第10章-程式語言與程式發展.docVIP

程式語言與程式發展 程式語言概念 為何需要程式語言 為何需要程式語言雖然電腦是由人類所創造出來的，不過由於電腦的架構過於複雜，因此當初創造電腦的人只好利用最簡單的方式(也就是0與1)來與電腦溝通，沿用至今，所有的電腦還是只看得懂0與1。machine language），是由0與1等二進碼所構成，最早發展出來的電腦語言。機器語言可以直接被計算機所接受並執行，但對撰寫程式或閱讀程式的人卻是不方便且難以理解，而且對於不同的機器，即使相同的0與1之組合亦具有不同的意義，因此機器語言是一種與機器相關（machine dependent）的語言，各種電腦都有其特有的機器語言。 第二代語言 第二代語言(Second Generation Languages, 2GL)就是組合語言（assembly language），也是一種與機器相關的程式語言。其發展是由於機器語言不容易閱讀及撰寫，並且每編寫一行指令便需查表以找出所對應的運算碼，相當不方便且不實際，因此便發展出以簡單易懂的助憶碼(mnemonic code)來取代機器語言中的由0與1組成的二進碼。assembler）加以翻譯成0與1的機器語言，才能被計算機所接受而加以執行。組合語言雖然較機器語言容易為人們所接受，但基本上組合語言仍然十分類似機器語言，同時沒有可攜性(portability)，必須對機器的組成構造具有相當的瞭解，才能徹底的瞭解與使用，因此一般常將機器語言與組合語言合稱為低階語言（low level language）。 第三代語言 第三代語言(Third Generation Languages, 3GL)就是指一般的高階程式語言(higher level language)，也可稱為編譯語言(compile languages) 或程序導向語言（Procedure Oriented Language，簡稱為POL）。這種語言比較接近人們日常所使用的語言，而且除了輸出入部分外，compiler）編譯成機器語言，才能在一般電腦上執行，因此又可稱為編譯語言。此外，高階語言的每一個敘述（statement），與實際電腦內使用的指令為一對多的關係。 第四代語言 第四代語言(Fourth Generation Languages, 4GL)就是極高階語言(very high level language)，屬於問題導向語言（problem oriented language）或非程序性語言（nonprocedure language）的一種。其特色是祇需寫出「做什麼」(what)即可，而不必像前三代程式語言必須寫出「如何做」(how)，讓程式撰寫人員的效率大幅提昇。同時提供使用者方便的人機介面來處理事務，，。(Fifth Generation Languages, 5GL)就是自然語言（nature language）又被稱為知識庫語言（knowledge-based language），這是最接近日常生活所用語言的程式語言，譬如中文、英文、...等均可視為自然語言。其主要特性是資料存取非常容易，但目前尚無法處理較複雜的邏輯問題。由於此一定義是在日本發展第五代電腦時提出，因此一般狹義地是指PROLOG，。 各等級程式語言間的關係 自然語言 自然語言(natural languages)就是我們日常所用的語言，如英文(english )、(chinese)等，這是最接近人類但與電腦距離最遠的語言。由於此種語言文法和語意上較為複雜，因此在電腦處理上不夠精確，因此並不合適以電腦處理，因此目前只用在人工智慧研究之一。 自然語言 高階語言 高階語言(high-level languages)這是一種類似自然語言，但是較為結構性，可以方便使用者撰寫程式，不過也很容易經過轉譯(translation)後翻譯成機器碼交給電腦執行。因此是人與電腦妥協的中間結果，例如常見的C、COBOL等均屬此類。(assembly languages)這是一種介於高階語言與機器語言間的語言，簡單的說，組合語言的語法接近機器語言，但是所用指令則利用人較容易記憶的方式，因此也需要經由組譯器(assembler)翻譯成機器碼，，。。 組合語言 機器語言 機器語言(machine languages)這是一種較接近電腦的語言，就是電腦可以直接執行的機器碼，，，。 機器語言 微程式 微程式(micro-programs)這種程式比機器語言更低階，一般用在設計電腦的指令集，也就是用來描述機器語言在CPU中的處理動作的程式，是根據處理機中的微運算(micro-operations)定義出來的，(micro-programming)，CPU中的控制儲存體(control stor