《1.1 程序設(shè)計(jì)的語言與環(huán)境》參考課件

1.1程序設(shè)計(jì)的語言與環(huán)境八年級(jí)信息技術(shù)活動(dòng)1：體驗(yàn)逗趣聊天的機(jī)器人如今，方便快捷的網(wǎng)購越來越獲得人們的青睞，足不出戶，海淘萬家。王語菲就是一個(gè)網(wǎng)購達(dá)人，經(jīng)常在購物網(wǎng)站上就商品的問題咨詢商家的智能問答機(jī)器人，但機(jī)器人單調(diào)乏味的回答總是澆滅王語菲購物的熱情。由此，她設(shè)計(jì)了一款簡(jiǎn)單的逗趣聊天程序，通過幾句幽默的回答，拉近商家與客戶的距離，詼諧之間，興趣漸生。課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入課堂導(dǎo)入活動(dòng)2：召喚幾何專家比起水墨畫卷、寫意油彩，計(jì)算機(jī)在幾何圖形的繪制上堪稱專家。圓圈回環(huán)、曲直有度、萬千色彩，構(gòu)成了斑斕的計(jì)算機(jī)世界。課堂導(dǎo)入程序設(shè)計(jì)語言/計(jì)算機(jī)語言(ComputerLanguage)：計(jì)算機(jī)語言指用于人與計(jì)算機(jī)之間通訊的語言。計(jì)算機(jī)語言是人與計(jì)算機(jī)之間傳遞信息的媒介。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最大特征是指令通過一種語言傳達(dá)給機(jī)器。為了使電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種工作，就需要有一套用以編寫計(jì)算機(jī)程序的數(shù)字、字符和語法規(guī)劃，由這些字符和語法規(guī)則組成計(jì)算機(jī)各種指令(或各種語句)。這些就是計(jì)算機(jī)能接受的語言。程序設(shè)計(jì)語言據(jù)說全世界存在過的程序設(shè)計(jì)語言超過2500種，相當(dāng)于人類語言種類的一半，但是多數(shù)程序設(shè)計(jì)語言使用比較少，有些甚至被徹底遺忘。程序設(shè)計(jì)語言的發(fā)展歷經(jīng)了從低級(jí)到高級(jí)的過程，其發(fā)展的核心思想就是“讓人更容易編程”。程序設(shè)計(jì)語言低級(jí)語言高級(jí)語言計(jì)算機(jī)語言程序設(shè)計(jì)語言低級(jí)語言：泛指機(jī)器語言和匯編語言。機(jī)器語言是計(jì)算機(jī)最原始的語言，由0和1的代碼構(gòu)成，計(jì)算機(jī)在工作的時(shí)候只認(rèn)識(shí)機(jī)器語言，即0和1的代碼。匯編語言，它用人類容易記憶的語言和符號(hào)來表示一組0和1的代碼，如ADD表示加法助記符。相對(duì)于高級(jí)語言，其優(yōu)點(diǎn)是執(zhí)行速度快，但代碼編寫難度較大，可讀性較差。另外，低級(jí)語言編寫的程序只能在一種計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，想要運(yùn)行在不同的機(jī)器上，必須重寫。低級(jí)語言是早期的一種計(jì)算機(jī)編程語言，現(xiàn)在只在很少的特殊場(chǎng)景中使用了。程序設(shè)計(jì)語言高級(jí)語言：現(xiàn)在大多數(shù)人使用的語言，如C、C++、Python、Java、Matlab、LabVIEW等等，都屬于高級(jí)語言。其最大的特點(diǎn)是編寫容易，代碼可讀性好。實(shí)現(xiàn)同樣的功能，使用高級(jí)語言耗時(shí)更少，程序代碼量更短，更容易閱讀。其次，高級(jí)語言是可移植的，即僅需稍作修改甚至不用修改，就可將一段代碼運(yùn)行在不同類型的計(jì)算機(jī)上。其缺點(diǎn)是：使用高級(jí)語言編寫的程序運(yùn)行時(shí)，需要先將其翻譯成低紙語言計(jì)算機(jī)才能運(yùn)行它，在翻譯過程中可能會(huì)產(chǎn)生一些多余的部分，運(yùn)行效率低些。另外，對(duì)硬件的可控性相對(duì)于低級(jí)語言弱些，目標(biāo)代碼量較大。程序設(shè)計(jì)語言程序設(shè)計(jì)IPO模式認(rèn)識(shí)海龜編輯器了解積木庫文件的新建、保存與打開課堂活動(dòng)程序是計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的一個(gè)為解決特定問題，用某種計(jì)算機(jī)語言編寫的語句(指令)序列。這些指令會(huì)準(zhǔn)確地告訴計(jì)算機(jī)做什么，怎么做。程序設(shè)計(jì)就是為解決問題并利用某種計(jì)算機(jī)語言編寫程序的過程。從宏觀上講，任何計(jì)算機(jī)程序的組成結(jié)構(gòu)都可以抽象為“輸入、處理、輸出”三段，也可以稱為“三段式設(shè)計(jì)方法”，因而程序的基本編寫方法可以總結(jié)為IPO模式。程序設(shè)計(jì)IPO模式I是指Input(輸入)，表示程序的輸入。程序的輸入有多種方式，如文件輸入、網(wǎng)絡(luò)輸入、控制臺(tái)輸入、交互界面輸入、內(nèi)部參數(shù)輸入等。P是指Process(處理)，表示程序的主要邏輯。處理是程序?qū)斎霐?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算的過程，這種處理方法統(tǒng)稱為算法，算法是程序最重要的部分。可以說，算法是一個(gè)程序的靈魂。O是指Output(輸出)，表示程序的輸出。輸出是程序展示運(yùn)算結(jié)果的方式，輸出也有多種方式，如控制臺(tái)輸出、圖形輸出、文件輸出、網(wǎng)絡(luò)輸出、操作系統(tǒng)內(nèi)部變量輸出等。程序設(shè)計(jì)IPO模式1.菜單欄：常用的基本功能2.積木庫：提供各種編程積木塊3.編程區(qū)：放置、拼接積木4.代碼區(qū)：自動(dòng)顯示積木塊對(duì)應(yīng)的代碼5.控制臺(tái)：顯示程序的運(yùn)行結(jié)果。程序出錯(cuò)時(shí)，還會(huì)幫助程序員定位錯(cuò)誤的位置。6.模式切換認(rèn)識(shí)海龜編輯器(1)事件(Events)在面向?qū)ο蟮木幊讨?，事件指?duì)象能夠識(shí)別并做出反應(yīng)的外部刺激。而在Python海龜編輯器中，事件表示輸入輸出、注釋積木以及執(zhí)行代碼積木，它代表的是Python指令中較為特殊指令。(2)控制(Control)在程序設(shè)計(jì)中，控制語句用來對(duì)程序流程的選擇、循環(huán)、轉(zhuǎn)向和返回等進(jìn)行控制。在海龜編輯器中，控制模塊是非常重要的一類積木，它們用來控制腳本運(yùn)行的邏輯流程，包括循環(huán)語句、分支語句、退出循環(huán)和跳過語句。了解積木庫(3)運(yùn)算(Operations)在Python中，包含三類不同的運(yùn)算：算術(shù)運(yùn)算(加、減、乘、除、整除、取模、冪)、關(guān)系運(yùn)算(相等判斷、不等判斷、大于判斷、小于判斷、大于等于判斷、小于等于判斷)、邏輯運(yùn)算(與、或、非運(yùn)算)。(4)字符串(String)字符串是基本數(shù)據(jù)類型之一，是用單引號(hào)或者雙引號(hào)包圍起來的文本信息，如”你好”,”123”,”Hello”。了解積木庫(5)變量(Variable)變量是程序處理的最基本事物，對(duì)變量的操作是編程語言最大的特征之一。在Python中，變量的值可以是任何數(shù)據(jù)類型，如數(shù)字、字符串、列表、元組、字典等。(6)列表(List)列表是編程語言中的一種基本數(shù)據(jù)類型，可包含很多的項(xiàng)(Item)。列表中的項(xiàng)可以是任何數(shù)據(jù)類型，包括數(shù)值、字符串等。創(chuàng)建新列表的方法有很多，其中最簡(jiǎn)單的方法是用中括號(hào)[]將元素包括起來，列表項(xiàng)之間用逗號(hào)隔開，或者使用內(nèi)置函數(shù)list()創(chuàng)建一個(gè)空列表。了解積木庫(7)字典(Dictionary)字典是Python語言中經(jīng)常使用的一種數(shù)據(jù)類型，與列表類似，字典是另外一種可存儲(chǔ)任意類型的數(shù)據(jù)類型。字典的每個(gè)基本元素都包括兩個(gè)部分：鍵(Key)和它所對(duì)應(yīng)的值(Value)。鍵和值之間用冒號(hào)(:)分隔，每對(duì)元素之間用(,)分隔，整個(gè)字典的數(shù)據(jù)在大括號(hào){}中。(8)函數(shù)(Function)函數(shù)是組織好的、可重復(fù)使用的、用來實(shí)現(xiàn)單一或相關(guān)聯(lián)功能的代碼段。在常見函數(shù)中，如打印函數(shù)print()、獲得輸入函數(shù)input()、求算數(shù)平方根函數(shù)math.sqrt()等，它們都是內(nèi)建的函數(shù)，或者是從Python其他庫中導(dǎo)入的函數(shù)。了解積木庫(9)海龜庫(Turtle)海龜庫是Python語言中一個(gè)很流行的繪制圖像的函數(shù)庫，一只小烏龜在一個(gè)橫軸為x、縱軸為y的坐標(biāo)系原點(diǎn)(0,0)位置開始，通過對(duì)一組函數(shù)指令的控制，在這個(gè)平面坐標(biāo)系中移動(dòng)，并在它爬行的路徑上繪制出圖形。在小窗口的情況下，海龜圖的高和寬是固定的400像素。了解積木庫①執(zhí)行【文件】-【新建】（快捷鍵：Ctrl+N），并拖動(dòng)如下積木塊。文件的新建、保存與打開②點(diǎn)擊【運(yùn)行】按鈕，程序的運(yùn)行結(jié)果將直接顯示在控制臺(tái)上。文件的新建、保存與打開