程序設(shè)計(jì)是按照一定的規(guī)則

《程序設(shè)計(jì)是按照一定的規(guī)則》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、11J第1章緒論緒論程序設(shè)計(jì)是按照一定的規(guī)則，使用計(jì)算機(jī)指令控制計(jì)算機(jī)為人們提供服務(wù)的過(guò)程。從1946年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，程序設(shè)計(jì)伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展不斷進(jìn)步，特別是20世紀(jì)50年代第一代高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言出現(xiàn)后，出現(xiàn)了成千上萬(wàn)種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和各種各樣的程序設(shè)計(jì)方法：從0和1組成的機(jī)器語(yǔ)言到FORTRAN、ALGOL、COBOL，到C、PASCAL、Java；從結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)到面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，到構(gòu)件。這些程序語(yǔ)言和方法豐富了程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容，使程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用更加廣泛，同時(shí)也增加了學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的困惑：無(wú)論打開(kāi)哪一個(gè)搜索引擎搜索“程序設(shè)

2、計(jì)”，都會(huì)出現(xiàn)多種不同的關(guān)鍵詞，如網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)、匯編程序設(shè)計(jì)、并行程序設(shè)計(jì)、極限程序設(shè)計(jì)、嵌入式程序設(shè)計(jì)……眾多的概念使人們不知道從哪里開(kāi)始學(xué)習(xí)；剛學(xué)習(xí)完了C程序設(shè)計(jì)又出現(xiàn)了C#語(yǔ)言，剛學(xué)會(huì)ASP又開(kāi)始使用ASP.Net，快速的更新使人們不知道如何追趕。實(shí)際上，所有的計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言以及方法的最終目的都是一樣的，就是良好地控制計(jì)算機(jī)按照人們的意愿去工作，共同的目的使各種各樣的語(yǔ)言和方法有了共同的知識(shí)基礎(chǔ)，所以在學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，只要首先掌握程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)方法和規(guī)則，就能夠觸類(lèi)旁通、舉一反三。本章將介紹程序設(shè)計(jì)的一些基本概念和知識(shí)，后續(xù)章節(jié)將詳細(xì)

3、討論程序設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，目的是分析程序設(shè)計(jì)的本質(zhì)和特性，從更抽象的角度介紹程序設(shè)計(jì)知識(shí)，并不限于某種特殊的語(yǔ)言或者方法，當(dāng)然在這個(gè)過(guò)程中會(huì)用一些具體的例子來(lái)使這些知識(shí)容易理解。1.1程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用學(xué)習(xí)任何一門(mén)學(xué)科之前，首先要明確學(xué)習(xí)它的意義，而了解程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用是了解程序設(shè)計(jì)的意義的最好方法。11J第1章緒論計(jì)算機(jī)學(xué)科是一門(mén)與應(yīng)用緊密結(jié)合的學(xué)科，計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍，而計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也促進(jìn)了學(xué)科自身的發(fā)展。計(jì)算機(jī)學(xué)科和數(shù)學(xué)、物理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、邏輯學(xué)等學(xué)科緊密相連，可以說(shuō)計(jì)算機(jī)學(xué)科是一門(mén)包容性強(qiáng)的綜合性學(xué)科，而無(wú)論計(jì)算機(jī)應(yīng)用在哪個(gè)方面，往

4、往還是需要通過(guò)程序的運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)，從某個(gè)角度說(shuō)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用也就是程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用，而隨著手機(jī)和一些嵌入式設(shè)備的普及，程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用已經(jīng)不僅僅限于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。本節(jié)將從多個(gè)方面介紹程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用。1.1.1科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算是程序設(shè)計(jì)最早也是最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)際上，在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的初期，計(jì)算機(jī)主要用于軍事領(lǐng)域，操作計(jì)算機(jī)的也都是經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的專(zhuān)家?！翱茖W(xué)計(jì)算”一詞首先出現(xiàn)在1983年，由美國(guó)國(guó)防部、能源部、國(guó)家科學(xué)基金會(huì)以及一個(gè)由美國(guó)著名數(shù)學(xué)家拉克斯（P.Lax）為首的不同學(xué)科的專(zhuān)家委員會(huì)向美國(guó)政府提出的報(bào)告中，強(qiáng)調(diào)“科學(xué)計(jì)算是關(guān)系到國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)

5、展和科技進(jìn)步的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，是事關(guān)國(guó)家命脈的大事。”當(dāng)時(shí)轟動(dòng)美國(guó)朝野，總統(tǒng)科學(xué)顧問(wèn)隨即到國(guó)會(huì)作證，政府迅速采取措施。1984年美國(guó)政府大幅度增加科學(xué)計(jì)算經(jīng)費(fèi)，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）建立了“先進(jìn)科學(xué)計(jì)算辦公室”（OASC），制定全面高級(jí)科學(xué)計(jì)算發(fā)展規(guī)劃，連續(xù)5年累計(jì)撥款2.5億美元。新建成5個(gè)國(guó)家級(jí)超級(jí)計(jì)算中心（分別在普林斯頓大學(xué)、圣地亞哥、伊里諾大學(xué)、康奈爾大學(xué)和匹茲堡），配備當(dāng)時(shí)最高性能的計(jì)算機(jī)，建立NSFnet新網(wǎng)絡(luò)。1987年起NSF把“科學(xué)與工程計(jì)算”、“生物工程”和“全局性的科學(xué)”作為三大優(yōu)先重點(diǎn)支持的領(lǐng)域。1990年美國(guó)國(guó)家研究

6、委員會(huì)發(fā)表了《振興美國(guó)數(shù)學(xué)：90年代的計(jì)劃》，建議對(duì)由計(jì)算引發(fā)的數(shù)學(xué)給予特殊的鼓勵(lì)和資助。因?yàn)檫@種數(shù)學(xué)將成為有效地使用已在運(yùn)轉(zhuǎn)的或已設(shè)計(jì)好的許多超級(jí)計(jì)算機(jī)所必需的工具。關(guān)于算法或計(jì)算方法的研究是高度數(shù)學(xué)性的，涉及數(shù)學(xué)科學(xué)的許多分支。計(jì)算機(jī)為數(shù)學(xué)提供了一條通往科學(xué)和工程技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域的重要通道，也開(kāi)辟了一個(gè)數(shù)學(xué)時(shí)代。報(bào)告指出，由于大容量存儲(chǔ)的高速計(jì)算機(jī)的使用，已經(jīng)導(dǎo)致了科學(xué)和技術(shù)方面的兩大突出進(jìn)展：一是大量用于設(shè)計(jì)工作的實(shí)驗(yàn)逐步被數(shù)學(xué)模型的研究所取代，如航天飛機(jī)設(shè)計(jì)、反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、人工心臟瓣膜設(shè)計(jì)等；二是能獲取和存儲(chǔ)空前大量的數(shù)據(jù)，并能提取隱秘的信息

7、，如計(jì)算機(jī)層析X射線攝影、核磁共振等。1991年以美國(guó)總統(tǒng)的名義提出了“高性能計(jì)算與通信（HPCC）計(jì)劃”。這是為了保持和提高美國(guó)在計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)領(lǐng)域中的領(lǐng)導(dǎo)地位而制定的。該計(jì)劃為期5年，由美國(guó)8個(gè)重要部門(mén)負(fù)責(zé)實(shí)施。投資的重點(diǎn)（43%）是發(fā)展先進(jìn)的軟件技術(shù)與并行算法，關(guān)鍵技術(shù)是可擴(kuò)展的大規(guī)模并行計(jì)算。要求到1996年高性能計(jì)算能力提高14倍，達(dá)到萬(wàn)億次每秒浮點(diǎn)運(yùn)算速度（TOPS）；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信能力提高100倍，達(dá)到109位每秒（Gbps）。該計(jì)劃中列舉的“挑戰(zhàn)”項(xiàng)目有：磁記錄技術(shù)、藥物設(shè)計(jì)、催化、燃燒、海洋模擬、臭氧洞、空氣污染、高速民用運(yùn)

8、輸機(jī)、數(shù)字解剖、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和金星成像等。1993年初美國(guó)總統(tǒng)發(fā)布“發(fā)展信息高速公路”（NII）的總統(tǒng)令。1994年4月美國(guó)總統(tǒng)發(fā)布“建立國(guó)家（地球