文档介绍：第6章程序设计工具
计算机语言的种类
1. 计算机语言分类
计算机语言的种类非常的多,总的来说可以分成机器语言、汇编语言、高级语言三大类。
机器语言,即由0和1构成的代码。但通常人们编程时,不采用机器语言,因为它非常难于记忆和识别。
汇编语言,可直接对硬件操作,只不过指令采用了英文缩写的标识符,更容易识别和记忆。它同样需要编程者将每一步具体的操作用命令的形式写出来。汇编程序通常由三部分组成:指令、伪指令和宏指令。使用汇编语言编程需要有更多的计算机专业知识,用汇编语言所能完成的操作不是一般高级语言所能实现的,而且源程序经汇编生成的可执行文件不仅比较小,而且执行速度很快。
高级语言,与汇编语言相比,它不但将许多相关的机器指令合成为单条指令,并且去掉了与具体操作有关但与完成工作无关的细节,例如使用堆栈、寄存器等,这样就大大简化了程序中的指令。
2. 执行方式
高级语言所编制的程序不能直接被计算机识别,必须经过转换才能被执行,按转换方式可将它们分为两类:
解释类:执行方式类似于我们日常生活中的“同声翻译”,应用程序源代码一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码(机器语言),一边执行,因此效率比较低,而且不能生成可独立执行的可执行文件,应用程序不能脱离其解释器,但这种方式比较灵活,可以动态地调整、修改应用程序。
编译类:编译是指在应用源程序执行之前,就将程序源代码“翻译”成目标代码(机器语言),因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行,使用比较方便、效率较高。但应用程序一旦需要修改,必须先修改源代码,再重新编译生成新的目标文件(* .OBJ)才能执行,只有目标文件而没有源代码,修改很不方便。现在大多数的编程语言都是编译型的,例如Visual C++、Visual Foxpro、Delphi等。
4GL第四代语言
1. 程序设计语言的划代观点
程序设计语言阶段的划代远比计算机发展阶段的划代复杂和困难。目前,对程序设计语言阶段的划代有多种观点,有代表性的是将其划分为5个阶段:
第一代语言1GL ----机器语言;
第二代语言2GL ----编程语言;
第三代语言3GL ----高级程序设计语言,如FORTRAN,PASCAL,BASIC,C,C++, Java等;
第四代语言4GL ----更接近人类自然语言的高级程序设计语言,如ADA,MODULA-2,SMALLTALK-80等;
第五代语言5GL ----用于人工智能,人工神经网络的语言。
2. 4GL第四代语言简介
第四代语言是一种编程语言或是为了某一目的的编程环境。在演化计算中,第四代语言是在第三代语言基础上发展的,且概括和表达能力更强。而第五代语言又是在第四代语言是基础发展的。
第三代语言的自然语言和块结构特点改善了软件开发过程。然而第三代语言的开发速度较慢,且易出错。第四代语言和第五代语言都是面向问题和系统工程的。所有的第四代语言设计都是为了减少开发软件的时间和费用。
4GL具有简单易学,用户界面良好,非过程化程度高,面向问题的特点。4GL编程代码量少,可成倍提高软件生产率。4GL为了提高对问题的表达能力和语言的使用效率,引入了过程化的语言成分,出现了过程化的语句与非过程化的语句交织并存的局面。
4GL已成为目前应用开发的主流工具,但也存在着以下不足:(1)4GL语言抽象级别提高以后,丧失了3GL一些功能,许多4GL只面向专项应用。(2)4GL抽象级别提高后不可避免地带来系统开销加大,对软硬件资源消耗加重。(3) 4GL产品花样繁多,缺乏统一的工业标准,可移植性较差。(4)目前4GL主要面向基于数据库应用的领域,不宜于科学计算、高速的实时系统和系统软件开发。
3. 历史
尽管早年的论文中也用到过第四代语言4GL(Fourth-Generation Language)一词,但是,4GL术语1982年才被James Martin在其书《无程序员应用开发(Applications Development Without Programmers)》中正式用于非过程、高级设计语言。IBM的RPG (1960年)中可能首次描述过4GL,随后是信息产品MARK-IV (1967年)和Sperry的MAPPER (1969年内部用,1979年发布)中也有4GL描述。
80年代初期4GL被用在软件厂商的广告和产品介绍中。这些厂商的4GL产品不论形式上还是功能上差别都很大。但是人们发现这一类语言由于具有“面向问题”、“非过程化程度高”等特点,可以成数量级地提高软件生产率,缩短软件开发周期,因此赢得了很多用户。1985年,美国召开了全国性的4GL研讨会,在这前后,许多著名的计算机科学家对4GL展开了全面研究,从而使4GL进入了计算机科