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計算機語言

計算機語言

計算機語言(Computer Lnguage)指用于人與計算機之間通訊的語言。計算機語言是人與計算機之間傳遞資訊的媒介。

計算機程式設計語言的發展,經曆了從機器語言、彙編語言到進階語言的曆程。

計算機語言主要分為三類:

- 低級語言

- 進階語言

- 專用語言

1、低級語言

- 機器語言、彙編語言和符号語言。

- 彙編語言源程式必須經過彙編,生成目标檔案,然後執行。

2、進階語言

- BASIC(True basic、Qbasic、Virtual Basic)、C、PASCAL、FORTRAN、智能化語言(LISP、Prolog)等等。

- 進階語言源程式可以用解釋、編譯兩種方式執行。通常用後一種。

我們使用的C語言就是使用的後者。

3、專用語言

CAD系統中的繪圖語言和DBMS的資料庫查詢語言。

1.1.機器語言

電子計算機所使用的是由"0"和"1"組成的二進制數,二進制是計算機的語言的基礎。計算機發明之初,人們隻能降貴纡尊,用計算機的語言去指令計算機幹這幹那,一句話,就是寫出一串串由"0"和"1"組成的指令序列交由計算機執行,這種計算機能夠認識的語言,就是機器語言。使用機器語言是十分痛苦的,特别是在程式有錯需要修改時,更是如此。

是以程式就是一個個的二進制檔案。一條機器語言成為一條指令。指令是不可分割的最小功能單元。而且,由于每台計算機的指令系統往往各不相同,是以,在一台計算機上執行的程式,要想在另一台計算機上執行,必須另程式設計式,造成了重複工作。但由于使用的是針對特定型号計算機的語言,故而運算效率是所有語言中最高的。機器語言,是第一代計算機語言。

1.2.彙編語言

為了減輕使用機器語言程式設計的痛苦,人們進行了一種有益的改進:用一些簡潔的英文字母、符号串來替代一個特定的指令的二進制串,比如,用"ADD"代表加法,"MOV"代表資料傳遞等等,這樣一來,人們很容易讀懂并了解程式在幹什麼,糾錯及維護都變得友善了,這種程式設計語言就稱為彙編語言,即第二代計算機語言。然而計算機是不認識這些符号的,這就需要一個專門的程式,專門負責将這些符号翻譯成二進制數的機器語言,這種翻譯程式被稱為彙程式設計式。

彙編語言同樣十分依賴于機器硬體,移植性不好,但效率仍十分高,針對計算機特定硬體而編制的彙編語言程式,能準确發揮計算機硬體的功能和特長,程式精煉而品質高,是以至今仍是一種常用而強有力的軟體開發工具。

1.3.進階語言

1.3.1.進階語言的發展

從最初與計算機交流的痛苦經曆中,人們意識到,應該設計一種這樣的語言,這種語言接近于數學語言或人的自然語言,同時又不依賴于計算機硬體,編出的程式能在所有機器上通用。經過努力,1954年,第一個完全脫離機器硬體的進階語言--FORTRAN問世了,40 多年來,共有幾百種進階語言出現,有重要意義的有幾十種,影響較大、使用較普遍的有FORTRAN、ALGOL、COBOL、BASIC、LISP、SNOBOL、PL/1、Pascal、C、PROLOG、Ada、C++、VC、VB、Delphi、JAVA等。

特别要提到的:在C語言誕生以前,系統軟體主要是用彙編語言編寫的。由于彙編語言程式依賴于計算機硬體,其可讀性和可移植性都很差;但一般的進階語言又難以實作對計算機硬體的直接操作(這正是彙編語言的優勢),于是人們盼望有一種兼有彙編語言和進階語言特性的新語言——C語言。

進階語言的發展也經曆了從早期語言到結構化程式設計語言,從面向過程到非過程化程式語言的過程。相應地,軟體的開發也由最初的個體手工作坊式的封閉式生産,發展為産業化、流水線式的工業化生産。

60年代中後期,軟體越來越多,規模越來越大,而軟體的生産基本上是個自為戰,缺乏科學規範的系統規劃與測試、評估标準,其惡果是大批耗費巨資建立起來的軟體系統,由于含有錯誤而無法使用,甚至帶來巨大損失,軟體給人的感覺是越來越不可靠,以緻幾乎沒有不出錯的軟體。這一切,極大地震動了計算機界,史稱"軟體危機"。人們認識到:大型程式的編制不同于寫小程式,它應該是一項新的技術,應該像處理工程一樣處理軟體研制的全過程。程式的設計應易于保證正确性,也便于驗證正确性。1969年,提出了結構化程式設計方法,1970年,第一個結構化程式設計語言--Pascal語言出現,标志着結構化程式設計時期的開始。

80年代初開始,在軟體設計思想上,又産生了一次革命,其成果就是面向對象的程式設計。在此之前的進階語言,幾乎都是面向過程的,程式的執行是流水線似的,在一個子產品被執行完成前,人們不能幹别的事,也無法動态地改變程式的執行方向。這和人們日常處理事物的方式是不一緻的,對人而言是希望發生一件事就處理一件事,也就是說,不能面向過程,而應是面向具體的應用功能,也就是對象(Object)。其方法就是軟體的內建化,如同硬體的內建電路一樣,生産一些通用的、封裝緊密的功能子產品,稱之為軟體內建塊,它與具體應用無關,但能互相組合,完成具體的應用功能,同時又能重複使用。對使用者來說,隻關心它的接口(輸入量、輸出量)及能實作的功能,至于如何實作的,那是它内部的事,使用者完全不用關心,C++、Virtual Basic、Delphi就是典型代表。

進階語言的下一個發展目标是面向應用,也就是說:隻需要告訴程式你要幹什麼,程式就能自動生成算法,自動進行處理,這就是非過程化的程式語言。

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