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1、 程序設(shè)計導(dǎo)論程序設(shè)計導(dǎo)論 姓 名：任兩品 電 話：63887295 手 機： 辦公室：409 E-Mail： Java程序設(shè)計是計算機相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。Java語言是新興起的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，用于應(yīng)用程序的設(shè)計，尤其是應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)和移動設(shè)備上。 本課程的教學任務(wù)，是通過學習Java語言基礎(chǔ)和大量程序編制實踐，使學生掌握較扎實的Java語言基礎(chǔ)，掌握一般程序設(shè)計特別是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本思想，掌握簡單的Applet程序的編制，并為今后網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用打下較好的基礎(chǔ)。 掌握面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本方法，掌握 Java 程序設(shè)計語言的基礎(chǔ)語法。 掌握編程思想，熟悉基本算法，能根據(jù)問題正

2、確選擇、組合算法。 能獨立編寫代碼，編寫測試數(shù)據(jù)，并能獨立調(diào)試程序，獲得正確結(jié)果。 對本課程和軟件開發(fā)相關(guān)課程有興趣，能自主學習。 具體表現(xiàn)為： 知識教學目標 : 理解和掌握 Java 語言的基本語法和語義，掌握標準程序和小應(yīng)用程序的開發(fā)方法。 能力教學目標 : 熟練使用 JCreator 來開發(fā) Java 程序。 思想教育目標 : 理解面向?qū)ο笏枷?，學會良好的編程習慣。 盡快熟悉計算機的基本操作及大致工作原理 多看多問，多與老師溝通，充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源 上課認真聽講，最好做好課前預(yù)習 課下及上機要勤動手，多思考，注意編程經(jīng)驗積累 認真完成上機任務(wù)及課下習題 課堂上保持安靜 1.明確學習目的

3、2.打好基礎(chǔ) 1）數(shù)學基礎(chǔ) 2）邏輯思維能力的培養(yǎng) 3. 注意理解一些重要概念 4.掌握編程思想 5.多實踐、多交流 6.養(yǎng)成良好的編程習慣 7.上網(wǎng)學編程 8.加強計算機理論知識的再學習 第一講 序言（準備知識）充分理解什么是程序、程序設(shè)計（程序設(shè)計分類）、程序設(shè)計語言了解程序設(shè)計語言的發(fā)展了解本課程的性質(zhì)與任務(wù)掌握Java語言的特點 什么是程序設(shè)計？ 利用計算機解決問題，首先要按照人們的意愿，借助計算機語言，將解決問題的方法、公式、步驟等編寫成程序，然后將程序輸入到計算機中，由計算機執(zhí)行這個程序，這個設(shè)計和書寫程序的整個過程就是程序設(shè)計。 程序設(shè)計是根據(jù)給出的具體任務(wù)，編制一個能正確完成該

4、任務(wù)的計算機程序。 計算機程序是有序指令的集合或者是具有一定結(jié)構(gòu)的語句的集合。它能被計算機執(zhí)行。 什么是程序設(shè)計語言？ 編寫計算機程序所用的語言即程序設(shè)計語言，是人與計算機之間交換信息的工具。 試列舉出你所知道的程序設(shè)計語言。 什么是程序？ 程序是與計算機溝通的語言 程序是由特定語法和關(guān)鍵字組成 程序是一行一行執(zhí)行的 程序的執(zhí)行，有一個入口點，原則上是從上而下，從左往右執(zhí)行的 目前程序設(shè)計方法主要有結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計目前程序設(shè)計方法主要有結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計。和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是由荷蘭學者結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計是由荷蘭學者E.W.Dijkstra在在20世紀世紀70年代提出的，

5、其年代提出的，其主要思想是自頂向下、逐步求精、模塊編主要思想是自頂向下、逐步求精、模塊編程。程。結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計采用單入口單出口的控制結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計采用單入口單出口的控制結(jié)構(gòu)，即：程序由順序、選擇、循環(huán)三種結(jié)構(gòu)，即：程序由順序、選擇、循環(huán)三種基本控制結(jié)構(gòu)組成。任何一個算法都可以基本控制結(jié)構(gòu)組成。任何一個算法都可以用這三種基本結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，任何復(fù)雜的程序用這三種基本結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，任何復(fù)雜的程序都可以分解為由三種基本結(jié)構(gòu)組成。都可以分解為由三種基本結(jié)構(gòu)組成。3種種基本結(jié)構(gòu)如下圖所示?；窘Y(jié)構(gòu)如下圖所示。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計（Object Oriented Programming ，縮寫為OOP）是一種先進的

6、程序設(shè)計方法，OOP實際上是圍繞著各類事物進行程序設(shè)計的。 OOP本質(zhì)是把數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的過程（函數(shù)）當成一個整體 對象。一旦在程序中建立了一個對象，其他程序員可以在其他的程序中使用這個對象，完全不必重新編制繁瑣復(fù)雜的代碼。對象的重復(fù)使用可以大大地節(jié)省開發(fā)時間，切實地提高軟件的開發(fā)效率。 程序設(shè)計時程序應(yīng)結(jié)構(gòu)清晰、合理，編寫程序設(shè)計時程序應(yīng)結(jié)構(gòu)清晰、合理，編寫出來的程序不僅可在機器上正確執(zhí)行，還出來的程序不僅可在機器上正確執(zhí)行，還要便于程序的調(diào)試和維護，讓別人能看懂。要便于程序的調(diào)試和維護，讓別人能看懂。 學習程序設(shè)計過程中，必須養(yǎng)成良好的程學習程序設(shè)計過程中，必須養(yǎng)成良好的程序設(shè)計風格。好的

7、程序設(shè)計風格有助于提序設(shè)計風格。好的程序設(shè)計風格有助于提高程序的正確性、可讀性、可維護性、可高程序的正確性、可讀性、可維護性、可用性。用性。建議從以下方面，逐步形成良好程序設(shè)計風格建議從以下方面，逐步形成良好程序設(shè)計風格:編碼格式和編碼約定在整個程序中應(yīng)保持一致；編碼格式和編碼約定在整個程序中應(yīng)保持一致； 程序中應(yīng)給出必要的注釋。程序中應(yīng)給出必要的注釋。 對變量、標識等的命名，采用對變量、標識等的命名，采用“匈牙利命名法匈牙利命名法”。程序書寫采用縮進格式，突出程序的層次結(jié)構(gòu)。程序書寫采用縮進格式，突出程序的層次結(jié)構(gòu)。每一行只寫一條語句，使用括號間隔表達式或語句每一行只寫一條語句，使用括號間隔

8、表達式或語句的組成部分。的組成部分。使用結(jié)構(gòu)化、面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，提高程序可重使用結(jié)構(gòu)化、面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，提高程序可重用性、可擴充性用性、可擴充性 。提高程序健壯性，預(yù)防用戶的操作錯誤。提高程序健壯性，預(yù)防用戶的操作錯誤。 機器語言 匯編語言 高級語言 第四代語言 自然語言 指令由 0 和 1 組成，稱為機器碼 是最底層、唯一能夠被計算機直接執(zhí)行的語言 其他語言必須先轉(zhuǎn)化為機器語言 指令難記憶，編寫難度大，但執(zhí)行速度快 不同機器（CPU）有不同的機器碼，不具備移植性 機器語言機器硬件(執(zhí)行) 我們看一下機器語言是怎樣完成5+6這個基本操作的： 相當接近機器語言，稱為低級語言 用助記符代替

9、操作碼，用地址符號代替地址碼，比較容易記憶，比如: ADD表示“加”，MOV表示“傳送”。 必須進行匯編，轉(zhuǎn)行成機器語言 不具備移植性 匯編語言(匯編器)機器語言計算機硬件 機器語言和匯編語言都是面向機器的語言，稱為低級語言。它們對機器依賴性很大，用它們開發(fā)的程序通用性差，且要求程序員必須熟悉和了解計算機硬件的每一個細節(jié)，普通計算機用戶很難勝任編程工作。 離機器越來越遠 語法接近人類的自然語言 執(zhí)行的單位不是指令，而是語句，一行語句對應(yīng)多個指令 開發(fā)效率越來越高 必須由編譯程序或解釋程序翻譯成機器能接受的目標代碼，執(zhí)行效率低 移植性較好 如：println(5+6); 編譯: 把源程序轉(zhuǎn)換成機

10、器碼的過程 之前會進行前期處理(預(yù)處理) 過程中會進行語法檢查 編譯器:完成編譯動作的程序 C、C+、Basic等 高級語言(編譯器)機器語言計算機硬件 JAVA、C#等 高級語言(編譯器)虛擬機字節(jié)碼虛擬機計算機硬件 4GL，也成為面向問題的語言 僅需告訴計算機“作什么”，而不需要告訴計算機“如何作” 大大提高開發(fā)效率 如SQL語句，及各種查詢語句 select * from student where = “張三” 運用人工智能，以接近口語的指令指揮計算機，如語音 還沒有成熟 “Java之父” James Gosling 十年來，Java編程語言及平臺成功地應(yīng)用在

11、網(wǎng)絡(luò)計算及移動等各應(yīng)用領(lǐng)域,比如移動電話、個人電腦、跨國金融系統(tǒng)和衛(wèi)星通訊等。據(jù)統(tǒng)計，目前全球運行Java的設(shè)備已達到25億，Java開發(fā)人員超過450萬，基于Java技術(shù)的智能卡達10億，基于Java技術(shù)的手機達7.08億，采用Java技術(shù)的PC機達7億，JCP(Java Community Process，Java社區(qū)進程)成員達912個，運營商們部署Java平臺140多個。 備注：JCP：負責Java技術(shù)發(fā)展與審核技術(shù)規(guī)格的開放組織，JCP對提出的請求投票表決，JCP的專家組成員一般都是業(yè)界比較有影響力的企業(yè)或者組織。 目前Java運行平臺主要分為下列3個版本： （1）J2SE（Java

12、 2 Standard Edition）：稱為Java標準版或Java 標準平臺。J2SE 提供了標準的SDK開發(fā)平臺（以前稱做JDK開發(fā)平臺）。 （2）J2EE（Java 2 Enterprise Edition）：稱為Java企業(yè)版或Java企業(yè)平臺。 （3）J2ME（Java 2 Micro Edition ）：稱為Java微型版或Java小型平臺。 簡單：容易編寫程序。 面向?qū)ο螅篔ava語言是一個完全的“純”面向?qū)ο蟮恼Z言，并且對軟件工程技術(shù)有很強的支持。 操作平臺無關(guān)性： “Write once, run anywhere“ “一次編寫，到處運行” JVM是通過在一個真實的計算機上用軟件仿真的虛擬計算機，它能夠解釋Java的字節(jié)碼（存放在class文件中）。 JVM的特點 JVM 在不同的硬件平臺上有不同的實現(xiàn) JVM執(zhí)行的字節(jié)碼是與硬件平臺無關(guān)的 JVM 可以用硬件實現(xiàn)也可以用軟件實現(xiàn) 動態(tài)性：只有在需要時才把相應(yīng)的類調(diào)入內(nèi)存 安全性：Java是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用的語言 多線程： 單線程程序一個時刻只能做一件事情，多線程程序允許在同一時刻同時做多件事情。 其它大多數(shù)高級語言，包括C，C+等，都不支持多線程，只能編寫順序執(zhí)行的程序（除非有操作系統(tǒng)API的支持）。