計(jì)算機(jī)編程方式改進(jìn)的必要性及優(yōu)化

郭蕾　王昕　陳世亮

摘 要：當(dāng)前我國在計(jì)算機(jī)編程領(lǐng)域取得了重大的成績，計(jì)算機(jī)編程正在如火如荼發(fā)展之中，但總體來看，我國在該領(lǐng)域應(yīng)處于初級(jí)階段的發(fā)展，集中表現(xiàn)在編程方式的復(fù)雜化，因此改進(jìn)計(jì)算機(jī)的編程方式是很有必要的。本文首先說明了計(jì)算機(jī)編程方式改進(jìn)的意義，然后分析了計(jì)算機(jī)語言的改進(jìn)過程，最后詳細(xì)闡述了計(jì)算機(jī)編程方式優(yōu)化的思想及優(yōu)化策略。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；編程；改進(jìn)；C語言；數(shù)學(xué)算法

1 計(jì)算機(jī)編程方式改進(jìn)的意義

當(dāng)前是科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)也在不斷的更新和改造，計(jì)算機(jī)的編程方式作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的重要基礎(chǔ)也在不斷地改進(jìn)之中，傳統(tǒng)的過于復(fù)雜化的編程方式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前飛速發(fā)展的現(xiàn)代科技的需要。改進(jìn)計(jì)算機(jī)編程方式是時(shí)代科技發(fā)展的需要，是迫切而必要的。

當(dāng)前我國處在計(jì)算機(jī)科技信息技術(shù)飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的時(shí)代，計(jì)算機(jī)編程更多地應(yīng)用在辦公和家庭生活的信息化之中，給我們的辦公和生活都帶來了極大的便利性。除此之外，計(jì)算機(jī)編程還大量應(yīng)用在信息管理企業(yè)和制造業(yè)企業(yè)中，在這兩類企業(yè)中發(fā)揮的作用是十分巨大的。例如，計(jì)算機(jī)編程應(yīng)用在信息管理企業(yè)中，最大的優(yōu)勢就是對(duì)企業(yè)的物資和企業(yè)的日常管理發(fā)揮重要的作用；再如，計(jì)算機(jī)編程應(yīng)用在制造業(yè)企業(yè)中，能夠?qū)?fù)雜的生產(chǎn)制造工序最大可能地進(jìn)行簡化，從而使得生產(chǎn)效率得以提高。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)也在向著智能化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化的方向發(fā)展，社會(huì)的各行各業(yè)已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支撐，計(jì)算機(jī)編程帶來的效益也是有目共睹的，因此，改進(jìn)計(jì)算機(jī)編程的方式是十分必要的。

2 計(jì)算機(jī)語言的改進(jìn)過程

2.1 機(jī)器語言

計(jì)算機(jī)機(jī)器語言是借助于二進(jìn)制來表示計(jì)算機(jī)的指令的，這是最早的計(jì)算機(jī)編程的語言方式。機(jī)器語言可以看做是設(shè)計(jì)者賦予了計(jì)算機(jī)一種可以進(jìn)行操作使用的功能，而這種功能的實(shí)現(xiàn)則必須要借助于計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)的。機(jī)器語言也有其自身的優(yōu)勢，那便是靈活、速度快、執(zhí)行直接等。在使用機(jī)器語言進(jìn)行編程時(shí)，編程人員首先要十分熟悉計(jì)算機(jī)的指令代碼及其意義，這是進(jìn)行編程的基礎(chǔ)。另外，如果是手動(dòng)編程，程序員輸入、輸出指令的準(zhǔn)確性便成為了編程質(zhì)量的重要影響因素。眾所周知，計(jì)算機(jī)編程是一個(gè)很復(fù)雜的過程，甚至編制一個(gè)程序所花費(fèi)的時(shí)間是應(yīng)用這個(gè)程序的幾十倍。效率不高時(shí)手動(dòng)編程的缺陷，另外，從更專業(yè)的角度來講，手動(dòng)編程的代碼直觀性較差，因?yàn)橹挥?和1可以作為代碼，這客觀上增加了出錯(cuò)的概率，因此機(jī)器語言取代手編語言便是編程語言的一大進(jìn)步。

2.2 匯編語言

機(jī)器語言取代手編語言雖然是計(jì)算機(jī)語言史上的一大進(jìn)步，也顯示出了其明顯的優(yōu)越性。但是人們也逐漸發(fā)現(xiàn)了使用機(jī)器語言的一些不便，那就是機(jī)器語言的難編和難寫，并且很容易出錯(cuò)。因此，迫切需要一種更為先進(jìn)的語言來代替機(jī)器語言，這樣匯編語言應(yīng)運(yùn)而生。匯編語言的代碼不再是指令代碼，而是采用了和代碼意思相近的字母或者是數(shù)字等符號(hào)來進(jìn)行表示，這便是符號(hào)代碼的產(chǎn)生。匯編語言就是借助了這種符號(hào)代碼來面向計(jì)算機(jī)。匯編語言由于是通過助記符號(hào)的方式來進(jìn)行編程的，因此其相對(duì)于機(jī)器語言更具有記憶上的優(yōu)勢。

但是匯編語言也有其不可忽視的缺陷，由于助記符號(hào)的使用，使得編入計(jì)算機(jī)后的程序不能被直接使用，還需對(duì)這個(gè)程序進(jìn)行二次加工，使之轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的代碼程序，這樣才能被計(jì)算機(jī)識(shí)別。匯編語言也是使用硬件來進(jìn)行操的，這一點(diǎn)與機(jī)器語言相似，由此導(dǎo)致了匯編語言應(yīng)用上的繁瑣。

2.3 高級(jí)語言

采用機(jī)器語言和匯編語言進(jìn)行編程對(duì)計(jì)算機(jī)人員的技術(shù)要求很高，而且還要求他們必須熟識(shí)計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和工作原理，這就對(duì)一些非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人員形成了制約，從這個(gè)角度來講，也就不利于計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用和推廣。而高級(jí)語言的出現(xiàn)，使得人們找到了一種與人類語言更為接近的計(jì)算機(jī)編程語言，易懂易記，直觀生動(dòng)，這使得高級(jí)語言可以面向更多的用戶群體，不再對(duì)使用者的計(jì)算機(jī)類型有限制性的要求，只要計(jì)算機(jī)上有相關(guān)的編譯程序便可進(jìn)行程序的編寫。但需要注意的是，在采用高級(jí)語言進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程時(shí)，計(jì)算機(jī)也是不能直接接受和執(zhí)行利用的，這時(shí)需要輸入源程序，在這之后便可以進(jìn)行編譯和解釋。由此可見，高級(jí)語言具有很強(qiáng)的通用性。

3 計(jì)算機(jī)編程方式優(yōu)化的思想及優(yōu)化策略

3.1 優(yōu)化的思想

數(shù)學(xué)算法是計(jì)算編程的基礎(chǔ)，因此要對(duì)計(jì)算機(jī)編程的方式進(jìn)行優(yōu)化，可以先從數(shù)學(xué)算法入手。計(jì)算機(jī)編程就是對(duì)各種計(jì)算語言進(jìn)行編譯，從而使其實(shí)現(xiàn)不同的計(jì)算機(jī)操作功能。當(dāng)前數(shù)學(xué)算法優(yōu)化是最好的計(jì)算機(jī)編程優(yōu)化方式，數(shù)學(xué)算法，顧名思義就是借助于數(shù)學(xué)學(xué)科里的計(jì)算方法來對(duì)計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行總結(jié)和劃分，實(shí)現(xiàn)一種統(tǒng)一的計(jì)算，從這個(gè)角度來講，這無疑是數(shù)學(xué)思想的一種具體應(yīng)用。

3.2 優(yōu)化的對(duì)策

（1）C 語言中數(shù)學(xué)算法

熟悉計(jì)算機(jī)編程的人都知道，C語言已經(jīng)算是一種很高級(jí)的計(jì)算機(jī)語言了，同時(shí)兼具高級(jí)語言拓展基礎(chǔ)的功能，因此其應(yīng)用是很廣泛的。但是在采用C語言進(jìn)行編程時(shí)，容易出現(xiàn)重復(fù)編譯的問題，C語言是一種面對(duì)過程的程序語言，這使得代碼邏輯成為其在編寫時(shí)的重要影響因素。因此，C語言在操作過程中也需得到優(yōu)化。

（2）面向?qū)ο蟪绦蛑袛?shù)學(xué)算法

C++就是一種針對(duì)C語言的編程語言，也是面向?qū)ο蟪绦虻脑O(shè)計(jì)語言。面向?qū)ο蟪绦虻脑O(shè)計(jì)語言要用對(duì)象封裝的形式來進(jìn)行，這就在一定程度上彌補(bǔ)了C語言設(shè)計(jì)上的缺陷。面向?qū)ο蟪绦虻脑O(shè)計(jì)語言應(yīng)用了一類的理念，類的繼承和封裝都需要數(shù)學(xué)算法來進(jìn)行優(yōu)化。如果大規(guī)模的程序編寫，那么所需的任務(wù)量是非常大的。所以，采用數(shù)學(xué)算法來應(yīng)對(duì)。建模是一種非常好的形式，利用數(shù)學(xué)建模來進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)學(xué)運(yùn)算，進(jìn)而能夠更高效地解決問題。數(shù)學(xué)算法是公認(rèn)的比較適合計(jì)算機(jī)編程方式改進(jìn)的方法，它可以減少工作量，快速準(zhǔn)確地得到應(yīng)有的效果。從面向?qū)ο蟪绦虻脑O(shè)計(jì)語言方面來說，數(shù)學(xué)算法是利用建模的思想來優(yōu)化編程，進(jìn)一步提高效率和程序的有效性。

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（作者單位：西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院）