《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課件-第2章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2計(jì)算機(jī)工作原理3第二章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)5微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

4程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言

6計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)(Hardware)是組成計(jì)算機(jī)的各種物理設(shè)備的總稱，又稱機(jī)器系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)(Software)是為運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制的各種程序、數(shù)據(jù)和文檔的總稱，又稱程序系統(tǒng)。只有硬件而沒(méi)有軟件的計(jì)算機(jī)稱為裸機(jī)，裸機(jī)是無(wú)法工作的。計(jì)算機(jī)的功能豐富程度不僅取決于硬件系統(tǒng)，在更大程度上是由其所安裝的軟件系統(tǒng)所決定的。軟硬件關(guān)系是：①硬件和軟件互相依存。②硬件和軟件無(wú)嚴(yán)格界線。③硬件和軟件協(xié)同發(fā)展。馮·諾依曼于1945年首先提出了以二進(jìn)制數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的存儲(chǔ)程序自動(dòng)控制思想，奠定了現(xiàn)代電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)。他的基本思想可簡(jiǎn)要地概括為以下三點(diǎn)：①五大部件結(jié)構(gòu)體系。計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個(gè)基本部分組成。②采用二進(jìn)制指令操作。③存儲(chǔ)程序自動(dòng)控制。存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備數(shù)據(jù)信息流控制信息流圖2.1計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

微機(jī)由主機(jī)+顯示器+鍵盤(pán)+鼠標(biāo)構(gòu)成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成22.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件2.2計(jì)算機(jī)主要性能指標(biāo)

1.字長(zhǎng)：字長(zhǎng)(Word)是指微處理器內(nèi)部一次可以并行處理二進(jìn)制代碼的位數(shù)，如16位、32位、64位等。2.主機(jī)頻率：主機(jī)頻率指專門(mén)配備給微CPU工作的時(shí)鐘信號(hào)。主頻以赫茲為單位，一般記為4.77MHz，800MHz，1.0GHz，3.0GHz等。3.存儲(chǔ)容量：微機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)二進(jìn)制信息量大小的容量。存儲(chǔ)容量一般以字節(jié)為最基本的計(jì)量單位。一個(gè)字節(jié)記為1B，1024個(gè)字節(jié)記為1KB，1024KB記為1MB，1024MB記為1GB(吉字節(jié)，GigaByte)，而1024GB記為1TB(太字節(jié)，TeraByte)。4.指令系統(tǒng)：CPU所固有的基本指令集合，稱為該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。一臺(tái)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)一般有幾十到幾百條。

5.運(yùn)算速度：指計(jì)算機(jī)執(zhí)行一條指令所需的平均時(shí)間，其長(zhǎng)短反映了計(jì)算機(jī)執(zhí)行一條指令運(yùn)行速度的快慢。技術(shù)指標(biāo)計(jì)算機(jī)的工作原理

3計(jì)算機(jī)的工作就是執(zhí)行指令的過(guò)程。指令執(zhí)行過(guò)程分以下4個(gè)步驟：①取指令：按照程序計(jì)數(shù)器中的地址(如：0100H)，從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令(如：070270H)，并送往指令寄存器。②分析指令：對(duì)指令寄存器中存放的指令(070270H)進(jìn)行分析，由譯碼器對(duì)操作碼(07H)進(jìn)行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電位信號(hào)；由地址碼(0270H)確定操作數(shù)地址。③執(zhí)行指令：由操作控制線路發(fā)出完成該操作所需要的一系列控制信息，去完成該指令所要求的操作。例如做加法指令，取內(nèi)存單元(0270H)的值和累加器的值相加，結(jié)果還是放在累加器。④一條指令執(zhí)行完成，程序計(jì)數(shù)器加1或?qū)⑥D(zhuǎn)移地址碼送入程序計(jì)數(shù)器，然后回到①繼續(xù)執(zhí)行。具體工作原理見(jiàn)下圖所示。

(1)確定解題方法（建立數(shù)學(xué)模型），即找出計(jì)算的方法；

(2)編寫(xiě)計(jì)算程序并送入存儲(chǔ)器中；

(3)讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序獲得計(jì)算結(jié)果。用計(jì)算機(jī)的解題過(guò)程BeginPi=3.1415Input“r=”,rS=pi*r^2Print“s=”,send計(jì)算程序人工輸入存入內(nèi)存，啟動(dòng)運(yùn)行自動(dòng)計(jì)算處理處理結(jié)果，顯示、打印輸出微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4微型機(jī)是由微處理器（運(yùn)算器與控制器）、存儲(chǔ)器（內(nèi)存、外存）和輸入輸出（I/O）設(shè)備，采用總線與接口構(gòu)成的一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2.3微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)一、微處理器（CPU）

2.CPU性能指標(biāo)

(1)

CPU執(zhí)行指令的速度：即CPU每秒所能執(zhí)行的指令的條數(shù)。

(2)

CPU的“字長(zhǎng)”：即CPU一次所能處理數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)。

(3)指令本身的處理能力：即CPU所能處理指令數(shù)量與復(fù)雜度。

CPU(CentralProcessingUnit)是微型機(jī)的核心，是將運(yùn)算器和控制器做在一個(gè)芯片上，稱為微處理器。是信息加工處理的中心部件，主要完成各種算術(shù)及邏輯運(yùn)算，并控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)地工作。1.CPU的基本結(jié)構(gòu)①一組稱為“寄存器”的高速存儲(chǔ)單元，主要用于在CPU內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)和其它信息存儲(chǔ)。②一個(gè)或幾個(gè)執(zhí)行基本算術(shù)邏輯動(dòng)作的計(jì)算部件，稱為“算術(shù)邏輯單元”(ALU)或“運(yùn)算器”，主要負(fù)責(zé)用來(lái)執(zhí)行具體的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算任務(wù)。③一個(gè)作為CPU控制中心的程序控制單元，稱為“控制器”，負(fù)責(zé)處理各種指令、控制各部件的活動(dòng)。二、（內(nèi)）存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)與性能1．內(nèi)存儲(chǔ)器又可分為：隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器(RandomAccessMemory，簡(jiǎn)寫(xiě)為RAM)與只讀存儲(chǔ)器(Read-onlyMemory，簡(jiǎn)寫(xiě)為ROM)。通常所說(shuō)的計(jì)算機(jī)內(nèi)存一般是指隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM。2．ROM與RAM的區(qū)別：ROM中的信息只能讀出不能寫(xiě)入，在計(jì)算機(jī)斷電后，ROM中存儲(chǔ)的內(nèi)容保持不變。在RAM中既可寫(xiě)入信息，也可讀出信息，但在計(jì)算機(jī)斷電后，RAM中存儲(chǔ)的內(nèi)容將消失。3．內(nèi)存儲(chǔ)器的地址：即為了查找存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)而為每個(gè)存儲(chǔ)單元按一定方式（線性）編排的“位置”碼。4．內(nèi)存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)：主要是容量與它的訪問(wèn)速度。

存儲(chǔ)器是用來(lái)存放計(jì)算機(jī)程序和數(shù)據(jù)的電子（磁性）器件。一般分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。內(nèi)存儲(chǔ)器也稱為主存(mainmemory)，它和微處理器一起構(gòu)成了微型機(jī)的主機(jī)部分。三、總線與接口1．總線：將計(jì)算機(jī)中的各個(gè)部件（包括CPU、存儲(chǔ)器和輸入輸出設(shè)備）通過(guò)一條公共信息通路連接起來(lái)，這條信息通路就稱為總線。（1）總線的功能（2）總線的電路組成（3）數(shù)據(jù)總線的寬度(傳輸線的根數(shù))：是指數(shù)據(jù)總線一次能傳遞的二進(jìn)制位數(shù)①和存儲(chǔ)器之間交換信息；②和輸入/輸出設(shè)備之間交換信息；③為了系統(tǒng)工作而接收和輸出必要的信號(hào)。①數(shù)據(jù)總線（DB）：用于在各部件之間傳遞數(shù)據(jù)(包括指令、數(shù)據(jù)等)信息，為雙向總線。②地址總線（AB）：指示欲傳數(shù)據(jù)的來(lái)源地址或目的地址信息。③控制總線（CB）：用于在各部件之間傳遞各種控制信息。2．接口：用以將計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備連接并進(jìn)行信息交換的電路裝置（卡）。常見(jiàn)的有：（1）I/O接口：又分為并行接口與串行接口兩種。（2）硬盤(pán)接口：主要有IDE、EIDE、SCSI等（3）通用串行總線接口USB目前，微型機(jī)上常用的外存儲(chǔ)器有磁盤(pán)和光盤(pán)兩種。四、外存儲(chǔ)器1.磁盤(pán)：是一個(gè)封裝起來(lái)的涂附著磁性材料的塑料圓盤(pán)片。目前常用的軟盤(pán)是直徑8.89cm(簡(jiǎn)稱3寸盤(pán))的，如下圖所示。盤(pán)片容量計(jì)算：若分為18個(gè)扇區(qū)，80個(gè)磁道，則：C=（18扇*80道*512字節(jié)）*2面

=1.44MB盤(pán)片上的信息是按磁道和扇區(qū)進(jìn)行存儲(chǔ)的。關(guān)于磁道與扇區(qū)：磁道是同心圓，由外向里編號(hào)（從0開(kāi)始）。將磁道分成若干等份，每一等份稱為扇區(qū)。磁盤(pán)的存儲(chǔ)容量：等于磁道總數(shù)、每個(gè)磁道的扇區(qū)數(shù)、每個(gè)扇區(qū)的存儲(chǔ)容量三者的乘積。例如，一個(gè)雙面3寸盤(pán)的容量是：512×18×82×2=1.44MB2.硬磁盤(pán)硬磁盤(pán)是將若干片(一般有二至八片)同樣大小的金屬圓盤(pán)片固定在同一個(gè)軸上并同時(shí)高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械裝置。通常固定安裝在微機(jī)機(jī)箱內(nèi)。其內(nèi)部構(gòu)造見(jiàn)下圖所示。磁頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)磁頭驅(qū)動(dòng)臂工作時(shí)直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)磁頭向里、外直線移動(dòng)定位，盤(pán)片高速運(yùn)轉(zhuǎn)，讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)。3.光盤(pán)光盤(pán)存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱“光盤(pán)”)：是利用激光原理存儲(chǔ)和讀取信息的媒介。光盤(pán)片是由塑料覆蓋的一層鋁薄膜，通過(guò)鋁膜上極細(xì)微的凹坑記錄信息。最常見(jiàn)的光盤(pán)是直徑12.7cm(5英寸，簡(jiǎn)稱5寸)的只讀光盤(pán)，可以存放650MB的信息，稱為CD-ROM盤(pán)。4.磁帶等其它外存儲(chǔ)器：磁帶機(jī)也是一種外存儲(chǔ)器。磁帶存儲(chǔ)信息的方式與錄音機(jī)磁帶相仿，但記錄的是二進(jìn)制形式的信息而不是模擬信息五、常用輸入輸出設(shè)備1．鍵盤(pán)(Keyboard)：是由一組按鍵排成的開(kāi)關(guān)陣列，每按下一個(gè)鍵就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的掃描碼，然后由主機(jī)將鍵盤(pán)掃描碼轉(zhuǎn)換成ASCII碼進(jìn)行處理。鍵盤(pán)是計(jì)算機(jī)必備的輸入設(shè)備，目前絕大部分計(jì)算機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)101鍵或102鍵的鍵盤(pán)，專用的文字處理或便攜式、筆記本式計(jì)算機(jī)等。2．鼠標(biāo)(Mouse)：主要分機(jī)械式和光電式兩種，一般有兩個(gè)鍵和三個(gè)鍵，大多數(shù)鼠標(biāo)采用串行接口或USB接口。3．掃描器(Scanner)：是一種光電轉(zhuǎn)換裝置，它能把整幅圖像信息掃描后輸入到計(jì)算機(jī)中，轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)字化信息存儲(chǔ)起來(lái)。4．顯示器(Monitor)

：是主要的輸出設(shè)備，主要參數(shù)是分辨率。5．打印機(jī)(Printer)：打印機(jī)也是常用的輸出設(shè)備，主要種類有擊打式的針式打印機(jī)與非擊打式的激光打印和噴墨打印機(jī)。

6.其他輸入輸出設(shè)備：繪圖儀（輸出）、數(shù)字化儀（輸入）、話筒（輸入）、音箱（輸出）等。典型微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

一臺(tái)典型的微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由主機(jī)、顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等組成，如圖2.5所示。主機(jī)的外部是機(jī)箱，有臥式和立式兩種。在機(jī)箱的正面，有電源開(kāi)關(guān)、復(fù)位按鈕、硬盤(pán)指示燈、軟盤(pán)插口、光驅(qū)插口、USB接口以及音視頻插口等；在機(jī)箱的背面，有電源插座、并行口、串行口、PS-2口、接口卡插口、USB接口以及音視頻插口等；在機(jī)箱的內(nèi)部，裝有系統(tǒng)主板(又叫主機(jī)板，簡(jiǎn)稱主板)、硬盤(pán)、光驅(qū)、電源等。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

5計(jì)算機(jī)軟件分類：系統(tǒng)軟件+應(yīng)用軟件有代表性的系統(tǒng)軟件有：①操作系統(tǒng)(OperatingSystem—OS)：操作系統(tǒng)是最基本的系統(tǒng)軟件，負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)硬件資源并且管理其上的信息資源(程序和數(shù)據(jù))，為用戶提供操作界面，還支持計(jì)算機(jī)上各種軟、硬件之間的運(yùn)行和相互通信。是用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。目前常用的操作系統(tǒng)有：MS-DOS、WINDOWS、UNIX系統(tǒng)等。②編譯系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)，首先要將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序指令逐條地取出來(lái)，并經(jīng)過(guò)編譯后執(zhí)行規(guī)定的操作。③數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的主要功能是有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)并管理大量的數(shù)據(jù)信息，為用戶提供方便、高效地使用這些數(shù)據(jù)信息的方法。1.系統(tǒng)軟件：是指管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備、提供用戶與計(jì)算機(jī)之間操作界面等方面的軟件。2.應(yīng)用軟件：是指專門(mén)為解決某類具體問(wèn)題而編制的軟件(或?qū)嵱贸绦?。目前常見(jiàn)的應(yīng)用軟件有：①文字處理軟件②信息管理軟件③計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件④實(shí)時(shí)控制軟件

①

硬件和軟件互相依存：硬件是物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件運(yùn)行靈魂。②硬件和軟件無(wú)嚴(yán)格界線：即計(jì)算機(jī)的某些功能既可以由硬件實(shí)現(xiàn)，也可以由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。③硬件和軟件協(xié)同發(fā)展：計(jì)算機(jī)軟件隨硬件技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，而軟件的不斷發(fā)展又促進(jìn)硬件的更新。④嵌入式系統(tǒng)3.硬件與軟件的關(guān)系軟硬件的層次關(guān)系按層次觀點(diǎn)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成如圖2.6所示。其中最內(nèi)層的裸機(jī)是指沒(méi)有任何軟件的(純硬件)機(jī)器。各層次的關(guān)系是：內(nèi)層是外層的支撐，而外層可以不必了解內(nèi)層細(xì)節(jié)，只需按約定使用內(nèi)層提供的服務(wù)。從總體上來(lái)說(shuō)，無(wú)論是系統(tǒng)軟件還是應(yīng)用軟件，都朝著外延進(jìn)一步“傻瓜化”，內(nèi)涵進(jìn)一步“智能化”的方向發(fā)展，即軟件本身越來(lái)越復(fù)雜，功能越來(lái)越強(qiáng)，但用戶的使用越來(lái)越簡(jiǎn)單，操作越來(lái)越方便。計(jì)算機(jī)中的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言61.程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言就是人與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行交流的某種“語(yǔ)言”。分為三類：

1.機(jī)器語(yǔ)言：指令在形式上是由“0”和“l(fā)”代碼組成的，且能被計(jì)算機(jī)直接理解和執(zhí)行的語(yǔ)言。被稱為機(jī)器（指令）語(yǔ)言。

2.匯編語(yǔ)言：用助記符代替機(jī)器（指令）碼而構(gòu)成的計(jì)算機(jī)符號(hào)語(yǔ)言，稱之為匯編語(yǔ)言。

3.高級(jí)語(yǔ)言：是一種類似于“數(shù)學(xué)表達(dá)式”、接近自然語(yǔ)言、又能為機(jī)器所接受的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。常見(jiàn)的高級(jí)語(yǔ)言有：①FORTRAN語(yǔ)言②BASIC語(yǔ)言③Pascal語(yǔ)言④C、C++、VC、C#語(yǔ)言

⑤JAVA語(yǔ)言⑥.net語(yǔ)言匯編語(yǔ)言的執(zhí)行過(guò)程為了符合人類的思維習(xí)慣，人們開(kāi)始使用一些容易記憶和辨別的有意義的符號(hào)代替機(jī)器指令，這就是匯編語(yǔ)言（assemblylanguage），又稱符號(hào)語(yǔ)言。例如用ADD表示加法（Addition），用SUB表示減法（Subtraction）等。同時(shí)又用變量（即符號(hào)名）取代各類地址，例如用Addr取代地址碼。這樣構(gòu)成的計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言。例如，計(jì)算A＝16+3的匯編語(yǔ)言程序如下：MOVAX,16 ；把16放入累加器A中ADDAX,3 ；將3與累加器A中的值相加，結(jié)果仍放入A中HLT ；結(jié)束，停機(jī)注：匯編指令中的“AX”表示CPU中的數(shù)據(jù)寄存器。高級(jí)語(yǔ)言的執(zhí)行過(guò)程高級(jí)語(yǔ)言是一種接近人類語(yǔ)言，與自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)語(yǔ)言相似的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。程序員就可以集中精力來(lái)解決問(wèn)題本身，即使對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)毫無(wú)所知的非計(jì)算機(jī)專業(yè)工作者，也能學(xué)會(huì)使用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)程序去解決他們需要計(jì)算機(jī)處理的問(wèn)題。例如，計(jì)算算術(shù)表達(dá)式A＝16+3的C語(yǔ)言程序如下：main（）{ intA; /*定義變量A*/A=16+3; /*計(jì)算A，常量16和3的和賦予A*/printf（“%d”,A）; /*輸出結(jié)果A*/}高級(jí)語(yǔ)言執(zhí)行過(guò)程高級(jí)語(yǔ)言的執(zhí)行過(guò)程有兩種工作方式：解釋方式和編譯方式，相應(yīng)的翻譯工具也分別稱為解釋程序和編譯程序。①解釋方式

(1)XBASE數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

(2)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

(3)Informix數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)四、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)1.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)(Database—DB)是為了滿足一定范圍里許多用戶的需要，在計(jì)算機(jī)里建立的一組互相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合。2.數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DatabaseManagementSystems，簡(jiǎn)記為DBMS)是用于創(chuàng)建和管理數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)軟件，是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心組成部分。其主要功能有：定義數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)及其中數(shù)據(jù)的格式，規(guī)定數(shù)據(jù)在外存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)方式，負(fù)責(zé)各種與數(shù)據(jù)有關(guān)的操縱和管理，包括維護(hù)數(shù)據(jù)的一致性、完整性，保證數(shù)據(jù)的安全性等。3.幾種常用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的基本過(guò)程

程序設(shè)計(jì)的基本過(guò)程一般由問(wèn)題分析、算法設(shè)計(jì)、程序編制、調(diào)試運(yùn)行、整理文檔等幾個(gè)階段組成，如圖2.11所示。問(wèn)題分析整理文檔調(diào)試運(yùn)行程序編制算法設(shè)計(jì)圖2.11程序設(shè)計(jì)的基本過(guò)程1.問(wèn)題分析對(duì)于每一項(xiàng)程序設(shè)計(jì)任務(wù)，都要根據(jù)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行具體研究；分析需要輸入/輸出數(shù)據(jù)；討論問(wèn)題是否需要精確求解，選擇合適的數(shù)學(xué)模型。在這個(gè)階段，程序員需要明確程序所要達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)，弄清楚程序設(shè)計(jì)的條件與設(shè)計(jì)要求，如對(duì)計(jì)算機(jī)軟件與硬件方面的需求、對(duì)輸入輸出、文件的設(shè)置和數(shù)據(jù)的處理過(guò)程等方面的要求。2.算法設(shè)計(jì)算法（Algorithm）是一系列解決問(wèn)題的清晰指令。算法的初步描述可以采用自然語(yǔ)言方式，然后逐步將其轉(zhuǎn)化為程序流程圖或其他直觀方式。這些描述方式比較簡(jiǎn)單明確，能直接展示程序設(shè)計(jì)的思想，是進(jìn)行程序編制和調(diào)試的重要基礎(chǔ)。不同的算法完成同樣的任務(wù)花費(fèi)的時(shí)間和空間都是不相同的。3.程序編制為了使計(jì)算機(jī)能夠理解人的意圖，人類就必須要將需解決的問(wèn)題的思路、方法、和手段通過(guò)計(jì)算機(jī)能夠理解的形式告訴計(jì)算機(jī)，使得計(jì)算機(jī)能夠根據(jù)人的指令一步一步去工作，完成某種特定的任務(wù)。這種人和計(jì)算機(jī)之間交流的過(guò)程就是編制程序。編程的過(guò)程要嚴(yán)格遵守所用語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則，準(zhǔn)確地使用各種語(yǔ)句和規(guī)則。4.調(diào)試運(yùn)行當(dāng)利用計(jì)算機(jī)中的編輯器將程序編輯完成后，在投入實(shí)際運(yùn)行前，需要反復(fù)進(jìn)行檢查，并通過(guò)編譯程序?qū)Τ绦蜻M(jìn)行編譯，通過(guò)編譯器再對(duì)程序進(jìn)行語(yǔ)法和邏輯結(jié)構(gòu)方面的檢查。編譯鏈接通過(guò)后，才能運(yùn)行得出結(jié)果，如果結(jié)果不正確，繼續(xù)調(diào)試、修改程序。對(duì)于一個(gè)程序，有時(shí)需要進(jìn)行多次的反復(fù)檢查、修改、調(diào)試后才能完成。5.整理文檔程序文檔一般由三部分組成：操作手冊(cè)、程序設(shè)計(jì)文件、程序代碼文件。操作手冊(cè)主要說(shuō)明運(yùn)行程序時(shí)所需要的計(jì)算機(jī)軟件與硬件環(huán)境、安裝與啟動(dòng)方法、程序具體功能的操作方法及輸入與輸出的安排等；程序設(shè)計(jì)文件主要是在技術(shù)方面進(jìn)行說(shuō)明，即對(duì)程序功能的描述、程序的修改（更新）與維護(hù)以及出現(xiàn)意外情況時(shí)應(yīng)該采取的應(yīng)變措施等。文檔內(nèi)容要做到完整、正確和清晰。一個(gè)典型程序設(shè)計(jì)案例[例2-1]任意給定a、b、c三個(gè)數(shù)，找出其中的最大數(shù)。編寫(xiě)計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題的程序。⑴問(wèn)題（或算法）分析在一組數(shù)據(jù)中找極值是數(shù)據(jù)處理的一種常見(jiàn)操作?；舅枷胧牵菏紫燃僭O(shè)第一個(gè)數(shù)是最