1.3　计算机求解问题的步骤

计算机求解问题就是人们解决某一问题的方法和步骤的计算机化，或者说是通过计算机来表达人们对某一问题的解决方法。也就是说，一个问题，如果人们不知道如何求解，那么计算机是不可能做出正确答案的。程序设计过程实际上是问题解决方案的计算机描述过程，所以程序设计过程必须遵循人们解决问题的一般过程，即分析问题、寻找方法、描述方法和实施方法的过程。具体来说包括以下5个步骤：问题提出与分析；问题的数据描述；问题的功能描述；数据和功能的计算机实现；编码、调试、编译、连接和运行。下面以一个具体的实例——“自动应答器”的设计与实现来分析以上过程和步骤。

1.问题描述

“自动应答器”的基本功能描述如下：当客户走到应答器旁边时，应答器会向用户提示“请报上您的姓名：”，当客户回答完毕后，应答器会立刻回答“×××用户，您好！”。

对于非语言的自动应答器，其工作过程如下：计算机不能直接接收语音输入，也不可能进行语音输出，所以，需要3个步骤：

（1）当一个用户走到应答器旁边时，应答器会向用户显示信息“请报上您的姓名：”。

（2）当用户看到这个信息后，会输入本人的姓名，如Susan。

（3）应答器接收到用户的输入后，会立刻显示“Susan，您好！”。

2.问题分析

为了实现自动应答器的基本功能，根据问题描述的内容，要实现：

（1）向屏幕输出提示信息，即向用户屏幕输出“请报上您的姓名：”。

（2）等待用户的响应，也就是等待用户输入自己的姓名，如Susan。

（3）接收用户的输入，并能将用户输入的数据连同“您好！”一起显示在用户屏幕上。

至此一个工作周期完成。为了便于实现，做一些假设：假定应答器只为一个人服务，即工作一个周期即结束。以上的分析过程就是这个问题的解决方案和步骤。

3.计算机实现

为了让计算机能代替人工完成以上的工作流程或者说解决方案，需要将以上每一步骤转化成计算机可以识别的指令序列（即程序）。下面是对这个应答器工作流程的一个计算机描述。

（1）通过计算机指令向用户屏幕输出。

（2）通过计算机指令等待并接收用户的键盘输入，并且暂存起来以备后用。

（3）通过计算机指令向用户屏幕输出新的数据信息：用户输入的信息加上“您好！”。

接下来将上面对应答器解决过程的计算机实现描述“翻译”成计算机语言，再通过相应的软件将这些计算机语言转换成计算机可以识别的指令，就可以让其“工作”。

以C语言为例，其翻译过程如下：

（1）向用户屏幕输出信息可以通过函数来实现，具体形式如下：

（2）在C语言环境中，数据是以变量的形式存储的，为了存放用户的输入信息，可以采用以下形式定义变量，其具体语法含义请参见第2章。

接收用户的键盘输入并暂存数据，可以通过函数scanf（）来实现，具体语法形式如下：

（3）向用户屏幕输出新的数据，同（1），仍然可以通过函数printf（）来实现，具体形式如下：

将以上“翻译”的C语言程序按照C语言语法规定稍作整理，得到例1-1程序。

【例1-1】自动应答器的C语言实现。

程序如下：

4.程序运行与调试

在完成问题的求解过程后，就需要进行上机操作，将设计的程序输入计算机，并经过翻译后，让计算机自动执行，这个过程一般分为4步：编辑、编译与调试、连接及运行。下面用框图描述用C语言进行程序设计的整个过程，如图1-1所示。

下面来完成自动应答器的计算机处理过程：假设读者的计算机上已经有C语言编译系统（VC++6.0），并且位于C盘的TC目录下，如果没有安装，请参阅本章阅读材料。