编程语言的发展史

编程语言

自从1946年世界上第一台电子计算机问世，人类和机器的交流方式和语言就成为了软件工程师和计算机从业者的主要研究方向，更有效更简便的编程语言成为了软件工程师的新宠儿，伴随着计算机的飞速发展，计算机的硬件升级速度也越来越快，对编程语言的要求也日益严格。在过去的几十年，编程语言有了长足的发展，至今已经有四代语言问世。大量的编程语言为了满足不同领域的编程要求和软件功能，经历 了被修改，被取代，被发展等过程，最终发展成了现在编程语言的多样化。尽管人们多次试图寻找一个能够适应所有编程环境的通用语言，但 是却没有一次成功。程序设计语言正在与现代科技日益飞跃，人类的智慧在日益彰显。

机器语言

计算机的硬件作为一种电路元件，它的输出和输入只能是有电或者没电，也就是所说的高电平和低电平，所以计算机传递的数据是由“0” 和“1”组成的二进制数，所以说二进制的语言是计算机语言的本质。计算机发明之初，人们为了去控制计算机完成自己的任务或者项目，只能去编写“0”、“ 1”这样的二进制数字串去控制电脑，其实就是控制计算机硬件的高低电平或通路开路，这种语言就是机器语言。直观上看，机器语言十分晦涩难懂，其中的含义往往要通过查表或者手册才能理解， 使用的时候非常痛苦，尤其当你需要修改已经完成的程序时，这种看起来无序的机器语言会让你无从下手，也很难找到程序的错误。而且，不同计算机的运行环境不同，指令方式操作方式也不尽相同，所以当你在这种机器语言就有了特定性，只能在特定的计算机上执行，而一旦换了机器就需要重新编程，这极大的降低了程序的使用和推广效率。但由于机器语言具有特定性，完美适配特定型号的计算机，故而运行效率远远高过其他语言。机器语言，也就是第一代编程语言。

汇编语言

不难看出机器语言作为一种编程语言， 灵活性较差可阅读性也很差，为了减轻机器语言带给软件工程师的不适应，人们对机器语言进行了升级和改进：用一些容易理解和记忆的字母，单词来代替一个特定的指令。通过这种方法，人们很容易去阅读 已经完成的程序或者理解程序正在执行的功能，对现有程序的bug修复以及运营维护都变得更加简单方便，这种语言就是我们所说的汇编语言， 即第二代计算机语言。

比起机器语言，汇编语言具有更高的机器相关性，更加便于记忆和书写，但又同时保留了机器语言高速度和高效率的特点。汇编语言仍是面向机器的语言，很难从其代码上理解程序设计意图，设计出来的程序不易被移植，故不像其他大多数的高级计算机语言一样被广泛应用。所以在高级语言高度发展的今天，它通常被用在底层，通常是程序优化或硬件操作的场合。

高级语言

在编程语言经历了机器语言，汇编语言等更新之后，人们发现了限制程序推广的关键因素——程序的可移植性。需要设计一个能够不依赖于计算机硬件，能够在不同机器上运行的程序。这样可以免去很多编程的重复过程，提高效率，同时这种语言又要接近于数学语言或人的自然语言。在计算机还很稀缺的50年代，诞生了第一个高级编程语言。当时计算机的造价不菲，但是每天的计算量又有限，如何有效的利用计算机有限的计算能力成为了当时人们面对的问题。同时，因为资源的稀缺， 计算机的运行效率也成为了那个年代工程师追寻的目标。为了更高效的使用计算机，人们设计出了高级编程语言，来满足人们对于高效简洁的编程语言的追求。

编译型语言和解释型语言的区别？

计算机是不能理解高级语言的，更不能直接执行高级语言，它只能直接理解机器语言，所以使用任何高级语言编写的程序若想被计算机运行，都必须将其转换成计算机语言，也就是机器码。而这种转换的方式有两种：

• 编译

• 解释

由此高级语言也分为编译型语言和解释型语言。主要区别在于，前者源程序编译后即可在该平台运行，后者是在运行期间才编译。所以前者运行速度快，后者跨平台性好。

编译型语言

​ 使用专门的编译器，针对特定的平台，将高级语言源代码一次性的编译成可被该平台硬件执行的机器码，并包装成该平台所能识别的可执行性程序的格式。

特点

​ 在编译型语言写的程序执行之前，需要一个专门的编译过程，把源代码编译成机器语言的文件，如exe格式的文件，以后要再运行时，直接使用编译结果即可，如直接运行exe文件。因为只需编译一次，以后运行时不需要编译，所以编译型语言执行效率高。

总结

1.一次性的编译成平台相关的机器语言文件，运行时脱离开发环境，运行效率高；

2.与特定平台相关，一般无法移植到其他平台；

3.现有的C、C++ 等都属于编译型语言。

解释型语言

使用专门的解释器对源程序逐行解释成特定平台的机器码并立即执行。是代码在执行时才被解释器一行行动态翻译和执行，而不是在执行之前就完成翻译。

特点

解释型语言不需要事先编译，其直接将源代码解释成机器码并立即执行，所以只要某一平台提供了相应的解释器即可运行该程序。

总结

1.解释型语言每次运行都需要将源代码解释称机器码并执行，效率较低；

2.只要平台提供相应的解释器，就可以运行源代码，所以可以方便源程序移植；

3.Python等属于解释型语言。

编译型与解释型，两者各有利弊

前者由于程序执行速度快，同等条件下对系统要求较低，因此像开发操作系统、大型应用程序、数据库系统等时都采用它，像C/C++、Pascal/Object Pascal（Delphi）等都是编译语言，而一些网页脚本、服务器脚本及辅助开发接口这样的对速度要求不高、对不同系统平台间的兼容性有一定要求的程序则通常使用解释性语言，如Java、JavaScript、VBScript、Perl、Python、Ruby、MATLAB 等等。

介于二者之间的Java语言

Java最早是由SUN公司（已被Oracle收购）的詹姆斯·高斯林（高司令，人称Java之父）在上个世纪90年代初开发的一种编程语言，最初被命名为Oak，目标是针对小型家电设备的嵌入式应用，结果市场没啥反响。谁料到互联网的崛起，让Oak重新焕发了生机，于是SUN公司改造了Oak，在1995年以Java的名称正式发布，原因是Oak已经被人注册了，因此SUN注册了Java这个商标。随着互联网的高速发展，Java逐渐成为最重要的网络编程语言。

Java介于编译型语言和解释型语言之间。编译型语言如C、C++，代码是直接编译成机器码执行，但是不同的平台（x86、ARM等）CPU的指令集不同，因此，需要编译出每一种平台的对应机器码。解释型语言如Python、Ruby没有这个问题，可以由解释器直接加载源码然后运行，代价是运行效率太低。而Java是将代码编译成一种“字节码”，它类似于抽象的CPU指令，然后，针对不同平台编写虚拟机，不同平台的虚拟机负责加载字节码并执行，这样就实现了“一次编写，到处运行”的效果。当然，这是针对Java开发者而言。对于虚拟机，需要为每个平台分别开发。为了保证不同平台、不同公司开发的虚拟机都能正确执行Java字节码，SUN公司制定了一系列的Java虚拟机规范。从实践的角度看，JVM的兼容性做得非常好，低版本的Java字节码完全可以正常运行在高版本的JVM上。

对Java 语言感兴趣的可以看看下面两篇文章

Java语言概述

Java虚拟机原理：JVM为什么被称为机器（machine）？