第一章 電腦、網際網路與全球資訊網簡介

C++  How to Program 7/E 筆記

第一章 電腦、網際網路與全球資訊網簡介

學習目標

基本軟硬體觀念 物件技術觀念（類別、物件、屬性、行為、封裝、繼承） 程式語言的種類 典型的Ｃ＋＋開發環境 業界標準物件導向素模語言——UML 沿革 網際網路、球球資訊網與Web 2.0現象的沿革 在Linux 的GNU C++ 與在Microsoft Visual C++環境中測試C++ 應用程式

＊結構化程式設計（structured programming)

＊物件導向程式設計

電腦的架構

實際上分為六個邏輯單元（logical units）或區域（section）：

1. 輸入單元：接收資訊用
2. 輸出單元：用來「輸出資訊」的區域會接受經電腦處理過的資訊
3. 記憶單元：存取快速、容量相對低的「倉庫」區域，將資訊暫存在此，直到可輸出。資訊是具「揮發性（volatile）」——電腦關機資料就被刪除。
4. 算術和邏輯單元：（arthmetic and logic unit, ALU）負責「生產製造」，計算加減乘除。
5. 中央處理單元：電腦的「執行管理」區域，負責協調監督其他區域的作業。多核心處理器（multi-cor processor) 是將多個處理器放在一個積體電路晶片中。
6. 輔助儲存單元：電腦長期、高容量的「倉庫」區域。儲存於此的資料為「永續性的（persistant）」，電腦關機仍會儲存，CD,DVD仍屬此類。

個人式、分散式及用戶端/伺服器的計算環境

個人電腦起初都是獨立的個體，人們是使用磁碟片來分享資訊（稱作「私密網路（sneakernet）」。當機器漸漸以電話線或是透過企業組織的區域網路（local area networks, LAN）進行連結，則產生了分散式計算（distributed computing）的概念，此時組織內部的計算就可以分散到網路上分別執行細項。如今資訊可以透過網路共享伺服器提供共用資料儲存空間，提供分散在網路上用戶端電腦使用——用戶/伺服端計算環境（client/server computing）。

Web 3.0：目前網際網路是一個巨大的混合體，由許多不相連的單一網站所組成，Web 3.0將藉由語意網（Semantic Web，有意義的網路）來解決這個問題，讓電腦進行有意義的搜尋。

機器語言

程式語言主要分為三大類：

1. 機器語言（又稱目的碼（object code））是電腦的母語，通常由一連串數字組成，麻煩難懂易出錯。
2. 組合語言（assembly languages）：因應難懂的機器語言而生，可以用類似英文縮寫字表達基本操作，利用組譯器（assemblers）的轉譯程式（translator program）將組合語言轉換成機器語言。
3. 高階語言：但因為組合語言作一簡單的工作仍要下達數條命令，因此轉發展出高階語言，可使用近日常英文的用語＋一些數學符號來撰寫指令，並使用編譯器（compilers）來進行語言轉換和任務執行。

＊高階語言包含：C, C++, Microsoft .NET語言, Java等。

C 與 C++

C是標準化、與硬體無關且被廣泛使用的程式語言，所以用Ｃ寫的應用程式只需稍加修改，甚至不需修改，就可在許多不同的電腦系統上執行。

C++是C的延伸版本，提供「物件導向程式設計（object-oriented programming）」的能力

＊＊OOP ： 物件是模擬真實世界項目的可重複使用軟體元件。軟體開法者發現，模組化、物件導向的設計與實作方式，可以使程式設計技術更具生產力，也使程式更容易理解與修正。

C++ 語言是由類別（class）和函式（function）組成。

關鍵的軟體工程趨勢——物件技術：

物件技術是一種保裝的方法，讓任何名詞都可以表示成一個物件，過往的程式設計語言，都將注意力集中在「動作」fortran, cobol, pascal, basic, C，因此在開發程式元件時，常無法有效對應到真實事務，而在每個計畫都需要撰寫新的語法；但是物件導向是程式語言的流行（C++, Java, C#）讓程式設計更自然且更具生產力。物件技術中軟體元件（稱為類別，class）設計正確，則可以在所有計劃中重複使用該元素。

軟體技術

介紹軟體發展社群的專門術語

敏捷軟體開發（Agile Software Development）：軟體已較少資源更快完成實作的一組軟體開發。參考網站：www.agilealliance.org

重構（Refactoring）：在不改變軟體的情形下，重構程式碼，以提高清晰性。有很多重構工具軟體，可以自動進行改寫。

設計模式（Design patterns）：經過驗證的架構，可用來建構具彈性且容易維護的物件導向軟體。

遊戲編程（Game Programming）

開放原始碼軟體（Open source software）：在開放原始碼中，這人與公司都可以為某一個軟體做出貢獻，不管是維修、開發、改善。

• Linux：是開放原始碼作業系統的成功典範之一。
• MySQL：開放原始碼的資料庫管理系統。
• PHP最受歡迎的色福氣端網際網路「腳本」語言（scripting language）
• LAMP：Linux, Apache, MySQL, PHP(or Perl or Python)這幾個著名的開源技術縮寫，許多開法者用它們來建立網路應用程式。

Ruby on Rails：結合Ruby 腳本與Rails 網路應用框架的一個網路應用程式開發環境。

軟體即服務（Software as Service, SaaS）：軟體可以在網路上其他地方的伺服器執行，而當伺服器更新時，世界各地的用戶皆可見到新功能，而無需在本地的電腦上執行安裝。

C++的未來：開放原始碼Boost函式庫、TR1、C++0x

Boost C++函式庫是由C++社群成員所建立的免費開源函式庫。

正規表示式（Regular expression）用來比對文字中的特殊字元樣式。

Technical Report 1列出對C++標準函式庫的變更建議，在函式庫中加入實用功能。目前正在進行C++新標準的建立，稱為 C++ 0x。

Unified Modeling Language (UML)是一種以圖形表示的語言，可讓設計物件導向軟體系統的設計者以業界標準符號呈現這些系統。