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程序设计语言及其发展史
程序设计语言及其发展史
计算机是现代化的标志之一，而程序设计语言则是计算机得以发挥功能的关键。
程序设计语言的发展史可以追溯到二十世纪四十年代末期。
在那个时期，计算机是庞大的机器，只能通过机器语言进行编程。
机器语言编写的程序不易阅读和理解，而且更容易出现错误。
在机器语言的基础上，出现了汇编语言，它利用符号编写指令并用符号名称来
表示内存地址，使其更易于阅读和理解。
但是，汇编语言依旧需要相当的专业知识来编写。
在上世纪五十年代和六十年代，高级程序语言开始兴起。
FORTRAN，COBOL和BASIC是最早的高级程序语言之一，它们采用自然语言来描述计算机程序，更易于
理解和使用。
随着计算机的普及，程序语言的发展得到了极大的推进。
Pascal，C，C++，Java等语言陆续发展出来。
它们更加简洁，有助于提高编程效率。
现在，随着计算机科学的不断发展，越来越多的程序语言出现了，如Perl，Python，Ruby，Swift等。
这些新的程序语言都有不同的应用场景和不同的特点。
在今后的发展中，程序语言中将会有越来越多的新概念和技术。
例如，机器学习、人工智能等，这些技术将推动程序语言的发展，实现更加智能化和高效化的编程。
程序设计语言的发展，是人类在不断挑战和开发自己的智力极限的历史过程。
它影响了甚至改变了人类的生产生活方式，也成为了人类社会进步的催化剂。
中科大－耶鲁高可信软件联合研究中心简介一、概述在中科大软件安全实验室和耶鲁大学FLINT实验室近五年合作的基础上，双方校长于2008年10月签署备忘录，以中科大软件安全实验室为基础，在中科大建立高可信软件联合研究中心。
该中心是在两校相关实验室多年合作的基础上建立的。
五年多来，我校软件安全实验室在耶鲁大学邵中教授的指导（包括和他主持的FLINT实验室的合作）下，研究水平上升较快。
在邵中教授的支持下，软件安全实验室多次获得国家基金面上项目的资助，目前正在合作申请“海外及港澳学者合作研究基金”。
在国际会议和国内外期刊上，两校研究生共同发表了7篇论文，我校研究生单独发表论文10多篇。
近6年在编程语言理论及实现技术、软件安全和软件形式验证等研究方向培养了18名博士，其中在高校当教师的有8人，在Intel、Microsoft和Sun公司研发部门工作的有6人，做博士后的有2人。
二、研究领域（1）程序设计语言理论和实现技术。
这是一个持续活跃了半个世纪的研究领域，目前国际上最活跃的方向是并行编程语言的设计和实现技术、程序验证技术等。
我们目前的研究集中在形式程序验证（formal program verification）和出具证明编译器（certifying compiler）两个方向上。
通过近几年的国际合作研究，研究水平上升较快。
（2）第2步拟展开的研究方向是计算机网络方面。
有待耶鲁大学相关教授来访，和华蓓教授（可见htttp:///~bhua）和董群峰教授等经过充分交流后展开。
在高可信软件研究领域，联合研究中心以形式程序验证为主要方法，研究提高软件可信程度的理论和技术等，目前正在开展的课题有系统软件的形式验证、出具证明的编译器技术、并发多核软件的开发、自动定理证明系统等在高可信软件研究领域，联合研究中心近5年的建设目标是：研究如何有效地集成形式程序验证和领域专用语言和逻辑（domain-specific languages and logics）这两种软件技术，形成提高编写高可信软件生产力、提高对它们正确性和安全性信任程度、并且能被工业界接受的软件开发新方法，构建基于此方法并能向工业界推广的开发携带证明大型系统软件的基础结构。
《编程语言原理解析》编程语言原理解析前言编程语言是计算机科学非常重要的研究方向之一，其涉及到计算机程序的设计、开发、运行等各方面。
在计算机科学的各个领域中，编程语言都扮演着至关重要的角色。
因此，研究编程语言原理的学习和掌握，也是每一位计算机专业学生必不可少的一部分。
本文将从“编程语言”的概念入手，逐一讨论编程语言的基本原理、特点以及常见的编程语言模型。
通过本文的学习，读者将能够更加深入地了解编程语言的本质和基本原理，并对编程语言的设计和开发具有更加清晰的认识和理解。
第一章编程语言概述编程语言是指用于描述计算机任务的形式化语言，是计算机与人类交流的媒介。
编程语言的概念可以追溯到上个世纪五十年代，当时的编程语言只有机器语言和汇编语言。
随着计算机技术的不断发展，编程语言也在不断演变和发展，现在计算机领域中常见的编程语言有几十种之多。
编程语言主要分为三种类型：编译型语言、解释型语言和脚本语言。
编译型语言是指需要将源代码编译成机器码以后才能运行的语言，如C语言、C++语言等；解释型语言是指在运行时需要通过解释器将代码翻译成机器码的语言，如Java语言、Python语言等；脚本语言是一种解释执行的编程语言，常用于快速应用程序的脚本编写和网页浏览器的脚本编写，如JavaScript语言、Ruby语言等。
编程语言具有的特点可以归纳为以下几点：1. 逻辑抽象编程语言主要是为了对计算机进行控制而设立的媒介，这种控制是通过人类所设计的逻辑抽象来完成的。
因此，编程语言具有强大的逻辑抽象能力，可以将人类的思维和计算机的操作相融合，使得计算机能够更加精准和高效地执行人类所期望的任务。
2. 结构化编程结构化编程是一种编程范式，强调使用跳转语句，如GoTo语句的使用应该受到控制。
这种编程方式的优点是代码可读性高、错误率低、可维护性强、可重用性高，并且能够更为高效地执行代码。
3. 面向对象编程面向对象编程是一种编程范式，强调将函数与数据一起打包，封装成对象，以实现代码的重用性和可维护性。
大学各专业名称英文翻译（一）——工学ENGINEERING课程中文名称课程英文名称高等数理方法Advanced Mathematical Method弹塑性力学Elastic-Plastic Mechanics板壳理论Theory of Plate and Shell高等工程力学Advanced Engineering Mechanics板壳非线性力学Nonlinear Mechanics of Plate and Shell复合材料结构力学Structural Mechanics of Composite Material弹性元件的理论及设计Theory and Design of Elastic Element非线性振动Nonlinear Vibration高等土力学Advanced Soil Mechanics分析力学Analytic Mechanics随机振动Random Vibration数值分析Numerical Analysis基础工程计算与分析Calculation and Analysis of Founda tion Engineering结构动力学Structural Dynamics实验力学Laboratory Mechanics损伤与断裂Damage and Fracture小波分析Wavelet Analysis有限元与边界元分析方法Analytical Method of Finite Element and Boundary Element最优化设计方法Optimal Design Method弹性力学Elastic Mechanics高层建筑基础Tall Building Foundation动力学Dynanics土的本构关系Soil Constitutive Relation数学建模Mathematical Modeling现代通信理论与技术Emerging Communications Theory and Technology数字信号处理Digital Signal Processing网络理论与多媒体技术Multi-media and Network Technology医用电子学Electronics for Medicine计算微电子学Computational Microelectronics集成电路材料和系统电子学Material and System Electronics for In tegrated Circuits网络集成与大型数据库Computer Network Integrating Technology and Large scale Database 现代数字系统Modern Digital System微机应用系统设计Microcomputer Application Design计算机网络新技术Modern Computer Network Technologies网络信息系统Network Information System图像传输与处理Image Transmission and Processing图像编码理论Theory of Image Coding遥感技术Remote Sensing Techniques虚拟仪器系统设计Design of Virtual Instrument System生物医学信号处理技术Signal Processing for Biology and Medicine光纤光学Fiber OpticsVLSI的EDA技术EDA Techniques for VLSI电子系统的ASIC技术ASIC Design TechnologiesVLSI技术与检测方法VLSI Techniques & Its Examination专题阅读或专题研究The Special Subject Study信息论Information Theory半导体物理学Semiconductor Physics通信原理Principle of Communication现代数理逻辑Modern Mathematical Logic算法分析与设计Analysis and Design of Algorithms高级计算机网络Advanced Computer Networks高级软件工程Advanced Software Engineering数字图像处理Digital Image Processing知识工程原理Principles of Knowledge Engineering面向对象程序设计Object-Oriented Programming形式语言与自动机Formal Languages and Automata人工智能程序设计Artificial Intelligence Programming软件质量与测试Software Quality and Testing大型数据库原理与高级开发技术Principles of Large-Scale Data-Bas e and Advanced Development Technology自然智能与人工智能Natural Intelligence and Artificial Intelligence Unix操作系统分析Analysis of Unix System计算机图形学Computer GraphicsInternet与Intranet技术Internet and Intranet Technology多媒体技术Multimedia Technology数据仓库技术与联机分析处理Data Warehouse and OLAP程序设计方法学Methodology of Programming计算机信息保密与安全Secrecy and Security of Computer Information电子商务Electronic Commerce分布式系统与分布式处理Distributed Systems and Distributed Processing并行处理与并行程序设计Parallel Processing and Parallel Programming模糊信息处理技术Fuzzy Information Processing Technology人工神经网络及应用Artificial Intelligence and Its Applications Unix编程环境Unix Programming Environment计算机视觉Computer Vision高级管理信息系统Advanced Management Information Systems信息系统综合集成理论及方法Theory and Methodology of Information n System Integration计算机科学研究新进展Advances in Computer Science离散数学Discrete Mathematics操作系统Operating System数据库原理Principles of Database编译原理Principles of Compiler程序设计语言Programming Language数据结构Data Structure计算机科学中的逻辑学Logic in Computer Science面向对象系统分析与设计Object-Oriented System Analysis and Design高等数值分析Advanced Numeric Analysis人工智能技术Artificial Intelligence Technology软计算理论及应用Theory and Application of Soft-Computing逻辑程序设计与专家系统Logic Programming and Expert Systems模式识别Pattern Recognition软件测试技术Software Testing Technology高级计算机网络与集成技术Advanced Computer Networks and Integration Technology 语音信号处理Speech Signal Processing系统分析与软件工具System Analysis and Software Tools计算机仿真Computer Simulation计算机控制Computer Control图像通信技术Image Communication Technology人工神经网络及应用Artificial Intelligence and Its Applications计算机技术研究新进展Advances in Computer Technology环境生物学Environmental Biology水环境生态学模型Models of Water Quality环境化学Environmental Chemistry环境生物技术Environmental Biotechnology水域生态学Aquatic Ecology环境工程Environmental Engineering环境科学研究方法Study Methodology of Environmental Science藻类生理生态学Ecological Physiology in Algae水生动物生理生态学Physiological Ecology of Aquatic Animal专业文献综述Review on Special Information废水处理与回用Sewage Disposal and Re-use生物医学材料学及实验Biomaterials and Experiments现代测试分析Modern Testing Technology and Methods生物材料结构与性能Structures and Properties of Biomaterials计算机基础Computer Basis医学信息学Medical Informatics计算机汇编语言Computer Assembly Language学科前沿讲座Lectures on Frontiers of the Discipline组织工程学Tissue Engineering生物医学工程概论Introduction to Biomedical Engineering高等生物化学Advanced Biochemistry光学与统计物理Optics and Statistical Physics图像分析Image Treatment数据处理分析与建模Data Analysis and Constituting Model高级数据库Advanced Database计算机网络Computer Network多媒体技术Technology of Multimedia软件工程Software Engineering药物化学Pharmaceutical Chemistry功能高分子Functional Polymer InternetIntranet程序设计方法学Methods of Programming InternetIntranet高分子化学与物理Polymeric Chemistry and Physics医学电子学Medical Electronics现代仪器分析Modern Instrumental Analysis仪器分析实验Instrumental Analysis Experiment食品添加剂Food Additives Technology高级食品化学Advanced Food Chemistry食品酶学Food Enzymology现代科学前沿选论Literature on Advances of Modern Science波谱学Spectroscopy波谱学实验Spectroscopic Experiment食品贮运与包装Food Packaging液晶化学Liquid Crystal Chemistry高等有机化学Advanced organic Chemistry功能性食品Function Foods食品营养与卫生学Food Nutrition and Hygiene食品生物技术Food Biotechnology食品研究与开发Food Research and Development有机合成化学Synthetic organic Chemistry食品分离技术Food Separation Technique精细化工装备Refinery Chemical Equipment食品包装原理Principle of Food Packaging表面活性剂化学及应用Chemistry and Application of Surfactant天然产物研究与开发Research and Development of Natural Products 食品工艺学Food Technology生物化学Biochemistry食品分析Food Analysis食品机械与设备Food Machinery and Equipment。
程序设计语言基础先来认识一下程序，要使计算机能完成人们预定的工作，就必须把要完成工作的具体步骤编写成计算机能执行的一条条指令，计算机执行这些指令序列后，就能完成指定的功能，这样的指令序列就是程序。
简单地说，程序是能完成一定功能的指令序列。
要想学会编写程序，首先要学习能提供指令的程序设计语言；其次要学习更多和程序设计有关的知识和技巧，就好像认识许多字不一定能写出好文章一样，仅仅学习了程序设计语言还不能编写出好的程序。
程序的功能一般是指其处理数据的能力，所以一个程序包括以下两个方面的内容。
（1）对数据的描述。
在程序中要指定处理数据的类型和组织形式，即数据结构（data structure）。
（2）对操作的描述。
即操作步骤，也就是算法（algorithm）。
数据是操作的对象，操作的目的是对数据进行加工处理，以得到期望的结果。
作为程序设计人员，必须认真考虑和设计数据结构与操作步骤（即算法）。
因此，著名计算机科学家沃思（Nikiklaus Wirth）提出一个公式：程序=数据结构+算法当然这些要素都离不开一个与计算机交互的平台——语言工具和环境。
因此，可以这样表示程序：程序=算法+数据结构+语言工具和环境算法是程序的灵魂，是解决问题所需要采用的合适方法，决定程序“做什么”和“怎么做”；数据结构是加工对象的组织方式；程序设计语言是程序设计的工具和环境。
大家更熟悉的一个词可能是“软件”，软件是具有一定综合功能的程序、数据及相关文档的集合。
只有打好程序设计的基本功，并掌握一定的软件开发技术后，才有可能去开发具有实用性的软件。
1.1 引言1.1.1 程序设计语言及其分类1．什么是程序设计语言？其功能又如何“程序设计语言是一种指挥机器的工具？一种程序员之间交流的方式？一种表述高层设计的媒介？一种算法的记述方式？一种表述观念间关系的途径？一种试验工具？一种控制计算机化的设备的途径？我的观点是，一种通用程序设计语言必须是所有这些东西，这样才能服务于它缤纷繁杂的用户集合。
.常用大学课程中英文对照-大学课程中英文对照大汇集英文字母开头的课程ALGOL语言 ALGOL LanguageBASIC & FORTRAN 语言 BASIC Language & FORTRAN Language%BASIC 语言 BASIC LanguageBASIC 语言及应用 BASIC Language & ApplicationC 语言 C LanguageC++程序设计 C++ Program DesigningCAD 概论 Introduction to CADCAD/CAM CAD/CAMCET-4 College English Test (Band 4)CET-6 College English Test (Band 6)!COBOL语言 COBOL LanguageCOBOL语言程序设计 COBOL Language Program DesigningC与UNIX环境 C Language & Unix EnvironmentC语言科学计算方法 Scientific Computation Method in CC语言与生物医学信息处理 C Language & Biomedical Information ProcessingdBASE Ⅲ课程设计 Course Exercise in dBASE ⅢFORTRAN 77 语言 FORTRAN 77 LanguageFORTRAN语言 FORTRAN Language*FoxBase程序设计 FoxBase ProgrammingHopf代数 Hopf AlgebraHopf代数与代数群量子群 Hopf Algebra , Algebraic Group and Qua ntum GroupIBM-PC/XT Fundamentals of Microcomputer IBM-PC/XTIBM-PC微机原理 Fundamentals of Microcomputer IBM-PCIBM汇编及高级语言的接口 IBM Assembly & its Interfaces with Advanced Programming Languages Internet与Intranet技术 Internet and Intranet TechnologyLSI设计基础 Basic of LSI Designing—OS/2操作系统 OS/2 Operation SystemPASCAL大型作业 PASCAL Wide Range WorkingPASCAL课程设计 Course Exercise in PASCALPASCAL语言 PASCAL LanguagePC机原理 Principle of PCUnix编程环境 Unix Programming EnvironmentUnix操作系统分析 Analysis of Unix SystemVLSI的EDA技术 EDA Techniques for VLSI)VLSI技术与检测方法 VLSI Techniques & Its ExaminationVLSI设计基础 Basis of VLSI DesignWindows系统 Windows Operation SystemX光分析 X-ray AnalysisX射线金属学 X-Ray & MetallographyX射线与电镜 X-ray & Electric MicroscopeZ-80汇编语言程序设计 Z-80 Pragramming in Assembly Languages~B开头的课程板壳非线性力学 Nonlinear Mechanics of Plate and Shell板壳理论 Plate Theory , Theory of Plate and Shell板壳力学 Plate Mechanics办公自动化 Office Automatization办公自动化系统毕业设计 Office Automatization Thesis办公自动化系统设计 Office Automatization Design半波实验 Semiwave Experiment￥半导体变流技术 Semiconductor Converting Technology半导体材料 Semiconductor Materials半导体测量 Measurement of Semiconductors半导体瓷敏元件 Semiconductor Porcelain-Sensitive Elements半导体光电子学 Semiconductor Optic Electronics半导体化学 Semiconductor Chemistry半导体激光器 Semiconductor Laser Unit半导体集成电路 Semiconductor Integrated Circuitry：半导体理论 Semi-conductive Theory半导体器件 Semiconductor Devices半导体器件工艺原理 Technological Fundamentals of Semiconductor Device 半导体器件课程设计 Course Design of Semiconductor Devices半导体物理 Semiconductor Physics半导体专业 Semi-conduction Specialty半导体专业实验 Specialty Experiment of Semiconductor半群理论 Semi-group Theory）保健食品监督评价 Evaluation and Supervision on Health Food s保险学 Insurance保险学 Insurance报告文学专题 Special Subject On Reportage报刊编辑学 Newspaper & Magazine Editing报刊选读 Selected Readings of Newspaper & Magazine报纸编辑学 Newspaper Editing泵与风机 Pumps and Fans￥泵与水机 Pumps & Water Turbines毕业论文 Graduation Thesis毕业设计 Graduation Thesis毕业实习 Graduation Practice编译方法 Compilation Method编译方法 Methods of Compiling编译技术 Technique of Compiling编译原理 Fundamentals of Compiling, Principles of Compiler^编译原理课程设计 Course Design of Compiling变电站的微机检测 Computer Testing in Transformer Substation变电站的微机检测与控制 Computer Testing & Control in Transformer Substation变分法与张量 Calculus of Variations & Tensor变分学 Calculus of Variations变流技术 Semiconductor Converting Technology变质量系统热力学与新型回转压 Variable Quality System Thermal Mechanics & NeoRo 表面活性剂化学及应用 Chemistry and Application of Surfactant:表面活性物质 Surface Reactive Materials并行处理 Parallel Processing并行处理与并行程序设计 Parallel Processing and Parallel Programming并行算法 Parallel Algorithmic波谱学 Spectroscopy, Wave Spectrum波谱学实验 Spectroscopic Experiment薄膜光学 Film Optics薄膜物理 Thin Film Physics)不育症的病因学 Etiology of InfertilityC开头的课程材料的力学性能测试 Measurement of Material Mechanical Performance材料化学 Material Chemistry材料力学 Mechanics of Materials财税法规与税务会计 Laws and Regulations of Finance and Taxes财务案例分析 Case Analysis of Finance Management:财务案例分析 Case Analysis of Financial Management财务报告分析 Analysis of Financial Statement财务成本管理 Financial Cost Management财务管理 Financial Management, Financial Cost Management财务管理与分析 Financial Management and Analysis财务会计 Financial Accountancy财政学 Public Finance财政与金融 Finance & Banking)财政与税收 Finance & Revenue财政与税收理论 Theories on Public Finance and Tax Revenue财政与信贷 Finance & Credit操作系统 Disk Operating System (DOS)操作系统课程设计 Course Design in Disk Operating System操作系统与编译原理 Disk Operating System & Fundamentals of Compiling操作系统原理 Fundamentals of Disk Operating System, Principles of Operating System 测量技术基础 Foundation of Measurement Technology"测量原理与仪器设计 Measurement Fundamentals & Meter Design测试技术 Testing Technology测试与信号变换处理 Testing & Signal Transformation Processing策波测量技术 Technique of Whip Wave Measurement策略管理 Strategic Management产品学 Production产业经济学 Industrial Economy产业组织 Industrial Organization'产业组织学 Industrial Organization Technology常微分方程 Ordinary Differential Equations场论 Field Theory超导磁体及应用 Superconductive Magnet & Application超导及应用 Superconductive & Application超高真空科学与技术 Science and Technology of Ultrahigh Vacuum 60超精密加工和微细加工 Super-Precision & Minuteness Processing超精微细加工 Super-Precision & Minuteness Processing~超声及应用 Supersonics Application成本会计 Cost Accounting成像原理与技术 Principles & Technique of Imaging成组技术 Grouping Technique城市规划原理 Fundamentals of City Planning城市社会学 Urban Sociology程控数字交换 Program Controlling of Digital Exchange程序设计 Program Designing@程序设计方法学 Methodology of Programming, Methods of Programming程序设计及算法语言 Program Designing & Algorithmic Language程序设计语言 Programming Language齿轮啮合原理 Principles of Gear Connection冲击测量及误差 Punching Measurement & Error冲压工艺 Sheet Metal Forming Technology抽象代数 Abstract Algebra初等数学 Primary Mathematics~传坳概论 Introduction to Pass Col传动概论 Introduction to Transmission传感技术 Sensor Technique传感技术及应用 Sensor Technique & Application传感器及应用 Sensors & Application传感器与检测技术 Sensors & Testing Technology传感器原理 Fundamentals of Sensors传感器原理及应用 Fundamentals of Sensors & Application—传热学 Heat Transfer船舶操纵 Ship Controlling船舶电力系统 Ship Electrical Power System船舶电力系统课程设计 Course Exercise in Ship Electrical Power System 船舶电气传动自动化 Ship Electrified Transmission Automation船舶电站 Ship Power Station船舶动力装置 Ship Power Equipment船舶概论 Introduction to Ships%船舶焊接与材料 Welding & Materials on Ship船舶机械控制技术 Mechanic Control Technology for Ships船舶机械拖动 Ship Mechanic Towage船舶建筑美学 Artistic Designing of Ships船舶结构 Ship Structure船舶结构力学 Structural Mechanics for Ships船舶结构与制图 Ship Structure & Graphing船舶静力学 Ship Statics…船舶强度与结构设计 Designing Ship Intensity & Structure船舶设计原理 Principles of Ship Designing船舶推进 Ship Propelling船舶摇摆 Ship Swaying船舶摇摆与操纵 Ship Swaying & Manipulating船舶振动 Ship Vibration船舶阻力 Ship Resistance船体建造工艺 Ship-Building Technology）船体结构 Ship Structure船体结构图 Ship Structure Graphing船体结构与制图 Ship Structure & Graphing船体振动学 Ship Vibration船体制图 Ship Graphing船用电器设备 Marine Electrical Equipment创造心理学 Creativity Psychology词汇学 Lexicology（磁测量技术 Magnetic Measurement Technology磁传感器 Magnetic Sensor磁存储设备设计原理 Fundamental Design of Magnetic Memory Equipment磁记录 Magnetographic磁记录技术 Magnetographic Technology磁记录物理 Magnetographic Physics磁路设计与场计算 Magnetic Path Designing & Magnetic Field Calculati磁盘控制器 Magnetic Disk Controler[磁性材料 Magnetic Materials磁性测量 Magnetic Measurement磁性物理 Magnetophysics磁原理及应用 Principles of Catalyzation & Application催化原理 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Fields 电磁学 Electromagnetics电动力学 Electrodynamics电镀 Plating电分析化学 Electro-Analytical Chemistry电工材料 Electrical Materials'电工测量技术基础 Measurement Technology of Electrical Engineering电工测试技术基础 Testing Technology of Electrical Engineering电工产品学 Electrotechnical Products电工电子技术基础 Electrical Technology & Electrical Engineering电工电子学 Electronics in Electrical Engineering电工基础 Fundamental Theory of Electrical Engineering电工基础理论 Fundamental Theory of Electrical Engineering电工基础实验 Basic Experiment in Electrical Engineering@电工技术 Electrotechnics电工技术基础 Fundamentals of Electrotechnics电工实习 Electrical Engineering Practice电工实验 Experiment of Electrical Engineering电工实验技术基础 Experiment Technology of Electrical Engineering电工学 Electrical Engineering电工与电机控制 Electrical Engineering & Motor Control电弧电接触 Electrical Arc Contact/电弧焊及电渣焊 Electric Arc Welding & Electroslag Welding电化学测试技术 Electrochemical Measurement Technology电化学工程 Electrochemical Engineering电化学工艺学 Electrochemical Technology电机 Motor电机测试技术 Motor Measuring Technology电机电磁场的分析与计算 Analysis & Calculation of Electrical Motor &电机电磁场的数值计算 Calculation of Electrical Motor & Electromagnetic Fields （电机电磁场理论 Theory of Electrical Moto & Electromagnetic Fields电机电器与供电 Motor Elements and Power Supply电机矩阵分析法 Analysis of Electrical Motor Matrix电机课程设计 Course Exercise in Electric Engine电机绕组理论 Theory of Motor Winding电机绕组理论及应用 Theory & Application of Motor Winding电机设计 Design of Electrical Motor电机瞬变过程 Electrical Motor Change Processes：电机统一理论 Theory of Electrical Motor Integration电机学 Electrical Motor电机学及控制电机 Electrical Machinery Control & Technology电机与拖动 Electrical Machinery & Towage电机原理 Principle of Electric Engine电机原理与拖动 Principles of Electrical Machinery & Towage电机专题 Lectures on Electric Engine电接触与电弧 Electrical Contact & Electrical Arc。
程序理论（theoryofprograms ）总览程序理论是研究程序的语义性质和程序设计及开发⽅法的理论。
主要包括：程序语义理论数据类型理论程序逻辑理论程序验证理论并发程序设计理论混成程序设计理论程序理论和算法理论是计算机科学的两⼤⽀柱。
程序理论的基本问题：如何建⽴⼀个相对完善的理论框架，为软件设计与开发⽅法提供理论依据。
这个框架应能：提供有效的描述程序规约的语⾔（specification ）定义可操作的变换⽅法以便能从程序规约构造可执⾏的程序（program from specification ）给出验证程序与其规约之间⼀致性的机制（consistency between program and specification ）程序是⽤程序语⾔编写的，如果要研究程序规约、变换、验证，⾸先必须给出程序语⾔的语义。
这种语义⽤数学⽅法刻画程序语句的加⼯过程，并将其执⾏结果形式化。
所以，程序语义也叫形式语义。
形式语义的研究始于20世纪60年代初期，ALGOL60是第⼀个明确区分语法和语义的程序设计语⾔。
程序语⾔的形式语义分为四类：操作语义：模拟程序执⾏中计算系统的操作过程；指称语义：将程序作为论域间的泛函，以便刻画程序的执⾏数据结果；公理语义：⽤公理化⽅法刻画程序与被加⼯数据的逻辑关系；代数语义：将程序执⾏结果定义为满⾜某种公理体系的代数结构；还有⽐较冷门的博弈语义。
程序理论对形式语义的需求（研究），促进了论域、偏序、范畴论等数学理论的发展。
形式语义理论的研究（过程）也促进了程序语⾔和程序设计⽅法的进步，例如：在⾼级语⾔中⼴泛使⽤的过程说明和过程调⽤的精确概念和实现机制，就是在语义理论的研究中逐步明确的。
程序设计和开发理论早期研究的⽬标是解决程序验证问题。
Hoare 在20世纪60年代⾸次提出了程序逻辑的理论。
这个理论的基本逻辑公式形式化为{ϕ}P {ψ}，这个公式为真，当且仅当：如果程序P 执⾏前，程序变量满⾜ϕ，则程序执⾏后，变量满⾜ψ。
编程语言知识点总结一、编程语言简介编程语言是计算机能够理解并执行的一组规则和指令的集合。
它们是用于描述计算机程序的语法和语义的形式化语言。
编程语言还提供了一种与计算机交互的方式，通过它可以描述计算机任务和算法。
每种编程语言都有其独特的特点和用途，选择适合的编程语言对于开发者来说非常重要。
二、编程语言的分类1. 低级语言和高级语言：低级语言是接近计算机硬件的语言，通常是机器语言或汇编语言。
高级语言是与计算机硬件无关的语言，通常比较易于阅读和理解。
2. 解释型语言和编译型语言：解释型语言是在运行时由解释器进行解释并执行。
编译型语言是在运行之前先通过编译器将其转换成机器码，然后再执行。
3. 面向对象语言和面向过程语言：面向对象语言是以对象为基本单元进行编程的语言，强调封装、继承和多态。
面向过程语言是以过程或函数为基本单元进行编程的语言。
4. 动态语言和静态语言：动态语言是在运行时进行类型检查的语言，而静态语言是在编译时进行类型检查的语言。
5. 脚本语言和编程语言：脚本语言是用于处理文本文件或控制其他程序的语言，通常不具备完整的编程语言的功能。
编程语言是用于编写应用程序和系统软件的语言，具有更丰富的功能和广泛的应用范围。
三、常见的编程语言1. C语言：C语言是一种通用的高级程序设计语言，最初由丹尼斯·里奇在贝尔实验室为开发UNIX操作系统而设计。
C语言具有高效、灵活、可移植等特点，是系统软件、嵌入式软件和应用软件开发的首选语言。
2. C++语言：C++语言是在C语言的基础上发展而来的，它具有面向对象和泛型编程的特点，是一种功能强大、灵活多样的编程语言，广泛应用于游戏开发、操作系统、嵌入式系统等领域。
3. Java语言：Java语言是由Sun Microsystems公司于1995年推出的一种面向对象的高级编程语言，具有跨平台、安全性好、多线程等特点，适用于企业级应用开发、Web应用开发等领域。
Theory of Programming Languages 程序设计语言理论张昱School of Computer Science and TechnologyS h l f C t S i d T h lUniversity of Science and Technology of ChinaSeptember, 2009课程简介计算机科学的理论关于程序设计语言的研究学习本课程的意义参考书目及资源课程要求计算机科学的理论数理逻辑一阶逻辑、高阶逻辑、公理集合论、递归论、模型论和证明论等，它也是现代数学的基础计算理论可计算性和计算复杂性、算法、形式语言理论、自动机理论等程序理论形式语义、类型论、 演算、程序验证等等数值计算围绕程序设计语言的研究语法形式语言和自动机理论,语法分析的实现技术语义公理语义、操作语义、指称语义、属性文法形式描述技术还有：代数规范、范畴论程序设计的范型命令式语言、函数式语言、逻辑程序设计语言、面向对象程序设计语言、并行程序设计语言关于程序设计语言的研究类型论与类型系统多态类型、子类型、存在类型、依赖类型等程序验证程序正确性证明程序分析技术数据流分析、控制流分析、模型检查、抽象解释程序的自动生成技术程序变换学习本课程的意义学习掌握和程序设计语言有关的理论和技术形式语义学（操作语义、公理语义、指称语义、……）以数学为工具，利用符号和公式，精确地定义和解释计算机程序设计语言的语义，使语义形式化的学科.与程序行为和程序分析有关的推理技术一些语言及特征的案例研究目标：寻找精确、抽象地描述程序行为的方法(p)精确(precise): 用数学工具来形式化和证明所感兴趣的性质(abstract):抽象()清晰地讨论性质，又不陷入底层细节学习本课程的意义讨论程序理论和技术的实际应用深入理解语言的特征和它们的交互作用指导程序设计语言的设计和实现程序的自动生成程序分析软件安全程序验证参考书目及资源参考书陈意云. 程序设计语言理论（2009年改版的书稿）.从/~yiyun/下载Robert Harper . Practical Foundations for ProgrammingLanguages . Draft, 2008. (Operational Semantics)Benjamin C.Pierce. Types and Programming Languages . j yp g g g g2002. (Type theory). .2005.马世龙等译类型和程序设计语言电子工业出版社，John C. Mitchell . Foundations for Programming Languages . MIT Press 1996 (Semantics )MIT Press, 1996. (Semantics,…)许满武等译. 程序设计语言理论基础.电子工业出版社，2006.参考书目及资源课程资源UPENN-B.C.Pierce, CIS500: Software FoundationsUC Berkeley-George Necula, CS263:Design and Analysis ofProgramming Languages-/~adamc/itp/htt//b k l d/d/it/Princeton-David Walker, COS441: Programming Languages......课程要求课程主页/~yuzhang/tpl课程考核作业调研报告考试第1章引言1.1 基本概念111.2 等式、归约和语义1.3 类型和类型系统1.4 语言设计141.5 归纳定义1.1 基本概念－程序设计语言的建模对程序设计语言进行数学分析：从语言的建模开始模型语言的设计：突出感兴趣的程序构造，忽略一些无关的细节 程序设计语言形式化为两部分能抓住该语言本质机制的一个非常小的核心演算：λ演算(lambda calculus) (1930s, Alonzo Church& Stephen (lambda calculus) (1930sCole Kleene)1）源于可计算理论，奠定语言中函数定义和命名约定的基本机制2）既可看成一种简单的语言(用于描述计算)，又可看成一种数学对象（可证明）一组导出部分：通过把它们翻译成λ 演算来理解用类型化λ演算(typed lambda calculus)的框架来研究程序设计语言的各种概念λ表示法的主要特征λ抽象(abstraction): 用于定义函数λ应用(application): 使用所定义的函数(li ti)用λ表示法写出的表达式叫做λ 表达式或λ 项举例类型化λ 演算（自然数类型上的几个例子）) 恒等函数：λx:nat.x (Id(x:nat)=x 无须给函数命名后继函数：λx:nat.x+1常函数：λx:nat.10无类型λ 演算λx.xλ项λx:σ.M和谓词演算公式∀x:A.φλ是一个约束算子，x是一个占位符，称为约束变元，可以重新命名λ约束变元而不改变表达式的含义在λx:σ.x+y中，x的出现是约束的，y的出现是自由的不含自由变元的表达式称为闭表达式,或闭项用项的并置来表示函数应用(λx:nat.x) 5:t) 5(λx:nat.x) 5 =5λ表示法中有两个约定函数应用是左结合的：MNP 应看成(MN)P每个λ的约束范围尽可能地大，一直到表达式的结束或碰到不能配对的右括号为止一个例子( λx. ( λy. λz. ( x + y) + z ) 3 ) 4 5x(z(x+= ( λx. λz. ( x+ 3 ) + z ) 4 5= ( λz. ( 4 + 3 ) + z) 5( ( 4 3 )= ( 4 + 3 ) + 5= 12例λx:σ.MN解释为λx:σ.(MN) ，而不是(λx:σ.M)Nλx:σ.λy:τ.MN是λx:σ.(λy:τ.(MN)) 的简写( ((λx:σ.(λy:τ.(λz:ρ.M) ))N)P)Q可以简写为y(λx:σ.λy:τ.λz:ρ.M)NPQ1.2 等式、归约和语义形式语义学(Formal Semantics)以数学为工具，利用符号和公式，精确地定义和解释计算机程序设计语言的语义，使语义形式化的学科.1.2.1 公理语义(Axiomatic Semantics)证明推导表达式之间等式的形式系统1.2.2 操作语义(Operational Semantics)122 系统将等式确定为有向规则的推理，称为归约（符号求值）1.2.3 指称语义(Denotational Semantics)称为模型。
一个模型是一组集合，每种类型一个集合，每个良类型的表达式可解释为相应集合中的一个元素1.2.1 公理语义1969,Hoare, An Axiomatic Basis for 1969HoareComputer Programming语言的数学理论，提供证明程序性质的逻辑基础-语法规则：确定什么是合式公式(well-formed fomula)-公理：是不加证明地被接受的基本定理-推理规则：从已确定的定理演绎新定理的机理-基本的逻辑系统，如，带有等式的一阶谓词演算对证明程序正确性有用示例-整数运算-程序执行1.2.1 公理语义-整数运算整数运算公理 演绎定理证明1.2.1 公理语义-程序执行-1公式：P {Q} R ( {P} Q {R} )P和R都是一阶公式如果前条件(断言)P在程序Q执行前的状态成立，则执行Q后将得到满足后条件(断言)R的状态。
部分正确性断言：如果P在Q执行前为真，那么，如果Q 的执行终止，则终止在使R为真的某个状态。
终止性断言：如果P在Q执行前为真，那么Q将终止在使R为真的某个状态。
推理规则的表示前提(premise)推论(conclusion)赋值公理其中x是变量，f是表达式，P0可以通过用f代换P中的每一个x而得到推理规则-D1: Rules of Consequenceq-D2: Rule of Composition推理规则D3: Rules of Iteration例子1 PROCEDURE FACT ( N:INTEGER; VAR Y:INTEGER);2 VAR X: INTEGER;3 BEGIN4 X := 0;5 Y := 1;8 X := X + 1;9 Y := Y * X 5 Y 1;6 ASSERT ( Y = X! & X ≤ N )7 WHILE X < N DO BEGIN 10 END11 END;ENTRY: N ≥0EXIT: Y = N!1.2.1 公理语义 个等式公理系统一个等式公理系统1964, ndin,The mechanical evaluation 1964 P J Landin The mechanical evaluationof expressionsSECD (Stack, Environment, Code, Dump) machineE D(k E d D)h定义一个抽象机,给出在抽象机上的执行规则-抽象机的大状态(st, s, c)st: 栈区(工作区)s: 环境区(数据)c: 控制区(程序)-状态转移规则例：(x1*x2)+1的求值在x1,x2值为2和3时/”符号”/用于分割存放的信息操作语义(Operational Semantics)是演绎出最终结果的证明系统或者说是通过一系列步骤变换一个表达式的证明系统由等式公理的单向形式给出了归约规则β归约(λx:σ.M)N →β[N /x] M (β )red 例如，(λx:nat.x+4)4→4+4β归约是定义在α等价上的，即β 归约的结果不是唯一确定的，但是归约产生的任何两个项仅在约束变元的名字上有区别。
对实现编译器或解释器有用1.2.3 指称语义源于p y和D在 Christopher Strachey Dana Scott1960年代的工作(p),y 又称为不动点语义(fixed-point semantics),Scott-Strachey语义先确定指称物(多为数学对象，如整数、集合、函数) ，然后给出语言各种构造到指称物的语义映射，该映射满足-每个语言构造的每个实例都有对应的指称-复合语言构造的实例的指称只依赖于它的子构造的指称类型化λ演算的指称语义-每个类型表达式对应到一个集合，称为该类型的值集-类型σ的项解释为其值集上的一个元素-类型σ→τ的值集是函数集合，项λx:σ.M解释为一个数学函数无类型化λ演算可以从类型化λ演算中派生静态检查和动态检查编译器必须检查源程序是否满足源语言在语法和语义两个方面的约定。
