一分钟编程语言简史

作者: 何朱必 分类: 信息技术, 更新… 发布时间: 2020-10-27 15:42 ė views 6 没有评论

为什么C语言永远不会过时?

 

编程语言简史

计算机语言总的来说分为机器语言,汇编语言,高级语言三大类。而这三种语言也恰恰是计算机语言发展历史的三个阶段。

第一阶段

1946年2月14日,世界上第一台计算机ENAC诞生,使用的是最原始的穿孔卡片。这种卡片上使用的语言是只有专家才能理解的语言,与人类语言差别极大,这种语言就称为机器语言。机器语言是第一代计算机语言。这种语言本质上是计算机能识别的唯一语言,人类很难理解。以后的语言就是在这个的基础上简化而来。虽然后来发展的语言能让人类直接理解但最终送入计算机的还是这种机器语言。

第二阶段

计算机语言发展到第二代,出现了汇编语言。汇编语言用助记符代替了操作码,用地址符号或标号代替地址码。这样就用符号代替了机器语言的二进制码。汇编语言也称为符号语言。比起机器语言,汇编大大进步了。尽管还是复杂,用起来容易出错,但在计算机语言发展史上是机器语言向更高级的语言进化的桥梁。

第三阶段

当计算机语言发展到第三代时,就进入了“面向人类”的高级语言。高级语言是一种接近于人们使用习惯的程序设计语言。它允许用英文写计算程序,程序中的符号和算式也与日常用的数学式子差不多。高级语言发展于20世纪50年代中叶到70年代,流行的高级语言已经开始固化在计算机内存里了,比如 basic语言。现在,计算机语言仍然在不断的发展,种类也相当多,比如 FORTRAN语言, COBOL语言,C语言,C++,C#, PASCAO,JAVA等等。

【编程语言发展的编年史】

我们一个统计出来256种编程语言,当然,这么多的语言中只有一些是常用的或实用的。1951 – Regional Assembly Language
1952 – Autocode
1954 – IPL (LISP语言的祖先)
1955 – FLOW-MATIC (COBOL语言的祖先)
1957 – FORTRAN (第一个编译型语言)
1957 – COMTRAN (COBOL语言的祖先)
1958 – LISP
1958 – ALGOL 58
1959 – FACT (COBOL语言的祖先)
1959 – COBOL
1959 – RPG
1962 – APL
1962 – Simula
1962 – SNOBOL
1963 – CPL (C语言的祖先)
1964 – BASIC
1964 – PL/I
1966 – JOSS
1967 – BCPL (C语言的祖先)
1968 – Logo
1969 – B (C语言的祖先)
1970 – Pascal
1970 – Forth
1972 – C
1972 – Smalltalk
1972 – Prolog
1973 – ML
1975 – Scheme
1978 – SQL
1980 – C++ (既有类的C语言,更名于1983年7月)
1983 – Ada
1984 – Common Lisp
1984 – MATLAB
1985 – Eiffel
1986 – Objective-C
1986 – Erlang
1987 – Perl
1988 – Tcl
1988 – Mathematica
1989 – FL
1990 – Haskell
1991 – Python
1991 – Visual Basic
1993 – Ruby
1993 – Lua
1994 – CLOS (ANSI Common Lisp的一部分)
1995 – Java
1995 – Delphi (Object Pascal)
1995 – JavaScript
1995 – PHP
1996 – WebDNA
1997 – Rebol
1999 – D
2000 – ActionScript
2001 – C#
2001 – Visual Basic .NET
2002 – F#
2003 – Groovy
2003 – Scala
2007 – Clojure
2009 – Go
2011 – Dart

从1951年2014年,人类一共发明了256种编程语言,每一种语言的出现都带有某些新特征。编程语言不断的在革新,很快就会有超出这个清单的新编程语言出现。

编程语言

编程=写代码,写代码为了什么? 为了让计算机干你想要干的事情,比如,马化腾想跟别人聊天,于是写了个聊天软件,这个软件就是一堆代码的集合,这些代码是什么?这些代码是计算机能理解的语言。

那计算能理解的语言是什么呢? 之前,我们已经了解到,它只能理解2进制,0101010…,你总不能人肉输一堆二进制给计算机(虽然最原始的计算机就是这么干的)让它工作吧,这样开发速度太慢了。所以最好的办法就是人输入简单的指令,计算机能把指令转成二进制进行执行,举例如下:

假如 程序员想让计算机 播放一首 歌曲 , 只需要输入指令 ,

open “老男孩.mp3”

play

计算机的CPU接收到这样的指令后,会把它转成一堆 只有cpu可以理解的指令,然后再将指令变成各种对应的如下类似二进制

[ op | rs | rt | address/immediate]

353868decimal

10001100011010000000000001000100 binary

最终cpu 去调用你的硬盘上这首歌,通过音箱播放。

上面cpu那段指令太难理解了,如果让你天天写这样的代码,大家非得自杀不可。还好,伟大的计算机先驱们,开发了各种编程语言,让我们只需要通过写一些简单的规则,就能操作计算机工作啦。

有哪些编程语言?

编程语言总体分以为机器语言、汇编语言、高级语言,如下

机器语言

由于计算机内部只能接受二进制代码,因此,用二进制代码0和1描述的指令称为机器指令,全部机器指令的集合构成计算机的机器语言,用机器语言编程的程序称为目标程序。只有目标程序才能被计算机直接识别和执行。但是机器语言编写的程序无明显特征,难以记忆,不便阅读和书写,且依赖于具体机种,局限性很大,机器语言属于低级语言。

用机器语言编写程序,编程人员要首先熟记所用计算机的全部指令代码和代码的涵义。手编程序时,程序员得自己处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出,还得记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种状态。这是一件十分繁琐的工作。编写程序花费的时间往往是实际运行时间的几十倍或几百倍。而且,编出的程序全是些0和1的指令代码,直观性差,还容易出错。除了计算机生产厂家的专业人员外,绝大多数的程序员已经不再去学习机器语言了。

机器语言是微处理器理解和使用的,用于控制它的操作二进制代码。

尽管机器语言好像是很复杂的,然而它是有规律的。

存在着多至100000种机器语言的指令。这意味着不能把这些种类全部列出来。

以下是一些示例:

指令部份的示例

0000 代表 加载(LOAD)

0001 代表 存储(STORE)

暂存器部份的示例

0000 代表暂存器 A

0001 代表暂存器 B

存储器部份的示例

000000000000 代表地址为 0 的存储器

000000000001 代表地址为 1 的存储器

000000010000 代表地址为 16 的存储器

100000000000 代表地址为 2^11 的存储器

集成示例

0000,0000,000000010000 代表 LOAD A, 16

0000,0001,000000000001 代表 LOAD B, 1

0001,0001,000000010000 代表 STORE B, 16

0001,0001,000000000001 代表 STORE B, 1[1]

汇编语言

汇编语言的实质和机器语言是相同的,都是直接对硬件操作,只不过指令采用了英文缩写的标识符,更容易识别和记忆。它同样需要编程者将每一步具体的操作用命令的形式写出来。汇编程序的每一句指令只能对应实际操作过程中的一个很细微的动作。例如移动、自增,因此汇编源程序一般比较冗长、复杂、容易出错,而且使用汇编语言编程需要有更多的计算机专业知识,但汇编语言的优点也是显而易见的,用汇编语言所能完成的操作不是一般高级语言所能够实现的,而且源程序经汇编生成的可执行文件不仅比较小,而且执行速度很快。

汇编的hello world,打印一句hello world, 需要写十多行,也是醉了。

; hello.asm

section .data ;数据段声明

msg db “Hello, world!”,0xA;要输出的字符串

len equ $ – msg ;字串长度

section .text ;代码段声明

global _start ;指定入口函数

_start:;在屏幕上显示一个字符串

mov edx, len ;参数三:字符串长度

mov ecx, msg ;参数二:要显示的字符串

mov ebx,1;参数一:文件描述符(stdout)

mov eax,4;系统调用号(sys_write)

int0x80;调用内核功能

;退出程序

mov ebx,0;参数一:退出代码

mov eax,1;系统调用号(sys_exit)

int0x80;调用内核功能

高级语言

高级语言是大多数编程者的选择。和汇编语言相比,它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令,并且去掉了与具体操作有关但与完成工作无关的细节,例如使用堆栈、寄存器等,这样就大大简化了程序中的指令。同时,由于省略了很多细节,编程者也就不需要有太多的专业知识。

高级语言主要是相对于汇编语言而言,它并不是特指某一种具体的语言,而是包括了很多编程语言,像最简单的编程语言PASCAL语言也属于高级语言。

高级语言所编制的程序不能直接被计算机识别,必须经过转换才能被执行,按转换方式可将它们分为两类:

编译类:编译是指在应用源程序执行之前,就将程序源代码“翻译”成目标代码(机器语言),因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行(编译后生成的可执行文件,是cpu可以理解的2进制的机器码组成的),使用比较方便、效率较高。但应用程序一旦需要修改,必须先修改源代码,再重新编译生成新的目标文件(* .obj,也就是OBJ文件)才能执行,只有目标文件而没有源代码,修改很不方便。

编译后程序运行时不需要重新翻译,直接使用编译的结果就行了。程序执行效率高,依赖编译器,跨平台性差些。如C、C++、Delphi等

解释类:执行方式类似于我们日常生活中的“同声翻译”,应用程序源代码一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码(机器语言),一边执行,因此效率比较低,而且不能生成可独立执行的可执行文件,应用程序不能脱离其解释器(想运行,必须先装上解释器,就像跟老外说话,必须有翻译在场),但这种方式比较灵活,可以动态地调整、修改应用程序。如Python、Java、PHP、Ruby等语言。

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