計(jì)算機(jī)編程演變及其發(fā)展趨勢(shì)

王磊　史壯莊　王瑞祥　劉澤華　張兆宇　安長(zhǎng)敏

摘 要：基于計(jì)算機(jī)程序的持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，也是各個(gè)企業(yè)進(jìn)行科技研究、發(fā)展規(guī)劃的重要依據(jù)。計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的發(fā)展?fàn)顩r是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要表征，目前計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言發(fā)展?fàn)顩r正在成為IT界關(guān)注的熱點(diǎn)。編程語(yǔ)言處在不斷的發(fā)展和變化中，從最初的機(jī)器語(yǔ)言發(fā)展到如今的2500種以上的高級(jí)語(yǔ)言，每種語(yǔ)言都有其特定的用途和不同的發(fā)展軌跡。編程語(yǔ)言并不像人類自然語(yǔ)言發(fā)展變化一樣的緩慢而又持久，其發(fā)展是相當(dāng)快速的，這主要是計(jì)算機(jī)硬件、互聯(lián)網(wǎng)和IT業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了編程語(yǔ)言的發(fā)展。通過介紹計(jì)算編程語(yǔ)言的發(fā)展歷程以及應(yīng)用現(xiàn)狀，詳細(xì)分析，并闡述了其發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言 信息化 發(fā)展應(yīng)用

1.計(jì)算機(jī)編程演變史

1.1機(jī)器語(yǔ)言

眾所周知， 最早的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是機(jī)器語(yǔ)言，目前為比，機(jī)器語(yǔ)言是和計(jì)算機(jī)硬件密切相關(guān)的語(yǔ)言。這是一種與計(jì)算機(jī)硬件密切相關(guān)的語(yǔ)言。當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)計(jì)工作一旦完成，它的指令系統(tǒng)也就確定了，指令系統(tǒng)由0.1序列所組成的機(jī)器語(yǔ)言包含指令、數(shù)據(jù)、地址等信息，具有執(zhí)行速度快、效率非常高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、執(zhí)行速度快等優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí)要求編程人員對(duì)計(jì)算機(jī)的內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)要非常清楚，他們需要用機(jī)器語(yǔ)言一一應(yīng)對(duì)內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)，達(dá)到匹配的狀態(tài)。但同時(shí)也存在一個(gè)缺點(diǎn)，這樣的指令系統(tǒng)也是難于記憶的，要想修改和維護(hù)非常困難。一個(gè)好用的應(yīng)用程序需要反復(fù)調(diào)試。該機(jī)器語(yǔ)言被稱為第一代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。

1.2匯編語(yǔ)言

由于二進(jìn)制代碼難于記憶，為了使編程更加簡(jiǎn)單，編程人員自然而然地就想到利用一些符號(hào)代替二進(jìn)制碼，比如用ADD代表加法指令、SUB代替減法指令、MOV代表數(shù)據(jù)傳送指令、JUMP代表地址跳轉(zhuǎn)指令等。由一個(gè)匯編系統(tǒng)來識(shí)記這些符號(hào)，由此形成可執(zhí)行的目標(biāo)碼，匯編語(yǔ)言就此形成，這就是第二代編程語(yǔ)言匯編語(yǔ)言。從核心來看，匯編語(yǔ)言也是通過程序與機(jī)器碼之間互相聯(lián)系形成的，它具有機(jī)器語(yǔ)言的所有優(yōu)點(diǎn)，即效率高、速度快。與機(jī)器語(yǔ)言有共同的優(yōu)點(diǎn)。直至今天，匯編語(yǔ)言的意義不可忽視，匯編語(yǔ)言仍有其存在的意義，我們知道對(duì)于底層程序來說，雖然可以用C語(yǔ)言來實(shí)現(xiàn)，但是匯編語(yǔ)言依然是程序員常用的一種語(yǔ)言，原因是匯編語(yǔ)言編出的程序精簡(jiǎn)、高效，且與高級(jí)語(yǔ)言的庫(kù)函數(shù)無關(guān)，因此便于向不同的硬件環(huán)境移植?？偟膩碚f，匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言相比，匯編語(yǔ)言在某種意義上是提高了編程的效率，并一定程度上解決了軟件業(yè)遇到的困擾。

1.3高級(jí)語(yǔ)言

在于計(jì)算機(jī)溝通的經(jīng)歷中，程序員們逐漸發(fā)展出了接近于人民能夠懂的自然語(yǔ)言，且不依賴計(jì)算機(jī)硬件的語(yǔ)言首先，20世紀(jì)50年代，產(chǎn)生了第一個(gè)高級(jí)語(yǔ)言，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)是稀有之物，如何使用好計(jì)算機(jī)是一個(gè)頭疼的問題，為了有效的使用計(jì)算機(jī)，滿足使用人員的要求，人們?cè)O(shè)計(jì)了高級(jí)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)在使用高級(jí)語(yǔ)言需要翻譯，雖然這給計(jì)算機(jī)帶來了一定的負(fù)擔(dān)，但是計(jì)算機(jī)使用效率大大提高了。基于這種想法，第一個(gè)完全脫離機(jī)器硬件的高級(jí)語(yǔ)言一FORTRAT在1954年出現(xiàn)，在此后的60多年里，幾百種高級(jí)語(yǔ)言出現(xiàn)了，其中使用比較普遍的事FORTRAN、JAVA、VC等。其中Java是一種面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言，始終關(guān)注應(yīng)用中數(shù)據(jù)和操縱數(shù)據(jù)的算法，其作為一種分布式語(yǔ)言，是跨平臺(tái)高并發(fā)，高性能互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)不二之選，其具有簡(jiǎn)單性，語(yǔ)法簡(jiǎn)捷，自動(dòng)化內(nèi)存管理，跨平臺(tái)可移植、穩(wěn)定性，完善的字節(jié)碼安全機(jī)制，可靠的異常處理等優(yōu)勢(shì)，在信息化時(shí)代中的應(yīng)用范圍較為廣泛，在個(gè)人PC、游戲控制，多媒體、互聯(lián)網(wǎng)等方面都發(fā)揮了重要的作用，尤其是在互聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用的時(shí)代背景下，廣泛應(yīng)用與網(wǎng)站建設(shè)、軟件方面，特別是在安卓APP中的到了較多應(yīng)用。例如頗具吸引力的王者榮耀游戲、微博客戶端等，都是由Java語(yǔ)言編寫而成的，包括電腦端的Word ， Excel等辦公軟件也是由Java語(yǔ)言編寫而成。容易相較于C語(yǔ)言而言，Java編程語(yǔ)言的機(jī)器效率較低，但是該語(yǔ)言具備較好的可移植性和經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)，因此在超級(jí)計(jì)算機(jī)和大數(shù)據(jù)領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛。

2.計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言己經(jīng)多樣化，使用方便化?？梢源竽懖聹y(cè)，未來的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言將會(huì)朝著語(yǔ)言更加標(biāo)準(zhǔn)、使用更加深入.面向?qū)ο蟾尤娴姆较虬l(fā)展。

基于現(xiàn)階段科技水平的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算機(jī)無論是在硬件構(gòu)造還是軟件技術(shù)方面都需要持續(xù)優(yōu)化、進(jìn)步，隨著多核時(shí)代的到來，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)也逐漸發(fā)生改變，基于該形勢(shì)的影響下，計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的發(fā)展模式也需產(chǎn)生質(zhì)的變化，才能實(shí)現(xiàn)更加快速有效地滿足社會(huì)發(fā)展下的信息化發(fā)展需求。計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的創(chuàng)新與優(yōu)化，主要是通過為編程人員的操作提供便捷，擴(kuò)展面向?qū)ο蟮目臻g、提升編程語(yǔ)言的應(yīng)用安全性、平臺(tái)無關(guān)性等多種方式來實(shí)現(xiàn)。

（1）為使用者的操作提供便捷，基于當(dāng)前計(jì)算機(jī)程序的設(shè)計(jì)過程中，其核心主線仍是山面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)抽象兩者所占據(jù)，而為了有效提升計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的操作便捷性，必須保證編程語(yǔ)言的簡(jiǎn)單易學(xué)，不具備較高的專業(yè)性，編程語(yǔ)言要向?yàn)楦嗍褂谜咛峁┍憬菪缘姆较虬l(fā)展。要求只要具備一定的基礎(chǔ)概念、基本使用方式的能力，使用者就可對(duì)較為簡(jiǎn)單的工作流程進(jìn)行編寫工作，有效提升操作的便捷性。

（2）編程語(yǔ)言還會(huì)逐漸向面向?qū)ο蟮姆较虬l(fā)展，提供簡(jiǎn)單的類機(jī)制以及動(dòng)態(tài)的接口模型。對(duì)象中封裝狀態(tài)變量以及相應(yīng)的方法，實(shí)現(xiàn)了模塊化和信息隱藏。提供了一類對(duì)象的原型.并且通過繼承機(jī)制，子類可以使用父類所提供的方法，實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)用;因?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)具有開放性的特點(diǎn)，所以編程語(yǔ)言應(yīng)該充分考慮安全性，為程序的編寫提供一個(gè)安全的環(huán)境。所以應(yīng)該創(chuàng)建安全保護(hù)機(jī)制，根據(jù)程序編寫的特點(diǎn)，制定適應(yīng)的安全體系，構(gòu)建安全和諧的編寫環(huán)境;平臺(tái)無關(guān)性就是為了使編寫的程序能夠在不同機(jī)器、不同平臺(tái)上進(jìn)行移植，不受到平臺(tái)的限制，所以編寫語(yǔ)言應(yīng)該向平臺(tái)無關(guān)性方向發(fā)展，這樣編寫的程序在應(yīng)用上就能夠更加方便，應(yīng)用范圍更加廣泛。

3.結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言也就是指計(jì)算機(jī)的語(yǔ)言，其作為計(jì)算機(jī)程序編寫人員與計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行交流的工具，歷經(jīng)長(zhǎng)期以來的進(jìn)化發(fā)展，其基于原有的特性與優(yōu)勢(shì)為基礎(chǔ)上，持續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化發(fā)展。對(duì)于計(jì)算機(jī)所理解的語(yǔ)言提升到人類思考模式的樣式是人們不斷追求的目標(biāo)，也是發(fā)展的方向?；诳萍妓降某掷m(xù)發(fā)展進(jìn)步，為了有效滿足社會(huì)的信息化發(fā)展需求，編程語(yǔ)言必須逐漸提升其便捷性、安全性、簡(jiǎn)易性，進(jìn)而為計(jì)算機(jī)編程人員提供更加便捷的條件，擴(kuò)大編程語(yǔ)言應(yīng)用對(duì)象的范圍，為促進(jìn)編程語(yǔ)言的進(jìn)一步發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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