1 程序設(shè)計(jì)方式改進(jìn)的必要性
計(jì)算機(jī)技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展如火如荼，它在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中占有著不可動(dòng)搖的地位，計(jì)算機(jī)本身經(jīng)歷了電子管時(shí)代、晶體管時(shí)代、集成電路時(shí)代及超大規(guī)模集成電路時(shí)代的階段性發(fā)展，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)也因應(yīng)產(chǎn)生了機(jī)器語言編程、匯編語言編程及高級(jí)語言編程的階段性發(fā)展。
對(duì)程序設(shè)計(jì)而言，機(jī)器語言、匯編語言、高級(jí)語言的發(fā)展讓程序設(shè)計(jì)越來越容易，計(jì)算效率越來越高。但進(jìn)入高級(jí)語言的發(fā)展階段之后，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)方式?jīng)]有出現(xiàn)大的變革，編程語言本身的發(fā)展非常緩慢，如誕生于1972年的C語言，迄今仍然廣泛使用，是最受歡迎的編程語言。雖然期間也出現(xiàn)了很多重要發(fā)展，例如面向?qū)ο箝_發(fā)模式，但與計(jì)算機(jī)硬件在“摩爾定律”的指導(dǎo)下性能呈百倍增長的速度比起來是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后的。因此，當(dāng)前計(jì)算機(jī)編程改進(jìn)是必要的，不僅是為了適應(yīng)人們的需求，更是讓計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展提上一個(gè)新的臺(tái)階，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展體制下的一種必然趨勢(shì)。
2 程序設(shè)計(jì)目前存在的一些問題
2.1 技術(shù)層面的缺失
在第三次科技革命爆發(fā)后，我國的科學(xué)技術(shù)也隨之得到了發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用隨之長足發(fā)展。但是由于存在市場(chǎng)與技術(shù)的短板，我國計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展仍然沒有能很好應(yīng)用，在計(jì)算機(jī)編程領(lǐng)域更是如此。特別是程序設(shè)計(jì)語言、集成開發(fā)環(huán)境與開發(fā)框架等工具絕大部分來自國外，如最受歡迎的20種編程語言，沒有一個(gè)是起源自我國，相關(guān)自主研發(fā)技術(shù)非常少，這說明我國在編程技術(shù)層面上有很大的缺失。只有自己研究的技術(shù)，才說明本國的科學(xué)技術(shù)取得了進(jìn)步，所以這方面是需要提升的。
2.2 應(yīng)用層面的缺失
隨著計(jì)算機(jī)超大規(guī)模集成電路時(shí)代的發(fā)展，隨之而來的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)掀起了計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的下一個(gè)高潮，對(duì)于計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)而言，編程過程中需面向的對(duì)象從單一的電腦擴(kuò)展到需同時(shí)面向手機(jī)、平板電腦、汽車等各類型設(shè)備，編程應(yīng)用的層面增強(qiáng)了復(fù)雜性。
所以在程序設(shè)計(jì)的應(yīng)用層面，面向的設(shè)備類型增加了，各類型設(shè)備數(shù)據(jù)一致性要求增加了，不同設(shè)備適應(yīng)性要求增加了，這些都要求程序設(shè)計(jì)模式隨之而改進(jìn)。
3 程序設(shè)計(jì)方式的改進(jìn)及教學(xué)優(yōu)化策略研究
3.1 程序設(shè)計(jì)方式改進(jìn)的一些改進(jìn)思想
計(jì)算機(jī)科學(xué)中有兩類基本的問題，一類是理論，如算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等，一類是系統(tǒng)，如操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)等。在我們對(duì)計(jì)算機(jī)編程方式優(yōu)化的思考中，首要考慮的應(yīng)該是算法，因?yàn)樗惴ㄊ浅绦蛟O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)編程的目的就是利用計(jì)算機(jī)語言，把人類的語言進(jìn)行翻譯，然后轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)語言，從而處理人們的工作和一些需求。對(duì)算法的優(yōu)化就是用數(shù)學(xué)中的一些理論和思想，對(duì)程序設(shè)計(jì)要解決的問題進(jìn)行總結(jié)和劃分，讓問題變得更容易理解和解決。因此我們更要積極研究，把數(shù)學(xué)算法更好地運(yùn)用在編程中。
對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)方式改進(jìn)，除了算法之外，我們更應(yīng)該從全局的高度，去思考如何降低開發(fā)難度，讓更多的人能夠更容易掌握編程技術(shù)，從而更好地促進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)在工作和生活中的應(yīng)用。
3.2 程序設(shè)計(jì)中具體的改進(jìn)及教學(xué)優(yōu)化策略
3.2.1 通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)高級(jí)語言改進(jìn)的研究
C語言是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的高級(jí)語言之一，是一種面向過程的高級(jí)語言，由于C語言早在1972年就被發(fā)明出來，因此語言上存在一些缺陷是在所難免，例如C語言的重復(fù)編譯問題，以及對(duì)程序員編程過程中代碼邏輯性關(guān)聯(lián)問題等。這就促使我們對(duì)C語言加以優(yōu)化。例如前文提到的重復(fù)編譯問題，就采用#ifndef預(yù)處理命令加以解決，從而降低了編程的復(fù)雜度。
3.2.2通過算法優(yōu)化對(duì)高級(jí)語言改進(jìn)的研究
面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言，是一類以對(duì)象作為基本程序結(jié)構(gòu)單位的程序設(shè)計(jì)語言，指用于描述的設(shè)計(jì)是以對(duì)象為核心，而對(duì)象是程序運(yùn)行時(shí)刻的基本成分，語言中提供了類、繼承等成分。面向?qū)ο箝_發(fā)方式是處理程序系統(tǒng)龐大的較優(yōu)解決辦法。C++就是典型的面向?qū)ο箝_發(fā)語言，也是基于C語言拓展出來的一種高級(jí)語言，C++支持多種編程模式，比如面向?qū)ο缶幊獭⒎盒途幊毯瓦^程化編程等。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益廣泛，計(jì)算機(jī)需要處理的數(shù)據(jù)也日益龐大，因此程序設(shè)計(jì)的體量也隨之大規(guī)模增長。
當(dāng)程序設(shè)計(jì)體量大規(guī)模增長時(shí)，編程就需要很多人力物力，需要花費(fèi)很多時(shí)間。我們就需要在編寫過程中運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的方法來節(jié)省時(shí)間，因?yàn)閿?shù)學(xué)建模的方法主要是體現(xiàn)在對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，這樣會(huì)很大程度的節(jié)省了程序員的程序編寫[4]。而C++語言就很好地體現(xiàn)了數(shù)學(xué)建模方法的運(yùn)用，保證了程序的快速高效性。這樣提高了程序員的編寫效率。這就是數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程中的很好的運(yùn)用，對(duì)計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行了很好的優(yōu)化。
今后我們也需要更多地研究利用數(shù)學(xué)算法來進(jìn)行編程的優(yōu)化，重點(diǎn)研究待解決問題的規(guī)模、算法在各模型的運(yùn)用、不同設(shè)備運(yùn)算效率的區(qū)別等，從而選擇更合適的算法來進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。
3.3 對(duì)于編程人才的大力培養(yǎng)
通過語言結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)算法等各種方法來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)方式的優(yōu)化解決了技術(shù)問題，而人的問題也是很重要的環(huán)節(jié)，就是高素質(zhì)的`程序員。只有高素質(zhì)的程序員才能進(jìn)一步推動(dòng)編程方式的優(yōu)化。
因此，國家需要加大這方面的科研投入，增強(qiáng)科研機(jī)構(gòu)實(shí)力，提高相關(guān)政策推動(dòng)力。提升相關(guān)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)水平，各類型學(xué)校特別是高校更要注重這方面的人才的培養(yǎng)，讓更多的人參與到其中，為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的優(yōu)化做出貢獻(xiàn)，使之更好地服務(wù)于社會(huì)，被人們所應(yīng)用。
3.4 對(duì)于技術(shù)方面要?jiǎng)?chuàng)新
創(chuàng)新在科學(xué)技術(shù)中是一個(gè)重要的因素，在計(jì)算機(jī)技術(shù)中更是不可例外。我國需要研究出屬于自己國家的編程方面的技術(shù)，在原有的技術(shù)上得到創(chuàng)新，使之更適合我國的發(fā)展。在這方面，可以著重建立新興軟件工業(yè)園，大力引進(jìn)專業(yè)人才和技術(shù)，并進(jìn)行研發(fā)，工業(yè)園的建立，將會(huì)帶動(dòng)地區(qū)性發(fā)展，吸引更多的優(yōu)秀人才參與其中，進(jìn)行創(chuàng)新計(jì)算機(jī)編程技術(shù)，由于人才的合力，再加上創(chuàng)新的因素，使計(jì)算機(jī)編程方式得到更好的優(yōu)化和改進(jìn)。
4 結(jié)束語
綜上所述，隨著技術(shù)的發(fā)展，程序設(shè)計(jì)有一定程度的發(fā)展，但是各方面的局限，程序設(shè)計(jì)技術(shù)與計(jì)算機(jī)硬件的爆發(fā)式增長是不相符的，導(dǎo)致不能被更好地運(yùn)用。所以計(jì)算機(jī)編程方式需要優(yōu)化，目前我們研究的數(shù)學(xué)算法在計(jì)算機(jī)編程方式中，可以起到很好的優(yōu)化作用，但是這些優(yōu)化遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不夠，還需要我們培養(yǎng)這方面的人才，需要技術(shù)的創(chuàng)新。
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