2022年2022年计算机语言 .pdf

《2022年2022年计算机语言 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年2022年计算机语言 .pdf（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、计算机语言 （资料性质）计算机语言： 计算机语言通常是一个能完整、准确和规则地表达人们的意图 , 并用以指挥或控制计算机工作的“符号系统”。计算机语言通常分为三类：即机器语言，汇编语言和高级语言。（了解内容一）1. 机器语言机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。 它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能。 机器语言具有灵活、直接执行和速度快等特点。用机器语言编写程序 ,编程人员要首先熟记所用计算机的全部指令代码和代码的涵义。手编程序时 , 程序员得自己处理每条指令和每一数据的存储分配和输入输出, 还得记住编程过程中每步所使用的工作单元处在何种

2、状态。这是一件十分繁琐的工作 ,编写程序花费的时间往往是实际运行时间的几十倍或几百倍。 而且, 编出的程序全是些0 和 1 的指令代码 , 直观性差, 还容易出错。现在 , 除了计算机生产厂家的专业人员外,绝大多数程序员已经不再去学习机器语言了。2. 汇编语言为了克服机器语言难读、难编、难记和名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 10 页 - - - - - - - - - 易出错的缺点 , 人们就用与代码指令实际含义相近的英文缩写词、字母和数字等符号来取代指令

3、代码 ( 如用 ADD表示运算符号“”的机器代码), 于是就产生了汇编语言。所以说 ,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。 汇编语言由于是采用了助记符号来编写程序, 比用机器语言的二进制代码编程要方便些 ,在一定程度上简化了编程过程。汇编语言的特点是用符号代替了机器指令代码, 而且助记符与指令代码一一对应, 基本保留了机器语言的灵活性。 使用汇编语言能面向机器并较好地发挥机器的特性, 得到质量较高的程序。汇编语言中由于使用了助记符号, 用汇编语言编制的程序送入计算机 , 计算机不能象用机器语言编写的程序一样直接识别和执行,必须通过预先放入计算机的“汇编程

4、序“的加工和翻译, 才能变成能够被计算机识别和处理的二进制代码程序。用汇编语言等非机器语言书写好的符号程序称源程序,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, 它一经被安置在内存的预定位置上, 就能被计算机的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 10 页 - - - - - - - - - CPU处理和执行。汇编语言像机器指令一样, 是硬件操作的控制信息 , 因而仍然是面向机器的语言 , 使用起来还是比较繁琐费时, 通用性也差。汇编语言是低

5、级语言。但是, 汇编语言用来编制系统软件和过程控制软件, 其目标程序占用内存空间少 ,运行速度快 , 有着高级语言不可替代的用途。3. 高级语言不论是机器语言还是汇编语言都是面向硬件的具体操作的，语言对机器的过分依赖，要求使用者必须对硬件结构及其工作原理都十分熟悉，这对非计算机专业人员是难以做到的, 对于计算机的推广应用是不利的 。计算机事业的发展 , 促使人们去寻求一些与人类自然语言相接近且能为计算机所接受的语意确定、规则明确、自然直观和通用易学的计算机语言。这种与自然语言相近并为计算机所接受和执行的计算机语言称高级语言。 高级语言是面向用户的语言。 无论何种机型的计算机 , 只要配备上相应

6、的高级语言的编译或解释程序, 则用该高级语言编写的程序就可以通用。目前被广泛使用的高级语言有BASIC 、 PASCAL 、 C、 COBOL、 FORTRAN、LOGO 以及 VC 、VB等。这些语言都是属于系统软件。（了解内容二）计算机并不能直接地接受和执行用高级语言编写的源程序, 源程序在输入计算机时 ,通过“翻译程序”翻译成机器语言形式的目标程序, 计算机才能识别和执行。 这种“翻译”通常有两种方式, 即编译方名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 10

7、页 - - - - - - - - - 式和解释方式。 编译方式是： 事先编好一个称为编译程序的机器语言程序, 作为系统软件存放在计算机内, 当用户由高级语言编写的源程序输入计算机后 , 编译程序便把源程序整个地翻译成用机器语言表示的与之等价的目标程序 ,然后计算机再执行该目标程序, 以完成源程序要处理的运算并取得结果。解释方式是：源程序进入计算机时, 解释程序边扫描边解释作逐句输入逐句翻译, 计算机一句句执行 , 并不产生目标程序。 PASCAL 、FORTRAN、COBOL 等高级语言执行编译方式;BASIC语言则以执行解释方式为主; 而 PASCAL 、C语言是能书写编译程序的高级程序设

8、计语言。每一种高级 ( 程序设计 )语言, 都有自己人为规定的专用符号、英文单词、语法规则和语句结构(书写格式 ) 。高级语言与自然语言 (英语) 更接近, 而与硬件功能相分离 ( 彻底脱离了具体的指令系统 ), 便于广大用户掌握和使用。 高级语言的通用性强 ,兼容性好 , 便于移植。下面介绍几种较有代表性的高级程序设计语言：BASIC语言BASIC语言全称是 Beginner s all Purpose Symbolic Instruction Code,意为“初学者通用符号指令代码“。1964 年由美国达尔摩斯学院的基米尼和科茨完成设计并提出了BASIC语言的第一个版本 , 经过不断丰富和

9、发展 , 现已成为一种功能全面的中小型计算机语言。 BASIC易学、易懂、易记、易用 , 是初学者的入门语言 , 也可以作为学习其他高级语言的基础。BASIC有解释方式和编译方式两种翻译程序。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 10 页 - - - - - - - - - PASCAL 语言PASCAL 是一种结构程序设计语言, 由瑞士苏黎世联邦工业大学的沃斯(N.Wirth)教授研制 , 于 1971年正式发表。是从 ALGOL60 衍生的 ,但功能更强且容

10、易使用。目前, 作为一个能高效率实现的实用语言和一个极好的教学工具 ,PASCAL 语言在高校计算机软件教学中一直处于主导地位。 Pascal(B.Pascal)是十七世纪法国著名数学家, 他于 1642年曾发明现代台式计算机的雏型机加减法计算机。PASCAL 具有大量的控制结构 , 充分反映了结构化程序设计的思想和要求 , 直观易懂 , 使用灵活 ,既可用于科学计算 , 又能用来编写系统软件, 应用范围日益广泛。通用编程语言C C语言是美国 AT&T( 电报与电话 ) 公司为了实现 UNIX系统的设计思想而发展起来的语言工具。C语言的主要特色是兼顾了高级语言和汇编语言的特点 , 简洁、丰富、

11、可移植。相当于其他高级语言子程序的函数是 C语言的补充 ,每一个函数解决一个大问题中的小任务, 函数使程序模块化。 C语言提供了结构式编程所需要的各种现代化的控制结构。C语言是一种通用编程语言, 正被越来越多的计算机用户所推崇。使用语言编写程序 , 既感觉到使用高级语言的自然, 也体会到利用计算机硬件指令的直接 ,而程序员却无需卷入汇编语言的繁琐。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 10 页 - - - - - - - - - COBOL 语言COBOL 的全

12、称是 Common Business Oriented Language, 意即：通用商业语言。在企业管理中 ,数值计算并不复杂 , 但数据处理信息量却很大。 为专门解决经企管理问题 ,于 1959 年, 由美国的一些计算机用户组织设计了专用于商务处理的计算机语言COBOL, 并于 1961年美国数据系统语言协会公布。 经不断修改、 丰富完善和标准化 , 已发展为多种版本。COBOL 语言使用了 300多个英语保留字 , 大量采用普通英语词汇和句型 ,COBOL 程序通俗易懂 , 素有“英语语言”之称。COBOL 语言语法规则严格。用COBOL 语言编写的任一源程序 ,都要依次按标识部、环境部

13、、数据部和过程部四部分书写,COBOL 程序结构的“部”内包含“节”, “节”内包含“段” , 段内包含语句 , 语句由字或字符串组成 , 整个源程序象一棵由根到干, 由干到枝 , 由枝到叶的树 , 习惯上称之为树型结构。目前 COBOL 语言主要应用于情报检索、商业数据处理等管理领域。常用的高级程序设计语言, 除了上述的几种之外 , 还有很多 ,如以英国著名诗人拜伦 (G.N.G.Byron) 的独生女艾达拜伦 (Ada Byron)的名字命名的军用语言Ada,深受中、小学生欢迎的语言LOGO 等等。目前, 程序设计语言及编程环境正向面向对象语言及可视化编程环境方向发展 ,出现了许多第四代语

14、言及其开发工具。如：微软公司名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 10 页 - - - - - - - - - (Microsoft)开发的 Visual 系列(VC+ 、 VB 、 FoxPro) 编程工具及 Power Builder等, 目前已经在国内外得到了广泛的应用从 CPU 的角度看程序程序的开发语言是越来越高级了，像C#这种非常高级的语言，功能是很强大。 但是这些语言编写的程序在通过编译，链接后生成的还是二进制的可执行文件，CPU 处理的还是很原始

15、的机械代码，而且很多年没有改变了。 可能还有继续延续很长时间。 这就要求我们对这些很原始的东西要有一定的了解（不一定要很熟，但一定要了解，心中一定要有数）。CPU 能看到的和认识的就二进制的代码。这和我们编写出来的东西差别太大了。它是如何知道什么是代码？什么是数据？如何来处理的呢？我先来了解那些高级语言是如何变成二进制代码的。以 C语言为例，在我们编写完一个程序后，这些程序是存在一个文本文件中的，我们将这个文件通过预 处理器、编译器、链接器一步一步处理后就得到了一个可执行的文件，这个文件就是一个二进制的可执行文件了，而且这个文件是 CPU 可以看得懂的文件了。 有了这个文件我们只要将文件加载到

16、内存中， 本通知 CPU 就可以。可执行文件的加载是操作系统通过一个叫做可执行文件加载程序来完成（这个东西以后再细讲） 。在加载完后操作系统就会为其创建一个进程，并完成可执行文件到进名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 10 页 - - - - - - - - - 程的映射， 有了进程就可以通知CPU 了。（进程的概念并不是一开始就有的，而是后来发长出来的， 但是在现代谈程序的运行是一定有谈到进程的，对 CPU 来说进程是可运行的， 而映射到内存的可执行文件只是

17、一个数据的存储区域了。在有了上面的基本了解后，我们就可以开始来了解CPU 是如何运转程序了。要了解 CPU 的功能，最好是通过汇编语言，汇编语言中的指令反映了 CPU 的功能和运行过程。 在下面的介绍中我们主要是用的汇编语言来讲解。（对于 CPU 来说，我们平时认为比较低级的语言C，对他来说太高级了，它理解不了） CPU中的寄存器。这里以大家用的很多的Inter的 CPU 来介绍。在 Inter的8086CPU 中有 4 个通用寄存器，他们被分别命名为AX 、BX 、CX 、DX 。这些被命名的寄存器可以直接通过上面的名字在汇编语言中使用。通用寄存器就如他们的名字一样， 可以存储各种各样的类型

18、数据 （整数、字符、指针等等）。他们是一个零时的数据存储地方，用来存储CPU运转过程中的各种类型的中间结果。由于他们什么类型的数据都可以存， 而且都是二进制的东西， 所以 CPU 不能区分他们存的东西的类型，所以在实际的使用中AX 、DX用来存储整数， 而 BX用来临时存储堆栈的栈顶指针。除了以上的 4 个通用寄存器外， CPU 还有 4 个堆寄存器。他们分别是 CS （代码段寄存器）、 DS （数据段寄存器）、 SS （堆栈段寄名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页

19、，共 10 页 - - - - - - - - - 存器）、ES （附加段寄存器）。在此我们主要要了解得是前三个段寄存器。在深入讲段寄存器前， 我要先说一下段的概念。 在 8086CPU 上，它的地址总线的长度是20，而寄存器是 16 位的，这就出现了一个地址数据无法存储在一个寄存器中，这样就用两个寄存器来存储。 这样就产生了段这个概念。即一个寄存器存储多出来的四位数据，这个数据就叫段，另一个寄存器存储另外的16 位的数据， 这个叫段内地址。两个数据相加就得到了一个20位的地址数。CS （代码段寄存器）用来存储代码在内存中的首地址。与他合作另一个寄存器IP（地址指针寄存器） 用来存储将要处理的

20、代码在段内的偏移地址。这两个地址相加后就得到了代码在内存中的实际地址， CPU 将内存中的内容读到通用寄存器中就可以开始按指令工作了。DS （数据段寄存器）用来存储程序中用个的各个变量的值在内存中一个段的首地址，通过数据的寻址， 来得到数据在内存中的实际地址，而得到实际的值，或改变这个值。SS （堆栈段寄存器）用来存储一个堆栈段的首地址，它与SP寄存器合作来找到名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 10 页 - - - - - - - - - 堆栈内数据的实际地址。堆栈主要用来存储函数传入的值， 和于调用函数有关的CPU环境信息。有了堆栈就可以实现递归的算法。可以有了函数的概念了名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 10 页 - - - - - - - - -