计算机基础——3.3 算法与程序设计语言

程序,算法和数据结构

尼.沃思提出,程序=数据结构+算法,研究计算机就是研究算法
软件的主体是程序,程序的核心是算法,而算法建立在数据结构基础上

程序是软件的核心,这毋庸置疑.而算法是程序的核心,因为没有算法,你写不出一个程序,任何合理的程序都应该有一个或多个算法,而数据结构是算法的核心.数据结构就是数据存储的方式,只有先存好数据,才能研究算法.就好比写C语言程序,先要定义变量,再执行语句

算法即为解决问题的方法和步骤

算法特点

• 确定性
• 有穷性
• 能行性
• 至少一个输出

• 确定性实现的每一个操作含义必须明确,无二义性.不要有歧义.
• 执行有限个步骤后结束.不能无限
• 操作都是计算机可执行的.不能搞计算机看不懂的算法
• 至少有一个输出,可没有输入

不是所有问题都有算法

描述方法

• 程序设计语言等
  

算法和程序区别

• 程序是算法的具体实现
• 程序可以无穷,算法必须有穷
• 程序中的语句必须是机器可执行,而算法操作不用
• 算法与程序是相应的,但不一一对应

1. 程序实现具体算法
2. 程序只要你能写,那就能无穷无尽
3. 程序语句如果机器执行不了,那肯定跑不出来.算法不需要执行,只要能看懂就行
4. 算法和程序不一定一个一个对应.

算法分析

• 空间代价(空间复杂度)
• 时间代价(时间复杂度)

算法设计

• 由粗到细
• 由抽象到具体
• 逐步求精

算法需要看占用多少内存,需要多少运行时间
算法设计要从大到小.比如LOL设计师设计皮肤,要先定大致样子,建出模型,再定具体实现细节.

数据结构构成

• 逻辑结构
• 物理结构
• 运算结构(数据的运算)

这其实就是一个英雄,比如亚索.我们总想着操作的样子,那就是逻辑上这么想,但实际上,是0/22,也就是物理上,实在的.
数据的运算,定义是基于逻辑结构的,而运算是实在的,也即是针对物理结构.

程序设计语言

程序设计语言分类

• 机器语言
  意义
  机器语言是计算机的母语
  特点
  可移植性最差
  唯一可被计算机直接执行
  执行速度最快
• 汇编语言
• 高级语言
  特点
  执行速度相对慢
  可移植性好

1. 机器语言是最接近计算机的语言，计算机也只能读懂机器语言，因此计算机执行自己的母语，因此指令系统也就是机器语言,速度也是最快的。但计算机本性难移,它不可再不同类型的计算机上直接执行,指令集不同，可移植性最差的也是机器语言
2. 汇编语言就是在机器语言的基础上，增加了点可读性，就是让人能够看懂一些了,但也不是高级语言.
3. 高级语言就如C语言,Python等。执行速度相对于机器语言还是要慢不少的，但是他们大多具有跨平台的特性，就是说Windows上能跑，Unix上也能跑

程序设计语言的基本成分

• 数据成分
• 运算成分
• 控制成分
• 传输成分

数据成分就是程序所处理的数据对象，运算成分是算术表达式，逻辑表达式之类。控制成分就如if,else语句,传输成分就是输入输出语句等.

三大结构
顺序，选择，循环
通过三大结构可以实现任何复杂程序

顺序对应着C语言中的正常书写代码,而选择就是if,else if,循环就是for,while,do while.没有程序通过这三大结构实现不了的

程序设计语言处理系统

翻译程序
翻译前-程序叫源程序
翻译后-程序叫目标程序

比如C语言的源程序就叫做.c,而其目标程序就是.obj，只不过现在编译器里不太容易看到

翻译程序按按不同的翻译处理方法分类

• 汇编程序
  汇编语言到机器语言的翻译程序
• 解释程序
  不产生目标程序
• 编译程序
  产生目标程序，一次编译，反复执行

1. 汇编程序不同于汇编语言源程序，汇编语言源程序是拿汇编语言写的程序
2. 解释程序相当于老师口头解释,你就听了一边,不拿笔记记下来，效率较低
3. 编译程序相当于老师还是口头解释,但你记下来了,那记下来的东西就可以反复看，效率较高

常用程序设计语言

• FORTRAN
  面向过程
  用于大型数值运算
• VB
  面向对象
• JAVA
  面向对象
  适用于 络分布
• C
  面向过程
• MATLAB(矩形实验室)
  面向过程
  .

FORTRAN是一种相当古老的语言了，VB以前还有学校学这个，现在也不太常见了。JAVA适用于 络分布环境是因为它一次编写，到处都可以运行。面向对象其实就是更加的面向用户编程了。

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