計(jì)算機(jī)導(dǎo)論 第九章 程序設(shè)計(jì)

第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 計(jì)算機(jī)導(dǎo)論 揚(yáng)州職業(yè)大學(xué) 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 第九章 程序設(shè)計(jì) 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 學(xué)習(xí)目標(biāo) 了解程序設(shè)計(jì)的基本知識 理解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的思想和方法 理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 1： 了解程序設(shè)計(jì)的基本知識 程序與程序設(shè)計(jì) 從自然語言的角度來說 ， 程序是對解決某個(gè)問題的方法及步驟的描述 。 從計(jì)算機(jī)的角度來說 ， 程序是用某種計(jì)算機(jī)能夠理解并執(zhí)行的計(jì)算機(jī)語言來描述解決問題的方法和步驟 。 從形式上來看 ， 程序是一組計(jì)算機(jī)指令的集合 ， 它的特點(diǎn)是有始有終 ， 每個(gè)步驟都能進(jìn)行操作 。 通常來說 ， 把解決問題的方法和步驟稱為 “ 算法 ” ， 因此 ， 程序就是解決問題算法的具體實(shí)現(xiàn) 。 程序設(shè)計(jì)是求解問題的算法 ， 并將其用計(jì)算機(jī)語言實(shí)現(xiàn)的過程 。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 1： 了解程序設(shè)計(jì)的基本知識 程序設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)需求 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 1： 了解程序設(shè)計(jì)的基本知識 程序設(shè)計(jì)的基本技術(shù) 數(shù)據(jù)存儲與訪問 多線程編程 組件化開發(fā) 智能移動設(shè)備 虛擬運(yùn)行環(huán)境 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 1： 了解程序設(shè)計(jì)的基本知識 程序設(shè)計(jì)語言 機(jī)器語言 匯編語言 高級語言 4 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 1： 了解程序設(shè)計(jì)的基本知識 程序設(shè)計(jì)過程 確定問題：對需求任務(wù)進(jìn)行調(diào)查，明確要實(shí)現(xiàn)的功能。 分析問題：探索求解對象的運(yùn)行規(guī)律，建立數(shù)學(xué)模型。當(dāng)一個(gè)問題有多個(gè)解決方案時(shí)，選擇適合計(jì)算機(jī)解決問題的最佳方案。 提出算法：依據(jù)解決問題的方案確定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，繪制解決問題的流程圖。 選擇語言：根據(jù)流程圖描述的算法，選擇一種適合的計(jì)算機(jī)語言編寫程序。 調(diào)試程序：找出程序中的語法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤，直到程序運(yùn)行結(jié)果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。 整理文檔：對解決問題過程中的相關(guān)資料進(jìn)行整理，編寫程序使用說明書 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 1： 了解程序設(shè)計(jì)的基本知識 程序設(shè)計(jì)的本質(zhì) 程序設(shè)計(jì)可以看作是一種管理工作 ， 管理的對象是代碼 ， 控制的對象是代碼的復(fù)雜性 。 編寫程序的目的是為了解決實(shí)際問題 。 程序設(shè)計(jì)的核心是代碼的復(fù)用 ， 復(fù)用已有的知識是提高程序設(shè)計(jì)技術(shù)的前提 程序設(shè)計(jì)的本質(zhì)是建筑 ， 根據(jù)應(yīng)用需求 ， 不斷建筑更大的信息模塊 。 程序模塊可以被組合的關(guān)鍵是簡單而明確的接口 。 所謂開發(fā)程序 ， 就是按照用戶需求 ， 設(shè)計(jì)合適的系統(tǒng)架構(gòu) ，有效組合程序模塊 ， 順利搭建應(yīng)用系統(tǒng) 。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 2： 理解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的思想和方法 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的概念 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)（ 最早由 965年提出 。 以模塊化設(shè)計(jì)為中心，將待開發(fā)的程序劃分為若干個(gè)相互獨(dú)立的模塊，使每一個(gè)模塊的工作變得單純而明確。 將復(fù)雜的問題化簡為一系列簡單模塊的設(shè)計(jì)。 每一個(gè)程序模塊內(nèi)部都是由順序、選擇和循環(huán)三種基本結(jié)構(gòu)組成 。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 2： 理解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的思想和方法 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的思想 任何一個(gè)應(yīng)用程序均由三種基本結(jié)構(gòu)組成，即順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu) 。 自頂向下、逐步求精是程序編寫的基本方法。即從總體目標(biāo)出發(fā)，分解細(xì)化，逐步求精，直到正確實(shí)現(xiàn)為止。 復(fù)雜問題可以模塊化。即應(yīng)用程序可按功能劃分為模塊，模塊形成樹狀結(jié)構(gòu)，各模塊相對獨(dú)立，每個(gè)模塊只有一個(gè)入口和一個(gè)出口，模塊實(shí)現(xiàn)的具體方法是子程序（函數(shù)或過程）。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 2： 理解結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的思想和方法 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的步驟 分析問題 建立數(shù)學(xué)模型 選擇算法 編寫程序 調(diào)試運(yùn)行 寫出程序文檔 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 3： 理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的概念 對象 客觀世界是由對象組成的，對象是構(gòu)成系統(tǒng)的基本單位 。 對象的基本要素：屬性和行為。屬性是對象的靜態(tài)特征，行為是對象的動態(tài)特征。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 3： 理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的概念 類 類是具有相同或相似性質(zhì)的對象的抽象。 對象的抽象是類，類的具體化就是對象，即類的實(shí)例是對象。 類具有屬性，它是對象狀態(tài)的抽象，用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述 。 類具有操作，它是對象行為的抽象，用操作名和實(shí)現(xiàn)該操作的方法來描述 。 類中操作的實(shí)現(xiàn)過程叫做方法，一個(gè)方法有方法名、參數(shù)、方法體。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 3： 理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的概念 消息 消息是一個(gè)對象與另一個(gè)對象之間傳遞的信息 。 消息的使用類似于函數(shù)的調(diào)用，消息中指定了某一個(gè)對象、一個(gè)操作名和一個(gè)參數(shù)表。 消息的實(shí)質(zhì)是接受對象所具有的操作 /方法名稱，有時(shí)還包含相應(yīng)的參數(shù) 。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 3： 理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法 面向?qū)ο蟮幕咎卣?封裝性 封裝是面向?qū)ο蠓椒ǖ囊粋€(gè)重要原則 。 封裝的目的在于將對象的使用者和對象的設(shè)計(jì)者分開，使得使用者不必知道服務(wù)實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，只需用設(shè)計(jì)者提供的方式來訪問該對象即可 。 封裝可以有效地修改一個(gè)對象的內(nèi)在實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)而不影響應(yīng)用它的程序，即封裝防止程序相互依賴性而帶來的變動影響 。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 3： 理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法 面向?qū)ο蟮幕咎卣?繼承性 繼承是類之間的一種關(guān)系，即子類自動共享父類屬性和方法的機(jī)制 。 繼承性是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言不同于其它語言的最重要的特點(diǎn) 。 通過類的繼承關(guān)系，可以提高軟件代碼的可重用性 。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 3： 理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法 面向?qū)ο蟮幕咎卣?多態(tài)性 對象收到消息時(shí)會做出響應(yīng)，同樣的消息被不同的對象接收時(shí)，可以產(chǎn)生不同的結(jié)果，這種現(xiàn)象稱為多態(tài)性 。 多態(tài)性允許每個(gè)對象以適合自身的方式去響應(yīng)共同的消息，這是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的又一個(gè)重要特征 。 多態(tài)性增加了面向?qū)ο蟪绦虻撵`活性，可以顯著提高程序的可重用性和可擴(kuò)充性 。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 3： 理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想 從現(xiàn)實(shí)世界中客觀存在的事物（即對象）出發(fā)，直接以客觀世界的事務(wù)為中心來思考問題、認(rèn)識問題、分析問題和解決問題 。 將事物本質(zhì)特征經(jīng)抽象后表示為軟件系統(tǒng)的對象，以此作為軟件架構(gòu)的基本單位 。 將軟件系統(tǒng)直接映射問題，保持問題中事物及其相互關(guān)系的本來面貌 。 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 3： 理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的步驟 面向?qū)ο蠓治?面向?qū)ο笤O(shè)計(jì) 面向?qū)ο缶幊?面向?qū)ο鬁y試 面向?qū)ο缶S護(hù) 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 任務(wù) 3： 理解面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的思想和方法 兩種程序設(shè)計(jì)方法的比較 出發(fā)點(diǎn)不同 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)解決問題的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)功能，重點(diǎn)關(guān)注系統(tǒng)功能的分解 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)是系統(tǒng)中對象的屬性，重點(diǎn)是對象屬性的抽象 設(shè)計(jì)結(jié)果不同 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)結(jié)果是積木式金字塔型的功能模塊層次 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的結(jié)果是塔型的層次類層次 處理方式不同 結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)符合人們處理問題的方式和習(xí)慣 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)符合事物發(fā)展的自然規(guī)律 第九章 程序設(shè)計(jì) 面向職業(yè) 體現(xiàn)系統(tǒng) 重視實(shí)踐 強(qiáng)化應(yīng)用 小結(jié)： 程序是一些指令語句的集合，為了實(shí)現(xiàn)某種功能而編寫。程序設(shè)計(jì)語言是一組用來編寫計(jì)算機(jī)程序的語法規(guī)則 。 程序開發(fā)通常涉及多種技術(shù)，包括數(shù)據(jù)存儲與訪問、多線程編程、組件化開發(fā)、 能移動設(shè)備和虛