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題而編制的程序。由于計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,應(yīng)用軟件的種類(lèi)也特別多,常見(jiàn)的有科學(xué)計(jì)算程序、文字處理軟件、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件包(CAD)等。
在計(jì)算機(jī)中,為了解決
6、一個(gè)問(wèn)題,程序需要執(zhí)行一系列的步驟,這個(gè)解決問(wèn)題的步驟序列就稱(chēng)作算法,即算法是指解決問(wèn)題的方法和步驟。
算法的目的是要將解決問(wèn)題的方法與步驟的邏輯描述清楚,所以,表示算法的方法很多,常用表示方法有:文字描述、流程圖、偽代碼等。
文字描述方式就是將算法的步驟與邏輯通過(guò)文字表達(dá)出來(lái)。使用文字描述算法符合人們的日常邏輯習(xí)慣,容易表達(dá),但是,由于文字的多義性(尤其是中文),這種表示方式容易產(chǎn)生邏輯的歧義,而且不夠直觀。
流程圖是指利用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)來(lái)描述程序處理的步驟,其特點(diǎn)是直觀易讀。使用流程圖表示算法直觀、清晰,因此在程序開(kāi)發(fā)中被廣泛使用。流程圖包括一個(gè)基本符號(hào)集合,其中每個(gè)符號(hào)表示算法
7、中指定類(lèi)型的操作,如下表所示。
圖形符號(hào)
名稱(chēng)
說(shuō)明
? 圓角矩形
起止框
表示一個(gè)算法的開(kāi)始或結(jié)束
平行四邊形
輸入/輸出框
表明算法需要輸入或輸出的數(shù)據(jù)
矩形?
運(yùn)算處理框
表明算法要進(jìn)行的運(yùn)算處理
菱形
判斷框
通過(guò)條件判斷,決定算法流程的走向
橢圓
連接圈
把流程圖中的某個(gè)步驟和同一頁(yè)上的另一個(gè)步驟連接起來(lái)的頁(yè)內(nèi)連接符
箭頭
流程線
表示算法的執(zhí)行方向
偽代碼使用簡(jiǎn)單易懂的語(yǔ)言符號(hào)表示算法,其優(yōu)點(diǎn)是可讀性好,程序細(xì)節(jié)表達(dá)清楚,并便于檢測(cè)、修復(fù)錯(cuò)誤,相比流程圖更接近實(shí)際代碼。
某些問(wèn)題的解決算法是按順序進(jìn)行的,即做完步驟A就順序做
8、步驟B,這種邏輯結(jié)構(gòu)稱(chēng)作順序結(jié)構(gòu)。
需要對(duì)給定的條件進(jìn)行判斷,然后根據(jù)判斷結(jié)果在兩種解決方法選擇一種的方法的邏輯結(jié)構(gòu)稱(chēng)作分支結(jié)構(gòu),也稱(chēng)作選擇結(jié)構(gòu)。
重復(fù)執(zhí)行某些步驟的程序結(jié)構(gòu)稱(chēng)作循環(huán)結(jié)構(gòu)。
程序員使用高級(jí)語(yǔ)言,按照指定的語(yǔ)法和關(guān)鍵字編寫(xiě)程序(源程序),然后使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境提供的編譯器將源程序編譯成目標(biāo)程序,交付用戶使用。
計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行過(guò)程都是類(lèi)似的,即:程序運(yùn)行后,由用戶輸入程序執(zhí)行必需的數(shù)據(jù),程序處理該數(shù)據(jù),最后將處理結(jié)果輸出到顯示器上顯示或通過(guò)打印機(jī)打印在紙上,這樣的執(zhí)行過(guò)程被稱(chēng)作“輸入—處理—輸出”過(guò)程。
輸入階段是計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行的第一個(gè)階段,在該階段中,程序要求用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)的輸入設(shè)備輸入程序執(zhí)行必需的數(shù)據(jù)。
在程序的處理階段,程序?qū)τ脩粼谳斎腚A段輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算、處理。
輸出階段一般是程序的執(zhí)行最后階段,在輸出階段中,計(jì)算機(jī)程序?qū)⑼ㄟ^(guò)顯示器或打印機(jī)等輸出設(shè)備輸出經(jīng)過(guò)處理后的信息。
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