一、计算机之程序设计

1.1计算机的概念

计算机是根据指令操作数据的设备

• 1、功能性
  对数据的操作，表现为数据计算、输入输出处理和结果储存等
• 2、可编程性
  根据一系列指令自动的、可预测的、准确的完成操作者的意图

1.2 计算机的发展

计算机的发展是参照摩尔定律，表现为指数方式

• ——计算机硬件所依赖的集成电路规模参照摩尔定律发展
• ——计算机运行速度因此也接近集合几何级数快速增长
• ——计算机高效支撑的各类运算功能不断丰富发展
• ——当今世界，唯一长达50年有效按照指数发展的技术领域
• ——计算机深刻改变人类社会，甚至可能改变人类本身
• ——可预见的未来30年，摩尔定律还将持续有效

1.1.2 摩尔定律 Moore‘s Law

• ——Intel公司创始人之一戈登·摩尔在1965年提出
• ——单位面积即成电路上可容纳晶体管的数量约每两年翻一番
• ——CPU/GPU、内存、硬盘、电子产品价格都遵循摩尔定律

1.3程序设计

程序设计是计算机可编程性的体现

• ——程序设计，亦称编程，深度应用计算机的主要手段
• ——程序设计已经成为了当今社会需要量最大的职业技能之一
• ——很多岗位都将被计算机程序接管，程序设计将是生存技能

1.4程序设计语言

程序设计语言是一种用于交互(交流)的人造语言

• ——程序设计语言，亦称编程语言，程序设计的具体实现方式
• ——编程语言比自然语言更简单、更严谨、更精确
• ——编程语言主要用于人类和计算机之间的交互
  编程语言语言种类很多，但生命力强劲的却不多
• ——编程语言超过600种，绝大部分不再被使用
• ——C语言诞生于1972年，他是第一个被广泛使用的编程语言
• ——Python语言诞生于1990年，他是最流行最好用的编程语言之一

1.5编程语言的执行方式

计算机执行源程序的两种方式：编译和解释

1.5.1 编译语言

• ——源代码：采用某种编程语言编写的计算机程序，人类可读性高

 1、result=2+3

• ——目标代码：计算机可直接执行，人类不可读(专家除外)

1、11010010 00111011

执行编译的过程的程序叫做编译器

1.5.2 解释型语言

将源代码逐条转换成目标代码同时逐条运行的过程

执行解释过程的程序叫做解释器

1.5.3 编译器和解释器的区别：

• ——编译器(compiler):一次性翻译，之后不需要源代码（类似英文翻译）
• ——每次程序运行时随着翻译执行（类似实时的同声传译）

1.6静态语言和脚本语言

根据执行方式不同，编程语言分为两类

• 静态语言：使用编译执行的编程语言
  C/C++、Java
• 脚本语言：使用解释执行的编程语言
  Python语言、JavaScript语言、PHP语言。
  执行方式不同，优势各有不同
• 静态语言：编译器一次性生成目标代码，优化更充分(程序运行速度更快)
• 脚本语言：执行程序时需要源代码，维护更灵活(源代码在维护灵活，跨多个操作系统)

1.7 IPO

程序的基本编写方法

• I:Input 输入，程序的输入
• P:Process 处理，程序的主要逻辑
• O:Output 输出，程序的输出

1.8 问题的计算部分

一个待解决问题中，可以用程序辅助完成的部分

• 计算机只能解决计算问题，即问题的计算部分
• 一个问题可能有多种角度理解，产生不同的计算部分
• 问题的计算部分一般都有输入、处理和输出过程

1.9 编程解决问题的步骤

• 1、分析问题:分析问题的计算部分，想清楚
• 2、划分边界:划分问题的功能边界，规划IPO
• 3、设计算法:设计问题的求解算法，关注算法
• 4、编写程序:编写问题的计算程序，编程序
• 5、调试测试:调试程序使正确运行，运行调试
• 6、升级维护:适应问题的升级维护，更新完善

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