编程入门篇概要.doc

第1阶段 入门篇 合抱之木，生育毫末； 九层之台，起于累土； 千里之行，始于足下。 ——《老子》 本章目标： 了解什么是编程 了解程序设计语言 掌握软件分类 了解编程范式 了解集成开发环境IDE 几个解惑贴 1.1什么是编程 编程（programming），就是告诉计算机做什么？计算机没法主动获得用户的想法，它是无生命的机器，它自己什么都不知道。用户的一切意图都需要用户告知它，并且需要清楚的告诉它，包括一切细节。 计算机一旦接受“命令”，它将十分忠诚的按照主人的要求做出很多出彩的事情，比如：美化您的照片、视频通话、计算非常庞大的数据..... 有人会问，计算机是怎么获得并接受“命令”的。或者，人们是如何给计算机发送“命令”的？ 接着我们来看下一小结，程序设计语言——人机交流的翻译官。 1.2程序设计语言 我们知道，计算机它是由很多电子元器件组成，大家看到的视频，听到的音乐，在计算机内部仅仅是高电压和低电压的变化、组合，才得到绚丽多彩的视觉、听觉。 因此，计算机接收指令，仅仅接收的是电压的变化，即高电压和低电压。工程师和计算机科学家们使用“0”和“1”来代表开和关，所有这些“0”和“1”被称为二进制编码。计算机仅仅能认识的也只有这些编码。 1.2.1机器语言 有人会问，编程难道是用“0”和“1”来编写指令的吗？ 对，早期编写程序，就是用“0”和“1”来写程序的，这种用“0”和“1”编写的代码称为机器语言，它可以直接传递给计算机指令，其优点灵活、直接执行和速度快等特点，但它让开发者编写程序很不方便，非常繁琐，工作效率极低，写出的程序难于理解，不论是阅读程序还是调试程序都非常困难。另外，机器语言是与机器有关的，特定的机器语言只能用在特定的一类机器上，不是通用的。 1.2.2汇编语言 程序员们很快就发现了使用机器语言带来的麻烦，它们难于辨别和记忆，给整个产业的发展带来了障碍，于是程序员开始寻求另外一种方式和计算机交流，能否用记号来替代“0”和“1”写出程序，然后再翻译成机器语言。 同时还需要有一个能够将写出的程序转换成机器指令的翻译程序，这样的程序我们称其为编译器。 至此汇编语言诞生，汇编语言当中，用助记符代替机器指令，例如用ADD代表“加”，用SUB代表“减”。这些助记符的使用增加了一点汇编语言的可读性。汇编语言主体是汇编指令，汇编指令和机器语言的差别在于指令的表示方法上。汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。 汇编语言出现后计算机的用途迅速扩大，但基本上有多少种计算机就有多少种汇编语言，因此汇编语言同机器语言一样也是面向机器的，通用性较差。尽管如此，汇编语言一直被人们所使用，主要是由于其执行速度快、占用存储空间小、对硬件操作灵活等特性。 1.2.3高级语言 为加速程序开发的进程，1954年人们创造出了第一个高级语言FORTRAN，宣告了程序设计的一个新时代的开始。 高级语言非常接近于人类的自然语言和数学语言，它的一个语句往往对应几条机器指令。用高级语言编写计算a、b的和并存储在c中的语句如下： c=a+b; 高级语言编写程序的优点是：编程相对简单、直观、易理解、不容易出错；高级语言是独立于计算机的，因而用高级语言编写的计算机程序通用性好，具有较好的移植性。 高级语言有很多种，如C、C++、C#、Java、PHP、Python等，高级语言不再是面向机器的了，而是面向过程的语言，即把解题过程的每一步用高级语言的语句描述出来，再配上适当的语言处理程序（翻译程序），计算机就能执行了。 1.2.4编译和解释 机器语言是计算机能直接识别和执行的唯一语言。不管是哪种高级语言源程序都必须经过相应的语言处理程序翻译成机器指令才能执行。翻译方式目前有3种。 1.2.4.1编译 编译型语言包括 C、C++、Fortran、Pascal、Delphi 等。这里说的编译是指在应用源程序执行之前，就将程序源代码“翻译”成汇编语言，然后进一步的根据硬件环境被变成符合运行需要的机器语言的目标文件。通过这种方式，使用比较方便、效率较高。但应用程序一旦需要修改，必须先修改源代码，再重新编译生成新的目标文件才能执行，只有目标文件而没有源代码，几乎是没法修改的。大多数软件产品都是编译后发行给用户的，不仅便于直接运行，同时又使他人难于盗用其中的一些原始代码。 1.2.4.2解释 解释型语言包括 Tcl、Perl、Ruby、VBScript、JavaScript 等。解释型语言的实现中，翻译器并不产生机器语言的目标文件，而是产生易于执行的中间代码，这种中间代码与机器代码是不同的，中间代码的解释是由解释器软件支持的，不能直接使用硬件，解释器软件通常会导致执行效率较低。用解释型语言编写的程序是由另一个可以理解中间代码