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程式语言世代
程式語言與Java的基礎 1-1 程式語言的基礎 1-2 Java的基礎 1-3 Java語言的開發環境 1-4 建立Java語言的開發環境 1-1 程式語言的基礎 1-1-1 程式、軟體與應用程式 1-1-2 程式語言的種類 1-1-3 低階語言 1-1-4 高階語言 1-1-5 程式是如何執行 1-1 程式語言的基礎 「程式語言」(Programming Languages)如同人與人之間溝通的語言,它是人類告訴電腦如何工作的一種語言,即人類與電腦之間進行溝通的語言。 以技術角度來說,程式語言是一種將執行指令傳達給電腦的標準通訊技術。 1-1-1 程式、軟體與應用程式-程式 「程式」(Programs)是使用指定程式語言所撰寫沒有混淆文字、數字和鍵盤符號組成的特殊符號,這些符號組合成指令和敘述,再進一步編寫成程式碼,程式碼可以告訴電腦解決指定問題的步驟。 簡單的說,程式就像是一個轉換器,當從電腦鍵盤或滑鼠取得輸入資料後,執行程式就可以將資料轉換成有用的資訊,如下圖所示: 1-1-1 程式、軟體與應用程式-軟體與應用程式 「軟體」(Softwares)是一種電腦執行的應用程式或作業系統,通常軟體是一個或多個程式的泛稱,或整套應用程式。 「應用程式」(Applications)是一種處理指定工作的電腦程式,例如:數學計算分析、文書處理、試算表和程式語言整合開發工具等。 1-1-2 程式語言的種類-說明 程式語言隨著電腦科技的進步,已經延伸出龐大的族群。在程式語言的分類上,使用發展世代來區分可以分為五世代,如下表所示: 1-1-3 低階語言-說明 低階語言(Low Level Languages)是一種偏向電腦容易了解的程式語言,簡單的說,它是電腦看得懂的程式語言。所以執行效率高,但是使用者並不易學習。主要的低階語言有兩種: 機器語言。 組合語言。 1-1-3 低階語言-機器語言 機器語言(Machine Language) 機器語言的程式是使用0和1二進位來表示的程式碼,電腦可以直接執行機器語言的程式碼,所以執行效率最高,如下所示: 0111 0001 0000 1111 1001 1101 1011 0001 1-1-3 低階語言-組合語言 組合語言(Assembly Language) 組合語言是使用簡單符號的指令集來代表機器語言0和1表示的二進位程式碼。其建立的程式碼只需使用「組譯程式」(Assemblers)就可以轉換成機器語言,然後在電腦上執行。組合語言是一種十分接近機器語言的程式語言,如下所示: MOV AX 01 MOV BX 02 ADD AX BX 1-1-4 高階語言-說明 高階語言(High Level Languages)是一種接近人類語言的程式語言,或稱為半英文(Half-english)的程式語言。因為電腦不能馬上看的懂,所以需要進一步翻譯,在轉換成機器語言後,其轉換的程式碼通常比直接使用機器語言撰寫的冗長,所以效率較低,但是非常適合使用者學習。 目前常見的高階語言有:BASIC、C/C++、C#、Java、FORTRAN、COBOL和Pascal等。 1-1-4 高階語言-編譯語言 編譯程式(Compilers) C/C++等程式語言屬於編譯語言,編譯程式需要檢查完整個程式檔案的程式碼,在完全沒有錯誤的情況下,才會翻譯成機器語言的程式檔案,其主要功能有兩項,如下所示: 檢查程式錯誤。 將程式翻譯成機器語言的程式檔案。 1-1-4 高階語言-直譯語言 直譯程式(Interpreters) 早期BASIC語言(例如:BASICA、QuickBasic等)和目前網頁技術的「腳本」(Scripts)語言,例如:VBScript和JavaScript都屬於直譯語言。 直譯程式在處理程式碼時,並不會輸出可執行檔案,而是直接一個指令一個動作,一列一列的執行程式碼,相對的,其執行效率低,但是非常適合在系統開發階段的程式除錯。 1-1-5 程式是如何執行-說明 程式在電腦實際執行的過程對於高階程式語言來說,例如:BASIC或PASCAL等並非十分重要。不過,對電腦執行程式有一定的認識,在設計程式時仍然有十分大的助益。 不論使用高階或低階程式語言,其建立的程式最後都會編譯成電腦看的懂的機器語言,這些指令是CPU支援的「指令集」(Instruction Set)。不同CPU支援不同的指令集,換句話說,雖然高階語言有很多種,但是CPU只懂一種語言,也就是其能執行的機器語言。 1-1-5 程式是如何執行-圖例 1-1-5 程式是如何執行-執行程式 CPU執行機器語言程式是依序將儲存在記憶體的機器語言指令「取出和執行」(Fetch-and-execute)。 簡單的說,CPU就是從記憶體
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