一、 为什么要学习程序设计语言原理
1、增强表达思想的能力
通常，人们思考问题受限于其所使用语言的能力，难以将口头或者书面无法表达的东西概念化。同样，程序员也受这一限制，其使用的开发语言限制了他们可用的控制结构、数据结构、抽象层次。了解更多的程序设计语言特性，能过在开发时减少这些心智。学会新的语言结果后，能够提升开发时的思维过程的层次。
2、扩充选择合适语言的背景知识
许多专业的程序员没有受过正规的计算机科学教育，而是自学或者培训获取编程技能。通常只会与工作相关的1、2种语言。在新项目选择语言时，无法有更多的选择，只能选择自己熟悉的语言。
3、增强学习新语言的能力
计算机程序设计仍然是一门相对年轻的学科，设计方法学、软件开发工具和程序设计语言仍然在不断的演进中。所有软件开发需要不断的学习，一旦完全理解了语言的基础原理，就能够很容易融入编程学习。就不会局限于1-2种语言。
4、更深刻地理解实现的重要性
（1）实现问题的时候能够更好的理解程序为什么设计成现在这样。（2）了解在使用不同的语言结果会带来不同的结果。（3）了解实现细节才能发现和修复现有程序的缺陷。提高编程效率。
5、更好地使用已学的语言
通过学习程序设计语言的原理，能够了解所学语言知识盲区（未使用过，不熟悉，不知道的部分）。
二、 程序设计领域有哪些领域？
1、科学应用
2、商务应用
3、人工智能(AI)
4、系统程序设计（计算机系统中的操作系统和程序设计支持工具）
5、网络软件
三、语言评价标准有哪些？
1、可读性（是否便于阅读和理解）
2、可写性（衡量在指定问题领域内用语言创建程序有多容易的一个标准）
3、可靠性（程序在任何情况下都能按设计的那样执行，就称该程序是可靠的）
4、成本（学习成本、编写成本、编译成本、使用成本，维护成本）
四、有哪些影响语言设计的因素？
1、计算机体系结构
冯·诺依曼结构
过去 50 年中大多数的流行语言，都是围绕常见的计算机体系结构来设计的，这一结构用它的创始人 John von Neumann(发 音为 von Noyman)的名字命名为冯·诺依曼结构，这些语言称为命令式语言。
冯·诺依曼计算机中，数据和程序都存储在同一内存在，执行指令的中央处理器(CPU)与内存是分开的。因此，指令和数据必须从内存出书到CPU，CPU的运算结果必须传回到内存。
冯·诺依曼结构
尽管事实上，命令式程序设计语言的结构是以计算机体系结构为模型的，而不是出于 程序设计语言使用者的能力和意愿，有人仍然认为使用命令式语言比使用函数式语言在某 种程度上更自然，因此许多人认为，即使函数式程序与命令式程序运行效率一样高，命令 式程序设计语言的使用仍然会占据主导地位。
2、程序设计方法学
面向过程 -> 面向数据 -> 面向对象
（1）在 20 世纪 60 年代晚期和 70 年代早期，由于硬件成本下降，软件成本提升，人们从结构化程序设计运动开始，对软件 开发过程和程序设计语言的设计进行了深入的研究。
（2）20 世纪 70 年代：产生了新的软件开发方法学，称为自顶向下设计和逐步求精。人们发现程序设计语言的主要缺点是类型检查不完备，控制语句不恰当(需要大量使用 goto 语句)。
（3）在 20 世纪 70 年代晚期， 程序设计方法学开始由面向过程转变为面向数据，所设计的大多数语言都支持数据抽象
（4）20 世纪 80 年代早期，面向数据的软件开发的最终演变为面向对象的设计。
五、程序设计语言的分类
程序设计语言通常可以分为 4 类：命令式语言、函数式语言、逻辑语言、面向对象的语言。
另一类语言是可视化语言，是命令式语言的一个子类。如 .Net
逻辑程序设计语言是一种基于规则的语言. (如：Prolog)
标记语言 HTML
六、语言设计中的权衡
在设计语言评价标准中，会存在重要但相互矛盾的标准，协调并满足这些标准是一个重要的工程任务。两个相矛盾的标准是可靠性和执行成本。
例如，Java 语言的定义要求对数组元素的所有引用都进行检查，以确保数组下标在合法的范围内。这一步骤对于有大量数组元素引用 的 Java 程序来说，极大地增加了执行成本。C 语言不需要检查下标的范围，所以 C 程序比 语义上相同的 Java 程序执行得快，虽然 Java 程序更可靠。Java 的设计者以执行效率为代价换 取了可靠性。
可写性和可读性间的矛盾在语言设计中是很常见的。C++语言中的指针可以以多种方 式来操作，支持极其灵活的数据寻址。由于指针潜在的可靠性问题，Java 语言中没有引入 指针。
七、实现方法
计算机设计中比较现实的选择是在硬件中实现一种非常低级的语言，提供最 普遍需要的基本操作，由系统软件来建立与高级语言程序的接口。
语言实现系统不是计算机中唯一的软件，还需要称为“操作系统”的一个大程序集合 来提供比机器语言高级的基本操作。这些基本操作提供系统资源管理、输入和输出操作、文件管理系统、文本和程序编辑器，以及其他各种常用的功能。由于语言实现系统需要许 多操作系统的功能，它们与操作系统进行交互，而不是直接与处理器用机器语言进行交互。
操作系统和语言实现系统在计算机的机器语言接口之上是分层的，这些层可以想象为 虚拟的计算机，在更高的层次上提供用户接口。例如，操作系统加上 C 语言编译器就是一台虚拟的 C 语言计算机，用其他的编译器，就能变成其他类别的虚拟计算机。大多数计算 机系统都提供几个不同的虚拟计算机。用户程序在虚拟计算机的顶层上形成另一层次。如图：
典型计算机系统提供的虚拟计算机分层接口
实现程序设计语言的主要方法是编译、完全解释和混合实现。
八、编译环境
编程环境是软件开发中使用的工具集。
如：C语言编译环境 VC++6.0
如：Microsoft Visual Studio .NET 它是大量精巧的软件 开发工具的集合，这些工具都可通过视窗界面来使用。
编程环境已经成为软件开发系统的重要组成部分，程序设计语言只是其中的一部分。
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