第四章、程序設計語言
4.1程序設計語言簡介
1、程序設計語言是用於書寫計算機程序的語言。
2、語言的基礎是一組記號和一組規則。根據規則由記號構成的記號串的總體就是語言。在程序設計語言中，這些記號串就是程序。
3、程序設計語言有3個方面的因素，即語法、語義和語用。
語法表示程序的結構或形式，亦即表示構成語言的各個記號之間的組合規律，但不涉及這些記號的特定含義，也不涉及使用者。語義表示程序的含義，亦即表示按照各種方法所表示的各個記號的特定含義，但不涉及使用者。
4.2程序設計語言的分類及編程模式
4.2.1機器語言
1、簡介
機器語言是由二進制 0、1 代碼指令構成，不同的 CPU 具有不同的指令系統。
2、缺點
機器語言程序難編寫、難修改、難維護，需要用戶直接對存儲空間進行分配，編程效率極低。這種語言已經被漸漸淘汰了。
4.2.2彙編語言
1、簡介
彙編語言指令是機器指令的符號化，與機器指令存在着直接的對應關係
2、缺點
彙編語言同樣存在着難學難用、容易出錯、維護困難、通用性很差。
優點
可直接訪問系統接口，彙編程序翻譯成的機器語言程序的效率高。 從軟件工程角度來看，只有在高級語言不能滿足設計要求，或不具備支持某種特定功能的技術性能(如特殊的輸入輸出)時，彙編語言才被使用。
4.2.3高級語言
1、簡介
高級語言是面向用戶的、基本上獨立於計算機種類和結構的語言。
2、優點
(1)形式上接近於算術語言和自然語言，概念上接近於人們通常使用的概念。
(2)高級語言的一個命令可以代替幾條、幾十條甚至幾百條彙編語言的指令。
(3)高級語言易學易用，通用性強，應用廣泛。
4.2.4編程模式
1、過程式編程模式
以“數據結構+算法”程序設計範式構成的程序設計語言，稱爲面向過程語言。
2、面向對象編程模式
以“對象+消息”程序設計範式構成的程序設計語言，稱爲面嚮對象語言。比較流行的面嚮對象語言有 Delphi、Visual Basic、Java、C++等。
3、函數式編程模式
4、說明式編程模式
4.3高級語言介紹
4.3.1、BASIC語言
beginner’s all-purpose symbolic instruction code “初學者通用符號代碼”
4.3.2、PASCAL語言
結構程序設計語言，教學型語言。大量的控制結構，充分反映了結構化程序設計的思想和要求，直觀易懂，使用靈活，可用於科學計算，編寫系統軟件。
4.3.3、C語言
4.3.4、C++語言
面向對象的程序設計語言，可以實現面向對象的程序設計。
1、支持面向對象抽象，包括數據抽象，行爲共享，進化和確定性。
2、支持面向對象的設計與編程
3、改進了C語言中的不足。C++增加了一些新的運算符，規定類型轉換多於強制轉換，函數的說明必須用原型，對缺省類型做了一些限制，增加了安全性。
4、引進了引用的概念，實用引用作爲函數參數，允許函數重載，允許設置缺省參數，提高了程序的靈活性，減少了冗餘性。引進內聯函數的概念，提高了程序效率。
4.3.5、Java語言
1、Java語言特點：
（1）簡單性 （2）面型對象（3）分佈性（4）可移植性（5）安全性（6）魯棒性
2、Java Applet（小應用程序）的特點
Applet是Java的小應用程序，動態，安全，跨平臺的網絡應用程序。Applet可以像圖像，聲音，動畫等一樣從網絡中下載，並且他可以接收用戶的輸入，動態地進行改變，而不僅僅是顯示動畫和播放聲音。
3、Java和C/C++語言的比較
（1）全局變量
（2）不採用goto語句
（3）指針
4、IDE（integrated development environment）：Eclipse，Net-beans，JBuilder等。
4.3.6、Ada語言
Ada語言是一種表現力很強的通用程序設計語言。程序的穩定性和可維護性，程序設計和人的行爲接近，程序設計高效。Ada
是美國國防部指定的唯一的一種可用於軍用系統開發的語言，我國軍方也將Ada語言作爲軍內開發標準。
4.3.7、Logo語言
4.3.8、腳本語言(scripting language)
稱爲擴建的語言或動態語言。它是爲了縮短傳統的編寫—編譯—鏈接—運行（edit—compile—link—run）過程而創建的計算機程序設計語言。一個腳本通常是解釋運行而非編譯運行。
4.4並行程序設計
並行程序是能同時執行兩個以上運算或邏輯操作的程序設計方法。所謂並行性，嚴格地說，有兩種含義：一是同時性，亦即平行性，指兩個或多個事件在同一時刻發生;二是併發性，指兩個或多個事件在同一時間間隔內發生。
4.4.1並行程序設計語言
並行程序設計語言是一種用於並行程序設計的語言。
4.4.2編譯過程
源程序首先進行詞法、語法分析，其次進行程序優化，然後進行並行代碼生成，最後輸送到超標量處理機、多處理機和多計算機。
4.4.3 OpenMP
OpenMP是被廣泛接受用於共享內存並行系統的多處理器程序設計的一套指導性編譯處理方案。OpenMP支持的編程語言包括C、C++和Fortran。
第五章、計算機中的數據
5.1數據
5.1.1數據的定義
數據是指對客觀事件進行記錄並可以鑑別的符號，是對客觀事物的性質、狀態以及相互關係等進行記載的物理符號或這些物理符號的組合。它是可識別的、抽象的符號。
5.1.2數據與信息的區別
輸入計算機的字母、數字等符號爲數據。如果字母、數字等符號具有一定含義且能幫助人們完成某個動作或者作出決策，那麼稱它們爲信息。換言之，數據是供計算機處理的，信息是供用戶使用的。
5.1.3計算機常用的編碼方式
1.ASCII
2.擴展ASCII
3.Unicode
4.UTF-8
5.GB-2312
6.音頻編碼
7.圖像編碼
5.2數據結構
5.2.1定義
數據結構是計算機存儲、組織數據的方式，是指相互之間存在一種或多種特定關係的數據元素的集合。數據結構是程序中數據的一種組織方式，其目的是配合相應的算法編寫好的程序。
5.2.2 數據的邏輯結構
邏輯上的數據結構反映了數據元素之間的邏輯關係。數據的基本邏輯結構有集合、線性結構、樹形結構、圖狀結構等。
5.2.3 數據的物理結構
物理上的數據結構反映了數據元素在計算機內部的存儲方式。常見的存儲方式有順序存儲、鏈式存儲和索引存儲。
5.2.4 常見的數據結構
1.線性表
2.棧
3.隊列
4.樹
數據結構中的元素存在一對多的相互關係
5.圖
數據結構中的元素存在多對多的相互關係
5.3 算法
算法是指由基本的運算及規定的運算順序所構成的完整的解題步驟。算法具有輸入項、輸出項、有窮性、確定性和可行性五大特徵。
5.4 數據庫
5.4.1 數據庫的定義及特點
數據庫是一個組織內被應用程序使用的邏輯相一致的相關數據的集合。數據庫具有數據結構化、數據共享性高，冗餘度低，易擴充、數據獨立性高、數據由數據庫管理系統統一管理和控制四大特點。
5.4.2 數據庫的體系結構
1.三級模式
2.二級映射
5.4.3 數據庫模型
1.層次模型
2.網狀模型
3.關係模型
5.4.4 關係的操作及結構化查詢語言
1.插入
2.刪除
3.更新
4.選擇
5.4.5 數據庫管理系統
1.硬件
2.軟件
3.數據
4.用戶
5.規程
5.4.6 主流數據庫
1.Oracle數據庫
2.Microsoft SQL Server數據庫
