Chapter 1软件语言基础(benet).ppt

1、软件语言基础,第一章,2,本章目标,了解计算机的发展史。 了解计算机的硬件和软件 了解软件发展的不同时代，以及各时代的语言特点。 了解当今不同的编程语言。 熟悉软件的分类：系统软件和应用软件。,3,人类追求的计算工具,1822 差分机,1833 分析机,MARK I,ENIAC,电子计算机时代,4,第一台电子计算机（ENIAC）,5000次加法/秒 体重28吨 占地170M2 18800只电子管 1500个继电器 耗电150KW,5,电子恐龙的缩骨法晶体管,ENIAC,划时代的实验装置,晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。,电子管的缺点： 体积大； 耗能高、散热量大；,晶体管的优点： 体积

2、小； 耗能低； 性能稳固；,6,将电脑浓缩在一颗芯片上,0.18微米芯片,10微米芯片,7,晶 体 管 数,每18个月芯片能力增长一倍。,计算机第一定律摩尔定律,8,第一代 （19461956） 电子管 5千4万（次/秒）,第二代 （19571964） 晶体管 几十万百万（次/秒）,第三代 （19651970） 集成电路 百万几百万（次/秒）,第四代 （197190年代） 集成电路 几百万几亿（次/秒）,1964年911机,1966年112机,计算机发展的几个阶段,9,香侬是现代信息论的著名创始人。1938年，香农在发表的论文中,首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算，可以通

3、过继电器电路来实现。 阿塔纳索夫提出了计算机的三条原则： 1）以二进制的逻辑基础来实现数字运算， 以保证精度； 2）利用电子技术来实现控制，逻辑运算和算术运 算，以保证计算速度； 3）采用把计算功能和二进制数更新存储的 功能相分离的结构。,计算机发展的重要人物和思想,Claude Shannon,10,图灵与图灵机,为纪念图灵对计算机的贡献， 美国计算机博物馆于1966年 设立了“图灵奖”,计算机是使用相应的程序来完成任何设定好的任务。,图灵机是一种思想模型，它由三部分组成： 一个控制器，一条可以无限延伸的 带子和一个在带子上左右移动的读 写头组成。,11,John von Neumann 冯

4、诺依曼,冯诺依曼计算机,存储程序工作原理 计算机的两个基本能力：一是能够存储程序，二是能够自动地执行程序。 计算机是利用“存储器”（内存）来存放所要执行的程序的，而称之为CPU的部件可以依次从存储器中取出程序中的每一条指令，并加以分析和执行，直至完成全部指令任务为止。,1949 EDSAC,12,计算机硬件基本组成,（外）存储器,（内）存储器,中央处理器（CPU）,控制器,输入 设备,输出 设备,运算器,13,软件的概述,“吃软不吃硬”的EDSAC,存储程序工作原理的计算机决定了它的使用方式： 编写程序和运行程序,硬件,软件,软件史上的重要人物 阿黛拜伦 格雷斯霍普 威尔克斯 戴维韦勒,14,

5、软件简介,软件的历史可追溯到 18 世纪。 至今已开发了 300 多种不同的计算机语言。 其中一些语言已消失了，一些语言在不断的更新。,15,程序设计语言的发展,机器语言 汇编语言 高级语言（BASIC FORTRAN PASCAL C PROLOG .） 第四代语言 第五代语言,16,机器语言 2-1,用二进制代码（0和1）组成的，用不同的二进制代码组合表示机器的不同指令。机器语言中的每一条指令，代表了机器可执行的一个基本操作 。 指令由操作码和地址码两部分组成 。 机器语言的特点是面向机器，程序编写难度大，调试修改繁琐，兼容性差，但机器语言执行速度最快 。,17,机器语言 2-2,示例：,

6、机器语言的编译是使用一些带或卡，可以告诉计算机做什么，如何做以及何时做。,18,汇编语言 2-1,用一些特定的符号代替机器语言的二进制数代码 ，这些符号也称为助记符. 通过汇编程序翻译成机器语言翻译成机器语言的目标程序，该过程称为汇编过程 . 汇编语言比机器语言易读、易改，执行速度与机器语言相仿，比高级语言快得多，适用于实时控制和实时处理 .,19,汇编语言 2-2,20,高级语言,高级语言是接近人们的自然语言和数学语言、以及面向问题的程序设计语言，它容易学习和掌握，并且通用性强 源程序，转换成相应的机器语言目标程序 有两种方式：编译方式、解释方式 与前面的语言有明显区别的是： 并不涉及计算机

7、如何执行任务，而只指定它必须做什么。,21,人工智能,当今人工智能发展的驱动力是对与人工智能相关的所有新事物的要求。 这对开发人员是否能提供超越于人的思路的解决方法造成了极大的压力。 一些涉及人工智能的编程语言有： LISP (1958) Algol (1960) Simula(1967) Prolog (1970) Smalltalk (1979,22,第四代语言,第四代语言的应用集中在执行日常任务，例如屏幕窗体、请求数据、修改数据和移动数据等。 在硬件的技术方面有相对比较少的涉及，所以涉及底层开发的知识较少。,23,第五代语言,某些构建编程环境的软件公司常常误用此术语 。 20 世纪 90

8、 年代，通过使用声音、移动图像和代理为语言进一步发展打下了基础。 最终用户使用的软件将是基于知识机器人 - 代理的原则。 它能够根据最终用户和界面的交互操作，自主地修改程序段从而创建新的代理。,24,典型的编程语言,目前世界上大约有 200 多种高级语言。 典型的有： ASSEMBLER（汇编程序） BASIC，1964 FORTRAN语言 C语言；C+，1986 COBOL，1960 LISP，1960 MODULA OCCAM PASCAL，1975 Simula，1962 Smalltalk，1983 SNOBOL SQL,25,Fortran,John W. Backus 带领下的一个

9、 IBM 工作组于 1952 年发明了 FORTRAN - FORmula TRANslator 。 用于 IBM 计算机：IBM 704。 FORTRAN 的更新版本可用于其他计算机和平台 。,26,进入 C 语言时代 2-1,1969-1973 年间，贝尔实验室的 Dennis Richey 和 David Kerningham 开发了 C 语言。 C 语言易于人们的阅读和理解。 由于此语言具有快速和简洁的特点，因此在系统程序员和商业软件制造商之间非常流行。,27,进入 C 语言时代 2-2,C 语言的示例,/* Welcome.c */ Main()printf(欢迎来到 Aptech

10、Internationaln);,软件的分类,软件的分类：系统软件与应用软件。 系统软件泛指那些为整个计算机系统所支配的、不依赖于特定应用的通用软件，也是可供所有用户使用的软件 应用软件指用于解决各种不同具体应用问题的专门软件,29,计算机应用系统的层次结构,计算机硬件,操作系统,语言处理程序，实用程序与工具软件 数据库管理系统，网络与通信软件,应用软件,用户,30,Altair 8800,计算机发展微型化,计算机不再是单一的计算机器，而是一种 信息机器，一种个人的信息机器。,31,CRAY-,计算机发展巨型化,运算速度可达每秒几百亿次运算的超级计算机 1975年世界上第一台超级计算机“Cra

11、y-I” 超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、 石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计 算的高科技领域。,中国超级计算机： 国防科技大学研制的“银河1号”、 “银河2号” 和“银河3号” 国家职能计算机中心推出的“曙光1000” 和“曙光2000I”,银河,32,计算机发展网络化,计算机网络：计算机技术与通信技术结合的产物。 计算机网络的发展动力： 使用远程资源，共享程序、数据和信息资源，网络用户的通讯和合作。,33,计算机发展智能化,“总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的 没有灵魂的机械来”。 笛卡尔（1637）,人类第一个“工业机器人”：一头在纺织机上挑纱的“驴”（1742年） 第

12、一代机器人机械手（1962年出现） 第二代机器人具有“感觉”的机器人 第三代机器人装有启发式计算机的“智能机器人”,34,计算机世界中的中国,1952年在清华大学成立中国第一个计算机三人研究小组 组长 闵大可 电机系教授 1954年小组经扩充和调整，并入中科院近代物理研究所负责人 钱三强 1958年完成第一台电子计算机103 1959年完成大型电子计算机104 1965年中国开始研制第三代计算机（集成电路） 1977年研制成功中国第一台微机DJS050,35,计算机世界中的印度,世界软件产业王国 1985年，印度软件业产值为1000万美元 1994年，印度软件业产值为10亿美元 2000年，印度软件业产值为50亿美元 2002年，印度软件业产值为200亿美元 在