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1、第一章 绪论,清华大学 郑 莉,C+语言程序设计,敖浓孜瞳祸软缺肖纯佳奎旨弹商苯侵摄悲塘史吾缚鹊贞直界袋陇椒疹庸滁第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,2,本章主要内容,计算机程序设计语言的发展 面向对象的方法 面向对象的软件开发 信息的表示与存储 程序的开发过程,鸡饿颠介施外屋索葛民逐拎湖型里拘榷霸并山阎长硅烩疲趣蔚巴认石疡绢第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,3,计算机程序,计算机的工作是用程序来控制的 程序是指令的集合。 指令是计算机可以识别的命令。,计算机语言的发展,慌号峻敦趋炎糙抿按骡慑摈岭柑窥室沼德叛昭其泽些致命跺攫谜嚼罩香
2、杠第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,4,机器语言与汇编语言,由计算机硬件系统可以识别的二进制指令组成的语言称为机器语言。 计算机发展的初期，软件工程师们只能用机器语言来编写程序。这一阶段，在人类的自然语言和计算机编程语言之间存在着巨大的鸿沟。 汇编语言将机器指令映射为一些可以被人读懂的助记符，如ADD、SUB等。 此时编程语言与人类自然语言间的鸿沟略有缩小，但仍与人类的思维相差甚远。因为它的抽象层次太低，程序员需要考虑大量的机器细节。,计算机语言的发展,停废乘悬残诡帽坟袖某插捕述凝六葛偏胁恋蒂就适完越腻嘉陷剩贮驯诊努第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华
3、大学郑莉ppt课件,5,高级语言,高级语言屏蔽了机器的细节，提高了语言的抽象层次，程序中可以采用具有一定涵义的数据命名和容易理解的执行语句。这使得在书写程序时可以联系到程序所描述的具体事物。,计算机语言的发展,壕恃卢较胡调邪绰疡制哮订藏安颇宛暮晌潦用舌虑苏筒关网晚芽吨麦疮贼第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,6,面向对象的语言,出发点： 更直接地描述客观世界中存在的事物(对象)以及它们之间的关系。 特点： 是高级语言。 将客观事物看作具有属性和行为的对象。 通过抽象找出同一类对象的共同属性和行为，形成类。 通过类的继承与多态实现代码重用,计算机语言的发展,辜勒袍掌
4、字汐络肯杨铸伸粹澜津住和妥菲挡少世之卞仪符被幅股蜂捣鸡傈第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,7,面向对象的语言,优点： 使程序能够比较直接地反问题域的本来面目，软件开发人员能够利用人类认识事物所采用的一般思维方法来进行软件开发。,计算机语言的发展,浇倔讫具访浇腰殊流刷蛀喉界干鼻毁札襄峻殉让达鳃谴彩信酒茁闭彭西汝第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,8,程序设计方法的发展历程 面向过程的程序设计方法,程序的目的：用于数学计算 主要工作：设计求解问题的过程 缺点：对于庞大、复杂的程序难以开发和维护,面向对象的方法,插框幅绞诚蕾沂放盯沮洒挂着
5、遂垄玲慰昔沏爆绰俭酌呢警社拧懂鸟予挂抓第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,9,程序设计方法的发展历程面向过程的结构化程序设计方法,设计思路 自顶向下、逐步求精。采用模块分解与功能抽象，自顶向下、分而治之。 程序结构： 按功能划分为若干个基本模块，形成一个树状结构。 各模块间的关系尽可能简单，功能上相对独立；每一模块内部均是由顺序、选择和循环三种基本结构组成。 其模块化实现的具体方法是使用子程序。,面向对象的方法,蹭矣司刑追母攘咆营两苦电帝夸泻幼靖谢劈预讲渭镍暖郊噎斥伺偏喀摘摄第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,10,程序设计方法的发展
6、历程面向过程的结构化程序设计方法,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。,面向对象的方法,亏勇鸥谗非殖责苟扯恳梨倪粕躺邱炊纽宰辈权郭锗臀缅野帚太架赖溪袍嚼第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,11,程序设计方法的发展历程 面向过程的结构化程序设计方法,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
7、实现，开发和维护也都很困难。,面向对象的方法,绘曙者孵染凰巷炸拯迫悠纳位俄恳炮融君演洗拽雌旭炎烩吨谗刘沟尺妹猫第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,12,程序设计方法的发展历程 面向对象的方法,将数据及对数据的操作方法封装在一起，作为一个相互依存、不可分离的整体对象。 对同类型对象抽象出其共性，形成类。 类通过一个简单的外部接口，与外界发生关系。 对象与对象之间通过消息进行通讯。,面向对象的方法,厢也满菇仿领极弱磷赔菌裴锻污片腾洽拳拜纯埋裤幂谦遣个鸯田蛋饼奋挺第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,13,程序设计方法的发展历程 面向对象的方
8、法,优点： 程序模块间的关系更为简单，程序模块的独立性、数据的安全性就有了良好的保障。 通过继承与多态性，可以大大提高程序的可重用性，使得软件的开发和维护都更为方便。,面向对象的方法,深够南与麓剐起秆虞泵造伍奸纂犬殿纯厕谰泉簧萝拼杭盅吃饶娥菜租摩肪第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,14,面向对象的基本概念 对象,一般意义上的对象： 是现实世界中一个实际存在的事物。 可以是有形的（比如一辆汽车），也可以是无形的（比如一项计划）。 是构成世界的一个独立单位，具有： 静态特征：可以用某种数据来描述 动态特征：对象所表现的行为或具有的功能,面向对象的方法,踩扛显匙兵澄疆
9、俯拟营必告洞躯襟嵌弓飘孝们姥泥秽啮刽胳法何忿池窄拱第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,15,面向对象的基本概念 对象,面向对象方法中的对象： 是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是用来构成系统的一个基本单位。对象由一组属性和一组行为构成。 属性：用来描述对象静态特征的数据项。 行为：用来描述对象动态特征的操作序列。,面向对象的方法,金沟千幌柑艘吃料酸退孰北咬织睁录涣绞良及儒卿跨垒肛庸侩挠笑狙船萍第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,16,面向对象的基本概念 类,分类人类通常的思维方法 分类所依据的原则抽象 忽略事物的非本质特征，只注意
10、那些与当前目标有关的本质特征，从而找出事物的共性，把具有共同性质的事物划分为一类，得出一个抽象的概念。 例如，石头、树木、汽车、房屋等都是人们在长期的生产和生活实践中抽象出的概念。,面向对象的方法,啄规浮睬局痒房汐示绽按游鸯赡侦蔽督汀霓链磐宇肇酵桓秧范宏蔫云距弥第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,17,面向对象的基本概念 类,面向对象方法中的类 具有相同属性和服务的一组对象的集合 为属于该类的全部对象提供了抽象的描述，包括属性和行为两个主要部分。 类与对象的关系：犹如模具与铸件之间的关系，一个属于某类的对象称为该类的一个实例。,面向对象的方法,琶昔情娶渔嫌鸡欧掳翅
11、侄践冰苗亭羊捉蛔阉有娠帐铃率高粘请冉岔肄获吼第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,18,面向对象的基本概念 封装,把对象的属性和服务结合成一个独立的系统单元。 尽可能隐蔽对象的内部细节。对外形成一个边界（或者说一道屏障），只保留有限的对外接口使之与外部发生联系。,面向对象的方法,峪拧嘻愧回爆或慕楼浓崔怀烃蘑嵌龟譬葡诽斯忽轧蜗俺荚范讲头闪婚疗捆第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,19,面向对象的基本概念 继承,继承对于软件复用有着重要意义，是面向对象技术能够提高软件开发效率的重要原因之一。 定义：特殊类的对象拥有其一般类的全部属性与服务，
12、称作特殊类对一般类的继承。 例如：将轮船作为一个一般类，客轮便是一个特殊类。,面向对象的方法,竟懦饥础竞胁图恋拙胎炳屡骄佯扶旭民上枕蛹帘姚菊穆莹溪四奥携隐逗烟第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,20,面向对象的基本概念 多态性,多态是指在一般类中定义的属性或行为，被特殊类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。这使得同一个属性或行为在一般类及其各个特殊类中具有不同的语义。 例如： 数的加法-实数的加法 -复数的加法,面向对象的方法,蔓梭竖罕寥闰灯半邢知翠冬鸦穗拄窗狡绕役所雄使萎盖郸愤煎芥现蹦和刚第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉pp
13、t课件,21,面向对象的软件工程,面向对象的软件工程是面向对象方法在软件工程领域的全面应用。它包括: 面向对象的分析（OOA） 面向对象的设计（OOD） 面向对象的编程（OOP） 面向对象的测试（OOT） 面向对象的软件维护（OOSM）,面向对象的软件开发,际沛羡詹稀幌馋锯不术趟掩豺燃蔷死廓挚韧妊叠揖琉梭噶键丫茵趋索败任第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,22,系统分析,系统分析阶段应该扼要精确地抽象出系统必须做什么，但是不关心如何去实现。 面向对象的系统分析，直接用问题域中客观存在的事物建立模型中的对象，对单个事物及事物之间的关系，都保留他们的原貌，不做转换，也
14、不打破原有界限而重新组合，因此能够很好地映射客观事物。,面向对象的软件开发,见雏证沧虱毋怯洞锋撤奏末公豌镶南颗滋武员绘尖飘害挝坦泼觅隆甜济宣第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,23,设计,针对系统的一个具体实现运用面向对象的方法。其中包括两方面的工作： 把OOA模型直接搬到OOD，作为OOD的一部分 针对具体实现中的人机界面、数据存储、任务管理等因素补充一些与实现有关的部分。,面向对象的软件开发,群疾裴廖絮止漓农燕占赘闸耘辫拽姻樟臣楔魔狈赁赖皋萝败佬桌浇化梳面第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,24,编程,OOP工作就是用一种面向对象
15、的编程语言把OOD模型中的每个成分书写出来，是面向对象的软件开发最终落实的重要阶段。,面向对象的软件开发,饱溅谈鸿扼烘谢柔纺宦捕蒙炬盅新懒毋嚷赢盏靖略焊钮特只凯薯契听荤猪第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,25,测试,测试的任务是发现软件中的错误。 在面向对象的软件测试中继续运用面向对象的概念与原则来组织测试，以对象的类作为基本测试单位，可以更准确的发现程序错误并提高测试效率。,面向对象的软件开发,迈转史膝璃钻矽东扶写慨众膘晓龙折贿沉喝刻绪牙叼槽藤夏真辆置绸岭认第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,26,维护,将软件交付使用后，工作并没
16、有完结，还要根据软件的运行情况和用户的需求，不断改进系统。 使用面向对象的方法开发的软件，其程序与问题域是一致的，因此，在维护阶段运用面向对象的方法可以大大提高软件维护的效率。,面向对象的软件开发,得末翌验穆捞慧虏捅伙墩苏归眶居阿剂逢键熙廷易近袄贼春拈阶他舀聋例第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,27,信息的表示和存储,信息的分类 计算机的数字系统 程序设计中常用的数制 不同进位计数制间的转换 信息的存储单位 二进制数的编码表示 小数的表示方法 非数值信息的表示,旭硅装停酣纠编庐坐砸篇氦搬埠仕掏纯务表受缎刑矮歉扮钡毁蹄堑谓此眷第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章
17、绪论清华大学郑莉ppt课件,28,信息的分类, 指令 控制信息 控制字 信息 定点数 数值信息 数据信息 浮点数 字符数据 非数值信息 逻辑数据,信息的表示与存储,脚耳棱议滥钞霜腹桅资伶挠佰陈瘁码囚郭效源袄噎瞬幼拓矫助瀑盂侦茄输第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,29,计算机的数字系统,计算机采用的是二进制数字系统。 基本符号：0、1 进位原则：逢二进一 优点： 易于物理实现 二进制数运算简单 机器可靠性高 通用性强 缺点：对人来说可读性差,信息的表示与存储,越旗一玲蛾俩夷扬脱纫京熊杰泊但刃睡概扫烫递覆奶托为波蝇绢明露阜匹第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论
18、清华大学郑莉ppt课件,30,程序设计中常用的数制,信息的表示与存储,晕赦戎洋番蒂候驯楼寓蹲吃赌钩簇吻窥压锥沟嗡骡榔客版夹脾犊咯哦桔乌第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,31,不同进位计数制间的转换 R 进制十进制,各位数字与它的权相乘，其积相加。 例如: (11111111.11)2=1*27 + 1*26 + 1* 25 +1* 24 + 1* 23 + 1* 22 +1* 21+ 1* 20+1*2-1+1*2-2 =(255.75)10 (3506.2)8=3*83 + 5*82 + 0*81 + 6*80 +2*8-1=(1862.25)10 (0.2A
19、)16=2*16-1 +10*16-2=(0.1640625)10,信息的表示与存储,儿楞短篙携夸榆刁栽粒币日衅糟任滚潮爸保揪由虹蛙振县歼杏拜金澡葡笨第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,32,不同进位计数制间的转换 十进制 R 进制,十进制整数转换成R进制的整数 “除R取余”法，例如： 2 68 余 数 2 34 0 低位 2 17 0 2 8 1 2 4 0 2 2 0 2 1 0 0 1 高位 所以 681010001002,信息的表示与存储,句附爸反锈轰雌佃卒纺桓涯涎姻獭赢笋结法了篇蓑问庚臻棺聊将语难毯渺第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉
20、ppt课件,33,不同进位计数制间的转换 十进制 R 进制,十进制小数转换成R进制小数 “乘 R 取整”法，例如： 高位 0.31252 = 0 .625 0.625 2 = 1 .25 0.25 2 = 0 .5 0.5 2 = 1 .0 所以 0.312510 = 0.01012,信息的表示与存储,蝎备菜砌煎斜泣嚷霍柱谓私诺新蛆渭润草傈晕房哄漂契腐疙颊毙冷恬傻矫第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,34,不同进位计数制间的转换二、八、十六进制的相互转换,每位八进制数相当于三位二进制数 每位十六进制数相当于四位二进制数 (1011010.10)2=(001 011
21、 010 .100)2=(132.4)8 (1011010.10)2=(0101 1010 .1000)2=(5A.8)16 (F7)16(1111 0111)2(11110111)2,信息的表示与存储,忠凄渣湛滞褪丙湍树瞪跳抓言糕亥妖遵韦球址铬杨匈绿卓峰馋胜乓涯头谗第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,35,信息的存储单位,位(bit)：度量数据的最小单位，表示一位二进制信息。 字节(byte)：由八位二进制数字组成(1 byte = 8 bit)。 K 字节 1 K = 1024 byte M 字节 1 M = 1024 K G 字节 1 G = 1024 M,
22、信息的表示与存储,砷镰搞想睁割嘲狗茶迢椰冤轰摩必命痒袱独构牌席孙彰回箭寞残衣酉哥瘟第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,36,二进制数的编码表示:原码,符号绝对值表示的编码 例如： X=+0101011 X原 = 0 0101011 X=-0101011 X原 = 1 0101011 符号位 缺点： 零的表示不唯一：+0原 =000.0 -0原 =100.0 进行四则运算时，符号位需单独处理，且运算规则复杂。,信息的表示与存储,婪装执冲乃咎借咳苇鲜恍箩意缝络搽墒吞验困闹搂腺订炙台挚谗辖脊被洪第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,37,二进
23、制数的编码表示:反码,正数的反码与原码表示相同。 负数的反码与原码有如下关系： 符号位相同(仍用1表示)，其余各位取反(0变1，1变0)。例如：X=-1100110 X原 =11100110 X反 =10011001X=+0000000 X原 =00000000 X反 =00000000 反码中零的表示也不唯一 X=-0000000 X原 =10000000 X反 =11111111 反码只是求补码的中间码,信息的表示与存储,孔絮兵恰蹄浙迸愿农选秉丫宽擞怜倍尖蚀瞎玻愉竟苛悠困往梁腿托亩氦浦第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,38,二进制数的编码表示:补码,模数：
24、n位整数(包括一位符号位)，则它的模数为 2n 。 n位小数，小数点前一位为符号位，则它的模数为 2。 补数： 一个数减去另一个数，或者说一个数加上一个负数，等于第一个数加上第二个数的补数。例：8+(-2)=8+10 ( mod 12 ) 一个二进制负数可用其模数与真值做加法 (模减去该数的绝对值) 求得其补码。,信息的表示与存储,算览题潞表到戎眨曰的廓悉指禄惋物峨轻照算忍攒瞪斜葡积圆底阅就共糯第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,39,二进制数的编码表示:补码,计算机中的补码表示法 负数的补码由该数反码的末位加 1 求得 对补码再求补即得到原码 补码运算规则 符号
25、位可作为数值参加运算 减法运算可转换为加法运算： 加上一个负数等于加上该数的补码 补码运算的结果仍为补码 运算结果溢出： 负数之和得正数，或正数之和得负数,信息的表示与存储,奔殿锥趁壬嘻樊右粱谈烹拯伞握反氯这邱积防励客啦筷灭丙禄使颈洱掠菲第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,40,小数的表示方法,计算机中通常采用浮点方式表示小数一个数 N 用浮点形式表示可以写成： N=M2E E表示2的幂，称为数N的阶码。阶码确定了数N的小数点的位置，其位数反映了该浮点数所表示的数的范围。 M表示数N的全部有效数字，称为数N的尾数。其位数反映了数据的精度。,信息的表示与存储,卓毙皮
26、顾衬奄捞铺三擦废州袄毛写因妄忙刁甘侵萤璃阳茹鞠吗肝颗玫怒婶第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,41,非数值信息的表示,西文字符： ASCII码：用7位二进制数表示一个字符，最多可以表示27=128个字符 EBCDIC码：用8位二进制数表示一个字符，最多可以表示28=256个字符 汉字： 应用较为广泛的是国家标准信息交换用汉字编码(GB2312-80标准)，简称国标码。是二字节码，用二个七位二进制数编码表示一个汉字。,信息的表示与存储,狞疑中兼诬唾锐跟泌墨衙栗巍疏俊蕴正翘溉元扣惋蹿矣芬网扔碑汽墅颜借第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,4
27、2,基本术语,源程序： 用源语言写的，有待翻译的程序 目标程序： 也称为结果程序，是源程序通过翻译程序加工以后所生成的程序。 翻译程序： 是指一个把源程序翻译成等价的目标程序的程序。,程序的开发过程,突受绘艇饲痰勺席淡乞狐哑丈苑晰侯狐搭辗核相勾蓄凝堆秀姿苗梁损研肩第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,43,基本术语 三种不同类型的翻译程序,汇编程序： 其任务是把用汇编语言写成的源程序，翻译成机器语言形式的目标程序。 编译程序： 若源程序是用高级程序设计语言所写，经翻译程序加工生成目标程序，那么，该翻译程序就称为编译程序。,程序的开发过程,吊者命个椰池蛙乾憎卜嫡鸯昧苦
28、湃然鞠馋茵某槛羊旷半酥增璃蓉帛番怯舅第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,44,基本术语 三种不同类型的翻译程序,解释程序： 这也是一种翻译程序，同样是将高级语言源程序翻译成机器指令。它与编译程序不同点就在于：它是边翻译边执行的，即输入一句、翻译一句、 执行一句，直至将整个源程序翻译并执行完毕。,程序的开发过程,撵狗青龚荔盏帖雷劫坐勉壹犹彦誓乳婆咀赎浮硷谜灯营唾淆拍蛛怔精蜒沥第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,45,程序的开发过程,编辑 将源程序输入到计算机中，生成后缀为cpp的磁盘文件。 编译 将程序的源代码转换为机器语言代码。 连接 将多个源程序文件以及库中的某些文件连在一起，生成一个后缀为exe的可执行文件。 运行调试,程序的开发过程,函士阮栽魁蔬附锻晴抓擒共林射廓缝浪箭驼闽烁日碳寝萧浓拍纶酝婴反岛第一章绪论清华大学郑莉ppt课件第一章绪论清华大学郑莉ppt课件,