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計算機語言發展歷史的三個階段

文章來源:www.kmkusn.tw

作者:老鐵SEO

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2018-10-05

  計算機語言總的來說分為機器語言,匯編一語言,高級語言三大類。而這三種語言也恰恰是計算機語言發展歷史的三個階段。
 
 
  1946年2月14日,世界上第一臺計算機ENIAC誕生,使用的是最原始的穿孔卡片。這種卡片上使用的語言是只有專家才能理解的語言,與人類語言差別極大,這種語言就稱為機器語言。機器語言是第一代計算機語言。這種語言本質上是計算機能識別的唯一語言,人類很難理解。以后的語言就是在這個的基礎上簡化而來。雖然后來發展的語言能讓人類直接理解但最終送入計算機的還是這種機器語言。
 
  計算機語言發展到第二代,出現了匯編語言。匯編語言用助記符代替了操作碼。用地址符號或標號代替地址碼。這樣就用符號代替了機器語言的二進制碼。匯編語言也稱為符號語言。 比起機器語言,匯編大大進步了。盡管還是復雜,用起來容易出錯,但在計算機語言發展史上是機器語言像更高級的語言進化的橋梁。
 
  當計算機語言發展到第三代時,就進入了“面向人類”的高級語言 。高級語言是一種接近于人們使用習慣的程序設計語言。它允許用英文寫計算程序,程序中得符號和式子也與日常用的數學式子差不多。高級語言發展于上世紀50年代中葉到70年代,流行的高級語言已經開始固化在計算機內存里了。比如basic語言。
 
  現在,計算機語言仍然在不斷的發展,種類也相當多,比如FORTRAN語言,COBOL語言,C語言,C++,PASCAC,JAVA等等。
 
  接下來,我就借助小編博客的平臺跟大家介紹一下計算機語言的發展簡史,這里所說的計算機語言特指可以在機器上運行的高級語言,也就是將匯編語言、偽代碼、計算語言等排除在外。
 
  1、第一個計算機語言:Fortran
 
  Fortran I誕生于1957年,由IBM設計,是世界上第一個真正的計算機語言。
 
  Fortran I運行于IBM 704計算機上。
 
  Fortran I支持:變量(變量名最多6個字符)、If和do語句、格式化IO。
 
  不支持:數據類型聲明、單獨編譯子程序
 
  Fortran II 發布于1958年,主要對Fortran I的編譯器做了優化,并支持了單獨編譯的子程序。
 
  Fortran IV發布于1962年,并在1966年被標準化為Fortran 66,這也是第一個Fortran的標準化版本。
 
  1978年的Fortran 77是非重要的標準化版本,這時的Fortran語言已經大量的引進了其他計算機語言的特點,例如字符串處理、邏輯判斷、帶else子句的if語句等。
 
  Fortran的最新標準化版本是Fortran 2008。
 
  Fortran的設計思想基于馮諾依曼體系結構是命令式語言的鼻祖。
 
  2、源于數學的計算機語言:Lisp
 
  人工智能語言IPL(Information Processing Language)誕生于1956年。IPL相當于一種假想的計算機的機器語言,這種計算機是以列表處理為基礎,這有別于馮諾依曼體系結構。IPL的關鍵是證明了:基于列表處理的計算機的可行性。
 
  1958年夏,約翰.麥卡錫在IBM研究代數表達式的微分運算時,產生了一系列對語言需求,包括:用數學函數控制流程的方法(即,遞歸和條件表達式);列表的自動分配;廢棄列表的隱士回收。這些語言需求,顯然IPL不能滿足,所以需要設計新的語言。
 
  1958年秋,麥卡錫在MIT成立了人工智能小組,開始著手設計這種新的列表處理語言。這最終導致1960年,Lisp的誕生。
 
  1960年的Lisp并沒有來得及設計自己的語法,就被麥卡錫的學生實現了,因為沒有語法,麥卡錫的學生就以列表格式的語法分析樹(即,S(Symbolic)表達式)作為臨時語法。 但沒有想到的是隨著Lisp語言廣泛流傳,這種語法被程序員迅速介紹,并發現了其獨特的魅力。
 
  麥卡錫希望Lisp的語法是數學表達式的元語言,命名為M(Mate)表達式,類似于后面的ML語言的語法。但是這種想法遭到了當時Lisp程序員的反對,最后麥卡錫開了MIT,從此Lisp的語法凝固在S表達式上。
 
  Lisp建立在列表和lambda演算和基礎上,是函數式編程的鼻祖。
 
  3、通用科學計算語言:Algol
 
  Algol 58年誕生于1958年,由蘇黎世會議制定。是第一個設具體機器無關的計算機語言。
 
  隨著Fortran的誕生,其他一些語言也在開發中,這些語言的語法格式各不相同,而且和Fortran一樣,都與運行它們的具體計算機關聯(比如標示符長度、代碼行數的限制等)。用這些語言寫的代碼很難交流。于是Algol 58在Fortran I的基礎做了擴展,并兼容了當時其他語言的一些特性,成為了程序設計思想的集成。
 
  Algol 60,發表于1960年,在Algol 58的基礎上做了重大改進:移入塊結構、 支持兩種子程序參數傳遞(按值傳遞和按名傳遞)、允許遞歸、支持本地數組(在棧上分配數組)。Algol 60是命令式語言的一個里程碑。
 
  Algol 在設計之初,就定下:語法應當盡可能接近數學記法,的目標。這就使得Algol 60語法格式幾乎影響到后來所有的計算機語言,并且Algol 60是很多文獻表達算法的唯一正式方式。
 
  Algol 60是后來所有計算機語言語法的鼻祖,但Cobol除外。
 
  4、通用商務語言:COBOL
 
  COBOL語言于1960年發布。注意真對商務應用。語言的設計理念是:“數學程序應該用數學記法來寫,數據處理程序應該用英語語句來寫”。商務應用顯然屬于后者,所以COBOL語言看起了就像是全大寫的英語。
 
  COBOL創造了一些新概念:宏(DEFINE)和數據結構(記錄)。
 
  COBOL在商務領域被廣泛的使用。
 
  COBOL對后來的語言幾乎沒有影響,但PL/I除外。
 
  5、跨領域語言:PL/I
 
  之前的所有語言都是領域特定語言,例如:人工智能領域的Lisp、科學計算領域的Algol 60,商務應用領域的COMBOL等。
 
  PL/I誕生于1964年,是跨科學計算和商務應用領域的計算機語言。
 
  PL/I是Algol 60、Fortran IV、COBOL的結合體。
 
  6、面向對象的起源:SIMULA 67
 
  1964年,在挪威計算機中心誕生了SIMULA I,然后不斷的做改進最終于1967年,產生了SIMULA 67。
 
  SIMULA 67是對Algol 60的擴展,是第一個定義類結構的語言,這也被認為是面向對象的起源。
 
  將命令式編程中的數據和數據的有關函數集成在一起,就形成了面向對象編程中的對象,而對象的類型就是類。將命令式編程中主程序調用子程序的從屬關系,變為面向對象編程中對象之間互相發送消息的平等關系。
 
  7、正交設計:Algol 68
 
  Algol 68,發表于1968年,第一個引入正交化設計的概念,以及用戶自定義數據類型。
 
  8、初學者的語言:BASIC
 
  BASIC語言誕生于1971年,設計的主要目的是:使得計算機語言可以被非理工科生使用(當時理工科學生使用的Fortran和Algol 60很難被文科生掌握)。
 
  這樣的設計目的使得BASIC非常適合于初學者。
 
  BASIC來自于Fortran IV,語法受到Algol 60影響。是BASIC是第一個被廣泛使用的分時處理語言。
 
  9、學院派語言:Pascal
 
  Pascal語言誕生于1971年,來自于Algol 68。
 
  Pascal重大影響來自于程序設計教學。它的出現取代了Fortran作為程序設計入門語言的地位。
 
  Pascal在工業界也有廣泛的使用。
 
  10、系統語言:C
 
  貝爾實驗室的UNIX操作系統,最初版本使用匯編語言寫成,并1970年,在UNIX上實現的第一個高級語言叫做B語言,B的目的是:用于開發UNIX系統程序,以及新版本的UNIX操作系統。B以BCPL語言為基礎。
 
  BCPL,誕生于1967劍橋大寫,它的祖先是1962年誕生誕生于同一所大學的CPL語言。
 
  B和匯編一樣數據類型就是機器字,這極大的限制了B程序在不同位數的機器之間的遷移。B的這種不可一致性導致了C的產生。
 
  C語言就是B的改進版本,同樣以BCPL基礎,誕生引入了Algol 68的特點,使得C語言稱為了一個可移植系統程序語言。
 
  C語言語法中對操作符的大量靈活的使用,極大的印象了后來的一批程序語言。
 
  11、邏輯語言:Prolog
 
  Prolog誕生于1972年,是邏輯式編程的鼻祖。所謂邏輯式編程,就是以形式邏輯的方式將計算過程傳遞給計算機。
 
  12、極簡主義:Scheme
 
  Scheme作為一種Lisp方言,同樣誕生在MIT,時間是1975年。Scheme第一個引入詞法作用域,延續體,閉包等概念。并將數據和函數等同對待。
 
  Scheme的簡約優美使它博得了計算機語言皇后的桂冠,并與另一個以優雅著稱的Pascal一起成為教學語言。
 
  Scheme是函數式語言主要用于數學算法教學,Pascal是命令式語言主要用于程序設計教學。
 
  13、Algol式語法的函數式語言:ML
 
  ML誕生于1979年,ML開創了以Algol作語法的函數式語言的先河。
 
  14、強類型惰性純函數式語言:Haskell
 
  Haskell是1990年標準化Miranda語言的結果。
 
  Miranda誕生于1986年,部分基于ML語言。
 
  Haskell最大的特點是惰性求值。
 
  15、支持面向對象的函數式語言:OCaml
 
  Caml誕生于1996年,基于ML和Haskell。
 
  OCaml是Caml的面向對象版本,發布于2006年。
 
  F#是基于OCaml的.NET平臺版本,發布于2010年。
 
  16、嵌入式語言:Ada
 
  Ada語言誕生于1980年,是嵌入式系統應用語言。
 
  Ada 83是1983年的標準化版本。
 
  1995年的,Ada 95標準語言在ARM中定義。
 
  Ada的最新版本是Ada 2005。
 
  Ada廣泛的用于商務、國防航空和交通運輸等領域。
 
  17、純面向對象語言:Smalltalk
 
  Smalltalk語言誕生于1980年,是第一個完全支持面向對象編程的語言。
 
  Smalltalk源于SIMUAL 67,完善并定義了消息發送,和對象的繼承關系。
 
  在Smalltalk中,所有數據都是對象:消息的發送者,消息的接受者,消息,消息的結果…。對象的類型是類。類中可以定義方法,屬性等。
 
  18、命令式面向對象語言:C++
 
  C++誕生于1983年,是在C的基礎上,以SIMUAL 67的方式對命令式編程的面向對象擴展。C++的成功在于完全兼容C的情況下支持了面向對象,從而使面向對象編程成為了命令式編程的一個子類,傳統的命令式編程被叫做面向過程編程。
 
  因為對C的完全兼容,ASNI在1989年的標準化版本C 89,合并的兩種語言,叫做C/C++。
 
  C/C++的最重要版本是1999年的C 99。幾乎吸收了當時被認為比較有效的計算機語言特性:面向過程編程、面向對象編程、泛型編程、自定義操作符重載等。
 
  C/C++的最新是2011年發布的C 11。引入的lambda表達式,垃圾回收等機制。
 
  由于C/C++吸收了太多的語言特性,使得C/C++成為世界上最難精通的語言,沒有之一。
 
  C/C++是目前使用人數最多的語言,和它一直競爭的是Java(具體可查看小編博客《關于C語言、C++、Java和Python這4種程序開發語言的評價》的相關介紹)。
 
  19、原型面向對象語言:Self
 
  Self誕生于1986年。Self源自于Smalltalk。
 
  Self對面向對象做了深入與研究,提出了“萬物皆對象”的思想。它刪除了面向對象概念中的類的概念認為類也是一種對象;消息仍然作為最基本操作;把對象的屬性理解為獲取或更改屬性這兩種方法,從而把屬性的概念簡化為方法;取消了變量和賦值,替代它們的是通過消息來讀槽和寫槽。
 
  在Self中對象創建對象的方式是自我拷貝,所以叫做原型。
 
  Self是原型面向對象語言的鼻祖,就像SIMUAL 67是類面向對象語的鼻祖。
 
  20、另一個對C進行面向對象擴展的語言:Objective-C
 
  Objective-C誕生于1983年,后來被蘋果公司選中,和C++相似,也是對C的面向對象擴展。所不同的是C++以SIMUAL 67的面向對象為基礎,Objective-C以Smalltalk的面向對象基礎。
 
  Object-C一直伴隨著蘋果公司的操作系統一起發展,這兩年隨著iOS的開發被廣泛使用。
 
  21、對Pascal進行面向對象擴展的語言:Delphi
 
  Delphi誕生于1995年,是對Pascal的面向對象擴展,借鑒了C/C++的經驗,但沒有像C/C++后來那樣的瘋狂變化。
 
  22、腳本語言:Perl
 
  Perl發布于1987年。Perl起源于操作系統的控制臺(shell)的命令。用戶將完成某個工作的所有命令保存在一個sh文件里,這樣只要執行這個文件就可完成對應功能,省去每次都要輸入所有命令的麻煩。sh文件就叫做腳本。
 
  腳本只是一些命令行,可是發展到Perl時已經是一個相當成熟的語言了。
 
  23、關聯列表函數式面向對象腳本語言:Lua
 
  Lua誕生于1993年,設計目的是嵌入引用程序,成為其腳本。Lua以其小巧性著稱。
 
  Lua基于Self和Scheme,它是第一個以關聯列表最為主要數據的函數式語言。
 
  24、虛擬機面向對象語言:Java
 
  誕生于1995年的Java 1.0,來自于Sun公司,是第一個在虛擬機上運行的語言。
 
  再這之前計算機語言要么:由解釋器解釋執行源代碼(大多數命令式語言),叫做動態語言;要么:將源代碼編譯連接成實際的計算機指令后再由計算機執行(大多數命令式語言),叫做靜態語言。
 
  Java運行于JM(Java虛擬機)上,JM和解釋器的區別是:JM會將Java源代碼編譯成字節碼,然后然后再由JM解釋執行。由于編譯和執行過程是交錯的,所以從外部來看就像是JM直接執行Java源代碼一樣。當然也可以,事先將Java源文件編譯好,這樣JM就可以直接執行了。
 
  Java 1.0是C++的簡化版本,保留了具有數據類型和類等一小半功能,刪除了結構體,泛型編程等一多半的功能(具體可查看小編博客《你知道Java內部的這些事兒嗎》的相關介紹)。
 
  Java 5.5 支持了泛型編程編程。
 
  最新版本是2014發布的Java 8.0,支持了lambda表達式。
 
  Java是面向對象編程使用人數最多的語言。(C/C++的大部分人之使用C部分,即面向過程變成)。
 
  Java的強有力競爭對手是C#。
 
  25、面向對象解釋式腳本語言:Python
 
  Python誕生于1989年,作者為了打發圣誕節的無趣,決心開發一個新的腳本解釋程序,做為 ABC語言的一種繼承。ABC是作者開發的教學語言。
 
  Python和Perl用于相同領域,是面向過程+面向對象語言(具體可查看小編博客《Python語言代碼的性能優化方法大全》的相關介紹)。
 
  26、純面向對象解釋式腳本語言:Ruby
 
  Ruby誕生于1996年,作者基于對Perl和Python的不滿而設計,的純面向對象腳本語言。
 
  Ruby基本等于Smalltalk + Lisp。
 
  27、Web服務器腳本語言:PHP
 
  PHP誕生于1994年,是Web服務器腳本語言。
 
  PHP和JavaScript的語發相似,都是嵌入在HTML中,只不過一個在服務器端,一個在瀏覽器端。
 
  28、瀏覽器腳本語言:JavaScript
 
  1995年,網景公司發行的 Netscape Navigator 2.0,它的腳步語言就是JavaScript。
 
  JavaScript和Java沒有任何關系,它的前身是ScriptEase。
 
  ScriptEase的誕生于1992年原名C-minus-minus,是一個足夠強大可以替代宏操作(macro)的腳本語言,同時保持與 C足夠的相似性,以便開發人員能很快學會。
 
  ScriptEase基于C和Self語言,支持面向過程和原型面向對象編程。
 
  JavaScript后來由引入了Lua語言,支持以關聯列表作為數據格式的函數式編程,這種關聯列表這就是著名的JSON。
 
  最后JavaScript是一個:表面叫Java腳本,但是和Java沒有任何關系;表面上是一個像C語言一樣的面向過程語言,但實際上是一個原型面向對象語言;表面上你創建了一個對象,但其實只是一個關聯列表;表面上你在定義變量和賦值,其實只是<鍵,值>對;表面上你聲明函數,其實只是<鍵,lambda表達式>對。表面上是一個命令式編程語言,但本質上是一個以關聯列表為數據格式的函數式編程語言。
 
  29、.NET平臺主語言:C#
 
  C#于2000年和.NET開發平臺一起由微軟發布。
 
  C#是.NET開發平臺的主語言。.NET開發平臺包括,運行IL語言的虛擬機CLR,基于IL語言的公共類庫,用于編譯產生IL語言程序的高級語言,以及支持這些高級語言開發的編譯的基礎開發環境。
 
  由于CLR和IL公共類庫作為Window操作系統的一部分捆綁發布,所以IL語言程序可以再Window操作系統上直接執行,就行機器指令一樣。
 
  CLR運行IL和JM運行Java一樣,只不過CLR將IL編譯成機器指令,然后在由計算機直接執行,而JM是將Java編譯成字節碼,然后由解釋器解釋執行。
 
  .NET開發平臺支持多種語言,其中C#是主語言。
 
  C# 1.0 基于Java和C++,以Java為基礎將更多的C++加入進來,并且吸收了一些Delphi和Visual Basic的特性。
 
  C# 2.0 引入泛型編程。
 
  C# 4.0支持了lambda表達式,Linq等。
 
  最新版本是2014發布的C#5.0。
 
  .NET 4.0引入了動態類型,使得.NET平臺可以嵌入動態語言,比如:Lisp、Python、 Ruby等。
 
  30、不再基礎的BASIC:Visual Basic .NET
 
  Quick BASIC由美國微軟公司開發,1987年推出,它是BASIC的繼承者。
 
  Quick BASIC是DOS下的開發語言,后來隨著Window系統的推出加入了圖像化設計所以新的版本改名為:Visual Basic。Visual Basic是第一個支持可視化界面設計的語言。
 
  1998年發布的Visual Basic 6.0 是一個應用非常廣泛的版本。
 
  2001年,Visual Basic遷移到了.NET平臺上,改名Visual Basic .NET。Visual Basic .NET對BASIC語言特性進行了重大改進。從此Visual Basic .NET伴隨.NET開發平臺一起發展。
 
  補充,R語言現在是最流行的統計計算語言,是S4語言的免費版本,S語言由貝爾實驗室創造。R語言、3M數學計算語言(Matlab、Mathematica、Maple)、匯編語言都未列入名錄。
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