程序設(shè)計初步
第三部分 QBASIC程序設(shè)計基礎(chǔ)
第一章 軟件設(shè)計基礎(chǔ)知識
【教學(xué)目的】
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
【教學(xué)過程】
第一節(jié) 計算機(jī)語言
語言是人類進(jìn)行思想交流的工具，人與計算機(jī)之間進(jìn)行交流同樣也需要“語言”——一種能被計算機(jī)識別的專用語言稱為計算機(jī)語言。能被計算機(jī)直接接受的并立即執(zhí)行的語言稱為計算機(jī)語言。只能被計算機(jī)間接接受的經(jīng)翻譯后形成目標(biāo)代碼再執(zhí)行的語言，通常稱為程序設(shè)計語言，包括匯編語言和高級語言。
一． 匯編語言
由于機(jī)器語言不利于計算機(jī)的推廣應(yīng)用，人們利用一些簡短的英文單詞或縮寫來表示指令，以便于理解和記憶。這種用數(shù)字、符號來代替二進(jìn)制代碼的計算機(jī)語言稱為匯編語言。例如，要把一個數(shù)裝入CPU的寄存器里，就用MOV表示，要做加法就用ADD表示，指令順序跳轉(zhuǎn)用JMP表示等。
二． 高級語言
高級語句接近自然語句，一般是用一些簡單的英語單詞或縮寫和數(shù)學(xué)式子來表達(dá)意思，它具有易讀、易寫、易修改，能被方便地移植在不同型號的計算機(jī)上等優(yōu)點(diǎn)。目前國內(nèi)外通用的高級語言很多，比較常見的有BASIC，F(xiàn)ORTRAN，PASCAL，C，COBLE等。它們的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域各有側(cè)重：FORTRAN語言主要用于科學(xué)計算；PASCAL語言主要用于商業(yè)和數(shù)據(jù)處理；C語言是近年來迅速推廣使用的一種現(xiàn)代語言，既具有高級語言的特點(diǎn)又具有低級語言的許多特點(diǎn)，特別適合編寫系統(tǒng)軟件；BASIC語言易學(xué)，適合于初學(xué)者。
三． 源程序與目標(biāo)代碼
用高級語言編寫的源程序不能直接被計算機(jī)接收，必須通過“翻譯”將其翻譯成目標(biāo)代碼后才能被計算機(jī)執(zhí)行。“翻譯”高級語言的源程序的方式一般有兩種：解釋型的編譯型。所謂“編譯”是將源程序翻譯成目標(biāo)文件，而“解釋”是將源程序逐行處理，即解釋一行處理一行，再解釋下一行……直到結(jié)束。
BASIC 語言屬于解釋型的，QUICK BASIC 語言是屬于編譯型的。
【教學(xué)目的】
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
【教學(xué)過程】
第二節(jié) 軟件設(shè)計的步驟
計算機(jī)是一種有效的信息處理機(jī)，人們怎樣利用它去處理信息來解決實(shí)際問題呢？
一． 分析問題：首先要對問題進(jìn)行分析，看看這個問題提什么要求，給出了哪些已知條件；要使問題得到解決，需要哪些條件；從給出的已知條件出發(fā)，經(jīng)過哪些處理才能最后解決問題而得到結(jié)果。
二． 設(shè)計算法：從已知的數(shù)據(jù)出發(fā)，到得出所要求解的結(jié)果，往往需要經(jīng)過一系列的處理過程。對某一特定問題的一組（有限的）求解過程（步驟），就是算法。注意這里的“算法”并不是數(shù)學(xué)中的“計算方法”的縮語，我們所說的“算法”只包含有限的步驟，而計算方法有時是個無限過程。算法不僅是指“數(shù)學(xué)運(yùn)算”，也指根據(jù)需要而進(jìn)行的邏輯判斷。
三． 畫出框圖：框圖也叫流程圖。由于應(yīng)用計算機(jī)問題時的算法一般比較復(fù)雜，故常用一種人為約定的圖形符號把采用的算法描繪出來，用框圖可以把解決問題的思路，如要進(jìn)行的數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯判斷等清晰、形象、直觀地表示出來，為下面的工作打下良好的基礎(chǔ)。
四． 編寫程序：目前，計算機(jī)只能接受并執(zhí)行用計算機(jī)語言編寫的程序。所以，編寫程序就是用機(jī)器語言、匯編語言或高級語言，根據(jù)相應(yīng)的語言法則用一條條語句（命令）形式把框圖所表示的算法表達(dá)出來。
五． 上機(jī)調(diào)試：編寫好的程序，要輸入到計算機(jī)。由于在編寫或輸入過程中，往往會發(fā)生一些錯誤，計算機(jī)在執(zhí)行程序時由于這些錯誤，自然得不出預(yù)期的結(jié)果，這變需要進(jìn)行修改以排除程序中錯誤。要注意的是，計算機(jī)會自動找出一些語法方面的錯誤，數(shù)據(jù)的錯誤，如數(shù)30被改成了80，以及邏輯性的錯誤，計算機(jī)就無能為力了。
【練習(xí)】（理論知識或常識）：
1． 計算機(jī)語言是 [黃澤民1] 。
2． 程序設(shè)計語言一般包括 [黃澤民2] 。
3． 匯編語言是指 [黃澤民3] 。
4． 軟件設(shè)計的基本步驟是 、 、 、 、 [黃澤民4] 。
參考資料（教科書第114頁）：編程語言的演變 。
第二章BASIC 的基本常識
【教學(xué)目的】
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
【教學(xué)過程】
BASICJ 是英文“Beginers All-purpose Symbolic Instruction Code”的縮寫，意思是：初學(xué)者通用符號指令代碼。在1964年美國初次采用BASIC，僅僅是為了培養(yǎng)初學(xué)者，后來內(nèi)容不斷補(bǔ)充，短短幾年就以它表達(dá)能力強(qiáng)、容易掌握、使用方便、應(yīng)用廣泛的特色而風(fēng)靡全球。
BASIC又是流行的常用高級語言之中的一種。新穎的、功能更強(qiáng)大的高級語言不斷產(chǎn)生，而古老的BASIC也在不斷地得到更新和發(fā)展。目前BASIC的家庭已發(fā)展成最為龐大的高級語言之一。它由原來的解釋型BASIC 如：BASIC、GWBASIC等，發(fā)展成為編譯型BASIC如：QUICKBASIC、TRUEBASIC等。且各種BASIC都有不同的版本。作為中學(xué)階段的教材，本書介紹的是DOS5.0（或是更高版本）提供的QBASIC。
第一節(jié) BASIC 的特點(diǎn)
BASIC 有以下特點(diǎn)：
1． 單易學(xué) BASIC所使用的命令、語句中的詞匯和符號十分接近英語和數(shù)學(xué)語言，因此初學(xué)者易于理解、記憶和掌握。
2． 具有“人機(jī)對話”功能 使用者和計算機(jī)可以互相“交談”、彼此提問和回答，計算機(jī)能把使用者所出現(xiàn)的錯誤及出錯的原因通過顯示器告訴使用者，便于使用者在鍵盤上進(jìn)行修改，直到雙方滿意為止。這樣對程序語句逐句地邊算邊改的方式，對于編程不太熟悉的初學(xué)者，是十分方便的。
3． 實(shí)用性較強(qiáng) BASIC不僅能用于科技方面的數(shù)值計算，而且在數(shù)據(jù)處理方面也有相當(dāng)?shù)哪芰�，特別是科技計算和事務(wù)管理中的小型題目，使用BASIC也是很方便的。在過程控制及輔助教學(xué)等方面，也能看到不少BASIC的應(yīng)用。
第二節(jié) QBASIC 的工作環(huán)境
QBASIC將程序的編輯、運(yùn)行及文件管理等工作融為一體，提供了一個集成化的編程環(huán)境。
一． BASIC系統(tǒng)的啟動
啟動QBASIC系統(tǒng)，首先得進(jìn)入 MS-DOS。有兩種方式：一種是在Windows環(huán)境下的啟動方式，另一種是在DOS下的啟動方式。
（一） Windows方式下有兩種方式啟動QBASIC方式
1． Windows操作系統(tǒng)的桌面上，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“開始”菜單欄，點(diǎn)擊桌面圖形出現(xiàn)中的“程序”欄，點(diǎn)擊其后出現(xiàn)的“MS-DOS”，進(jìn)入MS-DOS方式。此時在屏幕上出現(xiàn)C:\ windows>_，請輸入 cd \dos(或QBASIC所在的目錄)回車。然后輸入QBASIC回車即可。
2． Windows操作系統(tǒng)的桌面上，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“開始”菜單欄，點(diǎn)擊桌面圖形出現(xiàn)中的“關(guān)閉系統(tǒng)”欄，點(diǎn)擊“重新啟動計算機(jī)并切換到MS-DOS方式”，計算機(jī)重新啟動，啟動后屏幕出現(xiàn) C:\windows>_，請輸入 cd \dos(或QBASIC所在的目錄)回車。然后輸入QBASIC回車即可。
（二） DOS下啟動QBASIC
將載有DOS啟動系統(tǒng)并包含有QBASIC.EXE和QBASIC.HLP 兩個文件的磁盤插入軟盤驅(qū)動器，然后開機(jī)啟動DOS系統(tǒng)。DOS系統(tǒng)啟動成功后，屏幕上將會出現(xiàn)提示符，在提示符后面鍵入：QBASIC并回車就能進(jìn)入QBASIC的工作環(huán)境（如下圖）。
QBASIC編程環(huán)境是通過菜單式選項來選擇操作命令的。
二． 菜單命令的使用
在屏幕頂部的主菜單中有8類操作命令，對應(yīng)8個下拉式菜單，每個下拉菜單中又有多個具有操作命令，選擇了某一個具體操作命令就會進(jìn)行相應(yīng)的操作。其選擇具體命令的操作如下：
先按住Alt鍵不放，再按單詞的第一個字母，相應(yīng)的下拉菜單就會出現(xiàn)，用光標(biāo)鍵選擇要執(zhí)行的具體命令，然后按回車鍵，就可以執(zhí)行該命令。
例如，同時按Alt和F鍵，就會出現(xiàn)File(文件)類下拉菜單，此時要退出QBASIC 系統(tǒng)，將光標(biāo)移至Exit按回車鍵或直接按x鍵，就會退出QBASIC系統(tǒng)返回到DOS方式。
三． 即執(zhí)行方式
QBASIC程序有程序方式和立即方式兩種方式。
立即方式是在立即執(zhí)行窗口中輸入一條語句后，按F6鍵就會切換到下面的立即執(zhí)行窗口。
例如，在Immediate(立即執(zhí)行)窗口中輸入PRINT 4*5
按回車鍵后，轉(zhuǎn)到“輸出屏幕”顯示處理結(jié)果：20。
按任意鍵后將返回Immediate窗口。
再按F6鍵，將回到編輯窗口。
本章的重點(diǎn)是讓學(xué)生熟悉、了解和掌握QBASIC的編程窗口，掌握各菜單的使用，能用鍵盤則不用鼠標(biāo)去操作，要反復(fù)操作。
第三章QBASIC 的基本概念
【教學(xué)目的】
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
【教學(xué)過程】
第一節(jié) 什么是QBASIC程序
什么是QBASIC程序？QBASIC程序是什么樣的？是怎樣構(gòu)成的？
程序是人們?yōu)榱私鉀Q某不問題而設(shè)計編寫的指揮計算機(jī)運(yùn)行的一系列指令或語句。QBASIC程序就是用QBASIC編制的程序，也稱為QBASIC源程序。我們先看一個用QBASIC編寫的簡單程序：
i. 求長、寬分別是6.8, 3.5的矩形的周長和面積。
用QBASIC編寫的程序如下（右邊是語句的意思）：
LET A=6.8 將數(shù)6.8送入變量A中
LET B=3.5 將數(shù)3.5送入變量B中
LET L=(A+B)*2 將A與B的2倍送入變量L中
LET S=A*B 將A與B的積送入變量S中
PRINT L,S 顯示輸出L及S的值
END 結(jié)束
從這個簡單程序我們可以看出：QBASIC十分接近人的自然語言和數(shù)學(xué)語言，只是個別符號的含義有所不同。
通過上面這個程序，可以看出BASIC程序是這樣構(gòu)成的：
一個BASIC程序由若干程序行組成。一個程序行由語句和回車兩個部分或由冒號隔開的多個語句、回車組成，即程序行的構(gòu)成是：
語 句 回車 （如上面程序中的第一行）
LET A=6.8 ↙
一、 語句
語句是程序行的核心，每個語句指定執(zhí)行某一方面的特定功能。一個語句由語句定義符和語句體組成。
1． 語句定義符：由英文單詞或縮寫詞等英文符號組成。用來確定它所在的語句的功能。除了個別特殊的語句定義符可以省略外，語句不可沒有定義符，否則機(jī)器不能執(zhí)行該語句并顯示出錯信息。上面程序中的LET、PRINT和END都是語句定義符。
2． 語句體：為語句操作的具體內(nèi)容和對象，跟在語句定義符的后面。
不是每個語句都有語句體，有些語句就只有語句定義符，END.
也可將若干個語句寫成一個程序行，各語句間用“：”隔開，形成多語句行，即
語句1 : 語句2 : … : 語句n
上面的例1程序可以寫成：
LET A=6.8:LET B=3.5:LET L=(A+B)*2:LET S=A*B
PRINT L,S:END
這樣可以節(jié)省書寫行。
使用多語句行時應(yīng)注意：
（1） 多語句行中語句執(zhí)行順序是從左到右逐個執(zhí)行，將多個語句放在一個程序行時，一定要留心不要改變它們的執(zhí)行順序，否則程序?qū)䦂?zhí)行出意料之外的情況。
（2） 每程序行的長度有一定限制，在QBASIC中，一個程序行的長度最多不能超過255個字符（含↙⊔）
二、 回車
只有當(dāng)我們輸入回車鍵后計算機(jī)才接收從鍵盤上輸入的任何信息。當(dāng)我們輸完語句時必須用回車作結(jié)束。一個QBASIC程序，實(shí)際上是由若干條語句按照人們所要解決問題的步驟順序組合而成的。
第二節(jié) QBASIC的符號系統(tǒng)
任何一種計算機(jī)語言都有它自己特定的基本符號，在使用中，不允許出現(xiàn)非規(guī)定的符號，否則，將不被接受。QBASIC的符號系統(tǒng)則由英文大小寫字母、10個阿拉伯?dāng)?shù)字和一些特殊符號組成。
ii. 阿拉伯?dāng)?shù)字：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
iii. 大小寫英文字母: A B … Z, a b … z
iv. 符號.符號可分為4種：
1． 運(yùn)算符號(加減乘除、乘方)：+ — * / ^ = （ ）
2． 點(diǎn)符號：逗號，分號; 小數(shù)點(diǎn). 問號? 單引號‘’
3． 關(guān)系符號：= < > <> >= <=
4． 專用符號：串變量$ 整型變量% 格式# 空格⊔
第三節(jié) 常量和變量
一． 常量（在程序執(zhí)行過程中，值始終保持不變的量）
QBASIC中的常量分為兩類：數(shù)值型常量和字符型常量
1．量有正負(fù)數(shù)之分，負(fù)號不能省略�？梢杂腥缦聨追N表達(dá)方式：
（2） 整數(shù)。又稱整型數(shù)，不能含有小數(shù)點(diǎn)。
（3） 定點(diǎn)數(shù)，只用數(shù)字、小數(shù)點(diǎn)和正負(fù)號來表示的數(shù)。
（4） 浮點(diǎn)數(shù)：在定點(diǎn)表示的基礎(chǔ)上增加指數(shù)來表示的方法。其實(shí)質(zhì)是數(shù)學(xué)中科學(xué)記數(shù)法：2E3。浮點(diǎn)數(shù)由尾數(shù)、底數(shù)E和階碼三部分組成，其中尾數(shù)表示數(shù)的有效部分，E表示冪的底數(shù)為10，階碼表示冪的指數(shù)。
由于受機(jī)器的限制，多數(shù)QBASIC只允許使用絕對值在2.9*10-39至1.7*1038之間的實(shí)數(shù)，如果數(shù)的絕對值小于前者視為0，大于后者則溢出。
2． 字符型常量，用于對非數(shù)值的字符進(jìn)行處理。字符型常量的長度不超過255個字符。
二．變量：在程序執(zhí)行過程中值可以改變的量。分為數(shù)值變量（用于存放數(shù)值常量）和字符串變量（用于存放字符型常量）。用英文字母表示數(shù)值變量： A ,B,AN 等。用A$, B$, A1$等表示字符串變量。變量名的前40個字母是有效的，超過則被計算機(jī)忽略掉了，不能用保留字作變量名。
第四節(jié) 數(shù)值函數(shù)和數(shù)值表達(dá)式
一． 數(shù)值函數(shù)
在QBASIC中，把一些常用的算法編成一個個標(biāo)準(zhǔn)程序放在QBASIC解釋程序中，稱為標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，編寫程序時，只要按規(guī)定寫出函數(shù)名及自變量就可以隨時調(diào)用。按照這些函數(shù)的不同用途，可分為數(shù)值函數(shù)和字符串函數(shù)，本書只介紹數(shù)值函數(shù)。
SIN(X) COS(X) TAN(X) SQR(X)
ABS(X) INT(X) RND(X)
二． 數(shù)值表達(dá)式
用QBASIC的運(yùn)算符和括號把常量、變量及函數(shù)按QBASIC規(guī)定連接起來構(gòu)成的式子，稱為QBASIC表達(dá)式。能夠產(chǎn)生一個數(shù)字值的QBASIC表達(dá)式稱為數(shù)值表達(dá)式。
實(shí)際上QBASIC數(shù)值表達(dá)式一般就是按QBASIC符號系統(tǒng)的規(guī)定表示的數(shù)學(xué)式子。
表達(dá)式中的運(yùn)算順序：從高到低執(zhí)行。
書寫表達(dá)式時需要注意的若干問題
第五節(jié) 程序的輸入和運(yùn)行
要讓計算機(jī)運(yùn)行一段程序，首先必須把這段程序輸入到計算機(jī)中去，下面學(xué)習(xí)程序的輸入和修改的方法。
一． 從鍵盤輸入程序。啟動QBASIC系統(tǒng)，并確認(rèn)光標(biāo)是在編輯窗口后，就可以輸入QBASIC程序了，輸入的方法是按照程序清單在鍵盤上逐個敲入每一字符，敲完一行語句后，按一下回車鍵。每一次按回車鍵后，計算機(jī)就把所輸入的這一行內(nèi)容存放到內(nèi)存儲器里了。同時光標(biāo)移到下一行的最左端，等待接收下一行要敲入的內(nèi)容。
二． 程序的運(yùn)行。輸入的程序經(jīng)檢查無誤后，就可以運(yùn)行了。運(yùn)行程序的操作方法：利用下拉菜單，即同時按下Alt鍵和R鍵，出現(xiàn)Run類下拉菜單，選擇Start并按回車鍵，就可運(yùn)行程序；另一種方法是在編輯窗口中同時按下Shift鍵 和F5鍵，就可以運(yùn)行程序了。
第四章 輸出語句與終止語句
【教學(xué)目的】
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
【教學(xué)過程】
從本節(jié)開始，學(xué)習(xí)十幾條QBASIC語句的格式和功能，也將懂得程序的結(jié)構(gòu)和掌握一些最基本的算法，并熟悉用它編寫程序。
第一節(jié) 輸出語句（PRINT）
用計算機(jī)來解決各種問題，必然希望計算機(jī)輸出處理后的結(jié)果，語句PRINT就是用來起這種作用的。它是QBASIC中使用最頻繁、用法最靈活的一條語句。正確使用PRING語句，不僅可以輸出計算結(jié)果，還可以輸出文字、繪制各種圖表。
一． 格式
PRINT < 輸出內(nèi)容>
例如： PRINT 3 PRINT “QBASIC”
二． 功能
PRINT語句的功能是將<輸出內(nèi)容>顯示在顯示器上或在打印機(jī)的打印出來。輸出的內(nèi)容分為兩類：數(shù)值和字符串。
輸出常量、變量或算術(shù)表達(dá)式的值
字符串原樣輸出
三． PRINT語句的輸出格式：
1標(biāo)準(zhǔn)輸出格式：
如果PRINT語句的表達(dá)式組中各項用“，”分隔，那么輸出顯示的時候按標(biāo)準(zhǔn)格式輸出，每行輸出定為5個標(biāo)準(zhǔn)打印位置。如果在一個打印語句中的變量多于5 個，則計算機(jī)在打印完5 個數(shù)之后，就自動換到第二行的第一個標(biāo)準(zhǔn)位置開始打�。蝗绻蛴�(shù)據(jù)長度超過了當(dāng)前所具有的字符位置個數(shù)，那么這個數(shù)據(jù)將從下一行的起點(diǎn)開始打印。
2緊湊輸出格式：
如果PRINT語句的表達(dá)式組中各項用“；”分隔，那么輸出顯示的時候按緊湊格式輸出。也就是各項之間沒有空格。
3 PRINT語句末尾標(biāo)點(diǎn)符號的作用：
PRINT 語句末尾沒有標(biāo)點(diǎn)符號時，計算機(jī)執(zhí)行完成這個語句后將自動換行；當(dāng)PRINT語句以“，”或“；”結(jié)束時，不產(chǎn)生換行操作，下一條PRINT語句所輸出的內(nèi)容將按標(biāo)準(zhǔn)格式或緊湊格式繼續(xù)輸出顯示。
4 空PRINT語句的作用：
當(dāng)print語句中不含任何表達(dá)式時，稱為空PRINT 語句，它只輸出一個空行（只起換行作用），利用空PRINT語句，可以加大行與行之間的距離，或者解除前面PRINT語句末尾的“，”或“；”的不換行作用。
第二節(jié) 終止語句（END語句）
一個完整的程序應(yīng)該有終止語句。終止語句一般放在程序的末尾。
1 格式：END
2 功能： 使計算機(jī)停止該程序的運(yùn)行。
第五章 提供數(shù)據(jù)的語句
【教學(xué)目的】
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
【教學(xué)過程】
第六章 轉(zhuǎn)向語句
【教學(xué)目的】
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
【教學(xué)過程】
第七章 循環(huán)語句
【教學(xué)目的】
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
【教學(xué)過程】
第八章 一維數(shù)組
【教學(xué)目的】
【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】
【教學(xué)過程】
[黃澤民1]能被計算機(jī)直接接受的并立即執(zhí)行的語言稱為計算機(jī)語言
[黃澤民2]包括匯編語言和高級語言
[黃澤民3]用數(shù)字、符號來代替二進(jìn)制代碼的計算機(jī)語言
[黃澤民4]1.分析問題； 2.設(shè)計算法： 3.畫出框圖； 4.編寫程序； 5.上機(jī)調(diào)試。