软件工程专业导论：高级编程语言简史

早期的计算机主要用于科学计算。1951年,美国IBM 公司的约翰·贝克斯(John Backus)针对汇编语言的缺点着手研究开发了FORTRAN(Formula Translation)语言,其含义为公式翻译器。FORTRAN 语言非常适合于工程师们把数学公式直接写成代码,这就大大提高了工程师们编写计算类程序的效率。

在企业信息管理中,数值计算并不复杂,但数据处理的信息量却很大。对此,美国国防部委托格雷斯·霍波(G.Hopper)博士领导一个委员会并由Rear Admiral Grace Hopper公司主持开发了COBOL(Common Business Oriented Language)语言,这是第一个用于数据处理的高级编程语言。1961年美国数据系统语言协会正式发布COBOL语言。

与FORTRAN 对比,COBOL的数值运算和逻辑运算能力比较弱。COBOL 适合于具有周期循环处理的计算环境(例如打印工资支票)以及数据操作量相当大的环境。

C语言与UNIX

UNIX与Linnx

COBOL主要应用于商业数据处理领域,对各种类型的数据进行收集、存储、传送、分类、排序、计算及打印报表是它的强项。COBOL语法与英文很接近,即使不懂计算机的人也能看懂程序。现在,一些商业用途领域(例如,银行等)的大型机系统仍然用COBOL 处理商业数据。

随后,1960—1970年期间,出现了多种编程语言,例如,APL 语言引入数组编程和函数编程,ALGOL 实现结构化过程编程(Structured Procedural Programming),Pascal语言是Niklaus Wirth于1968—1969年期间设计的,发表于1970年,其名称用来纪念法国数学家、哲学家Blaise Pascal。1985年,在Pascal语言的基础上开发了面向对象的Delphi语言。

BASIC(Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code)语言,是由约翰·凯默尼(John G.Kemeny)和托马斯·库茨(Thomas E.Kurtz)为初学编程的人设计的编程语言,不用编译,可直接解释运行,如果需要单独运行时,也可以编译后创建成可执行文件。

C语言诞生于1969年到1973年之间,是丹尼斯·里奇(Dennis Ritchie)在贝尔实验室(Bell Labs)工作时,为了重写UNIX 操作系统而创立的编程语言。不同于ALGOL等,C语言期望编译和运行效率最好能接近汇编语言。虽然C语言是为编写计算机系统程序而发明的,但是,因为其强大的能力,也被编写应用程序的人接受。现在,C 语言程序设计基本上是各大学计算机、软件专业和相关专业的必修课程。

1979年,丹麦的计算机学者本贾尼·斯特劳斯特卢普(Bjarne Stroustrup)开始在C 语言中增添类(class)的概念,目的是创立新的语言,以便完成自己的博士论文。他研究了Simula编程语言的特征,发现其中的对象概念有助于提高编程效率,但是,Simula运行效率太低。后来,他到贝尔实验室工作,分析UNIX 内核和分布式计算问题。回顾自己做博士论文的经验,触发他产生了在C语言上增加Simula的特征的想法。刚开始,他只是在C 编译器中,增加了类(class)、派生类(derived class)、强类型(strong typing)、直接插入(inlining)和缺省变量等概念。

1985年,施特劳斯特卢普以书的形式出版了C++语言,1998年C++正式成为国际标准(ISO/IEC 14882:1998)。

Lisp语言,创立于1958年,目的是方便用阿隆佐·邱奇(Alonzo Church)^[1]的lambda演算的数学表达。lambda演算是与图灵机基本等价的理论计算机模型。Lisp语言是第一个实现函数演算方式的编程语言。Lisp出现后,很快成为人工智能(AI)研究领域的应用语言。(www.xing528.com)

1972年,Prolog语言出现,这是第一个逻辑编程语言。Prolog的基础是一阶逻辑或形式逻辑,因此,被广泛用于理论证明、专家系统、自动规划、自然语言理解等领域的编程。

20世纪90年代中后期,互联网迅速发展促进了新语言的发展。早期的一些脚本语言,例如,Perl语言(1987年推出的UNIX 上的脚本工具),转变为动态网站(WebSite)的通用语言。

Python(美国发音:/'paɪθaːn/)语言由荷兰人吉多·范罗苏姆(Guido van Rossum)于1989年发明,是一种面向对象的解释型程序设计语言,第一个公开发行版于1991年发行。现在,也被逐渐广泛应用于系统管理任务的处理和Web编程。

Python是完全面向对象的语言。函数、模块、数字、字符串都是对象。并且完全支持继承、重载、派生、多态,有益于增强源代码的复用性。

James Gosling、Mike Sheridan和Patrick Naughton 于1991年提出Java项目,起初是针对数字电视的人机交互应用编程的。开始他们称该项目为Oak(橡树——办公室外有橡树),后来用Java咖啡命名该语言。Java沿用了C/C++的语法,因为程序员们已经适应了这类语法。

Sun Microsystems于1996年发布Java 1.0,提出的目标是:编写一次,到处运行(Write Once,Run Anywhere,WORA),从而免去跨越平台的代码移植工作,这需要定义Java虚拟机。如果硬件平台或操作系统上支持Java虚拟机,那么,就可以直接运行用Java编写的应用程序。Java后来又分为J2EE平台、J2ME和J2SE。J2EE提供企业应用的API和服务器运行环境,J2ME针对应用设备,J2SE 针对台式机(PC)。2006年后改名为:Java EE、Java ME 和Java SE。

C#是微软公司的一种面向对象的、运行在NET Framework上的高级程序语言。C#与Java非常相似;它包括了诸如继承、接口等特征,与Java具有几乎同样的语法,也是编译成中间代码再运行。但是C#与Java有着明显的不同,借鉴了Delphi的特点,与COM(微软Windows上的组件对象模型)是直接集成的。它也是微软公司.NET Windows网络框架的主要语言。

习惯上,人们把机器语言称为第一代编程语言,汇编语言称为第二代编程语言,而上面的高级编程语言称为第三代编程语言。

那么,第四代编程语言就应当是为应用领域程序员创立的编程语言,包括:数据库管理系统的语言,例如SQL、报表或报告生成器;数学工具MATLAB、Mathematica等;GUI的开发工具、Web页面的HTML等。

第五代编程语言,期望其能描述人们的需求,然后直接生成可执行的代码,而免去程序员写程序。当然,这是人们的理想,或称为编程领域的人工智能——说出想干什么,剩下事情由机器完成。