一篇文章,带你见证编程语言的诞生!
首先,世界上最早的電腦誕生。
首先我們熱烈歡迎世界上最早的電腦登場,對,它的名字就叫安提基特拉機械,被認為是最初的電腦,展示于雅典國家考古博物館。
此機械是在希臘安提基特拉島附近的安提基特拉沉船里發現的,所以叫安提基特拉機械。它誕生于公元前100年左右,屬于模擬計算機,至今已有二千多年歷史。類似的復雜工藝技術直到14世紀時歐洲制造了天文鐘后才重新出現。它是古代人類智慧的最高杰作之一。
那么,真正的近代的電腦誕生于什么時候呢?答案是1945年,諾伊曼發明數字式電腦。此處應該有掌聲。
諾先生規定用二進制替代十進制運算,并將計算機分成五大組件,他的思想為電子計算機的邏輯結構設計奠定了基礎,并且已成為計算機設計的基本原則。
1951年,EDVAC計算機宣告誕生。由于他在計算機邏輯結構設計上的偉大貢獻,諾先生被譽為「計算機之父」。
由上圖可以得知,直到93年,我們現在一般用戶熟知的window操作系統才誕生。
電腦程序運行的基本原理是什么?
感謝諾先生,沒有他的發明,小編今天就不能夠在電腦面前給大家科普了。接下來小編首先給大家分析一下開啟計算機主機的那一瞬間,桌面蹦出來的畫面是怎么回事。
在一臺電腦里有很多程序。其中,計算機做任何事情之前必須存在和運行的最重要的程序是操作系統程序。對,沒錯。就是你每次開機時候看到的那個熟悉的畫面,伴隨著叮當叮當的音樂,世界首富比爾蓋茨的微軟公司就是靠發明這個windows系統發大財的。這是計算機的主要“系統程序”。此操作系統程序不僅控制硬件部件,還控制其他軟件(許多應用程序),還可讓計算機用戶與計算機本身進行互動(比如通過鍵盤,觸摸屏,語音激活等等)。實在是萬能之神啊。
什么是計算機語言?
與人類語言的復雜多變一樣,現在世界上已經有200種以上的計算機語言了。當然其中也有很多幾乎很少使用的語言,實際經常用到的語言只有20到30種。盡管如此,一個人要掌握太多計算機語言的話還是比較難的。
在那么多的程序設計語言中,學習哪個才好?下面是最常用的語言,程序猿們的本事可不僅僅是直立行走那么簡單,掌握這些工具中的大部分,并且精通其中的一兩種,才是一只合格的現代程序猿。
人類語言是指,人類用特定的格式和詞匯來向他人發出指令,表達意愿,進行交流。不同種類語言的詞匯和格式不盡相同,但可以達到相同的交流目的。
同樣,我們也可以用“語言”來控制電腦,讓電腦為我們做事情,這種語言叫做編程語言(Programming Language)。我們先簡單介紹一下常用編程語言。 編程語言也有固定的格式和詞匯,我們必須學會使用,才能在此基礎上編寫程序控制電腦。常用的編程語言有C語言,C ++,Java,C#,Python,PHP,JavaScript,Go語言,Objective-C,Swift等等,每種語言都有自己的優點。
計算機是如何聽懂編程語言的呢?實際上,如果沒有編譯器(一種專門程序)的存在,計算機是無法理解編程語言的。編譯器用來將編程語言編寫的指令轉換為機器語言。打個比方,人類有自己的人類語言,計算機也有自己的語言系統。它們使用只包含1和0的二進制代碼,1表示“on”,0表示“off”。編程語言更容易被人類所學習和掌握,而編譯器編譯出的計算機語言則更容易讓計算機接受。
程序猿使用編程語言編寫的程序代碼,編譯器可以理解,編譯器會將源代碼轉換為二進制代碼(目標代碼),然后匯編程序幫助這個目標代碼轉換為低級指令,指示機器執行,最后重新獲取結果。
為什么要有編譯器的存在呢?
簡單的回答是,雖然編程語言已經編寫代碼告訴計算機該怎么做了,但計算機只能理解兩種不同類型的數據:開和關。實際上,一臺電腦實際上只是一個開/關(晶體管)的集合。計算機所做的任何事情背后的真相只不過是無數晶體管的開閉組合。
二進制碼就是作為1和0的表示的組合,其中每個數字表示一個晶體管。二進制代碼分為字節組,8位數組表示8個晶體管。例如,11101001。現代計算機包含數百萬甚至數十億個晶體管,這意味著無法想象的大量組合。
于是這里出現了一個問題,為了能夠編寫一個計算機程序,打出數十億的1和0將需要超人的腦力和精力,編一個小程序可能需要一兩年的工作。編程語言和編譯器中,前者對人友好,后者對機器友好,兩者通力合作,才能將人類的想法快捷而準確的傳達給計算機。
為什么會存在那么多的計算機語言?
數百種不同的編程語言使我們有可能創建計算機軟件,應用程序和網站。而無需編寫二進制代碼,他們讓我們相對容易的編寫,閱讀和理解代碼。同時,每種語言都帶有自己特殊的編譯器程序,它負責翻譯我們編寫的二進制代碼,讓機器明白我們的意圖。
那么,為什么我們有這么多語言吶?
這是因為不同的語言被設計為用于不同的目的,一些可用于Web開發,一些用于編寫桌面軟件,其他用于解決科學和數字問題等。此外,編程語言也可以是低級或高級的。低級語言更接近計算機所理解的二進制代碼,而高級語言更容易編程,因為它們接近人類的語言和思維模式,設計簡單易于編寫。幾乎所有的主流編程語言都是高級語言。
編程語言生成的程序代碼是什么樣的?
程序是一種用特定編碼語言編寫的文本文件。程序文件中的代碼稱為源代碼。每個編碼語言都有自己的文件擴展名,用于識別用該語言編寫的代碼文件。例如,Python是'.py'。要編寫程序,可以在純文本編輯器(如記事本)中編寫代碼,并將文件保存到計算機。
如何運行一個程序,并實際得到它來執行命令?編碼語言之間有所不同。一些語言保存到計算機后可以生成可以直接運行的單獨二進制文件,而其他語言的程序由某些軟件間接運行。例如,JavaScript程序文件將通過Chrome瀏覽器等運行。PHP程序文件將由像LAMP這樣的Web服務器運行。
以hello.py文件為例,Python語言附帶一個命令行,它將顯示程序的輸出文本“Hello,world!”。如果要將代碼輸入命令行并按enter鍵,程序將運行并且命令將被執行。是不是成就感油然而生啊。
運行程序時會發生什么?
電腦實際上并不了解“Hello,world!”這個短語,不知道如何在屏幕上顯示。它只能理解開關。所以要真正運行一個命令,如打印“Hello,world!”,它必須將程序中的所有代碼翻譯成一系列可以理解的代碼。
首先,源代碼被翻譯成匯編語言。匯編代碼被翻譯成機器語言。機器語言直接作為二進制代碼執行。我們再來理解一些細節。編碼語言首先必須將其源代碼轉換為匯編語言,一種使用單詞和數字來表示二進制模式的超低級語言。根據編程語言不同,這可以用解釋器(程序被逐行翻譯)或編譯器(程序整體翻譯)來完成。
然后,編碼語言將匯編代碼發送到計算機的匯編器,該匯編器將其轉換為計算機可以直接理解并直接作為二進制代碼執行的機器語言。
結論
像二進制代碼(計算機的母語)一樣簡單和原始的東西可以創建計算機軟件這樣復雜的東西,這是不是很令人驚奇呢?屏幕,操作系統,照片,視頻,互聯網,微信,在線銀行帳戶和本網站,所有這些都可以從1和0構建。編碼語言存在的全部原因是為了簡化所有這一切,這是人類智慧成就的象征。
最重要的自己要有一顆堅持下去的信心,加油吧。
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