像设计电路一样编程（2） 电路设计与软件编程的区别版权声明：《像设计电路一样编程》系列博客文章由陈明计原创，版权完全属于陈明计，转载请务必完全转载。欢迎访问陈明计的博客：http://blog.sina.com.cn/cmj2。 高级编程语言可分为命令式语言(Imperative programming language)和声明式语言(declarative programming language)，两者的编程方法有很大的不同。声明式语言又可分为函数式语言、逻辑式语言等；而命令式语言可分为冯.诺伊曼式编程语言、脚本编程语言、面向对象编程语言等。目前，软件编程中命令式语言主导地位，这里将以此为例说明软件编程与电路设计的区别。 电路设计与软件编程的区别表面上看只是一个图形形式，一个是文字形式；但实质上有很大的不同。 迄今为止，凡是能够实用的电子计算机都是按照冯·诺依曼提出的结构体系和工作原理来设计制造的，简而言之，计算机就是存储程序并按地址顺序执行的。其要点如下：
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* 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备与输出设备所组成。其中最广泛应用编程语言的C语言（属于冯.诺伊曼式编程语言）充分表达计算机结构原理。 因此，计算机编程实际上是“按步骤解决问题”：把解决问题的方法分成若干的大步骤，每个大步骤又分为若干个小步骤，一直分下去，直到分不可分；然后计算机就按照步骤来一丝不苟的执行。这种“按步骤解决问题”的思路很利于执行，但从步骤中分析解决问题的思路就非常困难了；进而分析程序是否完全符合解决问题的思路也是很困难的。很简单的例子，网上有大量的教程，很多也是step by step的，但很多人按照教程做，依然无法解决问题。 与计算机编程不同，电路是连续工作的，没有“步骤”一说。数据（电流或电压）持续的流入一个器件，经过一个器件加工后，又流出这个器件。例如放大器，会只要通电，就会持续不断的对输入信号放大，在工作范围内，输出信号一直与输入信号成正比或反比。数字电路同样如此，例如二输入与门，其输出信号时时刻刻是两个输入信号的与。即使有时钟参与的时序数字电路，可认为时钟也是一个输入信号，同样脱离不了上述规律。即使不把时钟当作输入信号，时序电路也没有“步骤”，只是信号处理不再是连续的，而是离散的而已。 综上所述，计算机编程关注的是解决问题的步骤。如果步骤太多（程序规模较大），则编程时很容膝疏忽某些步骤，造成程序隐含的BUG。而电路设计关注的是数据流动，每个器件都对数据进行特定的处理，数据按照指定的方式路径流过这些器件后，自然就解决了要解决的问题。因此，电路的行为比计算机编程更容易预测，更容易理解，也就更不容易出错。计算机领域中，硬件发展的速度远高于软件发展的速度就很好的证明了这一点。 前一篇：像设计电路一样编程（1） 概述
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