程序设计发展综述

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1、郭 玉 彬1 ,李 西 明2 ,师 庆 玲2 ,民2 ,张 德 伟2张(11 聊城师范学院计算机系; 21 聊城师范学院通信工程系, 山东聊城252059)【摘要】 从程序设计语言、程序设计方法、程序的集成开发环境等三方面来论述程序设计的发展过程, 并指出了未来程序设计发展的三个方向。【关键词】【分类号】程序设计; 程序设计方法; 程序设计语言; 集成开发环境文献标识码:T P 311. 11A引言0程序设计实际上应分为三方面, 即程序设计语言、程序设计方法和集成开发环境。 程序设计语言就是用来控制计算机的工具, 程序的数据及逻辑均包含在一行行的程序语言之中。程序 设计方法是指用什么方法来组织

2、程序内部的数据和逻辑。 而集成开发环境是用来帮助程序设计者组织、编译、调试程序。 程序设计的发展过程也是这三个方面的发展过程。 通过下面的分析大家可以看到, 各个方面的发展, 既有相互独立的一面, 也有相互促进的一面。程序设计语言的发展过程可以作计算的机器很早就有, 但是只是在出现了存储器之后才有了我们现在所说的真正 意义上的计算机。 数据和针对于数据的操作指令全都预装入存储器中, 运行时, 计算机自动调 入数据和操作指令, 根据操作指令决定如何对数据进行处理, 以及下一步如何读取数据和操作 指令。 数据和操作指令的集合即是程序设计语言。1言 如 BA S IC , 商 业 上 应 用 广 泛

3、 的 COBOL , 用 于 科 学 计 算 的 FO R T RA N ,PA SCA L 。高级语言的出现, 提高了程序开发的效率。但是, 高级语言不能直接 成机器语言, 这就不可避免地降低了程序的执行速度。C 语言是一种特殊的高高级语言那种易记、易移植的特性, 与其它的高级语言相比又有相对较高的执行面向对象程序设计方法提出以后, 出现了面向对象程序设计语言。当然它也言。从理论上讲, 面向对象是一种方法, 可以用任何语言实现, 但是支持面向对象言更容易实现面向对象方法。此类语言分为两类: 纯面向对象语言和混合型语言语言中, 所有的数据类型都定义成对象, 而混合型语言则是在普通程序语言的面向

4、对象的支持、纯面向对象语言很容易描述现实世界中事物之间的相互作用,型的应用程序, 但当处理具体的过程时, 显得过于繁锁。目前, 典型的纯面向对象和 Sm a llT a lk。 典型的混合型语言有 C + + 和高版本的 BA S IC。需要指出的是, 语言的高级和低级并不说明语言的优劣, 它只是表明了这种远近, 同时也暗含了程序设计的难易和执行效率的高低。程序设计方法的发展过程2早期的计算机存储器容量非常小, 人们设计程序时首要考虑的问题是如何销, 硬件的限制不容许人们考虑如何组织数据与逻辑, 程序本身短小, 逻辑简单,虑程序设计方法问题。 与其说程序设计是一项工作, 倒不如说它是程序员的个

5、随着大容量存储器的出现及计算机应用范围的扩大, 程序编制越来越困难, 程序基数递增, 而程序的逻辑控制难度则以几何基数递增, 人们不得不考虑程序设计最早提出的方法是结构化程序设计方法, 其核心是模块化。 模块是程序系将整个程序按需要的功能划分成模块, 每个模块再按相应功能划分成子模块, 通它是由数据以及定义在其上的操作组成的, 这些操作又称为“方法”或“事件”。 类的封装即是指, 类中的数据只能由类的方法来操作, 而无法从外部直接存取。 类的继承是指我们可以从类 中派生出类, 称为“子类”, 子类继承父类相似的数据和方法, 并可再添加自己特有的数据和方 法。与结构化程序设计相比, 面向对象的程

6、序设计方法, 更容易描述自然界, 用对象之间的相 互作用来描述事物之间的相互作用, 更易于为人们所接受。 因为面向对象程序设计中, 数据是封装的, 所以用这种方法设计的程序更加健壮, 更加易于维护。类的继承特性, 使得用面向对象 方法设计的程序更加易于升级, 软件的可重用性大大提高。集成开发环境的发展过程最初程序的编辑、编译、连接、调试是分开进行的, 当程序的规模扩大后, 这种方式就显得 过于麻烦, 也使得设计过程加长。因此, 程序设计发展到一定程度后, 出现了集成开发环境。它 是一种软件, 支持对特定高级语言的编辑, 可以把用高级语言编写的程序, 编译和连接成可以 在计算机内运行的二进制文件

7、, 并为程序的调试提供方便。早期的集成开发环境功能简单, 只提供简单的编辑、编译和调试功能。 如 T u rbo C。 运行 T u rbo C 程序后, 可以在菜单上选择 N EW 命令新建 C 程序, 建了程序即可输入代码, 输入过 程中可以进行全屏幕修改。选 COM P IL E 命令可以将编好的程序编译成目标文件, 选择L IN K 命令即可将目标文件连接成可以在计算机上执行的二进制文件。 另外还有其他命令用于调试 或方便用户编辑等目的。目前的集成开发环境已经变得非常强大, 它们不仅完成编辑、编译、连接、调试等工作, 而 且大大加强了这方面的工作, 并且, 由于面向对象技术的引入, 它

8、们还能把很多经常性的工作 隐 藏起来, 使用户可以集中精力解决自己最关注的问题。 如 V isu a l B a sic, V isu a l C + + , Bo r lan d C + + 等。 概括起来, 当前的开发环境具有三个特点: 可视化, 插件化, 智能化。3程序设计的发展方向4从第一台计算机诞生以来, 硬件发展已经登峰造极, 已经出现了每秒运行机, 远非昔日每秒仅能运行五千次的计算机所能比拟, 而且速度仍然在不断提高用范围已经大大扩展, 从科学计算, 数据处理直到人们生产生活的方方面面, 运也因应用范围而多种多样。软件生产已经发展成为一个独立的工业门类, 专业软是。 但是软件的生

9、产与硬件的生产却存在很大的区别, 硬件生产是大规模的工件生产发展至今, 仍然不能摆脱小作坊式的生产模式, 以致于开发成本居高不下运行过程中错误不断。其原因在于各软件公司在生产软件时各自为政, 彼此之间更深层的原因是程序设计的发展没有跟上应用发展的步伐。我们认为, 程序设计的发展有三个方向, 一是硬件无关的程序设计语言, 二标准化, 三是程序设计的非语言化。其中, 前两个方向是专业计算机程序设计的个方向则是计算机应用范围扩大后, 非专业计算机程序设计的方向。第一, 硬件无关的语言就是指语言脱离硬件的影响, 不依赖任何硬件环境而计算机上。 它的最大益处就是解决程序的移植问题。 高级语言从一定程度上

10、解题, 但并没有根本解决。 发展硬件无关的语言将使开发者无需考虑程序的移植了程序的开发成本。刚推出不久的 JA V A 语言是榜样, 用 JA V A 写的程序可以 执行。与 JA V A 相伴随的一个概念是 JA V A 虚拟机。任何一台装上 JA V A 解释对于 JA V A 而言都是一样的计算机。 虚拟机概念的提出, 削弱了操作系统的制件制造者的先天优势, 有利于促进竞争, 消除大软件公司的事实垄断。目前, JA V A 运 行 速 度 低 于 C + + , 因 而 其 主 要 应 用 集 中 在 网 络 上。 需JA V A 或者设计更好的语言, 以获得更好的可移植性和较好的运行速

11、度。以 被认为是语言和开发环境的集合体。 在 A u tho rw a re 中, 最基本的东西是它的十三个“图标”, 或者称为 A u tho rw a re 的“基本语句”。 这些图标可以分成两类, 即信息图标和逻辑图标。信息图标中包含图片、文字、声音、动画等由用户采集来的信息。 逻辑图标负责组织信息图标,控制程序的流向, 并实现与最终用户的交互。整个程序设计过程就是用逻辑图标对信息图标进 行组织管理的过程。A u tho rw a re 软件实现了非语言化的计算机编程, 但是, 它所编制的程序, 与高级语言编制 的程序相比, 运行速度太低, 程序所占空间也很大。 而且, A u tho

12、rw a re 中提供的逻辑控制按钮功能较弱, 编程不够灵活, 需要进一步改进或者开发其它更加灵活、更加方便的非语言化编程工具, 以满足更多非专业编程人员的需求。总结本文从程序设计方法、程序设计语言、集成开发环境等三个方面论述了程序设计的发展过 程。 指出了硬件无关的程序设计语言、软件生产的标准化是专业程序设计的发展方向, 非语言 化是非专业程序设计的发展方向。5参考文献1 周启海. 计算机结构程序设计原理. 北京: 高等教育出版社, 1989, 112 崔俊芝, 等. 软件设计基础. 北京: 高等教育出版社, 1995, 103 朱海滨. 面向对象技术 原理与设计. 长沙: 国防科技大学出版社, 1994, 114 王国印.V isu sa l C + + 技术内幕.北京: 清华大学出版社, 1994, 115 梁其程, 等.A u tho rw a re 3. 5 开发使用手册.北京: 机械工业出版社, 1998, 16 廖弘智, 等. JA V A 轻松上手. 北京: 机械工业出版社, 1997, 1