程序設(shè)計方式改進研究及優(yōu)化策略

李瑋琦

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機技術(shù)日益普遍。計算機技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運用人類的工作與生活中，我們通過程序設(shè)計來實現(xiàn)計算機技術(shù)在全社會的廣泛應(yīng)用。計算機程序設(shè)計就是使用計算機語言，去編輯或者輸入各種指令，經(jīng)過計算機運算后輸出相應(yīng)結(jié)果。程序設(shè)計是計算機技術(shù)應(yīng)用最重要的版塊，計算機程序設(shè)計發(fā)展至今已數(shù)十年，其發(fā)展模式的改進是存在著其必要性的。該文著重介紹了計算機編程方式改進的必要性以及一些優(yōu)化策略的研究。

關(guān)鍵詞：計算機；編程方式；必要性；問題；優(yōu)化策略

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）22-0065-02

隨著技術(shù)和社會的不斷發(fā)展，計算機技術(shù)被巧妙地運用在全球各領(lǐng)域的工作之中和人們的家庭生活之中。

計算機程序設(shè)計發(fā)展至今，大體經(jīng)歷了三個階段，每個階段的發(fā)展都給行業(yè)發(fā)展帶來了巨大的進步。但是計算機編程語言本身的發(fā)展非常緩慢，程序設(shè)計的相關(guān)模式與應(yīng)用匹配度仍然有待提高。

計算機程序設(shè)計是通過一種人們可以與計算機交流的語言來與計算機及其外部設(shè)備進行交互，通過這種語言形式[1]，人們可以讓計算機處理很多復(fù)雜的工作。雖然計算機技術(shù)已經(jīng)廣泛運用在工作和生活之中，但是計算機程序設(shè)計對于很多機構(gòu)和個人來說，無法很好地被理解和掌握，以至于不能更好地應(yīng)用計算機技術(shù)發(fā)展的各項成果，也在某種程度上阻礙了計算機技術(shù)的發(fā)展。

因此，為了計算機技術(shù)更好的發(fā)展，計算機程序設(shè)計的改進是很有必要的，同時這種改進也應(yīng)當(dāng)適時地在高校教學(xué)中反映出來，以便培養(yǎng)更多優(yōu)秀人才。

1 程序設(shè)計方式改進的必要性

計算機技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展如火如荼，它在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中占有著不可動搖的地位，計算機本身經(jīng)歷了電子管時代、晶體管時代、集成電路時代及超大規(guī)模集成電路時代的階段性發(fā)展，計算機程序設(shè)計也因應(yīng)產(chǎn)生了機器語言編程、匯編語言編程及高級語言編程的階段性發(fā)展。

對程序設(shè)計而言，機器語言、匯編語言、高級語言的發(fā)展讓程序設(shè)計越來越容易，計算效率越來越高。但進入高級語言的發(fā)展階段之后，計算機程序設(shè)計方式?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，但與計算機硬件在“摩爾定律”的指導(dǎo)下性能呈百倍增長的速度比起來是遠遠落后的。

因此，當(dāng)前計算機編程改進是必要的，不僅是為了適應(yīng)人們的需求，更是讓計算機技術(shù)的發(fā)展提上一個新的臺階，它是計算機技術(shù)在市場經(jīng)濟發(fā)展體制下的一種必然趨勢。

2 程序設(shè)計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，計算機技術(shù)及其應(yīng)用隨之長足發(fā)展。但是由于存在市場與技術(shù)的短板，我國計算機技術(shù)的發(fā)展仍然沒有能很好應(yīng)用，在計算機編程領(lǐng)域更是如此[2]。特別是程序設(shè)計語言、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

隨著計算機超大規(guī)模集成電路時代的發(fā)展，隨之而來的移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)掀起了計算機技術(shù)應(yīng)用的下一個高潮，對于計算機程序設(shè)計而言，編程過程中需面向的對象從單一的電腦擴展到需同時面向手機、平板電腦、汽車等各類型設(shè)備，編程應(yīng)用的層面增強了復(fù)雜性。

所以在程序設(shè)計的應(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)計模式隨之而改進。

3 程序設(shè)計方式的改進及教學(xué)優(yōu)化策略研究

3.1程序設(shè)計方式改進的一些改進思想

計算機科學(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)、存儲系統(tǒng)等。在我們對計算機編程方式優(yōu)化的思考中，首要考慮的應(yīng)該是算法，因為算法是程序設(shè)計的基礎(chǔ)。

計算機編程的目的就是利用計算機語言，把人類的語言進行翻譯，然后轉(zhuǎn)換成計算機語言，從而處理人們的工作和一些需求[3]。對算法的優(yōu)化就是用數(shù)學(xué)中的一些理論和思想，對程序設(shè)計要解決的問題進行總結(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)算法更好地運用在編程中。

對計算機程序設(shè)計方式改進，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)，從而更好地促進計算機技術(shù)在工作和生活中的應(yīng)用。

3.2程序設(shè)計中具體的改進及教學(xué)優(yōu)化策略

3.2.1 通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化對高級語言改進的研究

C語言是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的高級語言之一，是一種面向過程的高級語言，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)化對高級語言改進的研究

面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言，是一類以對象作為基本程序結(jié)構(gòu)單位的程序設(shè)計語言，指用于描述的設(shè)計是以對象為核心，而對象是程序運行時刻的基本成分，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語言，C++支持多種編程模式，比如面向?qū)ο缶幊?、泛型編程和過程化編程等。隨著計算機應(yīng)用的日益廣泛，計算機需要處理的數(shù)據(jù)也日益龐大，因此程序設(shè)計的體量也隨之大規(guī)模增長。

當(dāng)程序設(shè)計體量大規(guī)模增長時，編程就需要很多人力物力，需要花費很多時間。我們就需要在編寫過程中運用數(shù)學(xué)建模的方法來節(jié)省時間，因為數(shù)學(xué)建模的方法主要是體現(xiàn)在對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，這樣會很大程度的節(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)算法在計算機編程中的很好的運用，對計算機編程進行了很好的優(yōu)化。

今后我們也需要更多地研究利用數(shù)學(xué)算法來進行編程的優(yōu)化，重點研究待解決問題的規(guī)模、算法在各模型的運用、不同設(shè)備運算效率的區(qū)別等，從而選擇更合適的算法來進行數(shù)學(xué)建模，實現(xiàn)優(yōu)化。

3.3對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行程序設(shè)計方式的優(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)的程序員才能進一步推動編程方式的優(yōu)化。

因此，國家需要加大這方面的科研投入，增強科研機構(gòu)實力，提高相關(guān)政策推動力。提升相關(guān)培訓(xùn)機構(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，為計算機程序設(shè)計的優(yōu)化做出貢獻，使之更好地服務(wù)于社會，被人們所應(yīng)用。

3.4對于技術(shù)方面要創(chuàng)新

創(chuàng)新在科學(xué)技術(shù)中是一個重要的因素，在計算機技術(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，大力引進專業(yè)人才和技術(shù)，并進行研發(fā)[5]，工業(yè)園的建立，將會帶動地區(qū)性發(fā)展，吸引更多的優(yōu)秀人才參與其中，進行創(chuàng)新計算機編程技術(shù)，由于人才的合力，再加上創(chuàng)新的因素，使計算機編程方式得到更好的優(yōu)化和改進。

4 結(jié)束語

綜上所述，隨著技術(shù)的發(fā)展，程序設(shè)計有一定程度的發(fā)展，但是各方面的局限，程序設(shè)計技術(shù)與計算機硬件的爆發(fā)式增長是不相符的，導(dǎo)致不能被更好地運用。

所以計算機編程方式需要優(yōu)化，目前我們研究的數(shù)學(xué)算法在計算機編程方式中，可以起到很好的優(yōu)化作用，但是這些優(yōu)化遠遠還不夠，還需要我們培養(yǎng)這方面的人才，需要技術(shù)的創(chuàng)新。

參考文獻：

[1] 王運生.計算機編程方式改進的必要性及優(yōu)化策略[J].電腦編程技巧與維護，2014（20）.

[2] 王小瓊，張帆. 計算機編程方式優(yōu)化的必要性與策略探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2015（23）.

[3] 郭蕾，王昕，陳世亮.計算機編程方式改進的必要性及優(yōu)化[J].科技尚品，2015（12）.

[4] 牟昊天.計算機編程方式改進的必要性及優(yōu)化策略[J].通訊世界，2015（16）.

[5] 李佳珊.對計算機編程方式改進的研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（23）.