计算机程序语言

计算机程序语言理学领域术语01简介通用语言人工智能语言程序语言的发展数据库语言其他语言目录0305020406基本信息程序是计算机处理的对象和计算规则的描述，或数据结构加算法就是程序。计算机程序语言是用来书写计算机程序的语言。语言的基础是一组记号和规则，根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。任何程序设计语言都有自己的词汇，一般说来词汇集是由标识符、保留字、特殊符号、指令字、数、字符串及标号等组成。程序语言不但是人们向计算机传达工作内容和工作步骤的工具，还是人们编制程序进行思考的土具和人与人之间交流使用计算机技术的工具。一般初学者都是通过学习一种程序语言来学习使用计算机的。因此程序语言又是普及计算机知识的工具，人类走进计算机世界的钥匙简介简介在了解计算机程序语言时应该注意它的三个方面，即语法(syntax)、语义(semantics)、语用(pragmatics)。语法表示程序的结构或形式，即表示构成语言的各个记号之间的组合规律，但不涉及这些记号的特定含义，也不涉及使用者；语义表示程序的含义，亦表示按照各种方法所表示的各个记号和特定含义，但不涉及使用者；语用表示程序和俸用者的奖桑．

语言的种类千差万别，但是，一般说来都应包括下列四种成分：(1)数据成分，用以描述程序中所涉及的数据；(2)运算成分，用以描述程序中所包含的运算；(3)控制成分，用以描述程序中的控制构造；(4)传输成分，用以表达程序中数据的传输。语言的好坏不仅影响到使用是否方便，而且关系到程序人员写出的程序的质量。程序语言的发展程序语言的发展计算机程序设计语言的发展是从低级语言发展到高级语言。低级语言一般是指机器语言和与之接近的汇编语言。机器语言是用二进制表示的机器指令代码，汇编语言采用助记符的方法描述机器代码，低级语言难懂难记，可移植性差。高级语言一般是指像BASIC、FORTRAN、COBOL、PASCAL、C等语言，采用了类似于自然语言的程序结构。高级语言由一般语言，经结构化语言，现发展到了面向对象语言，如c++、Java等。除了上述的过程语言外，还出现了函数程序设计语言。为了使计算技术有效地为人工智能服务，逻辑程序设计语言也展现出了新的面貌，出现了LISP、Prolog语言，称之为非过程化语言。非过程化语言只需要描述要做什么或需要什么．而无需描述怎样做或如何满足这种需要，因此可认为它是比过程化语言更高一级的语言。为了满足数据库操作的要求，设计出了数据库语言，如SQL、dBASE、FoxPro、VisualFoxPro等。随着络化的发展，络语言也发挥了越来越重要的作用，页制作、络信息传递、计算机通讯等都需要络语言的支持。工程技术的飞速发展，也使得一些专用软件向标准化、语言化方向发展，如MAT—LAB语言、数控机床控制语言、PLC操作语言、机器控制语言等将会更加普及，为机械工程领域所广泛使用。随着计算机在各个领域的进一步应用，将有更多的专用软件被广大科技工作者所接收纳入程序语言的行列，也会开发出更加应用方便、功能强大的新型程序语言。通用语言低级语言高级语言第四代语言络语言通用语言低级语言低级语言有两种，即机器语言和汇编语言，又称为第一代语言和第二代语言。

1．机器语言机器语言是用二进制代码表示的指令集合，是计算机能直接识别和执行的语言。机器语言的优点是占用内存少，执行速度快；缺点是面向机器的语言，随机而异，通用性差，而且代码是二进制形式，不易阅读和记忆，编程工作量大，难以维护。几乎每种计算机都有自己的机器语言。现在，某些场合仍要使用机器语言，如修改二进制代码的执行文件等。另外，无论多么“高级”的语言，最后总要翻译成机器语言，计算机才能执行。正是机器语言指挥着计算机进行每秒千万次甚至上亿次的计算，使计算机在各个领域发挥着高效的作用。用机器语言编制程序无论是对编制者还是对使用者来说都是一种“磨难”。人们被迫寻找更加有效的编制程序的手段和工具，于是出现了汇编语言。2．汇编语言汇编语言是符号化的机器语言。在汇编语言中机器语言指令的操作码和码都可用人们容易记忆的符号来表示。与机器语言相比，汇编语言容易写、容易懂，也容易记。其缺点与机器语言相同，即通用性差，随机而异。高级语言由于低级语言存在许多无法克服的缺点，这就要求创造出一种与计算机硬件无关、表达方式接近于人类自然语言的程序设计语言，即高级语言。高级语言也称为第三代语言。

高级语言的优点是通用性强，可以在不同的机器上运行，程序可读性强，便于维护，极大程度提高了程序设计的效率和可靠件．高级语言的种类非常多，常见的有ALGOL、BASIC、FORTRAN、COBOL、PASCAL、C、C++、Java语言等，还有其他如LOGO(娃娃语言)、Lotusl-2—3(绘图集成软件)等等，我国也有自己的程序语言如BCY语言(编译程序语言，使用汉语拼音)、BDl语言(北大1号)，ALGOL语言等也有我国的标准。高级语言的发展经历了从早期语言到结构化程序设计语言，从面向过程到非过程化程序没汁语言的过程。早期开发出的语言一般称为基础语言，结构化程序设计的概念提出后所开发的语言为结构化语言，面向对象的语言是针对面向对象概念所设计的新型语言。1．基础语言(1)BASIC语言(Beginner’SAll—purposeSymbolicInstructionCode，初学者通用指令代码)。1964年由Dartmouth大学的y和两位教授创立。第四代语言第四代语言将程序设计语言提高到一个新的层次。在以往的程序设计中，程序员要根据程序的要求按步骤完成每步具体的算法，而第四代语言不需要每步的具体做法，只提出要做什么，由程序语言实现具体的算法，如数据库查询程序，人们使用数据库查询语言即可对数据库进行操作，如统计、排序、分选等等。应用程序生成器即编程程序也可称为第四代语言，其主要作用是根据程序要求来编制程序代码。人工智能语言也可归为第四代语言，该语言也具备查询等功能，由程序进行逻辑判断，而不需要人们具体干预程序过程。实际中人们有着各种各样的要求，目前还没有一个非常强大的支持环境完成全部的工作。络语言随着络的发展，络语言也发挥了越来越重要的作用，页制作、络信息传递、计算机通讯等都需要络语言的支持。用于络开发的Web语言有许多种，如HTML、XMLDHTML(JS)、CGI、ASP、DHP等，前面所述的Java语言也是络开发中非常适用的语言。数据库语言关系型数据库语言数据库结构数据库语言数据库结构数据库系统由两部分组成：数据库和数据库管理系统。数据库管理系统是按数据库的模型来划分的，数据库目前主要采用状模型、层次模型和关系模型三种，所以数据库管理系统也分别针对这三种不同的模型而设计。美国数据系统协商委员会(COADSYL)的下属组织数据库工作小组DBTG(DataBaseTaskGroup)在1968年1月发表了“用扩展COBOL处理数据库的报告”，1969年10月编制了第一套语言规范——“数据库建议书”，即模式语言和数据库操纵语言，以后在1971年4月提出了名为“Report”的报告，增加了子模式数据描述语言，这就是著名的“DBTG报告”，也称为“COADSYL报告”，报告中提出了以状模型为基础的数据库管理方案，实际上这只是一个系统方案，具体的有数据描述语言DDL和数据操纵语言DML。1968年美国IBM公司推出了IMS(InformationManagementSystem)系统，这是一个以层次模型为基础的数据库管理系统。1971年美国IBM公司的E．F．Codd发表了第一篇关系数据库论文，自此，数据击术的发展逐渐以关系数据模型为主导地位。SQL(StructuredQueryLanguage)是关系数据库中的数据操纵语言，它最早由Boyce和Chambedin提出(当时称作SEQUEL许言)，1976年由IBM公司的SanJase研究所在研制关系数据库SystemR时进一步修改完善而成。随着商品化关系数据库系统的不断出现，SQL已成为多种关系数据库的数据语言，比如SQL/DS、DB2、ORACLE都采用SQL作为其数据语言。1986年美国国际标准化组织ANSI确认关系数据库系统的工业标准可以相信，SQL语言将作为关系型据库的典型代表，也将获得越来越多的系统支持。SQL语言具有数据定义、数据查询数据更新和数据控制四种基本功能。关系型数据库语言关系型数据库系统语言非常多，目前用于微机的主要有DBASE系列，、如FoxBASE，FoxPro等。美国AshtonTate公司吸收了大中型计算机中的数据库系统的优点，充分考虑微型计算机本身的特点，于1982年研究了适用于微机的数据库系统——dBAsEII式系数据库系统，后发展为dBASEIII，1986年又推出dBASEIIPLUS。1987年美国FoxSoftware公司推出了FoxBASE+数据库系统，该系统与dBASEII完全兼容。该公司于1989年又推出了一个功能更强的数据库管理系统——FoxPro！FoxPro中的运行方式和dBASE中完全一样，但又增加了许多命令和功能。微软(Microsoft)公司合并了FoxSoftware公司后，继续加强了对FoxPro的开发，于1993年1月推出了FoxPr02．5关系数据库管理系统，同时推出了VF(VisualFoxPro)。人工智能语言Prolog语言LISP语言人工智能语言LISP语言LISP语言(ListProcessingLanguage)是迄今在人工智能学科领域中应用最广泛的一种程序设计语言，由麻省理工学院的JohnMcCarthy和他的研究小组在1960年首先设计实现，在LISPl．5程序员手册中描述了这个LISP系统，此后在各式各样的计算机上都实现了LISP。LISP语言由最初的LISPl发展到LISPl．5，以及后来的LISP2，但LISP2没有被广泛地接受，目前使用最广泛的版本仍然是LISPl．5。LISP语言不仅对人工智能在计算机上实现有着重要的意义，而且也是人工智能理论研究的重要工具。事实上，人工智能的研究与程序设计是无法分开的，因为它是把关于人类智能的假说通过程序体现出来，然后再将程序的工作结果与实际人的思考过程比较，进一步验证这些假设。LISP现已用于符号代数处理、自然语言理解、机器翻译、形式逻辑推论、专家系统、自动定理证明、自动程序设计和机器人等各个方面。LISP语言具有下列特性：(1)LISP程序的通常形式是一串函数定义，其后跟着一串带有参数的函数调用，函数之间的关系只是在调用执行时才体现出来；LISP中没有语句的概念，也没有分程序结构和其他语法结构，语言中的一切成分都是以函数的形式给出。(2)在纯LISP中只有很少几个原始函数，可以通过调用原始函数的形式增加函数。(3)在LISP中，程序和数据在形式上是等价的。Prolog语言Prolog语言(ProgramminginLogic，用逻辑进行程序设计)的思想最早由R．Kowalski提出。1972年世界上第一个Prolog系统由A．Colmerauer及其研究小组在法国马塞研制成功。Prolog以逻辑程序设计为基础，最初的目的是设计一个处理逻辑问题的会话式语言，以处理一阶谓词演算为背景。后来由于它简洁的文法、丰富的表达力和独特的非过程化语言，很快赢得了世界上广泛的支持，引起越来越多的人的注意。现在Prolog语言已被广泛地应用于关系数据库、抽象问题求解、数理逻辑、公式处理、自然语言理解、专家系统以及人工智能的许多领域。例如，1984年美国得克萨斯大学计算机科学系的RobeaSimmons教授用Prolog和LISP的混合实现了一个自然语言理解系统。1981年日本宣布选取Prolog作为第五代计算机的核心语言来研究和开发，并设计制造Prolog机器，使得Prolog更加令人瞩目。Prolog语言的特点：(1)Prolog语言可以看作是描述性语言。一般程序设计语言解问题时需指明算法，即对一给定问题指明一系列计算机要执行的计算步骤，告诉计算机“如何做”；Prolog要求程序员描述问题中的对象和反映他们之间关系的某些事实。描述定义诸对象和它们之间关系的某些规则，它强调描述对象(和事实)之间的逻辑关系，程序员一般不必告诉计算机运算执行的先后次序。因此，从能够描述问题本身而不必描述求解问题的详细步骤这一点来讲，Prolog是更高级的语言，它可以作为一种描述性语言。其他语言其他程序语言MATLAB语言其他语言MATLAB语言(演算纸式的科学工程计算语言)1967年美国的CleveMoler博士用FORTRAN研制了MATLAB(MatrixLaboratory)语言，当时的主要目的是为线性代数等课程提供一种方便可靠的实验手段，该软件出现后一直被美国的NewMexico等大学作为教学辅助软件使用，并作为面向公众的免费软件(public