一、什么是编程语言
编程语言，就是和计算机沟通的语言，计算机作为一台机器，有他自己独特的运行方式，它并不能理解人类的语言。而我们想要利用计算机做一些事情，就需要用计算机可以理解的语言去和他沟通。假如你现在想要与一个英国人沟通，那么双方中必须要有一方会对方的语言。而计算机并没有学习能力，所以只能是你去学习计算机的语言，然后与计算机进行沟通。那为什么市面上有那么多的编程语言呢？这就需要从计算机的结构开始讲起了。
二、计算机简介
有很多人每天在使用电脑，对于大多数人来说，可以熟练的用电脑进行打字、听音乐、看视频、使用浏览器上网以及打游戏，这些操作就已经覆盖了大多人90%的需求。如果你可以彻底的删除某些流氓软件以及安装电脑驱动，那么你就是一名响当当的“电脑高手了”。但是一名从事计算机专业的程序员来说，这些远远不够，接下来我将带你揭开计算机的神秘面纱，探寻计算机背后的秘密。
我们现在日常使用的计算机，是采用了冯诺依曼结构的计算机。那么冯诺依曼结构有什么特点呢？它的主要特征是指令与数据都以二进制形式储存在储存器里；指令根据其储存的顺序执行。下面我将用一个小故事，通俗易懂的解释什么是二进制，以及什么是冯诺伊曼计算机。
小故事：小诺的“奇妙指令游乐场”
从前，有一个叫小诺的聪明工程师，他戴着一顶画满“0”和“1”的帽子，建了一座世界上最特别的游乐场——“奇妙指令游乐场”。这个游乐场有个神奇的秘密：它只听得懂一种“魔法语言”，那就是 “开开关关语” ！
1. 什么是“开开关关语”？
这种语言只有两个词：
- “开！”（1） ——让机器动起来！
- “关！”（0） ——让机器停下来！
游乐场里所有的机器、灯光、音乐盒，都只认识这两个词！
为什么？
- 想象游乐场的每个小灯泡：
- 喊“开！”（1）→ 亮！
- 喊“关！”（0）→ 灭！
- 想象旋转木马的马：
- “开！”（1）→ 抬腿跑！
- “关！”（0）→ 停下来！
简单极了！就像你玩声控灯，喊“开”它就亮，喊“关”它就灭。游乐场里成千上万个这样的小开关，都只听“开”和“关”！
2. 怎么用“开关语”数数？
小诺在游乐场门口挂了一排神奇计数灯泡，专门数小朋友。但注意啦！灯泡的顺序要从右往左看（就像写数字时个位在最右边）：
- 最右边灯泡：管 1（亮=1，灭=0）
- 中间灯泡：管 2（亮=2，灭=0）
- 最左边灯泡：管 4（亮=4，灭=0）
（如果需要更多灯泡，下一个会是管8，再下一个管16，以此类推！）
小诺开始数小朋友啦！
第一个小朋友来：
- 小诺点亮最右边灯泡（1）： 亮！
- “开关语”记录：001（读作“零零一”）
- 实际数字：1（因为只有最右边的1亮着）
第二个小朋友来：
- 小诺想：“最右边灯泡已经是‘1’了，再加1怎么办？”
- 他聪明地操作：
- 关掉最右边灯泡（0）→ 灭！
- 点亮中间灯泡（2）→ 亮！
- “开关语”记录：010（读作“零一零”）
- 实际数字：2（因为中间的2亮着）
第三个小朋友来：
- 小诺想：“现在中间灯泡是2，再加1，可以点亮最右边的1！”
- 他操作：
- 点亮最右边灯泡（1）→ 亮！
- 中间灯泡保持亮着（2）→ 亮！
- “开关语”记录：011（读作“零一一”）
- 实际数字：3（因为中间的2 + 右边的1 = 3）
第四个小朋友来：
- 小诺想：“现在灯泡是011（3），再加1怎么办？”
- 他操作：
- 关掉最右边灯泡（0）→ 灭！
- 关掉中间灯泡（0）→ 灭！
- 点亮最左边灯泡（4）→ 亮！
- “开关语”记录：100（读作“一零零”）
- 实际数字：4（因为最左边的4亮着）
3. 为什么不用“亮几个灯泡=数字几”？
这时候，有个聪明的小朋友举手问： “小诺叔叔，为什么不用更简单的方法呢？比如让1个灯泡亮表示1，2个灯泡亮表示2，3个灯泡亮表示3……这样不是更容易数数吗？”
小诺笑着解释道： “啊，这真是个聪明的想法！但我们的游乐场有一个秘密规则：每个灯泡必须代表固定的‘魔法数字’！你看——”
问题：灯泡不够用！
- 如果用“亮几个灯泡=数字几”：
- 1 个灯泡亮 = 1✅
- 2个灯泡亮 = 2 ✅
- 3个灯泡亮 = 3 ✅
但数到4时……游乐场只有3个灯泡！不够用啦！
小诺的方法更强大！
- 用小诺的方法，3个灯泡能组合出8种数字（000=0，001=1，…，111=7）！
- 如果增加第4个灯泡（代表8），能数到15！第5个（代表16）能数到31……越加灯泡，能数的数字越大！
“所以，小诺喜欢这个规则，因为它能用最少的灯泡表示最多的数字！”
4. 游乐场怎么"听话"工作？——冯诺依曼魔法
小诺的游乐场最神奇的地方是：它能把 "怎么玩"的指令和 "玩什么"的东西，都变成 "开开关关语" ，写在一张巨大的 "魔法卡片墙" （存储器）上！
第一步：存旋转木马的指令
小诺想把"旋转木马转3圈"存进去。他需要两张卡片：
- 木马卡片（数据卡） ：
- 写着"旋转木马"的名字 → 翻译成1101
- 贴在卡片墙的第5格
- （就像给旋转木马发了一张身份证）
- 转圈卡片（指令卡） ：
- 写着"转圈" → 翻译成101（转圈）
- 贴在第6格
（就像给木马写的使用说明书）
第二步：CPU小精灵的工作
游乐场的小精灵小U（CPU） 是这样工作的：
-
看第6格的转圈卡片：
-
先看到101，知道要"转圈"
-
再看到"去找第5格的木马"
-
跑到第5格找木马：
-
看到1101，认出是旋转木马
-
执行命令：
-
对着旋转木马喊：
-
先喊101选中它
-
再喊1101转圈
木马就转了一圈！
为什么这样设计？
小诺指着卡片墙说： "看！指令和数据分开存，但都用同样的'开开关关语'写在同一个地方：
- 想改动作？只改指令卡！
- 想改项目？只改数据卡！ 这样既灵活又不会乱！"
“所以，计算机就是这样，用‘开开关关语’（二进制）存储所有东西，然后让小U（CPU）飞快地执行！”
5. 为什么这个游乐场这么厉害？
因为小诺的“魔法卡片墙”设计（冯诺依曼结构）让游乐场变得超级聪明和灵活！
- 小U只要按顺序执行卡片（或卡片上写的“跳到哪里去看”）。
- 想换新游戏？ 不用拆游乐场！只要在“魔法卡片墙”上贴新的“开开关关语”指令，小U就能玩新游戏！
- 所有秘密——游戏规则、小朋友名字、音乐、灯光——都变成了“开开关关语”，等着小U去读、去执行！
“所以，你天天玩的电脑，其实就是小诺的‘奇妙指令游乐场’！”
- “开开关关语” = 二进制（0和1）
- “魔法卡片墙” = 内存（存储器）
- “小精灵小U” = CPU（中央处理器）
- 冯诺依曼结构 = 小诺的聪明设计（指令和数据都用同一种语言存起来，按顺序执行）
“现在你明白了吗？计算机的世界，就是‘开开关关’的魔法世界！” ✨
