11. 编程语言发展史-The First Programming Languages_哔哩哔哩_bilibili
1. 简介
在第 11 集中,视频主要介绍了编程语言的发展历史,从计算机早期用机器码编程的繁琐开始,过渡到汇编语言,再到高级编程语言,如 FORTRAN 和 COBOL 的引入,最后概述了现代编程语言的发展。这一集特别强调了编程语言对计算机科学发展的重要性,并展示了抽象化在编程中的应用如何使复杂的程序设计变得更加简洁和高效。
2. 早期编程:机器语言
2.1 硬件编程的局限性
在计算机发展的初期,程序员必须直接使用机器码进行编程。机器码是计算机处理器可以直接理解的原生语言,通常表示为二进制形式。在这一过程中,每一个命令和操作都需要手工转换为二进制,这使得编程过程十分繁琐,同时也容易出现错误。
2.2 伪代码和操作码表
由于用纯二进制编写程序的不便,程序员们开始先用自然语言在纸上编写伪代码,再利用操作码表将这些伪代码手动翻译成机器码。这种方法虽有助于理清思路,但繁重的手工编码工作仍然让人头痛。
3. 汇编语言的诞生
3.1 助记符与汇编器
为了简化编程,20 世纪 40 年代末到 50 年代初,开发出了更高层次的语言,即汇编语言。汇编语言使用助记符来替代机器码中的操作码,并引入了汇编器这一工具,将汇编代码自动翻译成机器码,极大地简化了编程过程。
3.2 自动跳转地址
汇编器不仅简化了编码的表达,还引入了诸如自动计算跳转地址等高级功能,使得程序的可维护性得到了显著提高。程序员不再需要手动调整跳转地址,汇编器会自动解决这些问题,大大提高了编程效率。
4. 高级编程语言
4.1 Grace Hopper 与 A-0 编译器
美国海军军官 Grace Hopper 在战争后继续从事计算机领域的工作,她设计了第一个高级编程语言 A-0,并于 1952 年开发了第一个编译器,将高层次语言翻译为低层次语言。然而,尽管 A-0 具有创新性,却并未得到广泛应用。
4.2 FORTRAN 的兴起
由 IBM 于 1957 年发布的 FORTRAN(Formula Translation)是第一种广泛使用的高级编程语言。相比汇编代码,FORTRAN 代码更易于编写和维护,并且显著减少了程序的长度,使得程序的开发效率大大提高。
4.3 COBOL 的跨平台特性
1959 年,一个由行业、学术界和政府组成的联盟推出了 COBOL 语言。COBOL 的设计目的是实现跨平台使用,即代码可以在不同的计算机上运行。这一特性极大地方便了应用程序的开发和部署,实现了“一次编写,到处运行”的理念。
5. 编程语言的演变
5.1 编程语言的多样化
从 1960 年代开始,编程语言设计进入了一个黄金时代,各种新的编程语言不断涌现,包括 ALGOL、LISP、BASIC、Pascal、C、Smalltalk、C++、Objective-C、Perl、Python、Ruby、Java、Swift、C# 和 Go 等。这些语言各有特色,通过不同的抽象层次和新特性,使得编程变得更加高效和强大。
5.2 高级语言的优势
高级编程语言减少了程序员处理底层硬件细节的负担,使更多非计算机领域的专业人士也能够利用计算机进行工作。这不仅降低了编程的门槛,还催生了大量复杂且强大的软件系统,使得计算机真正成为一种普遍且强大的工具。
6. 总结
- 早期编程依赖繁琐的机器码和手动翻译
- 汇编语言通过助记符和汇编器简化了编程过程
- 高级编程语言如 FORTRAN 和 COBOL 推动了计算机科学的发展
- 现代编程语言进一步提升了编程效率和创造力
- 编程从专业领域走向大众化,加强了计算机在各行业的应用