［前言：］本文中的程序设计是指程序的"设计"（program design），所强调的是设计，而不是一般文章中提到的编程（program）。

　　本文的目的是学习如何把实际的编程问题概括为五个简单的步骤，以及在设计应用程序时如何以这五个步骤作为出发点。

　　内容：

　　· 算法

　　· 五个编程步骤

　　· 横向改进

　　· UML

　　· UML类图表

　　在过去的很多年里，出现过很多的正式的程序设计方法学。在方法学中有些相对复杂，也有些相当简单。但是所有的方法学的目标是相同的：帮助程序员写容易编写、调试和维护的程序。

　　本文从一个非常简单的设计方法学开始我们的程序设计讨论。尽管这个简单的方法学是相当基础的，但是它的目的是引起你思考程序的设计的问题。在你研究过这个简单的方法学后，我将介绍称为UML。UML是很流行的设计方法，特别适合面向对象编程。

　　为什么烦恼？

　　我在长期的教学中经常看到这样的问题，当我把要解决的问题分配给全班同学后，在几秒钟内就出现了鼠标和键盘的声音，因为学生们已经开始输入代码解决手头的问题了。但是，并不是所有的学生都是这样的，有一个学生拿出一张纸，并开始在纸上写一些东西。几分钟过去了，那个学生终于开始把代码输入计算机了。几乎没有异常，虽然该学生迟一些开始，但是他更快地完成了任务并且他的解决方案比班上的其他同学更好。为什么？

　　如果你看到该学生在纸上写的东西，你会发现那是程序设计的问题。有些学生的设计相当精确，花费了数张纸，然而其它的设计相当简洁。但是重要的是这些学生有了程序的设计的思考。

　　算法

　　每个程序都需要有一个设计或框图供程序员遵循。用程序员的说法是每个程序需要一个算法。简单地说，算法就是解决特定问题的系统方法的描述。对于程序员来说，算法是蓝图或处方，我们遵循它来建立程序。

　　宏观与微观算法的对比

　　算法有不同的"风味"。我们可以谈论用于编写给定的程序的算法，在这个层次，我们是在宏观层讨论算法。该算法试图捕捉程序的一般状况而不是程序每个方面的详细情况。

　　我们也可以在微观层讨论算法。在这个层次我们需要写下程序各个方面的信息。例如，如果数据在被使用前必须先排序，就有成打的排序算法供挑选。选择一个排序算法就确定了程序的一个方面。一旦你对数据排序后，你需要另一个微观算法来显示它。

　　你可能会猜到，我们可以收集所有的微观算法来建立一个宏观算法。如果我们从微观算法开始并向上形成程序的宏观算法，我们所作的事情称为从底部向上（bottom-up）的程序设计。如果我们从宏观算法开始并向下形成微观算法，所作的就称为从顶部向下（top-down）的程序设计。

　　那么哪种方法最好？如果你拿到了所有的关于哪种设计途径更好的文章并让它们首尾相连，你永远不能得到答案。每种方法都有优点和缺点。

　　不管使用哪种设计方法，你都必须有一些程序的设计。至少你要有手头上的编程问题的描述和解决问题的计划。一旦了解了问题，你就能找出如何解决它。我看到了太多的因为用户和程序员没有就要解决的问题进行沟通而造成的失败。

　　因为我相信对要解决的问题的可靠的了解是编程的第一步，而且是必需的一步。我可能更喜欢从顶部向下的程序设计方法。有了这种想法后，让我们使用宏观方法来观察实际的各种编程问题。