什么是程序设计理论?

[拼音]：chengxu sheji lilun

[外文]：theory of programming

程序设计方法学的理论基础，又称程序理论。应用计算机系统解决具体问题，必须遵循一定的方法，使用某种程序设计语言编制程序来实现解决该项问题的算法，然后在计算机系统上运行这一程序，得到问题的解答。程序设计理论就是研究程序设计方法，并讨论设计程序设计语言、实施程序设计语言和使用程序设计语言编制程序过程中的理论问题。

不同类的问题具有不同的特点，需要研究各种不同的程序设计方法。为此需要概括出各类抽象模型，研究它们的特性，讨论适用于它们的程序设计的方法。这是程序设计理论的一个重要组成部分。并发程序设计中有关不同程序间共享数据问题的研究，就是这类研究的一个重要方面。通过对这一问题的深入的理论探讨，提出信号量概念、临界区语句、路径表达式、管程等重要语言成分。又如在提出函数式程序设计和逻辑程序设计的过程中，程序设计方法学也发挥了重要作用。

程序设计语言的理论，包括对其语法和语义的研究，是程序设计理论的另一重要组成部分。只有清楚地了解程序设计语言的语法和语义，才能正确实施和使用语言，也才能正确评价语言的优劣。因此，程序设计语言理论是设计、实施和使用程序设计语言的理论基础（见形式语言理论、形式语义学）。

如何使用程序设计语言编制程序，以正确实现预定的目标，这种研究称为程序正确性理论，也是程序设计理论的一个重要组成部分。程序正确性理论提出编制正确程序的两种可供选择的途径。一种称为程序验证，研究如何使用数学推理来严格论证程序是否符合其目标。另一种称为程序综合，是研究如何由给定目标出发，逐步构造一个在计算机系统上可运行的程序，而且要求构造过程的每一步都是严格保持正确无误的。在保持正确性的前提下，为提高程序运算效率而实现的程序之间的转换，称为程序变形，也是程序正确性理论的一个重要内容。程序综合和程序变形是自动程序设计的理论基础。

程序设计理论已为软件开发提供了很多极为重要的理论原则，随着软件工程的发展，程序设计理论也正在发展之中。