程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

前言

　　隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用，對(duì)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(xiě)程序解決相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域問(wèn)題的能力?！　”窘滩目偨Y(jié)了作者多年的教學(xué)和軟件開(kāi)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(yǔ)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(shí)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(yǔ)言方面，以C語(yǔ)言為主，深入淺出地介紹C語(yǔ)言的基本語(yǔ)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(shí)與其他程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言進(jìn)行對(duì)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(yǔ)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(shí)從代碼的封裝與重用人手，介紹函數(shù)庫(kù)技術(shù)和組件技術(shù)?？紤]到多核處理器的普及、并行計(jì)算的快速發(fā)展，本書(shū)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(gè)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(gè)體軟件過(guò)程管理。本書(shū)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(wèn)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(wèn)題的方法?！　”緯?shū)共分15章。第1章從計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)人手，結(jié)合計(jì)算機(jī)應(yīng)用及相關(guān)問(wèn)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(yǔ)言，并以一個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題開(kāi)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(chǔ)著手，介紹C語(yǔ)言的基本數(shù)據(jù)類型，同時(shí)與其他語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行了對(duì)比。第3章從值計(jì)算的角度出發(fā)，介紹了C語(yǔ)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(kù)，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(yǔ)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(wèn)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(shí)，重點(diǎn)從內(nèi)存管理的角度，對(duì)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(shí)，并介紹了線性鏈表的基本知識(shí)。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(guò)學(xué)生管理系統(tǒng)案例對(duì)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(wèn)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(shū)總結(jié)了作者多年的教學(xué)和軟件開(kāi)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(yǔ)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(yǔ)言為依托，全面、系統(tǒng)地介紹了程序設(shè)計(jì)的基本知識(shí)。    本書(shū)結(jié)構(gòu)清晰，語(yǔ)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(shū)貫徹傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)的教學(xué)理念。另外，針對(duì)書(shū)中各章內(nèi)容和上機(jī)實(shí)驗(yàn)，本書(shū)還配有輔導(dǎo)教材《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（C語(yǔ)言）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與測(cè)試》，引導(dǎo)讀者學(xué)習(xí)和掌握各章節(jié)的知識(shí)。    本書(shū)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(shū)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(jiǎn)介　1.5　程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言　1.6  問(wèn)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(yǔ)言概述　　1.8.1  C語(yǔ)言的特點(diǎn)　　1.8.2  簡(jiǎn)單的C程序設(shè)計(jì)　　1.8.3  C語(yǔ)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(jiǎn)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(chǔ)　　2.2.1  數(shù)值　　2.2.2  字符　2.3　標(biāo)識(shí)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(hào)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(yǔ)言的基本數(shù)據(jù)類型　　2.8.1　C++語(yǔ)言的基本類型　　2.8.2　Java語(yǔ)言的基本類型　　2.8.3　C#語(yǔ)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(tái)程序開(kāi)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(hào)運(yùn)算符與逗號(hào)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(gè)體軟件開(kāi)發(fā)過(guò)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(tái)計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已無(wú)處不在，無(wú)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(dòng)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(duì)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(lái)的一切可以傳遞的知識(shí)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(gè)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(dòng)畫(huà)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奈淖帧D形圖像、動(dòng)畫(huà)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_(tái)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(méi)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(tái)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(yǔ)言并由人來(lái)編寫(xiě)的。　　從某種意義上說(shuō)，計(jì)算機(jī)為我們打開(kāi)了另一扇窗口，用單調(diào)的0/1碼組成了無(wú)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(xiě)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(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)各種功能最深入、最直接的工具。學(xué)會(huì)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(yǔ)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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