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1、1.计算机软件和程序设计的进基本概述 计算机软件(Computer Software)是指计算机系统中的程序及其文档。程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述；文档是为了便于了解程序所需的阐明性资料。程序必须装入机器内部才能工作，文档一般是给人看的，不一定装入机器。软件是用户与硬件之间的接口界面。用户主要是通过软件与计算机进行交流。软件是计算机系统设计的重要依据。为了方便用户，为了使计算机系统具有较高的总体效用，在设计计算机系统时，必须通盘考虑软件与硬件的结合，以及用户的要求和软件的要求。程序设计(Programming)是给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。程序设计往
2、往以某种程序设计语言为工具，给出这种语言下的程序。程序设计过程应当包括分析、设计、编码、测试、排错等不同阶段。专业的程序设计人员常被称为程序员。(Programming Language) 是用于编写计算机程序的语言。语言的基础是一组记号和一组规则。根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。在程序设计语言中，这些记号串就是程序。程序设计语言包含三个方面，即语法、语义和语用。语法表示程序的结构或形式，亦即表示构成程序的各个记号之间的组合规则，但不涉及这些记号的特定含义，也不涉及使用者。 语言是用于编写计算机程序的语言。语言的基础是一组记号和一组规则。根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。在程
3、序设计语言中，这些记号串就是程序。程序设计语言包含三个方面，即语法、语义和语用。语法表示程序的结构或形式，亦即表示构成程序的各个记号之间的组合规则，但不涉及这些记号的特定含义，也不涉及使用者。语义表示程序的含义，亦即表示按照各种方法所表示的各个记号的特定含义，但也不涉及使用着，语用表示程序与使用的关系。分类按照结构性质，有结构化程序设计与非结构化程序设计之分。前者是指具有结构性的程序设计方法与过程。它具有由基本结构构成复杂结构的层次性，后者反之。按照用户的要求，有过程式程序设计与非过程式程序设计之分。前者是指使用过程式程序设计语言的程序设计，后者指非过程式程序设计语言的程序设计。按照程序设计的
4、成分性质，有顺序程序设计、并发程序设计、并行程序设计、分布式程序设计之分。按照程序设计风格，有逻辑式程序设计、函数式程序设计、对象式程序设计之分。规范程序设计的基本概念有程序、数据、子程序、子例程、协同例程、模块以及顺序性、并发性、并行性、和分布性等。程序是程序设计中最为基本的概念，子程序和协同例程都是为了便于进行程序设计而建立的程序设计基本单位，顺序性、并发性、并行性和分布性反映程序的内在特性。 程序设计规范是进行程序设计的具体规定。程序设计是软件开发工作的重要部分，而软件开发是工程性的工作，所以要有规范。语言影响程序设计的功效以及软件的可靠性、易读性和易维护性。专用程序为软件人员提供合适的
5、环境，便于进行程序设计工作。 程序设计=数据结构+算法程序设计(Programming)是指设计、编制、调试程序的方法和过程。它是目标明确的智力活动。由于程序是软件的本体，软件的质量主要通过程序的质量来体现，在软件研究中，程序设计的工作非常重要，内容涉及到有关的基本概念、工具、方法以及方法学等。程序设计通常分为问题建摸，算法设计，编写代码，编译调试和整理并写出文档资料五个阶段。 2.土木工程专业简介 土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动；也工程建设的对象，即建造在地上或地下、陆上或水中 ，直接或间接为人类生活、生产、
6、军事、科研服务的各种工程设施例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。基本属性综合性建造一项工程设施一般要经过勘查、设计和施工三个阶段，需要运用工程地质勘查、地质勘查、水文地质勘查、工程测量土力学、工程力学工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。例如，就土木工程所建造的工程设施所具有的使用功能而言，有的供生
7、息居住之用，以至作为“入土为安”的坟墓;有的作为生产活动的场所;有的用于陆海空交通运输;有的用于水利事业;有的作为信息传输的工具；有的作为能源传输的手段等等。这就要求土木工程综合运用各种物质条件，以满足多种多样的需求。土木工程已发展出许多分支，如房屋工程、铁路工程、道路工程、飞机场工程、桥梁工程、隧道及地下工程特种工程结构、给水和排水工程、城市供热供燃气工程、港口工程、水利工程等学科。其中有些分支，例如水利工程，由于自身工程对象的不断增多以及专门科学技术的发展，业已从土木工程中分化出来成为独立的学科体系，但是它们在很大程度上仍具有土木工程的共性。社会性土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的
8、。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。远古时代，人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟洫，以满足简单的生活和生产需要。后来，人们修建罗马大兽场是为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要，兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。产业革命以后，特别是到了20世纪，一方面是社会向土木工程提出了新的需求；另一方面是社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。例如建筑材料（钢材、水泥）工业化生产的实现，机械和能源技术以及设计理论的进展，都为土木工程提供了材料
9、和技术上的保证。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦、核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道、长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。实践性土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期，土木工程是通过工程实践，总结成功的经验，尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始，以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为
10、科学。在土木工程的发展过程中，工程实践经验常先行于理论，工 程事故常显示出未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理，在很大程度上仍然依靠实践经验。土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究，有两个原因：一是有些客观情况过于复杂，难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如，地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化，至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践，才能揭示新的问题。例如，建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等，工程的抗风和抗震问题突出了，才能发展出这方面的新理论和技术。技术上、经济上和建筑艺术上的
11、统一性 人们力求最经济地建造一项工程设施，用以满足使用者的预定需要，其中包括审美要求。而一项工程的经济性又是和各项技术活动密切相关的。工程的经济性首先表现在工程选址、总体规划上，其次表现在设计和施工技术上。工程建设的总投资，工程建成后的经济效益和使用期间的维修费用等，都是衡量工程经济性的重要方面。这些技术问题联系密切，需要综合考虑。符合功能要求的土木工程设施作为一种空间艺术，首先是通过总体布局、本身的体形、各部分的尺寸比例、线条、色彩、明暗阴影与周围环境，包括它同自然景物的协调和谐表现出来的；其次是通过附加于工程设施的局部装饰反映出来的。工程设施的造型和装饰还能够表现出地方风格、民族风格以及时
12、代风格。一个成功的、优美的工程设施，能够为周围的景物、城镇的容貌增美，给人以美的享受；反之，会使环境受到破坏。土木工程应用领域土木建筑工程建筑史土木建筑工程基础学科建筑光学建筑声学建筑气象学土木建筑工程测量建筑材料工程结构土木建筑结构土木建筑工程设计土木建筑工程施工土木工程机械与设备市政工程城市给水排水工程通风与空调工程供热与供燃气工程电讯管道工程城市系统工程建筑经济学土木建筑工程其他学科 3.计算机程序设计在土木工程中的应用在现在计算机发展迅速的年代，当今各个学科和行业都离不开计算机，土木工程专业也要用到计算机，在许多设计工程，辅助施工方面需要用到许多计算机程序。上土木工程中很多问题不是仅仅
13、应用简单的计算机绘图操作，点点鼠标就可以完成的。很成功的一个计算机编程与土木工程专业结合的实例就是天正它正是对 AutoCAD软件进行 Lisp 语言和 VBA 语言的二次开发 而使我们使用更加方便。可以想象如果 不懂 计算机编程 或者 土木工程 中的任一门，这样的软件是不能问世的。我们能多掌握一点编程方面的知识就可以将以后工作中的很多繁重的、重复的工作化为简单的一道程序交给计算机来自动完成，这对工作效率的提高是很显著的。再有，在土木工程的一些工作，没有计算机，靠人力是没有办法完成的，最典型的就是 工程结构分析，这个方面需要用到有限元，而有限元离开计算机是根本无用武之地。对于大型的结构计算机都
14、要算几天几夜，无法想想这样的问题要人来完成要到什么猴年马月。 4.小结随着现代科学技术日新月异的发展，计算机科学作为一门新兴的学科，其应用也日益广泛。目前，计算机在环境科学与工程专业领域发挥着越来越重要的作用；计算机技术对于解决一些环境科学与工程中的问题起到了至关重要且不可替代的作用。 目前，在我们大部分环境设计单位，计算机在环境设计中的作用往往局限于施工图的绘制和单纯的电脑效果图的表现上，存在着设计与表现脱节的现象，计算机参与方案设计本身的潜力还没有充分的发掘，今后，在环境领域将更广泛的利用计算机来进行辅助设计。随着计算机技术的进一步发展和人类知识水平的提高，计算机辅助设计的作用将会越来越明显，设计与表现的进程将会大大加快，并最终会影响到环境设计方式的变革。由此我们要重视程序设计的重要性，它不仅与土木工程的连接性非常密切，与其他许许多多的事物都有很重要的关系，学好计算机程序设计有利于我们更近一步掌握自己的技能，站在一个更高的地方眺望，找到不一般的风景。
