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计算机是怎如何执行我们发给它的指令的呢?看完此篇你就了解了

 dushikuaile 2019-08-13

一、前言

随着计算机的广泛应用,各种程序设计语言也脱颖而出,作为书写计算机程序而人为设计的符号语言,打通了人类和计算机的语言通道,程序设计语言是一个不断演化的过程,其根本的动力是更高的抽象机制以及对程序设计思想的更好支持。

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二、程序设计语言基本概述

1.低级语言和高级语言

众所周知,计算机只能识别0和1的数字,那么我们平时对于计算机的各种操作内存程序都是怎样执行的呢,计算机有着固定的机器指令程序,这些机器指令就是所谓的机器语言,只要能读懂机器语言就可以和计算机打交道了,但这样进行程序设计是效率很低,程序的可读性很差,更加难以修改和维护,因此0和1就诞生了,例如用add表示加,sub表示减法等。其中用符号表示的程序指令为汇编指令,汇编指令的集合就是常说的汇编语言,由于汇编语言和机器语言很相似,在很大程度上取决于机器指令,所以机器语言和汇编语言都一般称为低级语言。在此基础上,为了是计算机编程更加方便快捷,就出现了面向各类程序的程序设计语言,称为高级语言,常见的有java、python、C、C++、Delphi、PASCAL等,有了这类与人类自然语言比较接近的语言,瞬间提高了程序设计的效率。

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2.编程语言和解释程序

有了程序设计语言,那么就必须有解释器来解释我们所写的程序代码,因为机器智能识别0和1,所以需要转换后才能使计算机识别,用java、python等写的程序一般都称为源程序,这类程序计算机直接是无法识别的,如果源程序是用汇编语言编写的,则需要一个汇编程序将其翻译成目标程序后才能执行,如果是高级语言编写的,则需要对应的解释程序或编译程序对其进行编译,然后才能在机器上执行,解释器可以直接将源程序解释执行或者翻译成某种中间代码后再加以执行,二编译程序(编译器)是将源程序翻译为目标语言程序,然后在计算机上运行目标程序,比如java就需要编译后才能执行,而python则直接加入python运行环境由其解释器直接执行无需编译。

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3.程序设计语言规则定义

一般程序设计语言都有语法、语义、语用等方面,其中语法是有程序设计语言的基本符号组成的各个语法成分的统一规则,基本都是有单词构成的语法规则,其表示形式可用形式语言直接描述。语义是程序设计语言中按照语法规则构成的各个语法成分,有静态语义和动态语义。语用是构成语言的各个标记和使用者的关系,有符号来源和使用的影响等,语言的规则有编译语境和运行语境。

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4.程序设计语言的分类

程序设计语言发展在不断的演练中,许多新的语言也都相继出,这里直接从c语言开始说起

(1)C语言是20世纪70年代发展起来的一种通用程序设计语言,现在很多软件都是用C语言编写的,包括unix中的很多软件都是用其编写的,它兼顾了汇编和高级语言的特点,其提供了丰富的语言符号集合合紧凑的语句格式,在编写起来比汇编更加方便快捷,称为当时最火的开发语言。

(2)C++是在C语言的基础上发展起来的,与C语言兼容,后来发展称为面向对象的程序设计语言。

(3)C#是由微软公司开发的一种面向C/S的程序语言,运行于.NET Framework的高级程序设计语言,相比于C++这门语言在许多方面进行了限制和增强。

(4)java产生于20世纪90年代,为现如今非常火的一款开发语言,刚开始java只是开发网络浏览器的小应用程序,但作为一种通用的程序设计语言,java的应用非常广泛,java在C++的基础上删除了其不好的特征,使java更加方便灵活。

(5)Ruby使松本行弘设计的一种解释型、面向对象、动态类型的脚本设计语言,与java相比起更加简单。

(6)PHP是一种在服务端执行的,可以嵌套在html中的脚本语言。

(7)Python是一种解释性的程序脚本设计语言,可以独立编写程序,快速脚本和复杂的应用原型。

(8)javaScript是一种运行于前端web开发中的脚本语言,一般和html结合使用。

程序设计语言发展久远,目前也在不断发展中,还有很多编程语言,这里就不一一展示了

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各种编程语言

三、程序设计语言的组成

1.程序设计语言一般包括数据、运算、控制、传输等

其中数据是程序操作的对象,具有存储类别、名称等属性值,在使用时会给它分配空间,一般就是变成中的变量和常量、全局变量和局部变量以及数据类型的划分。程序设计语言的运算成分指的就是允许使用的运算符合和运算规则,控制成分指的是程序的控制逻辑,一般程序中都用判断条件控制程序逻辑分层执行,传输成分一般就是各种结构,比如顺序结构,选择结构,循环结构等传输逻辑。

四、程序设计语言的执行原理

1.编译过程:编译程序的功能是把某种高级程序设计语言的源程序翻译成为与之等价的目标程序(也就是汇编语言或者机器语言)用来和机器通话。

2.程序编译原理步骤

(1)词法分析:将源程序简单的看成一个或者多个字符串。

(2)语法分析:语法分析是在词法分析基础上执行的,将单词分列为各个语法单位。

(3)语义分析:语义分析是分析各个语法的结构和含义,检查源程序语义是否错误等。

(4)中间代码生成:此步骤是根据语义分析输出中间代码。

(5)代码优化:优化中间生成的繁琐代码,使执行更加高效。

(6)目标代码生成:目标代码是最终的代码,将其转为机器指令程序。

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3.最后概述下解释程序基本原理:解释程序是另外一种不同于编译程序那样的语言,在词法,语义、语法分析方面与编译程序的工作原理基本相同,但在运行程序时,它是直接执行源程序和源程序的中间表示形式,从而解释型程序不产生目标程序代码。

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到此程序设计语言就讲述完了,这里只是大概描述,有兴趣的可以参与讨论哦。

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