计算机科学导论课后总结_5

一、程序设计语言

#1、程序设计语言简介

程序设计语言(Programming Language)是一组用来定义计算机程序的语法规则。

程序设计语言有3个方面的因素----语法、语义和语用：

①语法指用字符组合成合法语句的规则集合，用于定义语言各种要素之间的形式关系，确定合法语句的结构描述，形成和产生一个合适的程序。

②语义指一条合法语句的含义。可以定义一个程序的意义的一组规则称为语义规则。

③语用问题指实现的简易性、应用的效率和编程的方法论，可以吧语用看作是程序与使用者的关系。

#2、程序设计语言的分类及编程模式

1.机器语言

机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的机器指令的集合。

计算机唯一能识别的语言是机器语言。

2.汇编语言

汇编语言采用助记符来编写程序，是机器语言的符号化。

3.高级语言

高级语言是面向用户的语言，是一种与自然语言相近并为计算机所接受和执行的计算机语言。

(1)编译程序

编译程序把整个源程序翻译成目标程序。整个编译过程可划分为：源程序—词法分析—语法分析—语义分析—中间代码生成—代码优化—目标程序。

(2)汇编程序

汇编程序将编译程序运行得到的目标程序翻译为二进制的机器代码。

4.编程模式

计算机语言的发展是一个不断演化的过程，其根本的推动力就是更高的抽象机制要求，以及对程序设计思想的更好支持。

分类：

(1)过程式编程模式：

过程式编程模式与人们实际思考问题的方式很接近。

(2)面向对象编程模式：

面向对象编程模式是软件系统设计与实现的新方法。

(3)函数式编程模式：

在函数式编程模式中程序被看为一个函数。

(4)说明式编程模式：

说明式编程模式依据逻辑推理的原则响应查询，它是在逻辑推理的基础上发展而来的。

#3、高级汇编语言介绍

1、BASIC语言：

初学者通用初学指令代码。

2、PASCAL语言：

程序结构设计语言。

3、C语言：

程序设计中广泛使用的计算机高级语言，适合作为系统描述语言，也是通用的程序设计语言，可以用来编写系统软件和应用软件。

4、C++语言：

应用较广的面向对象的程序设计语言，可以实现面向对象的程序设计。

5、Java语言：

Java作为一种程序设计语言，它简单，与机器硬件无关，具有较强的可移植性、安全性和鲁棒性。它提供了并发机制，可以最大限度的利用网络。Java小应用程序----Java Applet在网络上传输，不受机器和操作系统的限制。

①Java语言的特点：

(1)简单性

(2)面向对象

(3)分布性

(4)可移植性

(5)安全性

(6)鲁棒性

②Java Applet的特点：

它是动态、安全、跨平台的网络应用程序。

③Java与C/C++语言的比较：

(1)全局变量：在Java程序中，不能在所有类之外定义全局变量。

(2)Java不采用Goto语句

(3)Java不支持指针

6、Ada语言：

表现能力很强的通用程序设计语言。

7、Logo语言：

计算机程序设计语言，绘图是Logo语言中最主要的功能。

8、脚本语言：

它是为了缩短传统的编写–编译–链接–运行过程而创建的计算机程序设计语言。

#4、并行程序设计

1、并行程序设计语言：

一种用于并行程序设计的语言。可分为显式并行语言和具有并行编译功能的串行语言。

2、并行程序设计语言的编译过程：

源程序→词法、语法分析→程序优化→并行代码生成→超标量处理机、多处理机、多计算机。

3、OpenMP：

OpenMP是一个编译器指令和库函数的集合，主要用于共享式存储计算机上的并行程序设计。

二、计算机中的数据

#1、数据

用文字、数字、图形、图像、声音等方式对人、事件、事物等进行的描述。

1、数据和信息的区别：

通常来说，输入计算机的字母、数字等符号为数据。如果字母、数字等符号具有一定含义且能帮助人们完成某个动作或做出决策，那么他们就称为信息。需要说明的是，数据是提供计算机处理的，信息是供用户使用的。

2、计算机常用的编码方式：

ASCII、Unicode、UTF-8、GB-2312、音频编码、图像编码。

#2、数据结构

一般认为，一个数据结构是由数据元素依据某种逻辑联系组织起来的。数据结构的主要研究对象是数据表示、数据逻辑结构与数据存储方式，以及对数据的操作方法。

1、数据的逻辑结构：

集合、线性结构、树形结构、图状结构。

2、数据的物理结构：

顺序结构、链式结构、索引结构。

3、常见的数据结构：

线性表、栈、队列、树、图。

#3、算法

算法是指由基本的运算及规定的运算顺序所构成的完整的解题步骤。

1、输入

2、输出

3、有穷性：

一个算法必须在执行有穷步骤后结束且每个步骤都可在有穷时间内完成，不能无限地执行下去。

4、确定性：

算法的每个步骤都应当是确切定义的，即算法的每一个步骤都不能有二义性，要执行的每个动作都必须有严格而清楚的规定，而且在任何条件下，对于相同的输入只能得到相同的输出。

5、可行性：

算法中的每一个步骤都能有效的运行并要求最终得到正确的结果。

#4、数据库

数据库是一个组织内被应用程序使用的逻辑相一致的相关数据的集合。

1、特点：

①数据结构化

②数据共享性高，冗余度低，易扩充

③数据独立性高

④数据由数据库管理系统统一管理和控制

2、体系结构：

①三级模式

②二级映射

3、数据库模型：

①层次模型

②网状模型

③关系模型

4、关系的操作及结构化查询语言：

插入、删除、更新、选择。

5、数据库管理系统：

组成：

硬件、软件、数据、用户、规程。

6、主流数据库：

Oracle数据库、Microsoft SQL Server数据库、MySQL数据库、Sybase数据库、DB2数据库。

#5、数据中心

数据中心是一个在物理空间内实现数据集中处理、存储、传输、交换、管理的一整套复杂的设施。