说说程序员、编译器、CPU之间的三角恋
编程工作的演进史
1、CPU需要的只是1和0组成的二进制数据
(1)不管编程怎么变,最终编程得到的可执行二进制程序都是给CPU运行的。CPU需要的只是按照CPU设计时的规律(机器指令)排布的一串二进制1和0组成的数字(机器码),CPU根本不关心这些二进制是怎么来的。
(2)这些二进制可能是一个很厉害的程序员直接用1和0拼出来的;也可以是用汇编语言编写最终编译得到的;也可以是用C语言编写最终编译得到的;也可以是用java C# php bash等语言编写然后解释得到的;
(3)编程工作的演进其实一直是在处理上一个层次段落:就是使用何种语言编写程序(用某种语言进行编程),然后如何把这种程序源代码转成二进制(编译器的发明)。
(4)CPU接收到一串1010序列后如何工作达到目的,这就是设计制造CPU的公司要考虑的事情了,与软件工程师完全无关。
2、早期的纸卡打孔编程者
(1)最早期的时候,CPU也很简单,指令集很少,二进制位数也不多。那时候编译器也没被发明,编程语言也没被发明,那时候就是用二进制直接编程的。
(2)总结:最早的编程没有语言也没有编译器,程序员直接使用二进制和机器(CPU)对话。
(3)这种方式的坏处就是不容易扩展,随着CPU的进一步复杂化,指令的变多,指令位数的变多,编程难度呈几何倍数增长。人的大脑慢慢就跟不上这个节奏。
3、编程工作的第一次革命:由二进制机器码到汇编语言
(1)第一次革命就是:发明了汇编语言。汇编语言的本质就是用一个符号来代替一串二进制。
MOV 10101010101010
SUB 01010101010101
(2)有了汇编语言之后,程序员就不用再去记忆二进制序列了。编程时只需要用汇编指令来编程即可,汇编指令就是一个符号(符号就是由文字构成的,如MOV)。因为人类大脑天生对文字符号更加友好,因此用符号编程更简单。
(3)用汇编语言编写的源程序不能直接给CPU运行,必须通过一个翻译过程,把源代码翻译成二进制序列才能给CPU。这个翻译的过程就叫汇编,执行翻译动作的就是汇编器。
4、编程工作的第二次革命:由汇编语言到C语言
(1)汇编语言也有一些不尽如人意的地方,譬如:没有可移植性。在这个CPU上写的汇编程序无法直接在另一个CPU上运行。因此汇编语言是和CPU一一对应的。
(2)为了可移植性于是乎发明了高级语言。第一个高级语言就是C语言。C语言进一步靠近人的思维,为人的思维发明了很多CPU没有的东西,譬如数组。最终的目的就是降低编程难度,让高级语言更接近人的思维,然后通过编译器、汇编器等的翻译将这些源代码变成二进制然后给CPU运行。
5、革命无穷尽、层次变更多
(1)在C语言之上还有更高级语言,譬如:C++、Java、C#、bash等。越往上越靠近人的思维,越往上语言本身提供的封装越多,越往上编程难度越低、语言的掌握越容易。
1、CPU只认识二进制机器指令
(1)CPU是最终干活的,而CPU只认识只接受二进制。
2、人类喜欢符号而不是二进制
(1)人类的大脑本身不喜欢二进制而喜欢符号、文字。
(2)人类和机器之间天生有代沟,于是乎编程不容易。
3、连接人(程序员)与机器(CPU)的桥梁:编译器
(1)编译器降低了编程难度。编译器的代表就是编程语言,每一种编程语言都有对应的编译器,这个编译器的作用就是把这种语言的源文件编译成可执行程序。
(2)关键是:有了编译器(高级语言)之后,我们程序员就不再盯着CPU(二进制),而是改为盯着编译器(编程语言、编程语言的语法),所以我们学习编程的关键变成了学习编译器的习性,也就是编程语言的语法。
4、发明一门语言关键就在于发明它的编译器
(1)编译语言的关键就是编译器。yacc和lex工具就是用来发明编程语言的。
5、高级语言与低级语言的差别
(1)越高级的语言越靠近人类思维;越低级的语言越靠近机器的需要。
(2)人与机器总劳动量(总复杂度)守恒。人要是复杂一点机器就可以简单一点;人简单一点机器就需要复杂一点。这个规律描述的就是:编程语言越简单,人使用起来越简单,编译器设计起来就更复杂;编程语言越复杂、程序员使用起来越麻烦,则编译器设计越简单,CPU执行效率越高。
像编译器一样思考吧
语法是什么?语法就是编译器的习性
(1)编译器反应在编程中就是语法。
譬如1:
for (i=0; i<10; i++);
{
xxx;
}
譬如2:
int i; !!i;
解析:!在C语言中是逻辑取反的意思,逻辑取反意思就是0取反就是1,不是0的数取反就是0
问题:让你用C语言编程实现:如果一个数i是0则返回0,如果不是0则返回1
一般实现: if (i == 0){return 0;} else{return 1;}
或者可以用三母运算符: (i==0)?(0):(1);
极客式写法: !!i;
习得一门语言就像认识一个朋友
(1)从新开始认识一个人到成为好朋友,这里面要经历:时间、共事。
(2)学习一门编程语言也需要:时间、实践(共事)
学习编程语言要懂得换位思考
(1)预处理中处理程序注释、空行。
转载于:https://blog.51cto.com/songmao/1880887
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