计算机历程及程序设计语言介绍

什么是计算机?
计算机是根据指令操作数据的设备。

计算机的两个基本特性:功能性和可编程性。
功能性:指对数据的操作,表现为数据计算、输入输出处理和结果存储等。
可编程性:它可以根据一系列指令自动地、可预测地、准确地完成操作者的意图。

计算机发展历程:
1946年:第一台计算机诞生;

1946~1981:“计算机系统结构阶段”
        以全球首台数字计算机ENIAC诞生为标志,在此阶段,计算机技术主要围绕计算机系统结构设计开展,服务于科学计算和商业数值类计算,产生了超级计算机、高性能计算机、工作站、个人计算机等不同类型的计算机系统。
        与这个时期计算机有限的计算性能和功能相对应,计算机的可编程性主要表现为合理划分软/硬件接口、控制计算部件完成高速运算,程序设计需要在程序逻辑和系统结构之间、处理能力和存储容量之间、计算和通信之间寻找优化和折中。
        这个阶段的计算需求催生了执行高效的C语言,C语言的可编程性体现在通过指针优化底层内存的使用,进而使程序在有限计算资源下高速运行;

1982~2007:“计算机网络和视窗阶段”
        以面向全球子网间组网的TCP/IP网络协议的标准化为标志。
        互联网(Internet,最早含义是连接子网的网络)时代到来了。此阶段,计算机技术主要围绕网络技术、视窗技术、多媒体技术发展,以个人计算机和服务器为主要计算平台,计算机提供满足个人计算需求的视窗应用和网络服务。
        由于网络将不同类型系统互联互通,在多种操作系统上执行同一个程序的跨平台特性成为计算机编程的迫切需求,由此诞生了具备跨平台功能的Java语言(1995年)。同时由于微软Windows操作系统在个人计算机领域的高度普及,视窗应用“所见即所得”的开发需求催生了Visual C++(VC)、Visual Basic(VB)(1991年)等视窗编程语言;

2008~…:“复杂信息系统阶段”
        以安卓(Andriod)开源移动操作系统的发布为起点,移动互联网、多核众核、云计算、可信计算、大数据、可穿戴计算、物联网、互联网+等新的概念和技术几乎同时提出并显著推动了计算机技术的升级换代,这些概念的提出反映了计算平台和应用的多样性,也带来了更复杂的安全问题。
        面对复杂的功能性和紧迫的迭代周期,计算机需要更高抽象级别的程序设计语言来表达可编程性,Python语言(2008年3.0版本)已经成为这个阶段计算机系统的主流编程语言;

程序设计语言:

也叫编程语言

        程序设计语言是计算机能够理解和识别用户操作意图的一种交互体系,它按照特定规则组织计算机指令,使计算机能够自动进行各种运算处理。程序设计语言包含机器语言、汇编语言和高级语言三大类。

低级语言:
        机器语言:二进制语言,是计算机硬件可以直接识别和执行的程序设计语言;
        汇编语言:使用助记符与机器语言中的指令进行一一对应,在计算机早期发展能帮助程序员提高编码效率,不同计算机结构的汇编指令不同。

高级语言:
        接近自然语言的一种计算机程序设计语言,可以更加容易地描述计算机问题并利用计算机解决计算问题。
        第一个广泛应用的高级语言是C语言(1972年),其后还有C++、C#、Go、HTML、Java、JavaScript、PHP、Python、SQL等。
        一般来说,通用编程语言比专用编程语言生命力强。

编译与解释:

编译:将源代码一次性转换成目标代码的过程,执行编译过程的程序叫编译器。
执行编译过程的程序叫编译器
解释:将源代码逐条转换成目标代码同时逐条运行的过程,执行解释过程的程序叫解释器。
执行解释过程的程序叫解释器
        编译与解释的区别在于编译是一次性地编译,一但程序被编译,就不需要程序与源代码;解释则在每次程序运行时都需要解释器和源代码。
        高级语言按照计算机执行方式的不同分为两类:静态语言和脚本语言。

静态语言:
        采用编译执行;C/C++语言、Java语言;编译器一次性生成目标代码,集成尽可能多的优化技术,优化更加充分,程序运行速度更快!

脚本语言:
        采用解释执行;Python语言、JavaScript语言、PHP语言;执行程序时需要源代码,维护更加灵活、跨多个操作平台!

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