信息技术拓展模块-单元十程序设计基础电子课件 中职 高二 高教版

程序设计基础 Fundamentals of programming POWERPOINT 单元十 目 录 CONTENTS 01 02 03 04 程序设计基础知识 程序设计语言和工具 程序设计方法和实践 使用PyCharn进行Python开发 程序设计基础知识 Basic knowledge of programming 01 任务一 程序设计基础知识 我们所使用的计算机系统、手机系统、各种App、浏览的网页等都是由程序来完成的，可以说，在现在这个信息社会中，程序和数据一样，已经无处不在。正因为有了这些程序，科技发展才会如此迅速，我们的生活才会如此便利。下面将具体从程序、程序设计等方面详细讲解程序设计的基础知识。 1.程序 程序是能够完成特定功能的一系列指令的有序集合，是由程序开发人员根据具体的任务需求，使用相应的语言，结合相应的算法编制出来的。而程序设计的过程包括从最初的构思到代码的编写，再到调试运行的完成。 任务一 程序设计基础知识 2.程序设计 程序设计是设计、编写、调试程序的方法和过程，它是为完成具体的任务而进行的智力活动，可以用一个简单的公式表述为“程序设计=数据结构+算法”。 3.数据结构 数据结构是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合，是计算机存储、组织数据的方式。 4.算法 算法就是计算机解决问题的思路，也是计算机能够理解的方法。计算机算法是由计算机执行的、为解决某个问题所采取的方法和步骤。一般来说，算法具有以下几个特点。 任务一 程序设计基础知识 4.算法 任务一 程序设计基础知识 4.算法 （1）确定性：算法的每个步骤都明确地说明这一步应该执行的语句，不存在二义性。 （2）可行性：算法的设计，对于任意输入的合法数据，都会进行下一步的执行。 （3）有穷性：算法的执行过程中，执行步骤是有限的，执行时间也是有限的。 （4）输入：算法在输入设计中，具有0 个或多个输入，以确保程序的正常运行。0个输入指的就是算法本身给出初始条件，以使程序正常运行，或者说一个程序如果自身可以产生初始条件，那么就没有必要设计输入环节。 （5）输出：算法至少要设计一个输出环节。换句话说，如果没有了输出环节，那么设计的程序也就没有了实际意义。当然输出的形式比较多，如打印、返回一个值或者多个值、给某个程序一个初始条件、显示某些提示等。 任务一 程序设计基础知识 5.程序设计的主要过程 任务一 程序设计基础知识 5.程序设计的主要过程 在实际应用中，程序设计的主要过程是分析问题、设计算法、描述流程、编写程序、调试运行程序。 （1）分析问题。分析一个由计算机解决的问题，首先需要分析题意，明确所要解决的问题属于什么类型，原始数据是什么，怎样加工，经过计算机处理后需要输出什么结果等，然后建立相应的数学模型，确定解决问题的方案。 （2）设计算法。如何确定算法是计算机程序设计的重点。算法规定了操作的顺序，按照这个有限的步骤就可以完成特定类型问题的求解。 （3）描述流程。确定算法后，根据算法的描述绘制出算法的流程图，以确定解决问题的步骤。 任务一 程序设计基础知识 5.程序设计的主要过程 （4）编写程序。有了算法和流程后，就可以选定一种高级语言，以程序的形式将算法描述出来，以形成应用程序设计语言编写的源程序。 （5）调试运行程序。完成程序源代码的编写后，就可以对程序进行调试了。调试工作主要分为排错和测试两部分：排错主要是发现程序中隐藏的错误，并予以纠正；测试是确认程序在各种可能的情况下都可以正确执行。 因此，程序设计还可以描述为“程序设计=算法+数据结构+方法+工具”。 任务一 程序设计基础知识 6.计算机语言 任务一 程序设计基础知识 6.计算机语言 计算机语言（computer language）是人与计算机之间通信的语言，它主要由一些指令组成，这些指令包括数字、符号和语法等内容，程序员可以通过这些指令指挥计算机工作。 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，但通常人们编程时，不采用机器语言，这是因为机器语言都是由二进制的0 和1 组成的编码，不便于记忆和识别。目前通用的编程语言是汇编语言和高级语言，汇编语言采用了英文缩写的标识符，容易识别和记忆；而高级语言采用接近于人类的自然语言进行编程，进一步简化了程序编写的过程。所以，高级语言是目前绝大多数编程者的选择。 任务一 程序设计基础知识 小提示 机器语言是计算机硬件系统能够识别和执行的一组指令。指令通常分为操作码和操作数两部分。操作码表示计算机执行什么操作（如加、减、乘、除、数据传送等），操作数表示参与操作的数本身或数所在的地址。机器语言的缺点是指令难以记忆，且编写的程序也不易理解。此外，用机器语言编写的程序对不