2024-2025-1 20241314 《计算机基础与程序设计》第五周学习总结

作业信息

这个作业属于哪个课程	2024-2025-1-计算机基础与程序设计
这个作业要求在哪里	2024-2025-1计算机基础与程序设计第五周作业
这个作业的目标	Pep/9 虚拟机机器语言与汇编语言算法与伪代码测试：黑盒，白盒
作业正文	正文

教材学习内容总结

Pep/9虚拟机

Pep/9是一个用于教育目的的虚拟机，旨在帮助学生理解计算机体系结构和低级编程。它提供了一种简单的机器语言，可以通过汇编语言（Pep/9汇编）进行编程。Pep/9虚拟机模拟了一种经典的计算机模型，包括寄存器、内存和输入/输出设备，允许用户编写和运行程序，同时观察程序的执行过程以加深对计算机工作原理的理解。

机器语言与汇编语言-

机器语言：最底层的编程语言，由二进制编码指令组成，直接被计算机硬件理解和执行。机器语言指令通常与特定计算机体系结构密切相关，不同的计算机有不同的机器语言。

汇编语言：一种较机器语言更易于人类理解的低级语言，使用助记符表示指令，而非二进制代码。汇编语言通常需要通过汇编程序转换为机器语言。汇编语言的优点在于它允许程序员操作硬件资源，并实现高效的程序控制。

算法与伪代码-

算法：一组明确的步骤，用于解决特定问题或执行特定任务。算法具有输入、输出和有限的执行步骤，通常需要在设计时考虑效率和正确性。
伪代码：一种用于设计算法的表达方式，使用类似于编程语言的语法，但不遵循特定语言的语法规则。伪代码的目的是以可读的形式描述算法的步骤，使其易于人类理解，同时便于转换为实际的编程代码。

测试：黑盒与白盒

黑盒测试：一种软件测试方法，测试者只关注输入与输出，对软件内部的实现细节不做任何了解。黑盒测试的目标是验证软件的功能是否符合需求，并确保其在各种情况下都能正常运行。

白盒测试：与黑盒测试相对，白盒测试要求测试者了解软件的内部结构和实现细节。测试者可以检查代码的逻辑、数据流和控制流，以确保程序的每个部分都被适当地测试，能够处理不同的输入和边界条件。

《C语言程序设计》第4章通常会涉及控制结构，主要介绍程序流程控制的基本概念和语法。这一章的主要内容一般包括以下几个方面：

顺序结构- 概念：程序中的语句按顺序执行，逐行处理。

示例：基本的输入输出操作，如 scanf 和 printf 等。
2.选择结构- if语句：用于根据条件执行不同的代码块。

单个 if语句：执行特定操作。
if...else语句：提供两条可能的执行路径。
嵌套 if语句：在一个 if 或 else 中再嵌套其他 if语句。
switch语句：基于变量的值执行多个可能的代码块，具有更清晰和简洁的代码结构，适用于多重选择场景。
3. 循环结构- for 循环：用于已知循环次数的情况，包含初始化、条件判断和增量部分。

while 循环：用于条件控制，先判断条件再执行循环体，适用于循环次数不确定的情形。
do...while 循环：至少执行一次循环体，之后再判断条件，相比 while 循环，它在条件判断前会先执行一次循环。
4. break 和 continue语句

break语句：用于提前终止循环或 switch语句。

continue语句：用于跳过当前循环的剩余部分，进入下一个迭代。
5. 嵌套控制结构- 可以在控制结构内部嵌套其他控制结构，以实现复杂的逻辑。

程序示例-该章节通常会提供具体的例子，以演示如何使用这些控制结构解决实际问题，加深学生对流程控制的理解。
注意事项- 比较条件时的注意事项（如使用 == 判断等）。
在使用 for 和 while 循环时，注意初始化、条件和增量的设置，以防出现无限循环的情况。
理解各种控制结构的作用，对于编写高效和可读性高的代码是至关重要的。

教材学习中的问题和解决过程

无限循环的成因

条件永远为真：
循环条件没有正确更新，导致条件始终为真。
示例：
while (i <10) { // 条件永远为真 printf("%d\n", i); // i 没有变化，导致无限循环 }

2.增量/减量语句缺失：
在循环中，更新循环变量的语句缺失，导致条件无法变化。
示例：
while (i <10) { printf("%d\n", i); // i++ 没有包含在循环中 }
3.条件逻辑错误：
条件逻辑书写错误，使得循环无法退出。
while (i !=10) { // 如果逻辑错误，i 不会达到10 printf("%d\n", i); i--; // 本应增加 i，但实际上在减少 }
4.用户输入条件未适当检验：
当循环依赖用户输入时，若输入未进行验证，可能导致条件无法更改。
示例：
while (a <10) { printf("Enter a number: "); scanf("%d", &a); // 用户总是输入小于10 的数，导致循环继续 }

如何避免无限循环

仔细检查循环条件：
确保循环的条件在预期的情况下能够变为假，检查条件表达式中的逻辑是否正确。
2.确保增量/减量语句存在：
在循环体内添加适当的变化语句，确保循环变量的值会变化，使得条件最终会不成立。
3.使用调试工具：
在程序中加入日志信息，打印循环变量的状态，帮助调试和理解循环的执行过程。
4.给循环添加最大执行次数：
为循环设定一个限制，以避免意外的无限循环。例如，使用一个计数器变量。
示例：
int max_attempts =1000; // 最大尝试次数 while (i <10 && max_attempts >0) { printf("%d\n", i); i++; max_attempts--; }
5.使用条件语句校验用户输入：
对用户输入进行验证，确保循环有可能退出。可以在循环内加入必要的输入判断。
示例：
do { printf("Enter a number (>=10 to exit): "); scanf("%d", &a); } while (a <10);
通过采取上述措施，可以有效避免程序中出现无限循环的问题，确保程序在逻辑上可以正常退出。