程序设计语言

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1、第五讲程序设计语言5.1程序设计语言的发展历史5.2高级语言的基本元素5.3高级语言的编译5.1程序设计语言的发展历史5.1.1程序设计语言的断代划分程序设计语言发展到目前，共经历了三代，它们分别是机器语言时代、汇编语言时代和高级语言时代。1.机器语言计算机刚发明时使用的程序设计语言是机器语言。机器语言的程序由指令组成，机器语言的特点是所有指令的记号都采用符号0、1的编码组成。用机器语言书写程序时，程序设计人员不仅非常费力，而且编写程序的效率还非常低。另外，不同计算机的机器语言是不相同的，因此，用机器语言书写的程序在不同的计算机上不能通

2、用。这样，当要把一个程序在另外类型的一个计算机系统上运行时，就需要重新编写程序代码。表5-1机器语言程序机器语言操作定义1020从内存单元20中取数值置于寄存器A3021寄存器A的数值加内存单元21的数值，和存于寄存器A2022把寄存器A的数值存于内存单元22中0000结束程序运行2.汇编语言对程序设计人员来说，用机器语言书写程序的最大困难是把算法转换为由0、1符号编码表示的指令。因此，人们就试图用容易记忆和交流的符号来分别表示机器语言中的操作码和操作数，这就形成了汇编语言。汇编语言出现于20世纪50年代初期。汇编语言是程序设计语言发展

3、的第二代。机器语言中用术语机器指令来表示机器语言中某个特殊的操作。类似地，汇编语言中用术语指令来表示汇编语言中某个特殊的操作。汇编语言和机器语言基本上是一一对应的。也就是说，对大多数汇编语言中的指令来说，在机器语言中都存在一条功能相同的机器指令。例如，假设汇编语言中用LOAD表示取数操作，对应机器指令的操作码为10；用STORE表示存数操作，对应机器指令的操作码为20；用ADD表示加法操作，对应机器指令的操作码为30；用HALT表示结束程序运行操作，对应机器指令的操作码为00。再假设汇编语言中用X表示内存单元地址20，用Y表示内存单元地

4、址21，用SUM表示内存单元地址22，则上述实现两个整数值相加功能的汇编语言程序如表7-2所示。表5-2汇编语言程序汇编语言操作定义LOADX从内存单元X中取数值置于寄存器AADDY寄存器A的数值加内存单元Y的数值，和存于寄存器ASTORESUM把寄存器A的数值存于内存单元SUM中HALT结束程序运行显然，和使用机器语言编写程序比较，使用汇编语言编写程序要容易许多。当然，计算机不能直接理解和执行用汇编语言编写的程序，需要进行转换。因为汇编语言的指令和机器语言的机器指令存在对应关系，所以这样的转换并不困难。汇编程序就是完成这种转换工作的一

5、种专门的程序。汇编程序是把用汇编语言编写的程序(术语称为源程序)翻译为等价的机器语言程序(术语称为目标程序)的一种程序。现在程序设计语言已发展到了第三代的高级语言，对大多数软件设计问题来说，使用高级语言编写程序是一种更为方便的选择。但是，由于在把用高级语言编写的程序翻译为等价的机器语言程序的过程中，不一定能达到计算机运行效率最高，所以，在一些特定的软件设计问题中，仍然使用汇编语言编写程序。例如，目前大多数外部设备的驱动程序都是用汇编语言编写的。最早出现的高级语言是FORTRAN语言。1957年，巴克斯领导的研究小组开发出了FORTRAN

6、语言，其名字是FORmulaTRANslator(公式翻译)的缩写。FORTRAN语言允许程序设计人员直接把计算公式书写在程序中，这就大大简化了程序设计的复杂性，提高了程序设计的效率。而把用FORTRAN语言编写的程序转换成机器语言程序的任务由一个称为FORTRAN语言编译程序的程序来完成。FORTRAN语言编译程序的功能在某种意义上类似于汇编程序，只是由于FORTRAN语言和机器语言的对应关系复杂，所以FORTRAN语言编译程序较汇编程序复杂许多。FORTRAN语言受到了程序设计人员的一致好评。FORTRAN语言的成功为高级语言的发展

7、奠定了基础。随着软件技术的发展，人们对FORTRAN语言不断进行改造和更新。1958年，FORTRAN被修订为FORTRANⅡ，几年后又被修订为FORTRANⅣ。不同的FORTRAN语言软件开发商实现了FORTRAN语言的不同版本，这些版本之间互不兼容，这给程序的共享和程序的移植造成了很大的困难。1966年，FORTRANⅣ以FORTRAN66的名称成为一种标准。此后，FORTRAN语言的标准又两度更新FORTRAN77和FORTRAN90。随着FORTRAN语言的成功和不断发展，又有许多高级程序设计语言被提出，如ALGOL语言、COB

8、OL语言等，在程序设计语言几十年的发展历程中，曾经推出的高级语言不下百种。随着程序设计语言的不断更新和发展，许多高级语言由于先天的不足，或后天没有软件商对其进行持续的更新和改造，所以，许多高级语言逐渐被市场