基本程序设计方法
程序设计的基本方法
嵩天
北京理工大学
IPO模式
?I：Input输入，程序的输入
?P：Process处理，程序的主要逻辑?O：Output输出，程序的输出
理解IPO模式
输入
?程序的输入包括：文件输入、网络输入、用户手工输入、随机数据输入、程序内部参数输入等?输入是一个程序的开始
理解IPO模式
输出
?程序的输出包括：屏幕显示输出、文件输出、网络输出、操作系统内部变量输出等
?输出是一个程序展示运算成果的方式
理解IPO模式
处理
?程序对输入进行处理，输出产生结果
?处理的方法也叫算法，是程序最重要的部分?算法是一个程序的灵魂
死循环
?它是没有输入输出的程序
?“死循环”也有价值，它通过不间断执行，快速消耗CPU的计算资源，可以用来测试CPU性能
常见的程序设计方法
常见的程序设计方法及适用情况 一．常见的程序设计方法 常见的程序设计方法有：结构化程序设计、面向对象程序设计。 二．适用情况 1.结构化程序设计： （1）产生：结构化程序设计由迪克斯特拉（E.W.dijkstra）在1969年提出，是以模块化设计为中心，将待开发的软件系统划分为若干个相互独立的模块，这样使完成每一个模块的工作变单纯而明确，为设计一些较大的软件打下了良好的基础。 （2）基本要点 1.采用自顶向下，逐步求精的程序设计方法 在需求分析，概要设计中，都采用了自顶向下，逐层细化的 2.使用三种基本控制结构构造程序 任何程序都可由顺序、选择、重复三种基本控制结构构造。 (1)用顺序方式对过程分解，确定各部分的执行顺序。 (2)用选择方式对过程分解，确定某个部分的执行条件。 (3)用循环方式对过程分解，确定某个部分进行重复的开始和结束的条件。 (4)对处理过程仍然模糊的部分反复使用以上分解方法，最终可将所有细节确定下来。（3）设计语言 C，FORTRAN，PASCAL，Ada，BASIC （4）基本结构 顺序结构 顺序结构表示程序中的各操作是按照它们出现的先后顺序执行的。 选择结构 选择结构表示程序的处理步骤出现了分支，它需要根据某一特定的条件选择其中的一个分支执行。选择结构有单选择、双选择和多选择三种形式。 循环结构 循环结构表示程序反复执行某个或某些操作，直到某条件为假（或为真）时才可终止循环。在循环结构中最主要的是：什么情况下执行循环？哪些操作需要循环执行？循环结构的基本形式有两种：当型循环和直到型循环。 当型循环：表示先判断条件，当满足给定的条件时执行循环体，并且在循环终端处流程自动返回到循环入口；如果条件不满足，则退出循环体直接到达流程出口处。因为是"当条件满足时执行循环"，即先判断后执行，所以称为当型循环。 直到型循环：表示从结构入口处直接执行循环体，在循环终端处判断条件，如果条件不满足，返回入口处继续执行循环体，直到条件为真时再退出循环到达流程出口处，是先执行后判断。因为是"直到条件为真时为止"，所以称为直到型循环。 （5）适用情况 结构化程序设计又称为面向过程的程序设计。在面向过程程序设计中，问题被看作一系列需要完成的任务，函数（在此泛指例程、函数、过程）用于完成这些任务，解决问题的焦点集中于函数。其中函数是面向过程的，即它关注如何根据规定的条件完成指定的任务。（6）特点 结构化程序中的任意基本结构都具有唯一入口和唯一出口，并且程序不会出现死循环。
程序设计的基本方法
高一信息技术课程教案 课题：第六章第一节程序设计的基本方法 计划课时：1课时本课课时：1课时 教学目的： 1、理解算法的概念； 2、知道两种算法的描述方法—语言描述法和流程图的区别； 3、能初步掌握用流程图描述算法。 4、培养学生的理论联系实际能力和动手能力。 5、提高学生的信息技术素养和创新意识。 教学重点、难点 算法的描述、流程图 教具 教师机、投影仪、视频展示台、多媒体CAI课件 教学方法 以任务为主线、教师为主导、学生为主体的任务驱动式教学 教材分析 本节所讲算法主要是指计算机解决问题的方法和步骤。美国著名计算机科学家克努特教授提出了”计算机科学就是研究算法的科学”的著名论断，说明了算法在设计程序中的重要性，解决任何问题都必须设计算法，所以本节内容起到统领全章的作用。 但是，对于初学者而言，本节内容属于理论知识，具有一定的抽象性。建构主义理论认为学习是新旧知识的联系，是学习者主动建构内在心理结构的过程。而在初学者原有的认知结构中没有关于算法的认知。如果直接讲算法，学生很难实现新旧知识的联系，无法做到意义建构和有意义的学习，对于算法的含义就难以做到真正理解。按照从感性到理性、从已知到未知的认知规律，我从学生的感性认知入手，从学生的兴趣出发，先创设情境，引入三个用VB编写的小程序，把学生的兴趣调动起来，通过对具体问题的讨论，使学生明白解决任何问题都需要有清晰的解决思路和解题步骤，计算机解决问题和人解决问题一样都需要有明确的解题步骤，而计算机的解题步骤就称为算法，这样就很自然地引入了算法的概念。易于学生接受和理解。 对于本节内容的重难点，即算法的描述，主要是通过对实际问题的解决来突破的。本节所讲算法
程序设计艺术与方法实验报告3
《程序设计艺术与方法》课程实验报告实验名称实验二搜索算法的实现 姓名系院专业计算机与 信息学院 班级学号 实验日期指导教师成绩 一、实验目的和要求 1．掌握宽度优先搜索算法 2．掌握深度优先搜索算法 二、实验预习内容 1．将书上的走迷宫代码上机运行并检验结果，体会搜索的思想 2．预习n皇后问题 3．预习骑士游历问题 三、实验项目摘要 1．n皇后问题： 在一个国际象棋棋盘上放n个皇后，使得任何两个皇后之间不相互攻击，求出所有的布棋方法。上机运行并检验结果 2．骑士游历问题： 在国际棋盘上使一个骑士遍历所有的格子一遍且仅一遍，对于任意给定的顶点，输出一条符合上述要求的路径 3．倒水问题： 给定2 个没有刻度容器，对于任意给定的容积，求出如何只用两个瓶装出L 升的水，如果可以，输出步骤，如果不可以，请输出No Solution 。 四、实验结果与分析（源程序及相关说明） N皇后问题代码 #include
while(pos!=0){ int p=pos&-pos;pos-=p; compare(row+p,(ld+p)<<1,(rd+p)>>1); }} else{sum++;}} int main(){int n; cout<<"请输入皇后的个数:"; cin>>n; upperlimit = (upperlimit< 第一课程序设计的步骤和方法 一、教学分析 本课选择浙江省教育出版社宁波市版教材九年级上第一课，程序设计是一项严谨的工作，需要将生活实例转化成计算机能执行的程序，中间有若干环节。本课意图在于让学生了解程序设计的一般步骤，理解程序设计的方法，养成良好的编程习惯。 二、教学目标 知识与技能目标： 1．了解程序设计的一般步骤。 2．理解程序设计的方法。 3．能用自然语言叙述两变量值交换过程。 4、掌握两个变量值交换方法。 5、掌握从生活实例到构建数学模型的一般方法。 过程与方法：在小组合作以及学生亲身实验体验的过程中，不断发现问题和解决问题来掌握构建数学模型和算法的方法。 情感态度与价值观目标：通过小组合作，培养学生协作能力；通过生活实例构建合理的数学模型，培养学生严谨类推的逻辑思维能力。 三、重难点及分析 重点：掌握程序设计的一般步骤。 难点：理解并掌握两变量交换的算法；能够将实例转换为具体算法。 分析： 程序设计具有严密的逻辑性，程序最终为解决实际生活中的问题，在现实问题和程序设计之间需要将日常生活复杂问题简化，构建合理的数学模型，这是程序设计的前提。程序的“按部就班”和现实生活中的问题解决方式存在一定的差异，因此学生理解程序设计的一般过程，这是本课的重点。 交换两个变量值是理解程序设计方法的经典算法。通过实物模拟交换过程，有利于学生初步建立程序设计变量交换的思维雏形。然后再用生活实例比较身高排序，将两变量具体进行应用表现，让学生掌握分析实例的能力，然后将其转换为具体的程序算法，所以将掌握两变量交换的算法作为本节课教学难点。 四、学情分析 本班学生是丹城二中206学生，跟他们的任课教师接触之后，了解这是一帮活泼同时又好动的学生，控制的好能够将课堂气氛调动的很好，所以我改变以往的严肃的教态，本节课以鼓励为主，让学生树立信心，用学生对自己鼓掌的方法，拉近与学生的距离，因为这是九年级的第一课，学生也没有具体的程序基础，所以这节课讲解的程序是最容易最经典的，让学生浅显易懂，以及尽量用幽默的语句，增加教师的亲和力，使课堂气氛活跃。 五、教学过程 环节一“小组讨论，引入课题” 教师：今天我们来学习《程序设计的步骤和方法》，在这之前，我们来当一回专家，讨论下问题！首先大家给自己鼓励把掌声献给自己，等会踊跃发言。 学生：一片掌声 教师：我们来讨论“蛋炒饭的制作过程、洗衣服的制作过程，两个杯中球的位置互换”（PPT中逐一展示） 学生：对于问题非常感兴趣，发言的学生很多，踊跃发表的自己的高论“如何制作蛋炒饭、洗衣服的步骤” 教师：接下来，我们讨论两个杯中的球，如何互换位置，大家前后桌为一组相互讨论下，用语言表述调换的过程。组长安排组员发言，时间为3分钟。 教学意图：教师通过掌声和赞美来活跃课堂气氛，因为初次接触学生彼此之间存在距离感，这个措施拉近了师生关系，同时也很好把握了课堂的气氛，学生回答问题的同时，教师需要进行适当的引导让学生知道做事情需要严谨的步骤和方法，同时引出实验对象，进行小组合作讨论（5-6为一组，事先确定好小组长） 环节二实验操作，讲解两变量值的交换 教学意图：突出本节课的教学重点，理解程序设计的一般步骤，程序设计的六个步骤贯穿于环节二中，上完之后由学生再来总结程序设计的六个步骤。 教师：请学生上台演示操作（讲解、操作都是由学生自主上台完成，体 现学生上课的主体地位，教师要作为适当的引导） 任务一：通过实验操作，口述操作过程 单片机程序设计方法总结 程序设计是单片机开发最重要的工作程序设计就是利用单片机的指令系统根据应用系统即目标产品的要求编写单片机的应用程序其实我们前面已经开始这样做过了这一课我们不是讲如何来设计具体的程序而是教您设计单片机程序的基本方法不过在讲解之前还是有必要先了解一下单片机的程序设计语言这里的语言与我们通常理解的语言是有区别的它指的是为开发单片机而设计的程序语言如果 您没有学过程序设计可能不太明白我给大家简单解释一下您知道微软的VB VC 吗VB VC 就是为 某些工程应用而设计的计算机程序语言通俗地讲它是一种设计工具只不过这种工具是用来设计计 算机程序的要想设计单片机的程序当然也要有这样一种工具说设计语言更确切些单片机的设计 语言基本上有三类: 1 .完全面向机器的机器语言 机器语言就是能被单片机直接识别和执行的语言计算机能识别什么以前我们讲过--是数字0 或1 所以机器语言就是用一连串的0 或1 来表示的数字比如MOV A 40H 用机器语言来表示就是 11100101 0100000 很显然用机器语言来编写单片机的程序不太方便也不好记忆我们必须想办法 用更好的语言来编写单片机的程序于是就有了专门为单片机开发而设计的语言 2. 汇编语言 汇编语言也叫符号化语言它使用助记符来代替二进制的0 和1 比如刚才的MOV A40H 就是汇编语言 指令显然用汇编语言写成的程序比机器语言好学也好记所以单片机的指令普遍采用汇编指令来编写 用汇编语言写成的程序我们就叫它源程序或源代码可是计算机不能识别和执行用汇编语言写成的程 序啊怎么办当然有办法我们可以通过翻译把源代码译成机器语言这个过程就叫做汇编,汇编工作现在 都是由计算机借助汇编程序自动完成的不过在很早以前它是靠手工来做的. 值得注意的是:汇编语言也是面向机器的,它仍是一种低级语言每一类计算机都有它自己的汇 编语言比如51 系列有它的汇编语言;PIC 系列也有它的汇编语言微机也有它自己的汇编语言它 们的指令系统是各不相同的也就是说不同的单片机有不同的指令系统它们之间是不通用的,这就 程序设计基础复习题 一、单选 1、一个完整的计算机系统应该包括（） A、系统软件和应用软件 B、计算机及其外部设备 C、硬件系统和软件系统 D、系统硬件和系统软件 2、“裸机”的概念是指（） A、正在进行设计还没有组装好的计算机 B、已经组装好但还没有安装任何软件的计算机 C、仅安装了操作系统的计算机系统 D、安装了文字处理软件但没有安装专用数据处理系统的计算机 3、世界上第一台电子数字计算机研制成功的时间是（） A、1936年 B、1946年 C、1956年 D、1970年 4、CASE的含义是（） A、计算机辅助设计 B、计算机辅助制造 C、计算机辅助教学 D、计算机辅助软件工程5、当前广泛使用的微型计算机是（） A、第一代 B、第二代 C、第三代 D、第四代 6、当代计算机的体系结构称为是（） A、冯·诺依曼机 B、非冯·诺依曼机 C、图灵机 D、比尔盖茨机 7、硬盘是（） A、输入设备 B、输出设备 C、存储设备 D、计算设备 8、下面4句话中，最准确的表述是（） A、程序=算法+数据结构 B、程序是使用编程语言实现算法 C、程序的开发方法决定算法设计 D、算法是程序设计中最关键的因素 9、计算机能直接执行的语言是（） A、机器语言 B、汇编语言 C、高级语言 D、目标语言 10、解释程序的功能是（） A、将高级语言程序转换为目标程序 B、将汇编语言程序转换为目标程序 C、解释执行高级语言程序 D、解释执行汇编语言程序 11、下面4种程序设计语言中，不是面向对象式语言的是（） A、JAVA B、Object Pascal C、Delphi D、C 12、不是C语言的基本数据类型是（） A、int B、double C、char D、bool 13、在C语言中，为了求两个整数相除之后得到的余数，可以使用运算符（） A、/ B、% C、* D、++ 14、数据的逻辑结构分为（） A、纯属结构和非线性结构 B、顺序结构和非顺序结构 C、树型结构和图型结构 D、链式结构和顺序结构 15、用链表表示纯属表的优点是（） A、便于随机存取 B、便于插入和删除操作 C、花费的存储空间较顺序存储少 D、元素的物理顺序与逻辑顺序相同 16、栈的最主要特点是（） A、先进先出 B、先进后出 C、两端进出 D、一端进一端出 17、下面4句结论只有一句是错误的，它是（） 一般数控手工编程的方法和步骤 数控编程的主要内容有:分析零件图样确定工艺过程、数值计算、编写加工程序、校对程序及首件试切。编程的具体步骤说明如下: 1.分析图样、确定工艺过程在数控机床上... 数控编程的主要内容有：分析零件图样确定工艺过程、数值计算、编写加工程序、校对程序及首件试切。 编程的具体步骤说明如下： 1．分析图样、确定工艺过程 在数控机床上加工零件，工艺人员拿到的原始资料是零件图。根据零件图，可以对零件的形状、尺寸精度、表面粗糙度、工件材料、毛坯种类和热处理状况等进行分析，然后选择机床、刀具，确定定位夹紧装置、加工方法、加工顺序及切削用量的大小。在确定工艺过程中，应充分考虑所用数控机床的指令功能，充分发挥机床的效能，做到加工路线合理、走刀次数少和加工工时短等。此外，还应填写有关的工艺技术文件，如数控加工工序卡片、数控刀具卡片、走刀路线图等。 2．计算刀具轨迹的坐标值 根据零件图的几何尺寸及设定的编程坐标系，计算出刀具中心的运动轨迹，得到全部刀位数据。一般数控系统具有直线插补和圆弧插补的功能，对于形状比较简单的平面形零件（如直线和圆弧组成的零件）的轮廓加工，只需要计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心（或圆弧的半径）、两几何元素的交点或切点的坐标值。如果数控系统无刀具补偿功能，则要计算刀具中心的运动轨迹坐标值。对于形状复杂的零件（如由非圆曲线、曲面组成的零件），需要用直线段（或圆弧段）逼近实际的曲线或曲面，根据所要求的加工精度计算出其节点的坐标值。3．编写零件加工程序 根据加工路线计算出刀具运动轨迹数据和已确定的工艺参数及辅助动作，编程人员可以按照所用数控系统规定的功能指令及程序段格式，逐段编写出零件的加工程序。编写时应注意：第一，程序书写的规范性，应便于表达和交流；第二，在对所用数控机床的性能与指令充分熟悉的基础上，各指令使用的技巧、程序段编写的技巧。 4．将程序输入数控机床 将加工程序输入数控机床的方式有：光电阅读机、键盘、磁盘、磁带、存储卡、连接上级计算机的DNC接口及网络等。目前常用的方法是通过键盘直接将加工程序输入（MDI方式）到数控机床程序存储器中或通过计算机与数控系统的通讯接口将加工程序传送到数控机床的程序存储器中，由机床操作者根据零件加工需要进行调用。现在一些新型数控机床已经配置大容量存储卡存储加工程序，当作数控机床程序存储器使用，因此数控程序可以事先存入存储卡中。 5．程序校验与首件试切 数控程序必须经过校验和试切才能正式加工。在有图形模拟功能的数控机床上，可以进行图形模拟加工，检查刀具轨迹的正确性，对无此功能的数控机床可进行空运行检验。但这些方法只能检验出刀具运动轨迹是否正确，不能查出对刀误差、由于刀具调整不当或因某些计算误差引起的加工误差及零件的加工精度，所以有必要经过零件加工的首件试切的这一重要步骤。当发现有加工误差或不符合图纸要求时，应分析误差产生的原因，以便修改加工程序或采取刀具尺寸补偿等措施，直到加工出合乎图样要求的零件为止。随着数控加工技术的发展，可采用先进的数控加工仿真方法对数控加工程序进行校核。 更多分享，请参看：https://www.wendangku.net/doc/6f17058884.html,/ 程序设计的基本方法 一、题： 二、教学目标： ⑴理解算法的概念，了解描述算法的两种方法——自然语言和流程图，知道各自的优缺点。 ⑵初步掌握用流程图描述算法。 三、教学的重点和难点： ⑴算法的概念。 ⑵用流程图描述算法。 四、教学过程： 新导入 我们在日常生活中经常要处理一些事情，就拿邮寄一封信来说吧，大致可以将寄信的过程分为这样的几个步骤：写信、写信封、贴邮票、投入信箱等四个步骤。将信地投入到信箱后，我们就说寄信过程结束了。 那么在计算机中，它是如何来处理问题的呢？是否和我们日常处理事情的过程很类似呢？ 回答是肯定的，例如要设计一个程序让计算机求1+1=？，那么我们就要先编写程序。在编写程序前需要先确定解决问题的思路和方法，并要正确地写出求解步骤，这就是算法。 新授 一、算法的概念 为了更好地理解算法，举几个例子说明： 例1 交换两个变量中的数据。 先请学生考虑解决这个问题的方法，然后请一个学生说一说自己想到的解决方法。如学生回答不出来，作适当提示：如果要将醋瓶中的醋和酒瓶中的酒互换应怎么做？学生会很容易地想到要借助于一只空瓶子。 分析题意：已知变量x和中分别存放了数据，现在要交换其中的数据。为了达到交换的目的，需要引进一个类似于空瓶子的中间变量。交换两变量中数据的具体算法如下： ①将x中的数据送给变量，即x→； ②将中的数据送给变量x，即→x； ③将中的数据送给变量，即→。 总结：在程序设计中，交换变量中的数据常用在排序算法中。例2 输入三个不相同的数，求出其中的最小数。 同样，先请学生思考，然后请学生说出他所想到的解决该问题的方法。 教师分析：先设置一个变量in，用于存放最小数。当输入a、b、三个不相同的数后，先将a与b进行比较，把小者送给变量in，再把与in进行比较，若<in，则将的数值送给 1 程序设计与C语言简介 提高程序的质量 ? 可靠性? 易读性? 高效性? 可维护性 采用结构化程序设计方法 保持良好的程序设计风格 程序设计的步骤 ? 分析问题，建立数学模型? 确定数据结构 ? 确定算法，描述算法 ? 编制程序，调试程序 ? 运行结果 结构化程序设计方法 主要原则：?自顶向下?逐步求精?程序模块化?限制GOTO语句1)自顶向下：程序设计时应先从顶层设计，逐步使问题细化。 2）逐步求精：对复杂问题，应确定一些 子目标作为过渡，然后逐步细化。 3）程序模块化：将复杂问题总目标分解 为独立的小目标模块。 4）限制GOTO语句：取消或限制使用随意 转向语句。 面向对象程序设计方法 从客观世界固有的事物出发来构造系统 对象及对象之间的关系能够如实反映事物及其关系 特点 ?与人们的习惯与思维方法一致，便于解决复杂问题 ?可维护性好 ?可重用性好，缩短开发时间 ?稳定性好，易修改 良好的程序设计风格：? 程序采用模块化结构；? 以三种基本结构的组合来描述程序；? 有限制地使用转移语句；? 每个模块只有一个入口，一个出口；? 结构清晰，书写格式规范，易于阅读；? 重要语句增加注释；?变量命名规范、易于记忆。/*求两数之和*/#include 1．绿色设计的定义 绿色设计(Green Design, GD) ,通常包括生态设计(Ecological Design, ED)、环境设计(Design for Environment)和生命周期设计(Life Cycle Design)或环境意识设计(Environmental Conscious Design, ECD)等，是指在产品的整个生命周期内，着重考虑其环境属性(可拆卸性、可回收性、可维护性、可重复利用性等)，并将其作为设计目标，在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命、质量等。 1．虚拟现实 虚拟现实(Virtual Reality, VR)是一种先进的计算机用户接口技术，它将人和外部世界隔离开来，通过给用户同时提供诸如视觉、听觉和触觉等各种直观、自然的实时感知交互手段，使用户具有身临其境的感觉，从而使人们能够更逼真地观察所研究的对象，更自然、更真实地与对象进行交互操作。 总结起未，虚拟现实系统具有以下几个基本特点: A．沉浸感(Immersion) B．交互性(Interaction) C．自主性(Autonomy) D．想象力(Imagination) E．多感知性(Multi perceives) 逆向工程技术(Reverse Engineering, RE)，也称反求工程、反向工程等，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程。 一般来说，逆向工程的工作内容主要包括产品造型数据反求、工艺反求和材料反求等几个方面，在工业设计领域的实际应用中，主要包括以下几个方面: (1)数字化模型的检测(2)新型外观的设计，主要用于加快产品的改型或仿型设计(3)损坏或磨损外观造型的还原，如艺术品、文物的修复等。 通用设计(Universal Design) 又称全民设计、共用性设计，是无障碍设计的扩展，指产品或建筑等人造物品无须改良或特别设计就能为所有人使用。通用设计的产品在设计时基于身体有障碍人士的使用特点，使得其产品同时也能被所有人更容易的使用。 总体上说，将产品开发的流程分为寻找设计突破口、确定设计方案、实现设计创意和实现商业价值四个阶段。 1，寻找设计突破口2.确定设计方案3.实现设计创意4.实现商业价值 不同产品的设计程序也不尽相同，不存在唯一确定的设计程序，不过大多数设计工作在程序上却趋干一致，本讲义将此程序分为三个阶段，即需求问题化、问题方案化与方案视觉化。 1.需求问题化 2.问题方案化 3.方案视觉化 技术导向型产品的主要特征是，其核心、的获利能力基于它的技术性能或实现特定技术性能的能力。虽然这种产品也需要具有美学性和人机交互性，但顾客在购买这种产品时主要还是基于它的技术性能。对于技术驱动型产品的开发工作来说，工程或技术的要求是主要的，并主导着产品的开发工作。这样，工业设计的角色就限于对核心技术的包装，即设计产品外观和保证产品能向顾客传达它的技术功能和人机交互模式。 顾客导向型产品核心的获利能力来自于它的用户界面的质量和外观的美学性。这种产品与用户有很强的交互关系。对于开发人员来说.工业设计方面的考虑就比技术要求更重要。虽然工程设计对于决定这类产品的技术特征仍是很重要的，但 程序设计中常用的计算思维方式 算法思维 逻辑思维 第1章正确认识和处理整体与部分的关系 概述： “整体”与“部分”是一对虽然对立、但并非僵化不变的概念。在一定条件下，“部分”可以看作“整体”，“整体”又可以看作是另一个“整体”的“部分”，两者相互依存和影响。“整体”与“部分”又可以相互转化的。“整体”的问题可以分割成“部分”来处理，“部分”的问题也可以通过“整体”来解决。 1.1 整体实现的关键是准确地应用必要条件 A、选择有助于简化问题、变难为易的必要条件 这里面就是说我们要在坚持“简化问题、变难为易”的原则下，尽力寻找“精确”的必要条件，以缩小求解范围，提高出解速度。当碰到一道难题时，总是尝试从最简单的特殊情况入手，找出有助于简化问题、变难为易的必要条件，逐渐深入，最终分析归纳出一般规律。 B、合成必要条件，从整体结构上优化 在搜索和动态规划中，必要条件有期很好的应用价值。一般地，对于深度优先搜索和广度优先搜索，如何限制搜索范围、减少搜索量最有效的手段是“剪枝”。然而由于问题的错综复杂，所以我们要找最高效的优化条件，来提高程序的效率。所以我们可以尝试从多个侧面分析寻找必要条件，把问题分解，根据各部分的本质联系，将各方面的必要条件综合起来使用。 C、必要条件与原有模型比较、更新算法 上面所说的两种优化程序的策略其实是都是在“缩小求解范围”，改进在有算法的基础上进行的，属于局部优化。然而精确选择揭示问题本质的必要条件，与原有的模型比较， 小结：必要条件是逻辑推到的理论依据，也是思考过程的一种取向。解题时，若能寻找出精确的必要条件，一方面能帮助我们揭示问题的本质，设计出正确的算法；另一种方面又能“缩小求解范围”，提高算法效率。因此，准确地应用必要条件是整体实现的关键。所以我们要在坚持“具体问题具体分析”的原则，不拘一格，灵活处理；在分析问题时，要勤于思考，善于发现。 1.2 整体思考的一个重要角度是“守恒” A、从具体问题中抽象出守恒量 守恒量需要通过联想和化归思维将其抽象出来，从问题本身的结构中抽象出守恒量。 B、根据问题的本质构造守恒量 有时候，如果能为每一个元素标一个权值，就可以揭示问题“守恒”规律。在总价值不变的前提下，或许能将整个问题转化成一个简单的、或者是经典的问题。比如构造成Fibonacci数列等。 C、在交互式问题中构造变化中的不变量 考虑可能出现的各种情况和最优策略，找变化中的不变量，运用“守恒”法寻找解题的突破口 小结：守恒是问题分析问题的一种思维方式一种整体意识和解题方法，通过联想和化归思维将其抽象出来。 1.3 提高整体实现效率的基本途径是“充分利用有效信息”和“压缩冗余信息” A.计算过程中充分利用有效信息： 在记忆化搜索和动态规划中充分利用信息，特别指出在动态规划中改变状态的表示含义对优化问题是个很好的策 ?程序设计方法与风格 ?经历两个阶段： ?结构化程序设计 ?面向对象的程序设计 ?良好设计风格： “清晰第一，效率第二” 例如：加注释、提示输入、加输入结束标志、标识符命名有实际意义等。 ?原则 ?自顶向下 ?逐步求精 ?模块化 ?限制使用goto语句 基本结构 ?顺序结构 ?选择结构 ?循环结构 优点 ?程序易于理解、使用、维护 ?提高编程效率，降低开发成本 设计原则和方法的应用 ?三种结构表示程序的控制逻辑； ?每种结构只有一个入口和一个出口； ?语言中没有的控制结构，应该用前后一致的方法模拟； ?严格控制使用goto语句 本质：以对象为核心。 ?对象是数据和操作的封装体，与客观实体有直接的对应关系，对象之间通过传递消息互相联系。 面向对象程序设计方法的优点 ?（1）与人类的思维方法一致，符合人们对客观世界的认识规律。 ?（2）稳定性好； ?（3）可重用性好； ?（4）易于开发大型软件产品； 面向对象的基本概念 ?对象：在现实世界中，每个实体都是对象，如，大学生、汽车、电视机、空调等都是现实世界中的对象。 ?（1）属性：对象所包含的信息，它在设计对象时确定，一般只能通过执行对象的操作来改变。 ?（2）操作：描述了对象执行的功能。其过程对外是封闭的，即用户只能看到这一操作实施后的结果（封装性）。 类：类是一组具有相同属性和相同操作的对象的集合。是对象的抽象，描述了属于该对象类型的所有对象的性质，而一个对象则是其对应类的一个实例。 注意：“实例”这个术语指一个具体的对象；“对象”术语既可以指一个具体的对象，也可以泛指一般对象。 消息：一个实例与另一个实例之间传递的信息，包括3部分：接收消息的对象名称；消息名；零个或多个参数。 例：MyCircle.Show(GREEN); 面向对象的基本概念 ? 继承：使用已有的类定义作为基础建立新类的定义技术。已有的类可当做基类引用， 则新类相应地可当做派生类来引用。 （基类：用来生成新类的类。 派生类：由已存在的类派生出来的新类，也叫子类。）继承具有传递性。 ? 多态性：对象根据所接受的消息而做出动作，同样的消息被不同的对象接受时可导 致完全不同的行为，该现象称为多态性。 图2-1 一般与特殊的关系 图2-2 多重继承 3.1.1软件定义与软件特点 1.软件定义：软件是计算机系统中与硬件相互依存的另一部分，是包括程序、数据及其相关文档组成的完整集合。 软件=程序+数据+文档 程序：程序是按事先设计好的功能和性能要求执行的指令序列。 数据：数据是指程序能正常处理信息的数据和数据结构。 文档：文档是与程序运行和维护有关的图文资料。 2.软件的特点： （1） 软件具有抽象特征。 （2） 软件具有无明显制造过程特征。 （3） 软件无设备的特征。 （4） 手工制作特征。 （5） 成本昂贵特征。 1. 软件危机：泛指在软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。 总之，可以将软件危机归结为成本、质量、生产率等问题。 软件工程：应用于计算机软件的定义、开发和维护的一整套方法、工具、文档、实践标准和工序。 主要思想：强调在软件开发过程中需要应用工程化原则。 软件工程三要素：方法、工具、过程。 方法：完成软件工程项目的技术手段； 工具：支持软件的开发、管理、文档生成； 过程：支持软件开发的各个环节的控制、管理。 ? 软件工程过程：把输入转化为输出的一组彼此相关的资源和活动。（通常把用户的 要求转变为软件产品的过程也叫做软件开发过程). 第三部分程序设计基础 3.1 程序、程序设计、程序设计语言的定义 ⑴程序：计算机程序，是指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列，或者可以被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。 ⑵程序设计：程序设计是给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。程序设计往往以某种程序设计语言为工具，给出这种语言下的程序。程序设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。 ⑶程序设计语言：程序设计语言用于书写计算机程序的语言。语言的基础是一组记号和一组规则。根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。在程序设计语言中，这些记号串就是程序。程序设计语言有3个方面的因素，即语法、语义和语用。 3.2 高级语言和低级语言的概念及区别 ⑴高级语言：高级语言（High-level programming language）是高度封装了的编程语言，与低级语言相对。 它是以人类的日常语言为基础的一种编程语言，使用一般人易于接受的文字来表示（例如汉字、不规则英文或其他外语），从而使程序编写员编写更容易，亦有较高的可读性，以方便对电脑认知较浅的人亦可以大概明白其容。 ⑵低级语言：低级语言分机器语言（二进制语言）和汇编语言（符号语言），这两种语言都是面向机器的语言，和具体机器的指令系统密切相关。机器语言用指令代码编写程序，而符号语言用指令助记符来编写程序。 ⑶区别： 高级语言：实现效率高，执行效率低，对硬件的可控性弱，目标代码大，可维护性好，可移植性好低级语言：实现效率低，执行效率高，对硬件的可控性强，目标代码小，可维护性差，可移植性差 了解知识：CPU运行的是二进制指令，所有的语言编写的程序最终都要翻译成二进制代码。越低级的语言，形式上越接近机器指令，汇编语言就是与机器指令一一对应的。而越高级的语言，一条语句对应的指令数越多，其中原因就是高级语言对底层操作进行了抽象和封装， 程序设计的内容包括：编写程序、编译程序、模拟运行及 调试程序等。 程序设计的方法是指用什么方法和编程语言来编写用户程序。 程序设计有多种方法：如果控制系统是改造原有成熟的继电接触控制系统，则可由电气控制电路图很容易地转化为梯形图，生成控制程序。 本节主要介绍功能流程图法。 功能流程图，简称功能图，又叫状态流程图或状态转移图。它是专用于工业顺序控制程序设计的一种功能说明性语言，能完整地描述控制系统的工作过程、功能和特性，是分析、设计电气控制系统控制程序的重要工具。 （1）步 步是控制系统中的一个相对不变的性质，它对应于一个稳定的状态。在功能流程图中步通常表示某个执行元件的状态变化。步用矩形框表示，框中的数字是该步的编号，编号可以是该步对应的工步序号，也可以是与该步相对应的编程元件（如PLC内部的通用辅助继电器、步标志继电器等）。步的图形符号如图7.1（a）所示。 初始步 初始步对应于控制系统的初始状态，是系统运行的起点。一个控制系统至少有一个初始步，初始步用双线框表示，如图7.1（b）所示 （3）动作说明 一个步表示控制过程中的稳定状态，它可以对应一个或多个动作。可以在步右边加一个矩形框，在框中用简明的文字说明该步对应的动作，如下图7.3所示。 图中（a ）表示一个步对应一个动作；图（b ）和（c ）表示一个步对应多个动作，两种方法任选一种。 2. 使用规则 （1）步与步不能直接相连，必须用转移分开； （2）转移与转移不能直接相连，必须用步分开； （3）步与转移、转移与步之间的连线采用有向线段，画功能图的顺序一般是从上向下或从左到右，正常顺序时可以省略箭头，否则必须加箭头。 （4）一个功能图至少应有一个初始步。 3. 结构形式 （1）顺序结构 （2）分支结构——选择性分支与并发性分支 （3）循环结构 （4）复合结构 （1）顺序结构 （2）分支结构 顺序结构 选择性分支 并发性分支并发性分支 （3）循环结构 循环结构用于一个顺序过程的多次或往复执 行。功能图画 法如图7.7所示，这种结构可看作是选择性分支结构的一种特 欢迎阅读 数控车床编程入门方法 [摘要] 数控机床编程入门的方法：分析工艺——划出走刀路线——建立坐标系标注坐标——按格式写程序。 摘要：数控机床编程入门的方法：分析工艺——划出走刀路线——建立坐标系标注坐标——按格式写程序 它 工刀具；然后是工序顺序的安排，要求在确定工艺过程中，要做到加工路线短，进给、换刀次数少，充分发挥数控机床的功能，使加工安全、可靠，效率高。 走刀路线是指在加工过程中，刀具刀位点相对于工件的运动轨迹和方向，它不仅包括了工步内容，还反映了工步顺序。在安排 可以一刀或多刀进行的精加工工序时，其零件的最终轮廓应由最后一刀连续加工而成。这时，加工刀具的进退刀位置要考虑妥当，尽量不要在连续的轮廓中安排切人和切出或换刀及停顿，以免因切削力突然变化而造成弹性变形，致使光滑连接轮廓上产生表面划伤、形状突变或滞留刀痕等疵病。 编程方式就可以直接从图上看出坐标值。如果不是这样，最好改注过来。 三、编写程序单 根据计算出的运动轨迹坐标值和已确定的加工顺序、刀具号、切削参数以及辅助动作等，按照规定的指令代码及程序格式，逐 段编写加工程序单。在编写程序时应注意使程序简单，方便和直观。我们在建立工件坐标系时数控车床一般将程序原点设立在工件的右端面上。数控加工程序由一系列程序段构成，程序段又由指令字组成。编程之前，首先要弄清程序段的基本格式，常用指令的格式、功能及用途，实际上基本的加工指令不多，比如G00、G01 程 快 加工程序是按程序段的输入顺序执行的，而不是按程序段号的顺序执行的，但书写程序时，一般按升序书写程序段号。 下面以华中数控为例编写外圆精加工程序 O5566 G92 X60 Z20 无论哪所大学的计算机专科和本科都需要学习C语言《,C语言程序设计》是计算机专业的一门必修课程,也是学习如何编程的入门课。初学C语言的人都会觉得C语言不好学,感到无从下手。其实,按照我们现在的教学大纲和教学要求,只要同学们掌握一些方法,多读,多写,克服心理上畏难情绪,C语言是完全可以学好的 并且灵活应用的。我总结了多年的《C语言程序设计》课程的教学经验和学生在学习过程中常见的一些问题,在些介绍一些C语言的学习和编程技巧,希望给初学C语言的同学有一定帮助。 C语言是一门应用最广泛的基础高级编程语言,有很多语言都是由它发展而来的,所以学习好C语言之后再学习任何一种编程语言都会轻松上手。 1熟记基本知识点 学习C语言和学习任何一种语言的方法基本一样。我们婴儿期间咿呀学语时,从一个字开始学,然后两个,接着更多,最后我们能成句,成段,到出口成章。学习C语言的时候也一样,有些最基本的内容必须要记下来。 1.1关键字 关键字是由Ｃ语言规定的具有特定意义的字符串。它们是写C语言的基础,如果关键字不记下来,那编程是寸步难行。 1.2运算符 C语言中的运算符和表达式与我们数学上的运算符和表达式有相同的,也有不同的。我们在学习的时候就注意记住并弄清楚那些不同的地方。基本的语法表达式及执行过程。选择结构中的if语句和switch语句。循环语句中的for语句、while语句和do-while语句。这部分就好比是你会了许多词,然后得把这些词组成一些句子,语法的作用就是告诉你怎样说好一句话,表达清楚的意思。 1.3常用库函数 在这里最重要有两个函数:输入函数scanf()和输出函数printf()。一个程序如果没有输入,那无论运行多少次结果都一样,那也就失去了写程序的目的了。同样一个程序如果没有输出,那运行程序有什么意义呢？当然输出的形式比较多。在初学C语言的时候主要是从屏幕上输出结果。所以这两个函数的使用方法也必须要掌握。这两个函数已经定义在stdio.h这个头文件中,不用我们自己写,它们不是C语言中的语句,所以在使用这两个函数时在源程序顶部一定要加上#i n c l u d e 程序设计的方法 1.模块化： (1) 把一个较大的程序划分为若干子程序，每一个子程序解决一个总是独立成为一个模块； (2) 每一个模块又可继续划分为更小的子模块； (3) 程序具有一种层次结构。 注：运用这种编程方法，考虑问题必须先进行整体分析，避免边写边想。 2.自顶向下： (1) 先设计第一层(即：顶层)，然后步步深入，逐层细分，逐步求精，直到整个问题可用程序设计语言明确地描述出来为止。 (2) 步骤：首先对问题进行仔细分析，确定其输入、输出数据，写出程序运行的主要过程和任务；然后从大的功能方面把一个问题的解决过程分成几个问题，每个子问题形成一个模块。 (3) 特点：先整体后局部，先抽象后具体。 3.自底向上： (1) 即先设计底层，最后设计顶层； (2) 优点：由表及里、由浅入深地解决问题； (3) 不足：在逐步细化的过程中可能发现原来的分解细化不够完善； (4) 注意：该方法主要用于修改、优化或扩充一个程序。 4.例子：求1到n之间的素数。 解：要求1到n之间的素数，程序要做的事就是从1开始依次找，判断是否是素数，是则打印出来，否则继续往下找，直到n为止。于是初步设想成： begin read(n); number:=2; while number〈n do begin if number是一个素数 then write(number); number取下一个值； end end. 第二步：细化“number是一个素数”及“number取下一个值”。 (1) 细化“number是一个素数”： “number是一个素数”这是一个布尔值，当number是一个素数时为true，否则为false。细化如下： k:=2; lim:=number-1; repeat if nubmer能被k整除 then 程序设计艺术与方法课 程实验报告 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT 《程序设计艺术与方法》课程实验报告 一 二 实验名 称 搜索算法的实验 姓名系院专业信息工 程系 班级 物联网 一班 学号 实验日期指导教 师 成绩 一、实验目的和要求 1．掌握宽度优先搜索算法。 2．掌握深度优先搜索算法。 二、实验预习内容 1宽度优先搜索算法：又称广度优搜索。是最简单的图的算法的原形。其属于一 种盲搜寻法，目的是系统地展开并检查图中的所有节点，以寻找结果。换句话说，它并不考虑结果的可能位址，彻底地搜索整张图，直到找到结果为止。 2深度优先搜索算法：它的目的是要达到被搜索结构的叶结点。在一个HTML文件中，当一个超链被选择后，被连接的HTML文件将执行深度优先搜索，即在搜索其余的超链走到不能再深入为止，然后返回到某一个HTML文件，再继续选择该HTML文件中的其他超链。当不再有其他超链可选择时，说明搜索已经结束。 三、实验项目摘要 1.将书上的走迷宫代码上机运行并检验结果，并注意体会搜索的思想。 2 .八皇后问题： 在一个国际象棋棋盘上放八个皇后，使得任何两个皇后之间不相互攻击，求出所有的布棋方法。上机运行并检验结果。 思考：将此题推广到N 皇后的情况，检验在N 比较大的情况下，比方说N=16 的时候，你的程序能否快速的求出结果，如果不能，思考有什么方法能够优化算法。3骑士游历问题： 在国际棋盘上使一个骑士遍历所有的格子一遍且仅一遍，对于任意给定的顶点，输出一条符合上述要求的路径。 4 倒水问题： 给定2 个没有刻度容器，对于任意给定的容积，求出如何只用两个瓶装出L 升 的水，如果可以，输出步骤，如果不可以，请输出No Solution。教学设计程序设计的步骤和方法
单片机程序设计方法总结.doc
程序设计基础试题(附答案)
一般数控手工编程的方法和步骤
程序设计的基本方法
1.1.3 程序设计方法
设计方法与程序
程序设计中常用的计算思维方式
程序设计方法与风格
程序的设计基础(知识点)
流程图程序设计的步骤
数控车床编程入门方法
初学C语言程序设计的基本方法和技巧(强烈推荐)
程序设计的方法
程序设计艺术与方法课程实验报告