計(jì)算思維在C語言程序設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

（衡水學(xué)院，河北衡水市，053000）肖 君

1 C語言程序中的抽象計(jì)算思維

1.1 C語言應(yīng)用程序的抽象定義

所謂抽象就是使用實(shí)際符號系統(tǒng)對待處理問題先進(jìn)行相對精準(zhǔn)的符號描述。抽象的描述過程簡單的來說就是對實(shí)際符號系統(tǒng)問題建立抽象模型的一個過程?？偟膩碚f，程序系統(tǒng)就是一個用來分別描述實(shí)際生活中一些可能存在與那些實(shí)際中不可能存在的兩個系統(tǒng)。程序本身其實(shí)就是對系統(tǒng)的一種抽象。而系統(tǒng)之所以存在，是因?yàn)槠渌哂械闹匾夹g(shù)特點(diǎn)與核心管理能力。程序中對系統(tǒng)所有特性功能進(jìn)行抽象的就是所謂的程序操作系統(tǒng)對象。函數(shù)類就是泛指對系統(tǒng)所有功能的進(jìn)行抽象。系統(tǒng)文件功能設(shè)置中有很多較為繁瑣的文件調(diào)用關(guān)系。比如，求解積分問題需要定義一個求解積分函數(shù)，它就會牽涉到在某個點(diǎn)的函數(shù)取量和值，需要一個包含了諸如正弦、余弦、正切、余切這些三角形函數(shù)的自定義函數(shù)。通過在主函數(shù)中，調(diào)用包含自定義函數(shù)，在自定義函數(shù)中，調(diào)用常用三角形函數(shù)，通過函數(shù)的多層嵌套調(diào)用，實(shí)現(xiàn)積分函數(shù)求解問題。

1.2 C語言應(yīng)用程序中的變量操作系統(tǒng)

對象一般是一組變量與一組常量。常量是指一些數(shù)學(xué)系統(tǒng)中對于取量和值不會發(fā)生改變的一些特性進(jìn)行抽象，比如圓周率，而變量則是對系統(tǒng)內(nèi)部的取量和值之間能夠發(fā)生轉(zhuǎn)變的一些特性進(jìn)行抽象，比如說圓的最大半徑等。對于一門課程而言，不論課程具備哪種取值特征，都應(yīng)該有一個屬于自身所規(guī)定的需要取值特征范圍與不允許取值范圍內(nèi)的操作，像最為常見的理科學(xué)習(xí)成績，它需要的取值特征范圍通常都應(yīng)該是0~100，其中對這種取值特征進(jìn)行操作時就知道是使用加減法這樣的數(shù)值算數(shù)公式操作，或是大于或者小于這樣的比較公式運(yùn)算算數(shù)操作；但是對課程名稱這項(xiàng)取值特征，就不能通過使用加減法這樣的算數(shù)操作方式來直接進(jìn)行了。而且在C語言應(yīng)用程序中所經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)特征抽象取樣閾值抽象范圍與所有的允許數(shù)據(jù)操作的特征抽象概念都不屬于數(shù)據(jù)類型。

2 C語言程序中的自動化計(jì)算思維

計(jì)算邏輯思維從本質(zhì)上講就是通過利用這些計(jì)算思維相關(guān)知識概念將各種符號元素信息進(jìn)行自動整合，從而形成類型符號結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，其基本運(yùn)用方式是對一個符號結(jié)構(gòu)系統(tǒng)文件中的各種符號元素進(jìn)行計(jì)算操作，另外通過充分利用這些計(jì)算思維相關(guān)知識概念還可以對不同時間順序的符號結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行不同順序調(diào)整，以便于實(shí)現(xiàn)不同順序結(jié)構(gòu)的自動調(diào)整執(zhí)行計(jì)算操作。對于C語言中的應(yīng)用程序，自動加法處理有兩種主要形式，即在函數(shù)eip的兩個函數(shù)寄存器之間執(zhí)行函數(shù)內(nèi)兩個追加翻譯項(xiàng)。代碼轉(zhuǎn)換處理操作的添加可以通過在特定操作序列中進(jìn)行添加轉(zhuǎn)換操作來實(shí)現(xiàn)自動化，或者在外部存儲器執(zhí)行區(qū)域和堆棧函數(shù)中調(diào)用兩個函數(shù)之間的加法代碼。比如說某個新的調(diào)用程序，在調(diào)用時，首先在內(nèi)存中先分配進(jìn)行函數(shù)操作所需的存儲空間，待被調(diào)用函數(shù)功能執(zhí)行完成后，被調(diào)用函數(shù)執(zhí)行函數(shù)返回操作，也就是把整個被調(diào)用函數(shù)的最后執(zhí)行結(jié)果重新返回到主調(diào)函數(shù)內(nèi)部。這些執(zhí)行語句的順序組合之后可以自動形成多個執(zhí)行函數(shù)，所謂的多個程序執(zhí)行就是說在一個函數(shù)中按照一定順序自動在多個執(zhí)行函數(shù)中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。雖然應(yīng)用程序自動執(zhí)行通常是在一個或者多個編程函數(shù)之間按照一定順序自動地進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但這種自動程序執(zhí)行的處理方式還是常常需要通過對應(yīng)的應(yīng)用計(jì)算機(jī)處理軟件與其他硬件上的基礎(chǔ)設(shè)施來加以保證。保證應(yīng)用程序自動正常執(zhí)行是在軟件基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上的，是單機(jī)操作系統(tǒng)，硬件上的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是工業(yè)計(jì)算機(jī)的內(nèi)部硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)程序使用者按下自動執(zhí)行功能鍵時，程序就完全可以不用人工進(jìn)行操作，而由系統(tǒng)來執(zhí)行，之后的操作過程通常都會以其他進(jìn)程的操作方式。

3 計(jì)算思維在程序設(shè)計(jì)中的分析方法

3.1 數(shù)據(jù)類型的計(jì)算思維理解

數(shù)據(jù)類型是一個抽象的概念。主要描述的是數(shù)據(jù)及程序在計(jì)算機(jī)存儲器中存儲的方式。變量是計(jì)算機(jī)用于存儲具體數(shù)值的地方，按數(shù)據(jù)類型給變量分類，使數(shù)據(jù)能夠按照某種方式分類存儲在計(jì)算機(jī)中，能更好的理解其存儲的概念和存儲的方式。

3.2 算法的計(jì)算思維理解

算法描述是對用來解決實(shí)際問題時的方案準(zhǔn)確而完整的步驟描述，是用來解決實(shí)際問題的一套清晰的的指令，能夠按算法描述輸入符合規(guī)范的指令，在有限的時間內(nèi)迅速獲得所符合要求的正確且準(zhǔn)確的輸出。不同類型的實(shí)際問題，需要不同的求解算法，相同的一個問題，因思維方式與思路的不同，也可以采用不同的求解算法。不同的求解算法，需要占用不同的計(jì)算時間、存儲空間，擁有不同的程序運(yùn)算效率。程序設(shè)計(jì)中的許多問題都需要多樣性算法來解決。

在傳授程序設(shè)計(jì)知識的過程中，首先鼓勵學(xué)生按照自己的思維方式和思路想出算法，再將一些優(yōu)化的算法展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生將自己的算法和優(yōu)化算法進(jìn)行對比分析，思考優(yōu)化算法的簡便性和巧妙性，從而加深對知識的理解，提升算法優(yōu)化設(shè)計(jì)能力。

3.3 模型設(shè)計(jì)的計(jì)算思維理解

模型設(shè)計(jì)時運(yùn)用一種設(shè)計(jì)方案。一個好的模型會使程序變得簡潔，程序的性能、效率也會得到提高。模型設(shè)計(jì)過程中，必須運(yùn)用計(jì)算思維，使程序變得簡明易懂。將一個數(shù)學(xué)問題抽象化形成一個計(jì)算模型，運(yùn)用系統(tǒng)數(shù)學(xué)計(jì)算能力來進(jìn)行建模，用一個數(shù)據(jù)庫的圖形來進(jìn)行描述，確定一個數(shù)據(jù)的存儲范圍、數(shù)據(jù)的量和存儲信息形式等。經(jīng)過系統(tǒng)測量分析后再根據(jù)從上到下逐步計(jì)算建立一個模型。

在問題建模的設(shè)計(jì)過程中，首先就要根據(jù)每個問題的基本條件模型進(jìn)行建模分析，確定每個問題建模限制的適用范圍，再確定所提供需的建模算法和變量函數(shù)，根據(jù)所提供給的變量資料后再確定算法函數(shù)中各變量之間的相互關(guān)系。

4 結(jié)語

在促進(jìn)相關(guān)計(jì)算思維在C語言應(yīng)用程序系統(tǒng)設(shè)計(jì)中能夠進(jìn)行廣泛應(yīng)用的整個過程中，要認(rèn)識到應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)及其特殊化，需要發(fā)展這個特點(diǎn)的運(yùn)行功能，需要相對較多的計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行支持，只有在能夠保證整個相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)具有絕對準(zhǔn)確性的根本基礎(chǔ)上運(yùn)行才能有效地促進(jìn)整個計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的穩(wěn)定運(yùn)行。在這樣的基礎(chǔ)上，促進(jìn)二者的有效結(jié)合，就需要采用不同的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，例如模型程序設(shè)計(jì)應(yīng)用方法和數(shù)據(jù)算法程序設(shè)計(jì)應(yīng)用方法等，從而可以保證應(yīng)用計(jì)算機(jī)的思維在計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)際工作過程中的高效性，其應(yīng)用將使得計(jì)算機(jī)的程序運(yùn)行性和穩(wěn)定性得到提高。