程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

前言

　　隨著計(jì)算機(jī)在社會各個領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用，對人才的計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力，特別是程序設(shè)計(jì)能力的要求在不斷地提高。程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程作為本科生計(jì)算機(jī)能力培養(yǎng)的重要課程，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)的基本方法和技巧，以及編寫程序解決相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域問題的能力?！　”窘滩目偨Y(jié)了作者多年的教學(xué)和軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)介紹程序設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)，以程序設(shè)計(jì)思想、程序設(shè)計(jì)語言、程序設(shè)計(jì)技術(shù)和軟件工程管理四條主線組織相關(guān)內(nèi)容。在程序設(shè)計(jì)思想方面，以結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想為主，同時介紹面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想，并引出了并行程序設(shè)計(jì)思想。在程序設(shè)計(jì)語言方面，以C語言為主，深入淺出地介紹C語言的基本語法和特性，內(nèi)容通俗易懂，充分考慮初學(xué)者的學(xué)習(xí)規(guī)律。同時與其他程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行對比，為更好地理解程序設(shè)計(jì)，以及學(xué)習(xí)其他程序設(shè)計(jì)語言奠定良好的基礎(chǔ)。在程序設(shè)計(jì)技術(shù)方面，重點(diǎn)介紹結(jié)構(gòu)化程序技術(shù)，同時從代碼的封裝與重用人手，介紹函數(shù)庫技術(shù)和組件技術(shù)。考慮到多核處理器的普及、并行計(jì)算的快速發(fā)展，本書還介紹了基于MPI的并行程序設(shè)計(jì)技術(shù)，并以培養(yǎng)個人程序設(shè)計(jì)能力為目的，從程序設(shè)計(jì)的規(guī)范性入手，引入了個體軟件過程管理。本書結(jié)合數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、管理學(xué)、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子等學(xué)科領(lǐng)域的實(shí)際問題引入大量程序設(shè)計(jì)案例，介紹了應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決問題的方法?！　”緯卜?5章。第1章從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識人手，結(jié)合計(jì)算機(jī)應(yīng)用及相關(guān)問題描述，介紹算法的概念，并介紹了主流的程序設(shè)計(jì)思想和程序設(shè)計(jì)語言，并以一個簡單問題開始介紹了C程序設(shè)計(jì)的基本概貌。第2章從信息編碼與存儲著手，介紹C語言的基本數(shù)據(jù)類型，同時與其他語言的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行了對比。第3章從值計(jì)算的角度出發(fā)，介紹了C語言中的運(yùn)算符與表達(dá)式。第4章介紹了常用的文本標(biāo)準(zhǔn)輸出庫，以及基于BGI／GDI／OpenGL的圖形輸出技術(shù)。第5章重點(diǎn)介紹程序控制語句。第6章介紹一維數(shù)組、二維數(shù)組和字符串的概念，并結(jié)合專業(yè)應(yīng)用介紹了矩陣運(yùn)算及線性方程求解問題。第7章從項(xiàng)目分工和代碼重用的角度介紹了函數(shù)的基本概念，并介紹了基于多文件的程序基本結(jié)構(gòu)。第8章介紹了指針的基本知識，重點(diǎn)從內(nèi)存管理的角度，對其概念進(jìn)行了深入分析。第9章介紹自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——結(jié)構(gòu)體和共用體基本知識，并介紹了線性鏈表的基本知識。第10章介紹預(yù)編譯處理相關(guān)指令。第11章介紹文件的基本概念和常用函數(shù)，并通過學(xué)生管理系統(tǒng)案例對結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)進(jìn)行小結(jié)。第12章系統(tǒng)地將常用問題分類整理，并給出相關(guān)處理的算法。第13章從代碼和數(shù)據(jù)封裝的角度介紹了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想。第14章從并行程序設(shè)計(jì)的實(shí)際需求人手，介紹了基于MPI的并行程序設(shè)計(jì)。

內(nèi)容概要

本書總結(jié)了作者多年的教學(xué)和軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)介紹程序設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)，以程序設(shè)計(jì)思想、程序設(shè)計(jì)語言、程序設(shè)計(jì)技術(shù)和軟件工程管理四條主線組織相關(guān)內(nèi)容。以C語言為依托，全面、系統(tǒng)地介紹了程序設(shè)計(jì)的基本知識。    本書結(jié)構(gòu)清晰，語言通俗易懂，內(nèi)容由淺人深，循序漸進(jìn)，實(shí)例豐富，習(xí)題具有代表性。全書貫徹傳授知識、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)的教學(xué)理念。另外，針對書中各章內(nèi)容和上機(jī)實(shí)驗(yàn)，本書還配有輔導(dǎo)教材《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（C語言）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與測試》，引導(dǎo)讀者學(xué)習(xí)和掌握各章節(jié)的知識。    本書適合作為高等院校理工科學(xué)生教材，也可作為計(jì)算機(jī)培訓(xùn)教材。

書籍目錄

第1章　計(jì)算機(jī)及程序設(shè)計(jì)概述　1.1  概述　1.2　計(jì)算機(jī)的基本原理　1.3　指令與程序　1.4　計(jì)算機(jī)應(yīng)用簡介　1.5　程序設(shè)計(jì)語言　1.6  問題求解與算法設(shè)計(jì)　　1.6.1　算法定義　　1.6.2　算法的復(fù)雜性　　1.6.3  偽代碼　　1.6.4  流程圖　　1.6.5　N—S圖　　1.6.6　UML    1.7　程序設(shè)計(jì)思想　　1.7.1  程序設(shè)計(jì)概述　　1.7.2　程序設(shè)計(jì)基本步驟　　1.7.3  結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)　　1.7.4  面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)　　1.7.5  并行程序設(shè)計(jì)　　1.7.6  程序設(shè)計(jì)思想前沿  1.8　C語言概述　　1.8.1  C語言的特點(diǎn)　　1.8.2  簡單的C程序設(shè)計(jì)　　1.8.3  C語言程序結(jié)構(gòu)　　1.8.4　C程序調(diào)試處理  1.9  案例——應(yīng)用程序界面的簡單設(shè)計(jì)  練習(xí)題第2章　基本數(shù)據(jù)類型、常量及變量　2.1  概述　2.2　信息編碼與存儲　　2.2.1  數(shù)值　　2.2.2  字符　2.3　標(biāo)識符　2.4  數(shù)據(jù)類型　2.5  常量　　2.5.1　整型常量　　2.5.2　實(shí)型常量　　2.5.3　字符常量　　2.5.4  字符串常量　　2.5.5　符號常量　2.6  變量_　　2.6.1  變量聲明　　2.6.2　變量初始化　　2.6.3　變量賦值　　2.6.4 const修飾符　2.7  數(shù)據(jù)溢出與計(jì)算精度　2.8  其他語言的基本數(shù)據(jù)類型　　2.8.1　C++語言的基本類型　　2.8.2　Java語言的基本類型　　2.8.3　C#語言的基本類型　2.9　數(shù)據(jù)類型與程序移植　2.10　案例——跨平臺程序開發(fā)　練習(xí)題第3章　運(yùn)算符與表達(dá)式　3.1  概述　3.2  算術(shù)運(yùn)算符與算術(shù)表達(dá)式　3.3  關(guān)系運(yùn)算符與關(guān)系表達(dá)式　3.4　邏輯運(yùn)算符與邏輯表達(dá)式　3.5　賦值運(yùn)算符與賦值表達(dá)式　3.6  ++／--運(yùn)算符與自增／自減表達(dá)式　3.7　條件運(yùn)算符與條件表達(dá)式　3.8　逗號運(yùn)算符與逗號表達(dá)式　3.9　sizeof運(yùn)算符……第4章　輸入輸出　第5章　程序控制結(jié)構(gòu)第6章　數(shù)組第7章　函數(shù)第8章　指針第9章　結(jié)構(gòu)體、共用體與枚舉類型　第10章　預(yù)編譯和宏定義第11章　文件　第12章　程序設(shè)計(jì)思想及范例第13章　面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)第14章　并行程序設(shè)計(jì)與MPI第15章　個體軟件開發(fā)過程管理（PSP）附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章 計(jì)算機(jī)及程序設(shè)計(jì)概述　　1.1 概述　　自1946年世界上第一臺計(jì)算機(jī)問世以來，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已無處不在，無所不及。那么什么是計(jì)算機(jī)呢？計(jì)算機(jī)就是一種能高速、精確、自動處理信息的現(xiàn)代化電子設(shè)備。計(jì)算機(jī)接收和處理的對象是信息，處理的結(jié)果也是信息，信息是能夠被人類（或儀器）接收，以聲音、圖形／圖像、文字、視頻等形式表現(xiàn)出來的一切可以傳遞的知識內(nèi)容?！　∽畛醯挠?jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，因此才有了計(jì)算機(jī)這個名稱。今天，計(jì)算機(jī)的用途早已超出了數(shù)值計(jì)算的范圍，主要用于文字、圖形／圖像、動畫和聲音等多媒體數(shù)據(jù)的處理。這些數(shù)據(jù)的外在表現(xiàn)形式差別很大，但在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，則用統(tǒng)一的二進(jìn)制數(shù)表示，并由特定的計(jì)算機(jī)程序?qū)⑵浣忉尦刹煌奈淖?、圖形圖像、動畫和聲音等。計(jì)算機(jī)所能完成的工作以及怎樣才能完成工作都由人指定，這是因?yàn)橐慌_計(jì)算機(jī)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成的，硬件是基礎(chǔ)，軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂，沒有軟件的計(jì)算機(jī)什么都不能做，安裝了軟件的計(jì)算機(jī)，才能進(jìn)行信息處理，成為一臺真正意義的計(jì)算機(jī)，而所有的軟件，都是采用計(jì)算機(jī)語言并由人來編寫的?！　哪撤N意義上說，計(jì)算機(jī)為我們打開了另一扇窗口，用單調(diào)的0/1碼組成了無比豐富的計(jì)算機(jī)世界，許多人利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力和事務(wù)處理能力為自己的事業(yè)和生活服務(wù)，例如：利用Photoshop處理圖片，利用Word編寫文稿，利用PowerPoint設(shè)計(jì)幻燈片，利用Internet上網(wǎng)獲取信息等。而另一種利用計(jì)算機(jī)的方式，則是計(jì)算機(jī)的程序設(shè)計(jì)，是人類利用和開發(fā)計(jì)算機(jī)各種功能最深入、最直接的工具。學(xué)會程序設(shè)計(jì)，意味著真正地走進(jìn)了計(jì)算機(jī)的世界，程序設(shè)計(jì)語言本身就是與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互的有力工具。

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