第1章 程式語言與Visual Basic的基礎

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1 第1章 程式語言與Visual Basic的基礎

2 第1章 程式語言與Visual Basic的基礎
1-1 程式語言的基礎 1-2 Visual Basic語言的基礎 1-3 建立Visual Basic程式開發環境 1-4 Visual Basic Express的使用 1-5 Visual Basic Express使用介面說明

3 1-1 程式語言的基礎 1-1-1 程式、軟體與應用程式 1-1-2 程式語言的種類 1-1-3 低階語言 1-1-4 高階語言
1-1-5 程式是如何執行

4 1-1-1 程式、軟體與應用程式-程式 「程式」（Programs）是使用指定程式語言所撰寫沒有混淆文字、數字和鍵盤符號組成的特殊符號，這些符號組合成指令和敘述，再進一步編寫成程式碼，程式碼可以告訴電腦解決指定問題的步驟。 簡單的說，程式就像是一個轉換器，當從電腦鍵盤或滑鼠取得輸入的資料後，執行程式就可以將資料轉換成有用的資訊，如下圖所示：

5 1-1-1 程式、軟體與應用程式-軟體與應用程式
「軟體」（Software）是一種電腦執行的應用程式或作業系統，通常軟體是一個或多個程式的泛稱，或是整套應用程式。 「應用程式」（Applications）是一種處理指定工作的電腦程式，例如：數學計算分析、文書處理、試算表和程式語言整合開發工具等。

6 1-1-1 程式、軟體與應用程式-主控台與視窗應用程式
視窗應用程式（Windows Applications）是使用「GUI」（Graphic User Interface）圖形介面來輸入與輸出資料，一種更人性化使用者介面的應用程式。 不同於早期DOS時代或UNIX/Linux系統的主控台應用程式（Console Applications），使用者是在「終端機」（Terminals）執行應用程式，其使用介面都是文字模式的鍵盤輸入，或單純文字內容的輸出結果，稱為「命令列模式」（Command-line Interface）。

7 1-1-2 程式語言的種類 程式語言隨著電腦科技的進步，已經延伸出龐大的族群。在程式語言的分類上，以發展世代來區分，如下表所示：

8 1-1-3 低階語言-說明 低階語言（Low Level Languages）是一種偏向電腦容易了解的程式語言，簡單的說，它是電腦看得懂的程式語言。所以執行效率高，但是使用者並不易學習。

9 1-1-3 低階語言-機器語言 機器語言（Machine Language）
程式使用0和1二進位表示的程式碼，電腦可以直接執行程式，執行效率最高，如下所示：

10 1-1-3 低階語言-組合語言 組合語言（Assembly Language）
組合語言使用簡單符號的指令集代表機器語言0和1表示的二進位程式碼，只需使用「組譯程式」（Assemblers）就可以轉換成機器語言。在電腦上執行，它是一種十分接近機器語言的程式語言，如下所示： MOV AX 01 MOV BX 02 ADD AX BX

11 1-1-4 高階語言-說明 高階語言（High Level Languages）是一種接近人類語言的程式語言，或稱為半英文（Half-english）的程式語言。因為電腦並不能馬上看的懂，所以需要進一步翻譯，在轉換成機器語言後，其轉換的程式碼通常比直接使用機器語言撰寫的冗長，所以效率較低，但是非常適合使用者學習。 目前常見的高階語言有：BASIC、C/C++、C#、Java、FORTRAN、COBOL和Pascal等，高階語言需要進行翻譯，翻譯方式有兩種：編譯程式和直譯程式。

12 1-1-4 高階語言-編譯程式 編譯程式（Compilers）
C/C++等程式語言屬於編譯語言，編譯程式需要檢查完整個程式檔案的程式碼，在完全沒有錯誤的情況下，才會翻譯成機器語言的程式檔案，其主要功能有兩項，如下所示： 檢查程式錯誤。 將程式翻譯成機器語言的程式檔案。

13 1-1-4 高階語言-直譯程式 直譯程式（Interpreters）
早期BASIC語言（例如：BASICA、QuickBasic等）和目前網頁技術的「腳本」（Scripts）語言，例如：VBScript和JavaScript都屬於直譯語言。 直譯程式並不會輸出可執行檔案，而是直接一個指令一個動作，一列一列的執行程式碼，相對的，其執行效率低，但是非常適合在系統開發階段的程式除錯。

14 1-1-5 程式是如何執行-說明 程式在電腦實際執行的過程對於高階程式語言來說，例如：BASIC或PASCAL等並非十分重要。不過，對電腦執行程式有一定的認識，在設計程式時仍然有十分大的助益。 不論使用高階或低階程式語言，其建立的程式最後都會編譯成電腦看的懂的機器語言，這些指令是CPU支援的「指令集」（Instruction Set）。不同CPU支援不同的指令集，換句話說，雖然高階語言有很多種，但是CPU只懂一種語言，也就是其能執行的機器語言。

15 1-1-5 程式是如何執行-圖例

16 1-1-5 程式是如何執行-執行程式 CPU執行機器語言程式是依序將儲存在記憶體的機器語言指令「取出和執行」（Fetch-and-execute）。 簡單的說，CPU就是從記憶體取出指令，然後執行此指令，取出下一個指令，再執行它。CPU執行程式的方式，如下所示： 電腦的主記憶體儲存機器語言的程式碼和資料。 CPU從記憶體依序取出一個個機器語言指令，然後執行它，CPU並非真正了解機器語言在作什麼？這只是CPU的例行工作，依序執行機器語言指令。

17 1-1-5 程式是如何執行-中央處理器(CPU)
電腦CPU提供實際運算功能，個人電腦都是使用單晶片的「IC」（Integrated Circuit），其主要的功能是使用「ALU」（Arithmetic and Logic Unit）的邏輯電路進行運算，以便執行機器語言的指令。 在CPU擁有很多組「暫存器」（Registers），暫存器是位在CPU中的記憶體，可以暫時儲存資料或機器語言指令，例如：執行加法指令需要2個運算元，這兩個運算元資料就是儲存在暫存器。

18 1-1-5 程式是如何執行-記憶體(說明) 當我們執行程式時，作業系統可以將儲存在硬碟或軟碟的執行檔案載入電腦主記憶體（Main Memory），這就是CPU執行的機器語言指令，CPU從記憶體依序載入指令和執行。 事實上，程式碼本身和使用的資料都是儲存在RAM（Random Access Memory），每一個儲存單位有數字編號稱為「位址」（Address）。如同大樓信箱，門牌號碼是位址，信箱內容是程式碼或資料，儲存資料佔用的記憶體空間大小，需視使用的資料型別而定。

19 1-1-5 程式是如何執行-記憶體(存取) 電腦CPU中央處理器存取記憶體資料的主要步驟，如下所示：
Step 1：送出讀寫的記憶體位址：當CPU讀取程式碼或資料時，需要送出欲取得的記憶體位址，例如：記憶體位址4。 Step 2：讀寫記憶體儲存的資料：CPU可以從指定位址讀取記憶體內容，例如，位址4的內容是 ，換句話說，取得資料是 的二進位值，每一個0或1是一個「位元」（Bit），8個位元稱為「位元組」（Byte），這是電腦記憶體的最小儲存單位。

20 1-1-5 程式是如何執行-輸入/輸出裝置 電腦的輸入/輸出裝置（Input/Output Devices）是程式的窗口，可以讓使用者輸入資料和顯示程式的執行結果。 目前而言，電腦最常用的輸入裝置是鍵盤和滑鼠；輸出裝置是螢幕和列表機。

21 1-1-5 程式是如何執行-次儲存裝置 次儲存裝置（Secondary Storage Unit）是一種能夠長時間和提供高容量儲存資料的裝置。電腦程式與資料是在載入記憶體後，才依序讓CPU來執行，不過，在此之前這些程式與資料是儲存在次儲存裝置，例如：硬碟機。 當我們在Windows作業系統使用【記事本】編輯VB程式碼時，這些資料只是暫時儲存在電腦的主記憶體，因為主記憶體在關閉電源後，其儲存的資料就會消失，為了長時間儲存這些資料，我們需要將它儲存在電腦的次儲存裝置，也就是儲存硬碟中的程式碼檔案。

22 1-2 Visual Basic語言的基礎 1-2-1 BASIC程式語言 1-2-2 .NET Framework的基礎

23 1-2-1 BASIC程式語言-源由 BASIC是在1964年由John Kemeny和Thomas Kurtz在Dartmouth學院開發的程式語言，這是一種非常簡單且容易學習的程式語言，其目的是讓學生作為學習當時其他更強大程式語言FORTRAN和ALGOL的墊腳石。 BASIC是微軟公司的第一套產品，Bill Gates和Paul Allen從M.I.T.S取得BASIC語言的授權，在1970年BASIC程式語言已經支援Apple、Commodore和Atari等作業系統。隨著IBM PC個人電腦的推廣，微軟DOS作業系統內含的BASIC直譯程式更成為最普遍的BASIC直譯程式。

24 1-2-1 BASIC程式語言-VB2010 等到2005年底推出.NET Framework 2.0版和Visual Studio 2005，Visual Basic語言也更名為Visual Basic 2005（即VB 8.0版）。在2008年初推出.NET Framework 3.5版和Visual Studio 2008，Visual Basic語言也改版成Visual Basic 2008，即VB 9.0版，引進LINQ（Language Integrated Query）技術，正式進入宣告式程式設計模型（Declarative Programming Model）的時代。 在2010年推出Visual Basic 2010（即VB 10.0版），最新.NET Framework 4.0版新增動態語言（Dynamic Language）技術，可以在執行期動態建立物件。

25 1-2-2 .NET Framework的基礎-說明
. .NET Framework是微軟新世代的程式開發平台，目前最新版本是4.0版。它是由CLR（Common Language Runtime）和.NET Framework類別所組成。我們可以使用.NET Framework支援的程式語言，例如：Visual Basic、C++、C#和J#等來建立.NET應用程式。 .NET Framework程式檔案在使用.NET編譯程式編譯時，並不是直接編譯成CPU的機器語言，而是一種中間程式語言稱為「MSIL」（Microsoft Intermediate Language）。

26 1-2-2 .NET Framework的基礎-圖例
等到執行程式時，CLR使用「JIT」（Just In Time）編譯程式將MSIL轉換成機器語言來執行，其架構如下圖所示：

27 1-2-3 Visual Basic 2010簡介-說明 Visual Basic 2010是Visual Basic 2008的下一個版本，源於Bill Gates對於BASIC語言的特殊淵源，BASIC語言一直都是微軟主推的程式語言之一。事實上Visual Basic、VB.NET、VB6、VBScript和VBA都是使用相似的程式語法。 2005版新增無符號資料型別、Continue敘述和IsNot運算子，在物件導向部分支援運算子過載（Operator Overloading）和泛型程式設計（Generics Programming）。 在2008版新增LINQ（Language Integrated Query）、物件初始語法和擴充方法（Extension Methods）等功能。在Visual Basic 2010版新增隱含式字串連接、增強陣列初始語法、自動實作屬性和集合物件初始等全新語法。

28 1-2-3 Visual Basic 2010簡介-特點1 Visual Basic 2010是一種真正且功能強大的「物件導向程式語言」（Object-oriented Programming Language）。 Visual Basic 2010應用程式可以建立視窗應用程式，或ASP.NET的Web應用程式。 Visual Basic 2010能夠透過ADO.NET或使用.NET Framework新增的資料來源（Data Source）來存取資料庫的記錄資料，輕鬆建立Visual Basic資料庫應用程式。

29 1-2-3 Visual Basic 2010簡介-特點2 Visual Basic 2010可以直接使用.NET Framework函數庫的眾多類別物件，幫助開發者建立功能強大的應用程式。 Visual Basic 2010支援LINQ（Language Integrated Query）查詢語言和動態語言（Dynamic Language）技術。 Visual Basic 2010物件導向程式支援擴充方法（Extension Methods）來增強現成類別的功能、自動實作屬性（Auto-implemented Properties）和集合物件初始（Collection Initializes）等語法。

30 1-3 建立Visual Basic程式開發環境
1-3-1 Visual Studio 2010簡介 1-3-2 下載與安裝Visual Basic 2010 Express

31 1-3 建立Visual Basic程式開發環境
程式語言的「開發環境」（Development Environment）是一組工具程式用來建立、編譯和維護程式語言建立的應用程式。 目前的高階程式語言大都擁有整合開發環境，稱為「IDE」（Integrated Development Environment），在同一個應用程式就可以編輯、編譯和執行特定語言的應用程式。

32 1-3-1 Visual Studio 2010簡介-說明 Visual Basic 2010語言的開發環境是Visual Studio 2010，它是微軟推出的整合開發環境，能夠在同一套應用程式編輯、編譯、除錯和測試Visual Basic等.NET語言的應用程式。 Visual Studio 2010是一套支援.NET Framework的整合開發環境，可以使用Visual Basic 、C#、C++和J#等語言來建立Windows、ASP.NET、主控台、Web Services和雲端運算等各種不同的應用程式。

33 1-3-1 Visual Studio 2010簡介-圖例 在Visual Studio 2010整合開發環境建立的應用程式是在.NET Framework的CLR平台上執行，如下圖所示：

34 1-3-1 Visual Studio 2010簡介-功能 Visual Studio 2010提供的功能，筆者簡單說明如下所示：
多種程式語言的整合開發環境 強大的方案與專案管理 提供現成的專案範本 視覺化表單設計介面 IntelliSense智慧程式碼輸入 完整除錯功能

35 1-3-2 下載與安裝Visual Basic 2010 Express-下載

36 1-3-2 下載與安裝Visual Basic 2010 Express-安裝說明
在Visual Basic 2010 Express中文版包含.NET Framework 4.0中文版、SQL Server 2008 Express版和Silverlight，支援Windows 7、Server 2008、Server 2003 R2；如果使用Windows Vista需要SP2以上版本，Windows XP需要SP3；Windows Server 2003需要SP2。

37 1-3-2 下載與安裝Visual Basic 2010 Express-安裝步驟

38 1-4 Visual Basic Express的使用
1-4-3 開啟與關閉專案

39 1-4-1 啟動Visual Basic Express和新增專案-啟動
請執行「開始/所有程式/Microsoft Visual Studio 2010 Express/Microsoft Visual Basic 2010 Express」指令，如為第一次啟動需要執行數分鐘的環境設定，請稍等一下，等到完成設定，可以看到起始頁。

40 1-4-1 啟動Visual Basic Express和新增專案-新增專案
在起始頁按一下【新增專案…】超連結，或執行「檔案/新增專案」指令，可以看到「新增專案」對話方塊。 選【Windows Form應用程式】範本，在【名稱】欄輸入專案名稱【Ch1-4-1】，按【確定】鈕

41 1-4-1 啟動Visual Basic Express和新增專案-基本介面說明

42 1-4-1 啟動Visual Basic Express和新增專案-關閉Visual Basic Express

43 1-4-2 註冊Visual Basic Express
Visual Basic Express在安裝30天內需要線上註冊來取得免費金鑰，在輸入金鑰後，就可以完全免費使用VBE。在啟動VBE後，請執行「說明/註冊產品」指令，可以看到產品註冊的對話方塊。 在下方【註冊金鑰】欄位輸入金鑰後，按【立即註冊】鈕完成VBE的註冊

44 1-4-3 開啟與關閉專案-說明 對於書附光碟現成的Visual Basic專案來說，我們只需啟動VBE就可以直接開啟專案，如果已經開啟專案，也可以隨時開啟其他Visual Basic專案。 事實上，VBE在同一個方案能夠擁有多個專案，因為目前我們建立的方案都只擁有一個專案，讀者可以將方案視同專案來處理。

45 1-4-3 開啟與關閉專案-圖例

46 1-5 Visual Basic Express使用介面-起始頁(圖例)
在VBE起始頁包含數個窗格，可以新增或開啟專案和顯示最近曾開啟的專案清單、使用者入門、最新消費者和新功能說明，如右圖所示：

47 1-5 Visual Basic Express使用介面-起始頁(說明)
開始使用標籤頁：VBE學習的教學課程和新功能說明等。 最新消息標籤頁：當讀者電腦連線Internet時，可以訂閱微軟RSS摘要。

48 1-5 Visual Basic Express使用介面-功能表列
選單 說明 檔案 開啟、新增、儲存或關閉專案指令，或是開啟檔案，在目前在方案加入專案等相關指令 編輯 提供編輯所需的剪貼簿、搜尋和取代等相關指令 檢視 切換顯示起始頁、開發工具各種視窗或工具列等相關指令 專案 屬於專案管理的相關指令，可以在專案加入Windows Form、使用者控制項、類別和參考等項目 偵錯 提供建置方案、程式碼除錯功能的相關指令，一樣也可以執行專案 資料 提供指令加入資料來源，以便讓應用程式可以存取資料庫 格式 此功能表只在切換至表單設計檢視時顯示，提供對齊控制項、指定間距和順序等相關指令 工具 可以連接資料庫、管理程式碼片斷、巨集、自訂開發環境和選項設定等相關指令 視窗 提供視窗排列和切換顯示視窗的相關指令 Visual Studio 2010線上輔助說明文件和註冊的相關指令

49 1-5 Visual Basic Express使用介面-主工具列
在主視窗功能表的下方是主工具列，提供與功能表列相同功能的圖示按鈕，預設提供標準工具列，提供開啟、儲存檔案、剪貼簿、執行和切換顯示各程視窗等功能按鈕。

50 1-5 Visual Basic Express使用介面-工具箱視窗(開啟)
VBE左邊的「工具箱」視窗提供表單設計視窗所需的控制項、元件和資料等。如果視窗最左邊沒有看到【工具箱】標籤，請執行「檢視/工具箱」指令顯示工具箱標籤，如右圖所示：

51 1-5 Visual Basic Express使用介面-工具箱視窗(區段說明)
所有Windows Form：顯示所有支援的控制項物件。 通用控制項：建立輸入與輸出使用者介面的相關控制項。 容器：擁有其他控制項的容器控制項，可以用來群組控制項。 功能表與工具列：建立視窗的功能表與工具列。 資料：ADO.NET的DataSet物件和建立資料來源的相關控制項。 元件：顯示加入設計工具的元件。除了.NET Framework元件外，也可以將自己或協力廠商的元件加入此標籤。 列印：列印相關功能的控制項。 對話方塊：建立對話方塊的相關控制項。 WPF互通性：建立WPF互通性專案的相關控制項。 Visual Basic Power Packs：Visual Basic外加功能的相關控制項和元件。 一般：儲存拖曳自專案的自訂控制項。

52 1-5 Visual Basic Express使用介面-方案總管視窗
VBE的「方案總管」視窗是應用程式專案的管理視窗，可以顯示目前方案中的專案清單，在專案項目下是相關的檔案清單，如下圖所示：

53 1-5 Visual Basic Express使用介面-屬性視窗
在「屬性」視窗可以檢視表單或控制項物件的相關屬性，在上方欄位顯示的是選取物件，下方顯示此物件的屬性清單，如右圖所示：

54 1-5 Visual Basic Express使用介面-表單設計視窗
VBE開發環境的最主要部分是表單設計和程式碼編輯視窗，以此例【Form1.vb[設計]】標籤是表單設計檢視的視窗，如右圖所示：

55 1-5 Visual Basic Express使用介面-程式碼編輯視窗
程式碼視窗的上方標籤並沒有【設計】字樣，例如：開啟表單Form1.vb的程式碼，請執行「檢視/程式碼」指令或按F7鍵，就可以看到程式碼編輯視窗，如下圖所示：

56 End