程式设计概论
- 1. 程式设计概论 ? 運算思維與程式設計 ? 程式語言導論 ? 編譯連結工具 ? 基本程式邏輯 ? 程式開發流程 ? 體驗程式設計 Revised on July 20, 2021
- 2. Make each day count ? 電腦是?種硬體 (hardware)；程式是軟體 (software)，軟體使用電腦 硬體資源執行特定作業 ? 軟體與硬體是相輔相乘的。沒有硬體，軟體沒有可執行的平台，有如 英雄無用武之地；少了軟體，也會大大降低了硬體的實用性與方便性 ? 依軟體的用途和特性，可概分為系統軟體和應用軟體 ? 系統軟體是指用於對電腦資源的管理、監控和維護，以及對各類應用軟體 進行解釋和運行的軟體，例如作業系統 ? 文書處理、試算表、電子郵件、臉書等則屬於應用軟體類 軟體與硬體
- 3. Make each day count ? 具備運用運算工具之思維能力，藉以分析問題、發展解題方法，並進 行有效的決策，是?種普世思維方法與技能 運算思維 (Computational Thinking) 1/3 3 圖片來源 https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zp92mp3/revision 化整為零 問題拆解 尋找規律性 異中求同 抽象化 化繁為簡 按部就班 演算法 將一個任務或問題拆解成數個步驟或部分 探索問題的規律，並找出模式做測試 設計出能夠解決類似問題並能夠被重複 執行的程序 找出最主要導致此模式的原則或因素
- 4. Make each day count ? 自動找錢機 ? 問題拆解 ? 找多少錢 ? 如何找錢 ? 模式辨別 ? 錢幣面額組合 ? 面額最大的優先 ? 抽象化 ? 找錢程序為?系列比較與減法運算 運算思維 (Computational Thinking) 2/3 4
- 5. Make each day count ? 演算法：陳述問題解決之步驟 (想法) ? 資料：消費金額、付錢金額、找錢金額、幣值類型 ? 運算：數值四則運算 ? 判斷 運算思維 (Computational Thinking) 3/3 5 商品價格 NT324 找錢? NT676 計算500元數量 676/500=1餘額176 計算100元數量 176/100=1餘額76 計算50元數量 76/50=1餘額26 計算10元數量 26/10=2餘額6 計算5元數量 6/5=1餘額1 計算1元數量 1/1=1餘額0
- 6. Make each day count ? 運算思維是程式設計課程要培養的重要核心能力 ? 程式設計 (programming) 是給出解決特定問題之程式的過程，學習如 何應用程式語言，根據你的想法，完成特定作業 ? 找出年紀最小的同學? ? 兩兩比對生日，年紀小的繼續兩兩比對 ? 分成幾組，先找出各組年紀最小的同學，再出來比對 ? 設臨界值篩選，調整臨界值再篩選 ? … ? 程式設計只是輔助工具，領域知識才是核心競爭力 程式設計 6 可使用不同的程式語言 領域知識 滿足功能需求
- 7. Make each day count ? 程式語言 (programming language) 顧名思義就是設計程式時所使用的 語言 ? 針對不同應用需求，各種程式語言不斷被設計出來 ? List of Programming Languages https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_programming_languages ? 直譯式 (Interpreted language) vs. 編譯式 (Compiled language) ? 程序式 (Procedural language) vs. 物件導向式 (Object-oriented language) https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_programming_languages_by_type ? 本文式 vs. 圖控式程式語言 程式語言 7
- 8. Make each day count ? 語言是?與?之間主要的溝通工具，每?款 CPU 也有它懂的語言， 稱為機器語言 (machine language)，所以，要讓電腦執行工作，我 們必須使用它懂的機器語言來告訴它要作什麼 ? 機器語言是以 0 和 1 二進位組成的指令碼，稱為機器碼 (machine code)，即是驅動硬體電路的數位訊號組合 80 3E 0000 R 0A 73 04 FE 06 0000 R 機械語言 1/2 8
- 10. Make each day count ? 機器碼對於電腦來說是它的?語，但是，對於我們來說，這和天書 並沒有什麼不同 ? 使用輔助記憶碼 (mnemonics) 來表示特定機器語言的操作，與機器 語言指令集是??對應的，也稱為低階語言 cmp a, 10 jnc @f inc a @@: 組合語言 10
- 11. Make each day count ? 以?類的日常語言為基礎的?種編程語言，使用?般?易於接受的 文字來表示，使程式編寫更容易，亦有較高的可讀性 ? 由於早期電腦產業的發展主要在美國，因此?般的高階語言都是以 英語為藍本 ? C 語言 int a=0; if (a<10) a++; ? Python 語言 if (a<10): a += 1 高階語言 11
- 12. Make each day count ? 透過拖曳、組合各種「指令積木」就能完成程式 ? 初學者可專注於訓練邏輯思考，不需先學習語言語法便能設計程式 ? Scratch ? App Inventor 積木式程式語言 12
- 13. Make each day count ? Portability (可攜性) ? 要將軟體移植到不同平台時，需多少時間及?力成本 ? Efficiency (執行效能) ? 程式作業時間?短 ? Readability (易讀性) 高階語言 vs. 低階語言 13
- 14. Make each day count ? 機器碼是硬體唯?能執行的指令碼，其它形式的程式語言都必須轉換 成機械碼 ? 組譯器 (Assembler) 是將組合語言轉換為機械碼的工具程式 ? 編譯器 (Compiler) 與直譯器 (Interpreter)是將高階語言轉換為機械碼 的工具程式 機械語言 組合語言 高階語言 80 3E 0000 R 0A cmp a, 10 int a=0; 73 04 jnc @f if (a<10) a++; FE 06 0000 R inc a @@: 編譯器、直譯器與組譯器 Compiler + Linker Assembler + Loader 14
- 16. Make each day count ? 反覆 (iteration) 部分解題步驟需要反覆執行，直到符合或是不符合某?條件式時，才 會離開重複執行的部份；也常被稱為「迴圈 (Loop)」 基本程式邏輯 2/3 16
- 18. Make each day count Define the program objectives Analysis Design the program Write the code Compile Test & debug the program Maintain & modify the program 程式開發流程 ? 定義問題 ? 分析問題 ? 設計演算法 ? 開發程式 ? 測試與維護
- 19. Make each day count ? 開始/結束 ? 程序處理 ? 輸入或輸出 ? 連結符號 ? 儲存資料 ? 判斷比較 ? 工作流向符號 ? 預設處理作業 ? 文件 ? 磁碟 ? 流程圖是使用不同的圖形、線條及箭頭來描述問題的解決步驟及進行 的順序 流程圖 19
- 20. Make each day count ? https://scratch.mit.edu 程式設計體驗 - 打磚塊遊戲 1/6 20
- 21. Make each day count ? 設計舞台 ? 刪除貓咪角色 ? 畫新角色 ? 名稱 block ? ?方形 75 * 30 ? 4 種顏色造形 程式設計體驗 - 打磚塊遊戲 2/6 21
- 22. Make each day count ? 畫新角色 ? 名稱 ball ? 圓形 25 * 25 ? 藍色 ? 畫新角色 ? 名稱 bar ? 圓形 60 * 10 ? 黑色 ? 在背景底部畫?條?平紅線 程式設計體驗 - 打磚塊遊戲 3/6 22
- 23. Make each day count ? bar程式碼 程式設計體驗 - 打磚塊遊戲 4/6 23
- 24. Make each day count ? block 程式碼 程式設計體驗 - 打磚塊遊戲 5/6 24
- 25. Make each day count ? ball 程式碼 程式設計體驗 - 打磚塊遊戲 6/6 25
- 26. Make each day count ? Blockly Games ? https://blockly-games.appspot.com/?lang=zh-hant ? Code Studio ? https://studio.code.org/courses 訓練邏輯思考能力 26