8、计算机程序设计与算法开发指南

计算机程序设计与算法开发指南

1 计算机程序设计概述

计算机程序设计是解决各类工程、科学和数学问题的重要手段。以 MATLAB 为代表的软件，不仅是学生、工程师和科学家的“数学手册”，更提供了一个可定制的工作环境，帮助我们开发超越传统手册的软件工具，解决复杂的数学问题。

1.1 程序设计的重要性

设计成功的程序，需要深入理解问题，并将其分解为最基本的逻辑阶段，即开发出系统的解决步骤或算法。算法开发有多种方法，其中结构计划是软件设计过程的主要部分，它的步骤将被转化为计算机能理解的语言，如 MATLAB 命令。

1.2 程序设计的目标

设计软件工具的目标包括：
- 功能实现 ：程序能正确解决预期的问题或问题类。
- 可读性 ：代码易于阅读和理解，方便后续修改和维护。
- 可维护性 ：当需要修正错误或进行功能扩展时，能方便地进行修改。

2 程序设计过程

程序设计过程可分为以下 7 个步骤：
1. 问题分析 ：明确拟研究问题的背景，充分认识问题的需求和本质。
2. 问题陈述 ：详细阐述计算机程序要解决的数学问题。
3. 处理方案 ：确定程序所需的输入和输出。
4. 算法设计 ：采用自上而下的过程，将整体问题分解为子问题，并设计详细的步骤列表（结构计划），用伪代码表示。