計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言的分析

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一、計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言的發(fā)展過程淺述

計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言在發(fā)展的過程中，一共經(jīng)歷了三個(gè)過程。即面向過程的語言、面向?qū)ο蠛兔嫦蚍矫娴恼Z言。第一，面向過程的語言。面向過程的語言的工作原則是將問題進(jìn)行有效的分解成很多小的模塊，每個(gè)模塊中都是構(gòu)成問題的子問題，在程序編寫過程中，通過自上而下的順序逐步對(duì)各個(gè)問題進(jìn)行解決，是一種結(jié)構(gòu)化編碼的語言。在計(jì)算機(jī)發(fā)展初期，計(jì)算機(jī)語言只有機(jī)器語言和匯編語言，語言的限制要求程序的編寫人員要對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件很熟悉。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)語言也開始向高級(jí)語言方向發(fā)展，軟件開發(fā)過程中受到硬件限制的因素變少。面向過程的語言進(jìn)行編程時(shí)比較簡(jiǎn)單，并且結(jié)構(gòu)性也很強(qiáng)，可讀性比較高，但也有一定的缺點(diǎn)，比如數(shù)據(jù)與程序模塊的分離和程序的可重用性比較差。第二，面向?qū)ο蟮恼Z言。面向?qū)ο蟮恼Z言在結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)、并行處理等方面，繼承了前一種語言的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，還解決了面向過程的語言中數(shù)據(jù)與代碼分離的缺點(diǎn)。面向?qū)ο蟮恼Z言被用作程序開發(fā)語言的主要目的是為了拉近計(jì)算機(jī)解決問題過程中的空間結(jié)構(gòu)和應(yīng)用程序的各種體系結(jié)構(gòu)之間的距離，有助于程序開發(fā)過程朝著更加便捷順暢的方向發(fā)展。繼承性是面向?qū)ο蟮恼Z言的一個(gè)重要特征，很多時(shí)候通過對(duì)這些語言進(jìn)行層次分類來進(jìn)行管理，每個(gè)類不僅能對(duì)基類的操作進(jìn)行繼承，還能擴(kuò)展操作和數(shù)據(jù)。面向?qū)ο蟮恼Z言還有一個(gè)重要的特征就是多態(tài)性，使用多態(tài)性進(jìn)行處理，可以提高處理問題的抽象級(jí)別，降低軟件設(shè)計(jì)時(shí)的復(fù)雜性。第三，面向方面的語言。面向方面的語言是在“方面”基礎(chǔ)上進(jìn)行的程序設(shè)計(jì)的一種語言。一般說來，可以把計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)看成是很多個(gè)為了滿足用戶的各種需求的關(guān)注點(diǎn)，而這些關(guān)注點(diǎn)就是計(jì)算機(jī)要解決的需求問題。軟件開發(fā)就是為了對(duì)這些關(guān)注點(diǎn)中的問題進(jìn)行分析解決。關(guān)注點(diǎn)一般有兩類，一是核心關(guān)注點(diǎn)，一是橫切關(guān)注點(diǎn)。而利用面向方面的語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵就是橫切關(guān)注點(diǎn)。也就是常說的“方面”，Aspect是面向方面的程序設(shè)計(jì)一個(gè)設(shè)計(jì)單元，面向方面的程序設(shè)計(jì)可以將核心關(guān)注點(diǎn)和橫切關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行一個(gè)有效的分離，實(shí)現(xiàn)更好的軟件結(jié)構(gòu)。但這兩種關(guān)注點(diǎn)對(duì)應(yīng)的代碼卻總是交織在一起的，也就是說橫切關(guān)注點(diǎn)和核心關(guān)注點(diǎn)相互之間的交互關(guān)系不能很好地從業(yè)務(wù)功能中進(jìn)行有效的分離。面向方面的程序設(shè)計(jì)過程是一個(gè)系統(tǒng)的過程，先進(jìn)行整體的分析然后對(duì)橫切關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行細(xì)化等，最后又進(jìn)行整合。根據(jù)關(guān)聯(lián)來實(shí)現(xiàn)橫切關(guān)注點(diǎn)之間的組合和優(yōu)化使得程序設(shè)計(jì)更加精細(xì)，是面向方向的語言程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。這種語言也有一個(gè)很大的好處，即一旦遇到客戶對(duì)系統(tǒng)有修改的需求時(shí)，只需要在“認(rèn)證”的方面進(jìn)行修改，而不會(huì)影響到系統(tǒng)的其他方面等，可以提高工作效率。

二、常用的計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言

（一）C語言

C語言是一種在匯編語言和高級(jí)語言之間的語言，它匯集了匯編語言和高級(jí)語言的有點(diǎn)。最初，C語言能夠應(yīng)用的系統(tǒng)只有UNIX系統(tǒng)中，隨著人們對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)以及軟件開發(fā)等方面的認(rèn)識(shí)越來越多，C語言應(yīng)用的系統(tǒng)也越來越多，在其他的操作系統(tǒng)中也可以發(fā)揮很好的效益。具體說來，C語言的主要特點(diǎn)有幾個(gè)方面，第一，C語言是一種結(jié)構(gòu)化的語言，這種語言的一個(gè)重要特點(diǎn)就是層次非常清晰，如果是用模塊化的方式進(jìn)行程序的組織，則C語言是一種十分便利的語言，而且有利于對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)。第二，C語言中包含很豐富的數(shù)據(jù)類型和運(yùn)算符，而且也能夠訪問到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存中的物理地址，有利于進(jìn)行位操作。第三，C語言的效率很高，移植性也比較強(qiáng)，即能夠移植到不同的計(jì)算機(jī)上，C語言版本可以有很多種，不是單一形式的，同時(shí)，在執(zhí)行的過程中，C語言的效率也比較高。

（二）C++語言

C++語言的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是利用封裝來減少程序變量對(duì)系統(tǒng)帶來的影響。C++語言可以看成是C語言的拓展和深化，但它仍然是一種全新的語言，因?yàn)樗哂械亩嗬^承機(jī)制能夠?qū)芏鄬?duì)象的屬性進(jìn)行一個(gè)準(zhǔn)確有效的描述。相比于C語言，它更容易被掌握和學(xué)習(xí)，C++語言屬于一種面向?qū)ο蟮恼Z言，因此，使用C++語言進(jìn)行編程時(shí)可以更好地適應(yīng)大規(guī)模的軟件需求。利用C++語言編寫運(yùn)行程序的過程主要有四個(gè)步驟，即用C++語言進(jìn)行程序的編寫、對(duì)編寫的源程序進(jìn)行編譯、將一個(gè)程序的目標(biāo)程序和系統(tǒng)的庫(kù)文件以及系統(tǒng)信息進(jìn)行有效的連接，最后是運(yùn)行程序。

（三）Java語言

這種語言與C++語言相比而言，在安全性和簡(jiǎn)潔性方面有更多的優(yōu)勢(shì)，這種語言的特點(diǎn)主要有幾個(gè)方面。首先，Java語言與C++語言相比，在程序編寫編譯過程中的很多錯(cuò)誤都大大減少了，例如在指針以及內(nèi)存管理中對(duì)程序出錯(cuò)率的控制上，Java語言有更高的效率。其次，Java語言是一種完全面向?qū)ο蟮恼Z言，同時(shí)，Java語言還可以在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)初期對(duì)很多出現(xiàn)的錯(cuò)誤進(jìn)行檢查識(shí)別，以降低內(nèi)存的出錯(cuò)率。第三，使用Java語言進(jìn)行程序編寫的過程匯總，能夠?qū)⒊绦蚓幾g成一種中間的文件格式，這種格式的適用性更強(qiáng)，也就是說，只要是包含Java運(yùn)行系統(tǒng)的機(jī)器都能對(duì)這種中間文件格式進(jìn)行讀取和執(zhí)行等。最后，Java語言的安全性能高，例如它刪除了手動(dòng)釋放內(nèi)存，可以很好地防止非法的內(nèi)存操作。此外，Java語言還具有很多其他的優(yōu)勢(shì)，例如解釋性強(qiáng)、移植性好等，Java語言在Web瀏覽器以及網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)之中是比較常見的。

（四）C#語言

C#語言也是面向?qū)ο蟮恼Z言，是由C語言和C++語言衍生出來的，具有安全、穩(wěn)定、簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。C#是專門為.net的應(yīng)用而開發(fā)出來的一種語言，因此它不再提供對(duì)指針類型的支持，因此程序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)存的訪問也受到一定的限制，同時(shí)，它也不支持多重繼承，因此，可以很好地避免由于多重繼承多帶來的問題，它比Java面向?qū)ο蟮某潭雀咭恍?，這種語言的安全性也很高。近年來，在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言上，也有人提出了將AOSD與MDA進(jìn)行有效的融合的概念，以探究一種新的軟件開發(fā)語言。從方面PM轉(zhuǎn)換到方面PSM，是計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言發(fā)展的方向。因?yàn)榉矫鍼SM本身具有的有效性和準(zhǔn)確性能在計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)中展示很好的效率，但同時(shí)它也存在一些問題，例如復(fù)雜程度比較高、直觀程度不夠，轉(zhuǎn)換的效率也比較低等。新型的面向方面的語言模型對(duì)ATL和OCL語言的優(yōu)點(diǎn)和特征進(jìn)行了有效的整合，使得程序開發(fā)人員在編寫程序方面、讀者對(duì)軟件理解方面更加方便。ATL是一套C++模板庫(kù)，使用ATL語言可以不斷提高軟件開發(fā)的效率，同時(shí)，還能對(duì)COM組件的開發(fā)提供最大化的支持。但是ATL也有一定的缺點(diǎn)，比如功能比較單一，不能對(duì)模型進(jìn)行精確地轉(zhuǎn)換，也不能驗(yàn)證數(shù)據(jù)類型。OCL是一種聲明型語言，定義簡(jiǎn)潔、抽象層次也比較高，這兩種語言的結(jié)合能使得計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言更加快捷方便。

作者：臧永福單位：青島廣播電視大學(xué)