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40、小学信息考编常考知识点之程序设计基础知识

一、程序设计语言的概念

程序设计语言，通常称为编程语言，是一组用来编写计算机程序的语法规则。它是一种被标准化的交流技巧，用来向计算机发出指令。计算机语言让程序员能够准确地定义计算机所需要使用的数据，并精确地定义在不同情况下所应当采取的行动。

二、程序设计语言的分类

计算机语言的种类非常多，总的来说可以分成机器语言、汇编语言、高级语言三大类。

计算机所能识别的语言只有机器语言，这种计算机语言由0和1编码构成。由于这种语言非常 难于记忆和识别，因此一般用户不采用这种语言进行编程。

目前通用的编程语言是汇编语言和高级语言。

汇编语言的实质和机器语言是相同的，都是直接对硬件操作，只不过指令采用了英文缩写的标 识符，更容易识别和记忆。它同样需要编程者将每一步具体的操作用命令的形式写出来。汇编程序 通常由3部分组成:指令、伪指令和宏指令。汇编程序的每一句指令只能对应实际操作过程中的一 个很细微的动作，例如移动、自增，因此汇编源程序一般比较冗长、复杂、容易出错，而且使用汇编语 言编程需要有更多的计算机专业知识，但汇编语言的优点也是显而易见的，用汇编语言所能完成的操作不是一般高级语言所能实现的，而且源程序经汇编生成的可执行文件不仅比较小，而且执行速度很快。

高级语言是目前绝大多数编程者的选择。与汇编语言相比，它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令，并且去掉了与具体操作有关但与完成工作无关的细节，例如使用堆栈、寄存器等，这样 就大大简化了程序中的指令。同时，由于省略了很多细节，编程者也就不需要有太多的专业知识。

高级语言主要是相对于汇编语言而言，它并不是特指某一种具体的语言，而是包括了很多编程 语言，如目前流行的VB、VC、FOXPr0、Delphi等，这些语言的语法、命令格式都各不相同。

高级语言所编制的程序不能直接被计算机识别，必须经过转换才能被执行，按转换方式可将它 们分为两类:解释类和编译类。解释类的程序，一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码（机器语 言），一边执行，因此效率比较低，而且不能生成可独立执行的可执行文件，应用程序不能脱离其解释 器，但这种方式比较灵活，可以动态地调整、修改应用程序。而编译是指在应用源程序执行之前，就 将程序源代码“翻译”成目标代码(机器语言），因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行，使用 比较方便、效率较高。但应用程序一旦需要修改，必须先修改源代码，再重新编译生成新的目标文件(*.obj)才能执行，只有目标文件而没有源代码，修改很不方便。现在大多数的编程语言都是编译 碰，如Visual C+十等。

三、程序设计语言的选择

在选择程序设计语言时，既要考虑程序设计语言的特性，又要考虑是否能满足需求分析和设计阶段所产生的模型的需要。一般而言，衡量某种程序设计语言是否适合特定的项目，应考虑下面的一些因素：项目的应用领域、软件开发的方法、软件执行的环境、算法和数据结构的复杂性、软件开发人员的知识等。

四、程序设计的基本过程

程序设计就是使用某种程序设计语言编写程序代码来驱动计算机完成特定功能的过程。程序设计的基本过程一般由分析所求解的问题、抽象数学模型、选择合适算法、编写程序、调试通过直至得到正确结果等几个阶段所组成。

五、程序设计方法与风格

(一）基本概念与分类

程序是具有特定功能的可执行的指令的集合，计算机能够存储并执行各种程序，来完成不同的任务。

程序设计方法是指在设计程序过程中所采取的系统的研究观点和方法。

程序设计方法分类：面向过程的结构化程序设计(如C); 面向对象的程序设计(如VB、C+ + )。

(二)程序设计方法发展的历程

1.    面向过程的程序设计

设计语言: 高级语言(过程式语言，如Basic语言等）。

程序构成: 数据结构+算法。

缺点: 对于庞大、复杂的程序难以开发和维护。

2.    面向过程的结构化程序设计

(1)   结构化程序设计的原则

①自顶向下：先总体，后细节;先全局，后局部。

②逐步求精：对复杂问题，应设计一些子目标，做过渡，逐步细化。

③模块化: 采用模块分解与功能抽象。

④限制使用goto语句。

(2)   结构化程序结构特点

①按功能划分为若干个基本模块，形成一个树状结构。

②各模块间的关系尽可能简单，功能上相对独立;每一模块内部均由顺序、选择和循环三种基本结构组成。

③其模块化实现的具体方法是使用子程序（或过程）。

(3)   优点

有效地将一个较复杂的程序系统设计任务分解成许多易于控制和处理的子任务，便于开发和维护。

(4)   缺点

可重用性差、数据安全性差、难以开发大型软件和图形界面的应用软件；把数据和处理数据的过 程分离为相互独立的实体；当数据结构改变时，所有相关的处理过程都要进行相应的修改; 每一种相对于老问题的新方法都要带来额外的开销；图形用户界面的应用程序，很难用过程来描述和实现，开发和维护也都很困难。

3.    面向对象的程序设计

思想：主张从客观世界固有的事物（对象）出发来构造系统，提倡用人类在现实生活中常用的思维方法来认识、理解和描述客观事物。

所谓面向对象的程序设计，就是把面向对象的思想应用到软件工程中，并指导开发维护软件。 对象是由数据和容许的操作组成的封装体，所谓面向对象，就是基于对象的概念，以对象为中心，类和继承为构造机制，认识了解刻画客观世界以及开发出相应的软件系统。

面向对象程序设计的特点有封装、继承与多态。

（1）封装: 是一种把代码和代码所操作的数据捆绑在一起，使这两者不受外界干扰和误用的机制。封装可被理解为一种用做保护的包装器，以防止代码和数据被包装器外部所定义的其他代码任意访问，对包装器内部代码与数据的访问通过一个明确定义的接口来控制。封装代码的好处是每个人都知道怎样访问代码，进而无需考虑实现细节就能直接使用它，同时不用担心不可预料的副作用。

(2)   继承: 是指一个对象从另一个对象中获得属性的过程。是面向对象程序设计的三大原则之 一，它支持按层次分类的概念。例如，波斯猫是猫的一种，猫又是哺乳动物的一种，哺乳动物又是动物的一种。如果不使用层次的概念，每个对象需要明确定义各自的全部特征。通过层次分类方式， 一个对象只需要在它的类中定义使它成为唯一的各个属性，然后从父类中继承它的通用属性。因此，正是由于继承机制，才使得一个对象可以成为一个通用类的一个特定实例。

(3)   多态: 是指一个方法只能有一个名称，但可以有许多形态，也就是程序中可以定义多个同名 的方法，用“一个接口，多个方法”来描述，可以通过方法的参数和类型引用。

(三)程序设计的风格

一般来讲，程序设计风格是指编写程序时所表现出的特点、习惯和逻辑思路。主导的程序设计风格: 清晰第一、效率第二。

形成良好的程序设计风格，应考虑以下因素：源程序的文档化、数据说明方法、语句的结构、输入和输出。

1.源程序的文档化

(1)   符号名的命名：既要符合语法，又要有实际含义，以便理解程序功能。

(2)   视觉组织：在程序中利用空格、空行、缩进技巧使程序层次清晰。

(3)   正确的程序注释: 序言性注释和功能性注释。

(4)   序言性注释: 一般位于程序的开头部分，它包括程序标题、程序功能说明、主要算法、接口说明、程序位置、开发简历、程序设计者、复审者、复审日期及修改日期等。

(5)功能性注释: 一般嵌在源程序体中，用于描述其后的语句或程序的主要功能。

2.    教据说明方法——见名知义

(1)   数据说明的次序规范化。各种不同种类的数据说明的次序，最好固定下来，易于查找数据属性。

(2)   说明语句中变量安排有序化。一个语句中需要声明多个变量，应按字母顺序排列。

(3)   使用注释来说明复杂数据的结构。

3.    语句的结构

一行内只写一个语句；数据结构要有利于程序的简化，程序要模块化。

尽量使用库函数；避免不必要的转移，避免采用复杂的条件语句；不要修补不好的程序，要重新编写。

4.    输入和输出

对输入数据要检查数据的合法性; 交互式输入数据时应有必要的提示信息;应允许缺省值，提高 输入数据的效率; 若用户输入某些数据后可能产生严重后果，应给用户输出必要的提示并要求用户确认(容错处理）；输入格式要简单，使得输入的步骤和操作尽可能简单；当程序设计语言对输入格式有严格要求时，应保持输入格式与输入语句的一致性；输出数据的格式应清晰、美观; 输出数据时要加上必要的提示信息。

此文章由师出教育提供

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