Welche Prozesse durchläuft die Entwicklung von Programmiersprachen?

Die Entwicklung von Programmiersprachen hat vier Prozesse durchlaufen: Maschinensprache, Assemblersprache, Hochsprache und nichtprozedurale Sprache. Aus entwicklungsgeschichtlicher Sicht lassen sich Programmiersprachen in vier Generationen einteilen: Maschinensprache der ersten Generation, Assemblersprache der zweiten Generation, Hochsprache der dritten Generation und nichtprozedurale Sprache der vierten Generation.

Programmiersprache ist eine Sprache, die zum Schreiben von Computerprogrammen verwendet wird. Die Grundlage der Sprache ist eine Reihe von Symbolen und eine Reihe von Regeln. Die Gesamtheit der nach Regeln aus Tokens zusammengesetzten Zeichenfolgen ist Sprache. In Programmiersprachen sind diese Token-Strings Programme. Es gibt drei Aspekte der Programmiersprache, nämlich Syntax, Semantik und Pragmatik. Die Grammatik stellt die Struktur oder Form eines Programms dar, das heißt, sie stellt die Kombinationsregeln zwischen den verschiedenen Symbolen dar, aus denen die Sprache besteht. Sie bezieht jedoch weder die spezifische Bedeutung dieser Symbole noch die Benutzer ein. Die Semantik stellt die Bedeutung des Programms dar, d. h. die spezifische Bedeutung jedes Symbols, die auf unterschiedliche Weise ausgedrückt wird, bezieht jedoch nicht den Benutzer ein.

Die Entwicklung von Programmiersprachen hat vier Phasen durchlaufen: Maschinensprache, Assemblersprache, Hochsprache und nicht-prozedurale Sprache.

Seit den 1960er Jahren wurden weltweit Tausende von Programmiersprachen veröffentlicht, aber nur ein kleiner Teil davon wurde weit verbreitet. Aus entwicklungsgeschichtlicher Sicht lassen sich Programmiersprachen in 4 Generationen einteilen.

Die erste Generation der Maschinensprache

Maschinensprache besteht aus binären 0- und 1-Codeanweisungen. Verschiedene CPUs haben unterschiedliche Befehlssysteme. Maschinensprachprogramme sind schwierig zu schreiben, zu ändern und zu warten. Sie erfordern eine direkte Zuweisung von Speicherplatz durch den Benutzer und die Programmiereffizienz ist äußerst gering. Diese Sprache wurde schrittweise abgeschafft.

Assemblersprache der zweiten Generation

Assemblersprachenanweisungen sind die Symbolisierung von Maschinenanweisungen und stehen in direkter Entsprechung zu Maschinenanweisungen. Daher weist die Assemblersprache auch Schwierigkeiten beim Lernen und Verwenden sowie Fehleranfälligkeit und Wartungsschwierigkeiten auf . Mangel. Aber die Assemblersprache hat auch ihre eigenen Vorteile: Sie kann direkt auf die Systemschnittstelle zugreifen und das aus dem Assemblerprogramm übersetzte Maschinensprachenprogramm ist hocheffizient. Aus Sicht der Softwareentwicklung wird Assemblersprache nur verwendet, wenn eine Hochsprache die Designanforderungen nicht erfüllen kann oder nicht über die technische Leistung verfügt, um eine bestimmte Funktion (z. B. spezielle Ein- und Ausgaben) zu unterstützen.

Die dritte Generation der Hochsprachen

Hochsprachen sind benutzerorientierte Sprachen, die grundsätzlich unabhängig von Computertypen und -strukturen sind. Sein größter Vorteil besteht darin, dass es formal der arithmetischen Sprache und der natürlichen Sprache ähnelt und konzeptionell den von Menschen üblicherweise verwendeten Konzepten ähnelt. Ein Befehl in einer Hochsprache kann mehrere, Dutzende oder sogar Hunderte von Anweisungen in Assemblersprache ersetzen. Daher sind Hochsprachen einfach zu erlernen und zu verwenden, äußerst vielseitig und weit verbreitet. Es gibt viele Arten von Hochsprachen, die nach zwei Aspekten weiter klassifiziert werden können: Anwendungseigenschaften und Beschreibung objektiver Systeme.

1. Einteilung aus Anwendungssicht

Aus Anwendungssicht lassen sich Hochsprachen in Basissprachen, strukturierte Sprachen und Fachsprachen unterteilen.

　(1) Grundsprache

　Grundsprache wird auch Universalsprache genannt. Es hat eine lange Geschichte, ist weit verbreitet, verfügt über eine große Anzahl entwickelter Softwarebibliotheken, hat viele Benutzer und ist den Menschen bekannt und akzeptiert. Zu den Sprachen, die in diese Kategorie fallen, gehören FORTRAN, COBOL, BASIC, ALGOL usw. Die Sprache FORTRAN erfreut sich international großer Beliebtheit und ist die früheste verwendete Hochsprache. Seit den 1990er Jahren nimmt sie stets eine wichtige Stellung im Ingenieurwesen und im wissenschaftlichen Rechnen ein und erfreut sich bei wissenschaftlichem und technischem Personal großer Beliebtheit. Die BASIC-Sprache ist eine interaktive Sprache, die in den frühen 1960er Jahren zur Anpassung an Time-Sharing-Systeme entwickelt wurde und für allgemeine numerische Berechnungen und Transaktionsverarbeitung verwendet werden kann. Die BASIC-Sprache hat eine einfache Struktur, ist leicht zu erlernen und zu verwenden und verfügt über interaktive Fähigkeiten. Sie ist für viele Anfänger zu einer Einstiegssprache in das Programmieren geworden.

　(2) Strukturierte Sprache

　 Seit den 1970er Jahren werden die Ideen der strukturierten Programmierung und des Software-Engineerings von den Menschen zunehmend akzeptiert und geschätzt. Unter ihrem Einfluss sind einige sehr einflussreiche strukturierte Sprachen entstanden. Diese strukturierten Sprachen unterstützen direkt strukturierte Kontrollstrukturen und verfügen über starke Prozessstruktur- und Datenstrukturfunktionen. Die Sprachen PASCAL, C und Ada sind ihre herausragenden Vertreter.

　Die Sprache PASCAL ist die erste moderne Hochsprache, die das Konzept der strukturierten Programmierung systematisch verkörpert. Das ursprüngliche Ziel der Softwareentwicklung besteht darin, sie als Lehrmittel für die strukturierte Programmierung zu verwenden. Aufgrund seiner klaren Module, der vollständigen Kontrollstruktur, der umfangreichen Datentypen und Datenstrukturen, der starken Sprachausdrucksfähigkeit und der einfachen Transplantation wurde es nicht nur von vielen Hochschulen und Universitäten im In- und Ausland als Unterrichtssprache bezeichnet, sondern auch Sie werden häufig in der wissenschaftlichen Informatik, Datenverarbeitung und Systemsoftwareentwicklung eingesetzt und haben ein breites Anwendungsspektrum.

　Die C-Sprache verfügt über umfangreiche Funktionen, starke Ausdrucksfähigkeiten, umfangreiche Operatoren und Datentypen, flexible und bequeme Verwendung, einen breiten Anwendungsbereich, starke Portabilität, hohe Kompilierungsqualität, hohe Zielprogrammeffizienz und die Vorteile von Hochsprachen. Gleichzeitig verfügt die C-Sprache auch über viele Funktionen von Low-Level-Sprachen, z. B. den direkten Zugriff auf physikalische Adressen, Bitoperationen, die meisten Funktionen der Assemblersprache und den direkten Betrieb der Hardware. Die Qualität des vom C-Sprachcompiler generierten Zielprogramms ist vergleichbar mit der des von der Assemblersprache generierten Zielprogramms. Es hat den Ruf einer „tragbaren Assemblersprache“ und ist zu einer der wichtigsten Sprachen für das Schreiben von Anwendungen geworden Software, Betriebssysteme und Compiler.

　　(3) Spezialsprache

　　Es handelt sich um eine Sprache, die speziell für eine spezielle Anwendung entwickelt wurde, normalerweise mit einer speziellen grammatikalischen Form. Im Allgemeinen hat diese Sprache einen engen Anwendungsbereich und ihre Portabilität und Wartbarkeit sind nicht so gut wie strukturierte Programmiersprachen. Im Laufe der Zeit sind Hunderte von professionellen Sprachen im Einsatz, darunter APL-Sprache, Forth-Sprache und LISP-Sprache.

2. Klassifizierung aus der Beschreibung objektiver Systeme

Aus der Perspektive der Beschreibung objektiver Systeme lassen sich Programmiersprachen in prozessorientierte Sprachen und objektorientierte Sprachen unterteilen.

　(1) Prozessorientierte Sprache

　Eine Programmiersprache, die aus dem Programmierparadigma „Datenstruktur + Algorithmus“ besteht, wird als prozessorientierte Sprache bezeichnet. Die meisten der zuvor eingeführten Programmiersprachen sind prozessorientierte Sprachen.

　(2) Objektorientierte Sprache

　Eine Programmiersprache, die aus dem Programmierparadigma „Objekt + Nachricht“ besteht, wird als objektorientierte Sprache bezeichnet. Zu den bekannteren objektorientierten Sprachen gehören Delphi, Visual Basic, Java, C++ usw.

　Die Delphi-Sprache verfügt über eine visuelle Entwicklungsumgebung und bietet objektorientierte Programmiermethoden. Sie kann verschiedene Anwendungen mit Windows-Inhalten entwerfen (z. B. Datenbankanwendungssysteme, Kommunikationssoftware und dreidimensionale virtuelle Realität usw.). entwickeln multimediale Anwendungssysteme.

　Visual Basic, kurz VB genannt, ist eine Entwicklungsumgebung und Tools, die für die Entwicklung von Anwendungen bereitgestellt werden. Es verfügt über eine gute grafische Benutzeroberfläche, übernimmt neue objektorientierte und ereignisgesteuerte Mechanismen und integriert prozedurale und strukturierte Programmierung. Seine grafische Konzeption in der Anwendungsentwicklung ermöglicht die einfache Erstellung von Anwendungsoberflächen ohne das Schreiben von Programmen und ist der Windows-Oberfläche sehr ähnlich oder sogar konsistent.

　Die Java-Sprache ist eine objektorientierte Programmiersprache, die nicht von einer bestimmten Plattform abhängt. Sie ist einfach, zuverlässig, kompilierbar, skalierbar, multithreaded, strukturell neutral, verfügt über Anweisungen zur Typanzeige, dynamische Speicherverwaltung und ist einfach zu verstehen. Es ist eine ideale Programmiersprache für die Entwicklung von Internetanwendungssoftware.

Die vierte Generation der nicht-prozeduralen Sprache

4GL ist eine nicht-prozedurale Sprache. Beim Codieren müssen Sie nur beschreiben, was zu tun ist, und nicht die Details des Algorithmus.

　 Datenbankabfrage und Anwendungsgenerator sind zwei typische Anwendungen von 4GL. Benutzer können die Datenbankabfragesprache (SQL) verwenden, um komplexe Operationen an Informationen in der Datenbank durchzuführen. Der Benutzer muss SQL lediglich mitteilen, wo sich der zu findende Inhalt befindet und auf welchen Stammbedingungen gesucht werden soll, und SQL schließt den Suchvorgang automatisch ab. Der Anwendungsgenerator „generiert“ automatisch Hochsprachenprogramme, die den Bedürfnissen der Benutzer entsprechend ihren Bedürfnissen entsprechen. Es sollte gesagt werden, dass die eigentliche Programmiersprache der vierten Generation noch nicht erschienen ist. Die sogenannten Sprachen der vierten Generation beziehen sich meist auf Software-Tool-Produkte mit 4GL-Funktionen, die auf einer bestimmten Sprachumgebung wie System Z wie PowerBuilder, FOCUS usw. basieren. Die Programmiersprache der vierten Generation ist eine Art Programmiersprache, die anwendungsorientiert und für Endbenutzer konzipiert ist. Es hat den Vorteil, dass es den Anwendungsentwicklungsprozess verkürzt, die Wartungskosten senkt, Probleme beim Debuggen minimiert und benutzerfreundlich ist.

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