大学计算机第6讲-由机器语言到高级语言-程序编写编译
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计算机编程语言基础知识详述计算机编程语言是计算机系统中的一个重要组成部分,它用于编写和实现各种计算机程序。
编程语言可以帮助程序员将自己的思想和问题解决方案转化为计算机可以理解和执行的指令。
本文将详细介绍计算机编程语言的基础知识,包括语言分类、语法结构和常见的编程语言等。
一、计算机编程语言的分类计算机编程语言可以根据不同的标准进行分类。
按照语言的发展历程,可以划分为低级语言和高级语言;按照语言的使用范围,可以划分为通用语言和特定领域语言;按照语言的表达方式,可以划分为过程式语言和面向对象语言等。
1. 低级语言低级语言是计算机直接理解和执行的语言,它更接近于计算机的底层结构。
在低级语言中,每条指令都代表了一条机器指令,包括机器语言和汇编语言。
- 机器语言是用二进制代码表示的,直接由计算机硬件执行。
机器语言指令由一系列比特组成,每个比特代表一个二进制位,用来指示不同的操作和数据。
- 汇编语言是机器语言的助记符表示法,用助记符代替了二进制指令的地址和操作码,更加易读和易写。
低级语言的编写和调试相对较为繁琐,但在性能和效率方面具备了优势,常用于编写系统软件或要求高效执行的场景。
2. 高级语言高级语言是相对于低级语言的一种编程语言,它更接近于人类自然语言。
高级语言通过将人类思想抽象为语法结构和语句,使程序员能够以更直观和便捷的方式进行编程。
高级语言具有丰富的内置函数和库,能够提供更多的复用组件和功能,从而提高开发效率。
常见的高级语言有C、C++、Java、Python、JavaScript等。
二、计算机编程语言的语法结构计算机编程语言具有自己特定的语法结构,规定了编写代码的基本规则和语法要求。
本节将介绍一些常见的语法结构。
1. 变量和数据类型变量是程序中用于存储数据的容器,它们具有不同的数据类型。
常见的基本数据类型包括整型、浮点型、字符型和布尔型等。
不同的编程语言支持的数据类型可能有所差异,但基本类别相似。
计算机编译原理基础计算机编译原理是计算机科学与技术中的重要学科。
本文将介绍编译原理的基础知识,包括编译的概念、编译过程中的各个阶段以及编译器的核心功能。
通过学习本文,读者将对计算机编译原理有更深入的了解。
一、概念与定义编译是将一种语言的源代码转换为另一种语言的过程。
在计算机编译原理中,源代码通常是高级语言,而转换后的代码则是机器语言或者是中间代码。
编译器是执行编译过程的软件工具,它由多个组件组成,每个组件都有特定的功能。
二、编译过程编译过程可以分为以下几个阶段:词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化以及目标代码生成。
1. 词法分析词法分析是将源代码分解为一个个的词法单元,例如标识符和运算符。
词法分析器通常使用正则表达式来匹配代码中的词法单元,并生成一个词法单元流。
2. 语法分析语法分析是对词法单元流进行分析,构建语法树。
语法分析器通常使用上下文无关文法来描述源代码的语法结构,通过递归下降法或者是LR算法来实现语法分析。
3. 语义分析语义分析是在语法树的基础上对代码进行进一步的分析,以检查代码的语义正确性。
语义分析器通常会执行类型检查,并生成一些附加的信息供后续的代码生成阶段使用。
4. 中间代码生成中间代码生成是将源代码转换为一种中间表示形式,这种形式比源代码更容易进行优化和转换。
常见的中间表示形式包括三地址码和抽象语法树。
5. 代码优化代码优化是对中间代码进行优化,以提高程序的执行速度或者是减小程序的体积。
常见的代码优化技术包括常量折叠、公共子表达式消除和死代码删除等。
6. 目标代码生成目标代码生成是将中间代码转换为特定目标机器的机器代码。
目标代码生成器通常会针对不同的机器体系结构生成相应的目标代码。
三、编译器的核心功能编译器的核心功能包括词法分析、语法分析、语义分析和中间代码生成。
这些功能是编译器的基础,也是编译器能够将源代码转换为目标代码的关键。
1. 词法分析器词法分析器负责将源代码分解为一个个的词法单元,并将其传递给语法分析器。
大学计算机—计算思维导论CAP教学大纲计算手段已发展为科学研究第三种手段,研制和应用各学科相关计算系统,计算+、互联网+、大数据+,智能+,最本质就是计算思维,计算思维已成为各专业学生都应掌握的思维方式,与计算思维融合,是各学科学生创新的源泉。
本课程为你介绍计算学科所蕴含的经典的计算思维,是所有本科生必修的通识教育课程。
本课程是大学先修课,即你在高中阶段或上大学之前完成本课程的学习并获得结课认证证书后,在入学时参加必要的测试考核(主要确认你确实学习过),通过后则你可在大学阶段免修该课程直接获得学分,这样为你大学的学习节省时间和精力,使你在大学期间可做更多自己想要做的事情。
《大学计算机》是一门什么课程呢?(1)大学计算机是面向大学一年级学生开设的,与大学数学、大学物理有一样地位的通识类思维教育课程。
它不是讲授计算机及其软件(如Office,Access,IE等)如何使用的课程;它也不是仅仅训练学生程序设计内容的课程;它是讲授每个大学生都应具备的计算思维的课程,大学生创造性思维培养离不开计算思维的培养。
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(3)大学阶段应更多地训练“思维”,而不应仅着眼于“知识”即事实的学习。
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《大学计算机》课程应围绕着大学计算思维教育空间-计算之树,进行内容的组织和学习。
(I)计算与程序,主要讲授计算与计算思维,符号化、计算化和自动化,计算系统与程序构造,程序构造方法:递归与迭代,这些是由社会/自然到计算的、最基本的抽象和自动化机制;--理解计算机最本质的内容。
高级编程语言基础知识详述高级编程语言是计算机科学中的重要领域,它们为程序员提供了更高层次的抽象和更强大的功能。
本文将详细介绍高级编程语言的基础知识,帮助读者更好地理解和应用这些语言。
一、概述高级编程语言是相对于机器语言和低级编程语言而言的,它们更接近自然语言,具有更强的可读性和可维护性。
高级编程语言为程序员提供了更丰富的语法和功能,使得编写复杂的程序变得更加简洁和高效。
二、变量和数据类型在高级编程语言中,程序员可以定义和使用变量来存储和操作数据。
变量具有不同的数据类型,例如整数、浮点数、字符串等。
程序员可以根据需求选择合适的数据类型,并对变量进行赋值和操作。
三、控制结构高级编程语言提供了丰富的控制结构,用于实现程序的流程控制和逻辑判断。
常见的控制结构包括条件语句、循环语句和跳转语句。
通过合理地运用这些控制结构,程序员可以实现复杂的算法和逻辑。
四、函数和模块化函数是高级编程语言中的重要概念,它可以将一段代码封装成一个可重复使用的模块。
函数可以接受参数和返回值,允许程序员将程序分割成多个小块,提高代码的重用性和可维护性。
五、面向对象编程面向对象编程是高级编程语言中的一种重要范式,它将程序的状态和行为封装成对象。
通过定义类和对象,程序员可以实现更加模块化和可扩展的程序设计。
面向对象编程有助于提高代码的可读性和可维护性,并能更好地应对复杂的程序开发需求。
六、异常处理异常是程序中可能出现的错误或异常情况。
高级编程语言提供了异常处理机制,允许程序员捕获和处理这些异常,以避免程序崩溃或产生不正确的结果。
通过合理地处理异常,程序员可以增强程序的健壮性和可靠性。
七、库和框架高级编程语言通常提供了丰富的库和框架,用于解决特定领域的问题。
库是一组已经实现的函数和类,程序员可以直接调用并重用;框架是一种软件架构,提供了一整套解决方案和工具,简化了程序开发的过程。
程序员可以利用这些库和框架,提高编程效率并实现更复杂的功能。
计算机系统中程序设计语言的层次体系样本1.机器语言:机器语言是计算机硬件能够直接理解和执行的语言。
它由二进制代码组成,每个指令对应于一条机器指令。
机器语言是计算机的底层语言,非常接近于硬件操作,因此需要对计算机的内部结构和机器指令集有深入的了解。
2.汇编语言:汇编语言是机器语言的助记符符号表示形式,用于简化机器语言的编写。
它使用英文单词或符号来代替机器语言中的二进制指令。
汇编语言和机器语言一一对应,每条汇编指令对应于一条机器指令。
3.高级语言:高级语言是相对于机器语言和汇编语言而言的,它和机器层次的细节解耦,更加人类可读和易于理解。
高级语言通过使用像变量、表达式、函数等抽象概念,将计算任务分解为更容易理解和管理的模块。
高级语言在不同的层次结构中有多种示例,如下所示:-C语言是一种通用的高级编程语言,它的语法结构简洁,能够高效地进行系统级编程。
- Java是一种面向对象的高级编程语言,具有平台无关性,广泛用于Web应用程序和移动应用程序的开发。
- Python是一种动态脚本语言,具有简洁的语法和强大的库支持,适用于快速原型设计和数据分析。
- JavaScript是一种用于网页开发的脚本语言,它能够与HTML和CSS结合使用,实现动态交互。
4.领域特定语言(DSL):领域特定语言是一种专门针对一些特定领域或特定问题而设计的语言。
它们具有更高的抽象层次,能够更好地适应特定领域的需求,并提供更加简洁和自然的表达方式。
领域特定语言可以是一些具体任务的脚本语言,如SQL用于数据库查询,MATLAB用于科学计算,或者是用于特定领域的建模语言,如UML用于软件系统设计。
领域特定语言通常由专家和领域内的用户共同设计和使用。
5.计算机语言接口:计算机语言接口是用于不同程序之间进行交互和通信的语言规范。
它定义了程序之间的通信协议、数据格式和操作规定。
常见的计算机语言接口包括标准的API(应用程序接口)、协议以及传输层数据包封装等。
高校计算机专业汇编语言高级程序设计课程知识框架梳理在高校计算机专业中,学习汇编语言和高级程序设计是非常重要的一门课程。
汇编语言作为低级语言,具有对硬件的直接控制能力,而高级程序设计则是基于高级语言进行开发。
本文将对高校计算机专业汇编语言高级程序设计课程的知识框架进行梳理。
一、汇编语言基础知识1.1 汇编语言的定义和特点汇编语言是一种低级语言,与机器语言相对应,通过助记符和指令来操作计算机硬件。
其特点包括指令集的简洁、执行效率高等。
1.2 寄存器的概念和使用寄存器是计算机中用于存储数据的部件,在汇编语言中起到重要作用。
常见的寄存器包括通用寄存器、指令指针寄存器等,学生需要了解其功能和使用方法。
1.3 汇编语言的指令系统汇编语言中的指令包括数据传输指令、运算指令、逻辑指令等。
学生需要熟悉各种指令的格式和使用方法,以及指令在计算机系统中的执行过程。
二、汇编语言程序设计2.1 数据表示和处理在汇编语言中,对于数据的表示和处理是十分重要的。
学生需要了解数据类型的表示方法,以及如何进行数据的输入、输出和处理等。
2.2 控制结构和程序流程汇编语言中的控制结构包括顺序结构、分支结构和循环结构等。
学生需要掌握如何使用这些结构来实现程序的控制和流程的控制。
2.3 子程序的使用和调用汇编语言中,子程序是一种重要的程序组织方式。
学生需要了解如何定义和调用子程序,以及如何进行参数的传递和返回值的处理等。
三、高级程序设计概述3.1 高级语言的特点和优势高级语言相对于汇编语言来说,具有语法简洁、可移植性好等优势。
学生需要了解高级语言相对于汇编语言的特点和应用场景。
3.2 高级程序设计的开发环境和工具高级程序设计的开发离不开一系列的开发环境和工具。
学生需要熟悉各类IDE(集成开发环境)的使用,以及其他开发工具的使用方法。
3.3 高级程序设计的基本语法和数据结构高级程序设计中,学生需要掌握语法结构和常用的数据结构,如变量、数组、结构体等。
简述高级语言程序的运行过程。
高级语言程序的运行过程分为五个主要阶段,即编写、编译、链接、加载和执行。
编写阶段是程序员根据需求和逻辑要求,使用高级语言编写程序的过程。
在这个阶段,程序员需要根据需求和代码逻辑设计程序,然后使用特定的高级语言编写代码,并进行单元测试和集成测试。
编译阶段是将高级语言程序转换成机器语言代码的过程。
在这个阶段,编译器会对程序进行词法分析、语法分析、语义分析和代码优化等操作,并将代码转换成机器语言代码。
链接阶段是将多个目标文件链接成一个可执行文件的过程。
在这个阶段,链接器会将编译生成的目标文件进行符号表的整合,解决符号引用关系,以及对全局数据的分配和重定位等操作,最终生成可执行文件。
加载阶段是将可执行文件读入内存并准备执行的过程。
在这个阶段,操作系统会将可执行文件加载到内存,并进行地址映射和权限检查等操作,然后将控制权交给程序的入口点。
执行阶段是程序在计算机中真正运行的过程。
在这个阶段,程序将按照代码逻辑执行,读取和修改内存中的数据,调用系统函数和库函数,最终完成程序的功能。
总之,高级语言程序的运行过程包括编写、编译、链接、加载和执行五个主要阶段,每个阶段都有其特定的目标和执行过程,最终实现程序的功能。