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先行思考？ 什么是程序 ? 程序能做什么？ 你学习程序设计的目的、意义？ 本章框架式目录 本章要求 计算机是依靠硬件和软件的配合进行工作的，计算机工作过程就是指令、程序的执行过程。 人们为了完成各种应用，都需要开发和运行各种程序。让计算机为人类工作。 指令是控制计算机完成某种操作的命令。 指令的格式一般包括操作码和地址码两部分。其中，操作码指出指令要做的操作，例如加、减、乘、除、取数、存数等，地址码（也称操作数）表示参加运算的数据在存储器中的位置。 计算机执行一条指令分为三步进行：第1步是取指令；第2步是分析指令；第3步是执行指令。每个指令的执行都重复这3个步骤。 一台计算机的中央处理器所能识别的所有指令的集合称为该计算机的指令系统。 指令系统是衡量计算机性能的一个指标。指令系统不仅是计算机硬件设计的依据，而且也是提供用户编制程序的基本依据。计算机的指令系统越丰富，其功能就越强。 人们编制的使计算机工作的一组有序的指令集合就称为程序（Program） 。 程序的执行过程就是一条条指令的执行过程。这是指令要顺序存放和计算机能高度自动化工作的原因。 冯诺依曼存储程序控制的思想 计算机程序设计语言不断发展，其功能不断完善，面向的对象越来越向一般用户倾斜，使程序设计更加简单、标准和工程化。 第一代语言——机器语言 机器语言表现为二进制的编码形式，是CPU可以识别的一组由0、1序列构成的指令码。 这种机器语言是由硬件设备决定的，不同的计算机设备有不同的机器语言。 具有灵活、直接执行和速度快等特点。 绝大多数程序员已经不必去学习机器语言了。 第二代语言——汇编语言 汇编语言是一种用助记符表示的仍然面向机器的计算机语言。汇编语言亦称符号语言。 运行时汇编程序要将源程序翻译成目标程序。目标程序是机器语言程序。 汇编语言使用起来还是比较繁琐费时，通用性也差。 汇编语言目标程序占用内存空间少，运行速度快。 第三代语言——面向过程的高级语言 高级语言接近于数学语言或人的自然语言，同时又不依赖于计算机硬件，编出的程序能在所有机器上通用。 所谓面向过程，是指用户在程序中不但要说明解决什么问题，还要告诉计算机如何去解决，即详细地告诉计算机解决问题的每一个步骤。 1954年，第一个完全脱离机器硬件的高级语言FORTRAN问世了 4 0多年来，有几百种高级语言出现，重要意义的有几十种。 第四代语言——非过程化的程序语言 高级语言的下一个发展目标是面向应用，非过程化的程序语言。 计算机技术的发展为适应用户的要求，只需描述要解决的问题。现实离人们对于第四代语言的期待还相差很远。 分为解释执行和编译执行。 解释执行方式类似于我们日常生活中的同步翻译。 编译执行方式是指预先将采用高级语言编制的源程序代码“翻译”成目标代码（机器语言），因此可以生成可执行的目标程序（可执行文件）。 传统的计算机程序的执行过程可以分为编辑、编译、链接和运行4个过程。 FORTRAN （Formula Translation）语言产生于1954年，世界上最早出现的高级程序设计语言，用于科学计算。 它能够很方便的处理复杂的数学计算表达式，是工程界最常用的编程语言 它在航空航天、地质勘探、天气预报和建筑工程等领域始终发挥着极其重要的作用。 最流行的版本是FORTRAN 77，目前使用FORTRAN 90 COBOL （COmmon Business-Oriented Language）语言产生于1959年 是为了处理商业活动中大量的数据报表文件而设计的商业数据处理语言， 广泛用于数据管理领域。 它结构严谨，层次分明，可以快速访问和更新报表文件，比较接近英语，非常适合商业和管理人士开发商业应用系统软件。 BASIC （Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code）语言产生于1964年，是为缺乏经验的初学者设计的语言。它的命令、语句和运算符与英语单词及数学符号相差不多，容易学习和掌握。它的早期版本采用解释执行方式，即解释一条语句执行一条语句，方便初学者找到程序的错误原因。 Pascal语言产生于1968年，是按结构化程序设计思想设计的第一个语言。它结构小巧清晰，表达方式严谨易懂，数据结构和控制结构丰富。用Pascal语言编写的程序可读性和可靠性都比较强，有助于培养良好的程序设计风格，适合用于程序设计的理论教学和训练。 C语言产生于1970年，是为了开发UNIX操作系统而设计的能够直接操作硬件的高级语言，它的运算符非常丰富，其中包括位运算符，具有类似汇编语言的高的执行效率。它的数据结构也很全面，可以通过结构体、共用体、数组和指针等数据结构描述复杂的数据关系。它是系统软件和对速度要求比较高的应用软件（如游戏或测控系统）