程序设计

程序设计语言

• 机器语言
• 汇编语言
• 面向过程的高级语言
• 面向对象的高级语言

程序设计方法

• 结构化程序设计：程序=算法+数据结构
• 面向对象程序设计：对象=算法+数据结构，程序=对象+对象+……

软件系统的特点

• 逻辑产品，逻辑思维活动的结果
• 创造与制造过程合二为一
• 管理和控制软件开发过程非常困难
• 开发依赖于开发人员的业务素质、智力、人员的合作、组织与管理
• 设计生产（而不是生产制造），生产秩序复制
• 开发质量难以评价；开发性质（成本、进度）难以估计
• 软件没有磨损概念，软件维护通常意味着改进或者修改原有设计
• ……

常见的软件问题

• 不能满足需求
• 需求混乱
• 模块集成混乱
• 系统难以维护
• 缺陷发现太迟
• 低质量、难使用
• ……

解决办法

• 迭代式开发
• 管理需求
• 基于组件的架构
• 可视化建模
• 连续验证质量
• 管理变更

软件工程的构成要素

• 过程
• 方法
• 工具
• 人
• 质量属性

软件工程目标

• 可修改性
• 有效性
• 可靠性
• 可理解性
• 可维护性
• 可重用性
• 可适应性
• 可移植性
• 可追踪性
• 可互操作性

简单回顾软件开发的发展历史

• 以机器为中心
• 以应用为中心
• 以企业为中心

语言的演化

• 从汇编语言到高级语言
  • 在相当长的一段时间内，很多复杂系统仍然由汇编语言编写
• 高级语言的演进速度和丰富程度极快
  • 从Fortran（第一个高级语言）开始，高级程序语言的发展基本经历了六个过程
  • 主要的范型：过程式、函数式、逻辑语言、面向对象语言
• 每种语言所支持的抽象机制发生了变化

语言设计的基本思路

每一种语言都带有设计者明确的目标和定位，并主导了该语言的特点（起码是最初时）

• 偏向于机器运行性能的考虑（运行快）
• 偏向人的思维方式与习惯（开发快）

里程碑： Pascal

• 第一个系统地体现了Dijkstra和Hoare定义的结构化程序设计概念的语言
• 著名公式：“算法+数据结构=程序”
• Anders Hejlsberg进一步创建了Objective Pascal (Delphi)
• Anders后来进入微软开发了C#和.NET

C及其标准化

C的祖先语言：

• CPL、BCPL、B和ALGOL68
• BCPL和B都是无类型语言
• 引入类型的B语言：NB随后命名为C语言

C的标准化：

• 89年ANSI C
• 99年更新为C99

混合风格C++

• 最初阶段：C with Class
  • Bjarne Stroustrup
  • 类与派生类、共有和私有成员的区分、构造函数与析构函数、运算符重载……
• 84年命名为C++
  • 扩展了虚函数、方法名和运算符重载，以及引用类型
• 85年地一个可用实现Cfront系统
  • 将C++程序翻译为C程序

后C++时代

“C++退出‘一同江湖’的时代”

C/C++退出垄断的根本原因：

• 机器性能的提升是编程语言的选择开始转向“人”的因素（好用）；
• 使用脚本语言的性能损失对真实世界的程序来讲往往微不足道，因为真实世界的程序往往受到I/O事件等待、网络延迟等限制，而不是CPU的自身效率。

Java的出现

• Sun公司的纯面向对象的程序设计语言
• 最初被成为Oak，1995年改名为Java
• J2EE为编程提供了大量的中间件
• 最大的成果在于其简单易用，“一次编写到处运行”的跨平台性