一、 什么是計(jì)算機(jī)程序？

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計(jì)算機(jī)程序又稱(chēng)“計(jì)算機(jī)軟件”。通過(guò)指令的順序，使計(jì)算機(jī)能按所要求的功能進(jìn)行精確記述的邏輯方法。計(jì)算機(jī)本身作為機(jī)器可以獲得專(zhuān)利，但計(jì)算機(jī)程序是一種數(shù)學(xué)邏輯方法，各國(guó)一般不予保護(hù)。隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致產(chǎn)生了專(zhuān)門(mén)提供計(jì)算機(jī)所需軟件的新興工業(yè)部門(mén)及新型商品——計(jì)算機(jī)程序。因此，也產(chǎn)生了對(duì)此類(lèi)創(chuàng)造性活動(dòng)的產(chǎn)品予以保護(hù)的需要。美國(guó)1980年12月12日生效的新修訂專(zhuān)利法已將計(jì)算機(jī)程序列為版權(quán)的保護(hù)對(duì)象。不過(guò)一些學(xué)者認(rèn)為，用專(zhuān)利法或派權(quán)法對(duì)軟件進(jìn)行保護(hù)均不適宜，因?yàn)檐浖膲勖^短，經(jīng)常變化，而專(zhuān)利的保護(hù)期一般是10—20年，版權(quán)的保護(hù)期更長(zhǎng)如有必要，對(duì)軟件的保護(hù)還應(yīng)另頒單行法規(guī)更為適宜。世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織也曾召開(kāi)專(zhuān)家會(huì)議，討論對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的保護(hù)問(wèn)題。會(huì)議建議補(bǔ)充專(zhuān)利法、版權(quán)法及不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)法，酌情建立計(jì)算機(jī)程序保護(hù)制度。

計(jì)算機(jī)程序，就是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上能完成特定功能的指令集合，計(jì)算機(jī)程序的復(fù)雜程度由所需完成的邏輯功能來(lái)決定，計(jì)算機(jī)程序有簡(jiǎn)單的也有復(fù)雜的，如編寫(xiě)簡(jiǎn)單的程序可以計(jì)算一個(gè)一元二次方程方程的解，而一個(gè)功能強(qiáng)大的游戲程序，可以給你帶來(lái)不一樣的游戲體驗(yàn)，程序的本質(zhì)就是運(yùn)行在計(jì)算機(jī)之上的一組有序指令的集合，這些指令可以讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行一些具體的運(yùn)算，能實(shí)現(xiàn)特定的功能。

在計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)后，進(jìn)入操作系統(tǒng)如Windows/Linux/Mac等，操作系統(tǒng)會(huì)加載并執(zhí)行許多程序，操作系統(tǒng)本質(zhì)也是由一組計(jì)算機(jī)程序組成的，通常意義上表述的計(jì)算機(jī)程序，一般指的是能完成某些特定功能，相對(duì)比較獨(dú)立的程序，如視頻/音頻播放器，Web瀏覽器，社交工具的客戶(hù)端Wechat/QQ等；而一般由許多計(jì)算機(jī)程序共同協(xié)作來(lái)完成比較復(fù)雜的任務(wù)的一系列程序，通常被稱(chēng)為系統(tǒng)，如操作系統(tǒng)等。

百科描述中所說(shuō)的指令運(yùn)行于某種目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)上，對(duì)于絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的大分類(lèi)來(lái)看，這里的目標(biāo)體系結(jié)構(gòu)通常都是指最常見(jiàn)的馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)，也就是上一節(jié)所講述計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，而在馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之下，CPU（運(yùn)算器和控制器）的設(shè)計(jì)也可以劃分不同的體系結(jié)構(gòu)。

再了解一下什么是指令集，指令集是存儲(chǔ)在CPU內(nèi)部，對(duì)CPU運(yùn)算進(jìn)行指導(dǎo)和優(yōu)化的硬程序，也就是說(shuō)CPU的運(yùn)算器只能執(zhí)行CPU的指令集體系所支持的指令，之所以出現(xiàn)不同的CPU架構(gòu)，就是由于指令集的設(shè)計(jì)不同，常見(jiàn)的CPU架構(gòu)有Intel公司的X86架構(gòu)和ARM公司的ARM架構(gòu)，對(duì)應(yīng)的指令集分別為復(fù)雜指令集(CISC)和精簡(jiǎn)指令集(RISC)， X86和ARM處理器的主要區(qū)別就是，前者使用復(fù)雜指令集(CISC)，而后者使用精簡(jiǎn)指令集(RISC)。X86架構(gòu)的CPU常見(jiàn)于筆記本、臺(tái)式機(jī)和服務(wù)器上，而ARM架構(gòu)的CPU多用于手機(jī)及嵌入式系統(tǒng)里，指令集的細(xì)分類(lèi)型還有許多，感興趣的可以具體了解一下。

二、 什么是程序語(yǔ)言？

機(jī)器語(yǔ)言是早期的程序語(yǔ)言，由0和1兩種符號(hào)構(gòu)成，當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)內(nèi)部只能接受二進(jìn)制代碼，因此，用二進(jìn)制代碼0和1描述的指令稱(chēng)為機(jī)器指令，是計(jì)算機(jī)能夠直接閱讀與執(zhí)行的基礎(chǔ)語(yǔ)言，任何程序在執(zhí)行前都必須被轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言。用機(jī)器語(yǔ)言編程的程序成為目標(biāo)程序。 只有目標(biāo)程序才能被計(jì)算機(jī)直接識(shí)別和執(zhí)行。      機(jī)器語(yǔ)言使用起來(lái)不方便、可讀性低、不容易維護(hù)，并且不同的機(jī)器平臺(tái)，編碼方式都不盡相同。機(jī)器語(yǔ)言是屬于低級(jí)語(yǔ)言。 

1. 機(jī)器語(yǔ)言

通過(guò)CPU架構(gòu)所支持的指令集可以編寫(xiě)出成千上萬(wàn)的程序，而由指令集所組成的程序，可以被CPU直接解讀和執(zhí)行， 由指令集生成程序的過(guò)程就如同，通過(guò)文字去編寫(xiě)文章，單個(gè)的字或詞就是某一條具體的指令，不同字或詞(指令)通過(guò)一定規(guī)則組合起來(lái)，就是一篇文章(程序)，所以CPU架構(gòu)所支持的指令集的體系，也可以看做是一門(mén)語(yǔ)言，這門(mén)語(yǔ)言就是通常所說(shuō)的機(jī)器語(yǔ)言，又稱(chēng)為機(jī)器碼。不同的CPU架構(gòu)所支持的不同指令集可以看做是不同的機(jī)器語(yǔ)言，就如同文字也分為漢語(yǔ)、English等許多語(yǔ)言，機(jī)器語(yǔ)言的道理也一樣。

2. 匯編語(yǔ)言

通過(guò)機(jī)器語(yǔ)言就可以編寫(xiě)出許多各種功能的程序了，但是用機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)程序，編程人員要首先熟記所用計(jì)算機(jī)的全部指令代碼和代碼的涵義，手編程序時(shí)，程序員還需要自己處理每條指令和每一數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)分配和輸入輸出，還得記住編程過(guò)程中每步所使用的工作單元處在何種狀態(tài)。這是一件十分繁瑣的工作。編寫(xiě)程序花費(fèi)的時(shí)間往往是實(shí)際運(yùn)行時(shí)間的幾十倍甚至幾百倍，而且，編出的程序全是些0和1的指令代碼，直觀性差，還容易出錯(cuò)，那該怎么辦了？

這時(shí)候匯編語(yǔ)言便產(chǎn)生了，匯編語(yǔ)言的主體是匯編指令。匯編指令和機(jī)器指令的差別在于指令的表示方法上，匯編指令是機(jī)器指令便于記憶的書(shū)寫(xiě)格式，如執(zhí)行一個(gè)操作：寄存器BX的內(nèi)容送到AX中(具體什么含義可以不用深究，明白是一條完成特定功能的指令即可)

  1000100111011000               機(jī)器指令
    mov ax,bx                    匯編指令

很容易可以看出，同樣一個(gè)操作，下面的匯編指令更容易被人熟記，匯編語(yǔ)言的出現(xiàn)是程序發(fā)展的一大進(jìn)步，相比機(jī)器語(yǔ)言主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1. 更具有可編程性，即使用匯編語(yǔ)言，程序員可以更加簡(jiǎn)便、更加快速、更容易理解的方式完成同樣的編程任務(wù)；

2. 程序可移植性，上文介紹過(guò)不同的CPU架構(gòu)支持不同的指令集體系(機(jī)器語(yǔ)言)，所以通常以機(jī)器語(yǔ)言為某一類(lèi)CPU架構(gòu)編寫(xiě)的程序，不能運(yùn)行在其它CPU架構(gòu)之上，而有了匯編語(yǔ)言，可以想象同樣一條匯編語(yǔ)句，運(yùn)行在不同的CPU架構(gòu)上時(shí)，只需要編譯器把它編譯(就如不同語(yǔ)言文字之間的翻譯)成對(duì)應(yīng)CPU架構(gòu)所支持的機(jī)器碼即可；

匯編語(yǔ)言的編譯器，是可以把匯編語(yǔ)言翻譯成目標(biāo)CPU架構(gòu)上機(jī)器語(yǔ)言的程序。

3. 高級(jí)語(yǔ)言

前面我們了解了什么是機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言也是和機(jī)器語(yǔ)言一樣，都是直接對(duì)硬件進(jìn)行操作，但是匯編語(yǔ)言指令采用了英文縮寫(xiě)的標(biāo)識(shí)符，更容易識(shí)別和記憶，但也只是相對(duì)于機(jī)器語(yǔ)言而言的。在實(shí)際編程中，匯編語(yǔ)言源程序也是十分復(fù)雜和冗長(zhǎng)的，為了更加簡(jiǎn)單和高效的編寫(xiě)程序，于是高級(jí)語(yǔ)言就應(yīng)運(yùn)而生了。

高級(jí)語(yǔ)言并不是指一種語(yǔ)言，而是包括很多編程語(yǔ)言，比如C、C++、Java、php、python等等，是高度封裝的編程語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和CPU架構(gòu)(指令系統(tǒng))無(wú)關(guān)，匯編語(yǔ)言已經(jīng)具備一定的可移植性了，編譯器可以根據(jù)相應(yīng)的CPU架構(gòu)翻譯成對(duì)應(yīng)的機(jī)器語(yǔ)言，同樣高級(jí)語(yǔ)言的可移植性更強(qiáng)，編譯器也可以將高級(jí)語(yǔ)言翻譯成目標(biāo)CPU架構(gòu)上的機(jī)器語(yǔ)言，至于是否是直接翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，還是先經(jīng)過(guò)匯編再翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，取決于編譯器的實(shí)現(xiàn)。

如今我們一般不需要學(xué)會(huì)如何用機(jī)器語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程，我們最多知道能如何看懂匯編語(yǔ)言就可以了。我們所編寫(xiě)的高級(jí)語(yǔ)言，被翻譯成目標(biāo)語(yǔ)言時(shí)，編譯器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行一些優(yōu)化的處理。

4. 高級(jí)語(yǔ)言的分類(lèi)

高級(jí)語(yǔ)言的分類(lèi)方式很多，根據(jù)設(shè)計(jì)思想特點(diǎn)可以劃分為面向過(guò)程型（命令式）語(yǔ)言、面向?qū)ο笮驼Z(yǔ)言、函數(shù)式語(yǔ)言和邏輯式語(yǔ)言，而根據(jù)代碼在執(zhí)行之前被翻譯的時(shí)間，劃分為兩類(lèi)： 解釋型語(yǔ)言和編譯型語(yǔ)言。

面向過(guò)程型（命令式）語(yǔ)言

這種語(yǔ)言的語(yǔ)義基礎(chǔ)是模擬“數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/數(shù)據(jù)操作”的圖靈機(jī)可計(jì)算模型，十分符合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的自然實(shí)現(xiàn)方式。其中產(chǎn)生操作的主要途徑是依賴(lài)語(yǔ)句或命令產(chǎn)生的副作用?，F(xiàn)代流行的大多數(shù)語(yǔ)言都是這一類(lèi)型，比如 Fortran、Pascal、Cobol、C、C++、Basic、Ada、Java、C# 等，各種腳本語(yǔ)言也被看作是此種類(lèi)型。

面向?qū)ο笳Z(yǔ)言

現(xiàn)代語(yǔ)言中的大多數(shù)都提供面向?qū)ο蟮闹С?，但有些語(yǔ)言是直接建立在面向?qū)ο蠡灸Ｐ蜕系模Z(yǔ)言的語(yǔ)法形式的語(yǔ)義就是基本對(duì)象操作。主流的支持面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言有 C++ 、Java、C#、PHP、Python等，一般的語(yǔ)言也都支持面向過(guò)程（命令式）的編程方式。

函數(shù)式語(yǔ)言

這種語(yǔ)言的語(yǔ)義基礎(chǔ)是基于數(shù)學(xué)函數(shù)概念的值映射的λ算子可計(jì)算模型。這種語(yǔ)言非常適合于進(jìn)行人工智能等工作的計(jì)算。典型的函數(shù)式語(yǔ)言如 Lisp、Haskell、ML、Scheme 、F#等。

邏輯式語(yǔ)言

這種語(yǔ)言的語(yǔ)義基礎(chǔ)是基于一組已知規(guī)則的形式邏輯系統(tǒng)。這種語(yǔ)言主要用在專(zhuān)家系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)中，最著名的邏輯式語(yǔ)言是 Prolog。

雖然各種語(yǔ)言屬于不同的類(lèi)型，但它們各自都不同程度地對(duì)其他類(lèi)型語(yǔ)言的運(yùn)算模式都有所支持。

5. 解釋型語(yǔ)言

解釋型語(yǔ)言又可以根據(jù)語(yǔ)言的主動(dòng)和被動(dòng)特點(diǎn)劃分為： 標(biāo)記語(yǔ)言和腳本語(yǔ)言。標(biāo)記語(yǔ)言時(shí)被動(dòng)的等待解釋?zhuān)恢鲃?dòng)向計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，腳本語(yǔ)言一般主動(dòng)發(fā)出指令讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行任務(wù)。

標(biāo)記語(yǔ)言

標(biāo)記語(yǔ)言，是一種將文本（Text）以及文本相關(guān)的其他信息結(jié)合起來(lái)，展現(xiàn)出關(guān)于文檔結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理細(xì)節(jié)的電腦文字編碼。與文本相關(guān)的其他信息（包括文本的結(jié)構(gòu)和表示信息等）與原來(lái)的文本結(jié)合在一起，但是使用標(biāo)記進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

例如： xml, html,  xhtml

腳本語(yǔ)言

腳本語(yǔ)言是為了縮短傳統(tǒng)的編寫(xiě)-編譯-鏈接-運(yùn)行（edit-compile-link-run）過(guò)程而創(chuàng)建的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言。它的命名起源于一個(gè)腳本“screenplay”，每次運(yùn)行都會(huì)使對(duì)話(huà)框逐字重復(fù)。早期的腳本語(yǔ)言經(jīng)常被稱(chēng)為批量處理語(yǔ)言或工作控制語(yǔ)言。一個(gè)腳本通常是解釋運(yùn)行而非編譯。腳本語(yǔ)言通常都有簡(jiǎn)單、易學(xué)、易用的特性，目的就是希望能讓程序員快速完成程序的編寫(xiě)工作。

例如： JavaScript、VBScript、PHP、Python

6. 編譯型語(yǔ)言

編譯型語(yǔ)言：程序在執(zhí)行之前需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)的編譯過(guò)程，把程序編譯成為機(jī)器語(yǔ)言的文件，運(yùn)行時(shí)不需要重新翻譯，直接使用編譯的結(jié)果就行了。程序執(zhí)行效率高，依賴(lài)編譯器，跨平臺(tái)性差些。

例如： C、C++、c#、java等

7. 不同類(lèi)型高級(jí)語(yǔ)言的區(qū)別

1. 標(biāo)記語(yǔ)言不用于向計(jì)算機(jī)發(fā)出指令，常用于格式化和鏈接。

2. 腳本語(yǔ)言介于標(biāo)記語(yǔ)言和編程語(yǔ)言之間，腳本語(yǔ)言腳本語(yǔ)言不需要編譯，可以直接用，由解釋器來(lái)負(fù)責(zé)解釋。

3. 編譯型語(yǔ)言寫(xiě)的程序執(zhí)行之前，需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)的編譯過(guò)程，把程序編譯成為機(jī)器語(yǔ)言的文件，比如exe文件，以后要運(yùn)行的話(huà)就不用重新翻譯了，直接使用編譯的結(jié)果就行了（exe文件），因?yàn)榉g只做了一次，運(yùn)行時(shí)不需要翻譯，所以編譯型語(yǔ)言的程序執(zhí)行效率高。

8. 高級(jí)語(yǔ)言的一般性特點(diǎn)

1. 高級(jí)語(yǔ)言接近算法語(yǔ)言，易學(xué)、易掌握，一般工程技術(shù)人員只要幾周時(shí)間的培訓(xùn)就可以勝任程序員的工作；

2. 高級(jí)語(yǔ)言為程序員提供了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的環(huán)境和工具，使得設(shè)計(jì)出來(lái)的程序可讀性好，可維護(hù)性強(qiáng)，可靠性高；

3. 高級(jí)語(yǔ)言遠(yuǎn)離機(jī)器語(yǔ)言，與計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)無(wú)關(guān)，有更強(qiáng)的表達(dá)能力，因而所寫(xiě)出來(lái)的程序可移植性好，重用率高；

4. 由于把繁雜瑣碎的事務(wù)交給了編譯程序去做，所以自動(dòng)化程度高，開(kāi)發(fā)周期短，且程序員得到解脫，可以集中時(shí)間和精力去從事對(duì)于他們來(lái)說(shuō)更為重要的創(chuàng)造性勞動(dòng)，以提高程序的質(zhì)量；

5. 高級(jí)語(yǔ)言編譯生成的程序代碼一般比用匯編程序語(yǔ)言設(shè)計(jì)的程序代碼要長(zhǎng)，執(zhí)行的速度也慢。所以匯編語(yǔ)言適合編寫(xiě)一些對(duì)速度和代碼長(zhǎng)度要求高的程序和直接控制硬件的程序，高級(jí)語(yǔ)言程序“看不見(jiàn)”機(jī)器的硬件結(jié)構(gòu)，不能用于編寫(xiě)直接訪問(wèn)機(jī)器硬件資源的系統(tǒng)軟件或設(shè)備控制軟件。為此，一些高級(jí)語(yǔ)言提供了與匯編語(yǔ)言之間的調(diào)用接口。用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序，可作為高級(jí)語(yǔ)言的一個(gè)外部過(guò)程或函數(shù)，利用堆棧來(lái)傳遞參數(shù)或參數(shù)的地址。

以上就是編程小白學(xué)習(xí)php必須要了解的事的詳細(xì)內(nèi)容，更多請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)其它相關(guān)文章！

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