程序设计方法学：控制结构、正确性证明与递归

"程序设计方法学讲义涵盖了从程序设计的基本概念到高级技术，包括程序设计的发展历程、控制结构、程序正确性证明、数据类型与抽象、递归、程序设计方法以及程序变换等多个主题。课程内容按照时间表展开，通过不同阶段深入探讨各个知识点，并推荐了多本参考书籍和相关文章以供深入学习。" 在程序设计方法学中，首先介绍了程序设计方法的产生和发展，强调了现代计算机为何能够进行程序设计，以及不同程序设计语言如何影响设计方法。早期的程序设计主要依赖机器指令，而随着FORTRAN等高级语言的出现，程序员得以专注于算法设计，减少了对硬件的依赖。 接着，课程进入了程序的控制结构，讲解了基本控制结构如顺序、选择和循环，以及goto语句的使用和争议。过程与函数的使用有助于代码组织和复用，而结构化程序和结构定理则阐述了如何构建无嵌套、易于理解的程序。 在程序的正确性证明部分，介绍了测试的重要性，以及Floyd-Hoare规则和Dijkstra的最弱前置条件方法，这些都是形式验证程序正确性的基础工具。 数据类型与抽象是程序设计中的核心概念。类型概念确保数据的安全性，数据类型定义了数据的种类和操作，数据抽象通过隐藏实现细节提供更高级别的接口，抽象数据类型在大型程序设计中起到了关键作用。 递归程序设计部分讲解了递归的原理，递归与迭代的关系，以及如何处理递归数据结构，如树和图。递归程序的验证则是确保递归算法正确性的重要步骤。 程序设计方法的章节涵盖逐步求精、模块化、面向对象、面向Agent和面向COM的设计方法，这些方法帮助提高代码的可维护性和可扩展性。此外，还介绍了程序的形式化推导和求逆，提供了更严谨的分析和设计手段。 最后，程序变换作为优化和改进程序的一种手段，其基本思想和方法被探讨，为程序性能提升提供了理论基础。 课程中还包含了文献选读和复习环节，鼓励学生广泛阅读并深入理解相关领域的进展。参考书目和文章涵盖了多个经典著作和专业论文，提供了丰富的学习资源。 通过这门课程的学习，学生将能够掌握程序设计的基本原理和高级技巧，理解如何编写、验证和优化程序，为未来的软件开发和工程实践打下坚实基础。