4、计算机程序分类与软件开发演进

计算机程序分类与软件开发演进

1. 计算机程序基础

计算机程序在不同编程范式中有不同定义。在命令式编程中，它是用编程语言编写的一组计算机可执行或理解的指令；在声明式编程中，它是指令的集合。

源代码是计算机程序的人类可读版本，但计算机只能执行本机机器指令，因此需要借助其他程序来处理源代码。可以使用语言的编译器将源代码转换为机器指令，生成的文件称为可执行文件；也可以在语言的解释器中运行源代码，例如 Java 编程语言会生成一种中间形式，再由 Java 解释器处理。

当操作系统收到运行可执行文件的请求时，会将其加载到内存并启动执行过程。中央处理器（CPU）会切换到该过程，获取、解码并执行每条机器指令。若要运行源代码，操作系统会加载相关解释器到内存，解释器再将源代码加载到内存，由处理器逐句翻译和执行。与运行可执行文件相比，运行源代码更耗时，且需要在相关 PC 上安装解释器。

计算机硬件的进步推动了软件的发展，计算机编程工作在硬件发展历程中发生了显著变化。

2. 计算机发展历程

• 分析引擎（Analytical Engine） ：1837 年，查尔斯·巴贝奇受雅卡尔织布机的启发设计了分析引擎。其计算设备的元素名称借鉴自纺织业，包含可存储 1000 个 50 位十进制数字的“存储”（内存），数字从“存储”传输到“磨坊”进行处理，通过两组穿孔卡片编程，一组用于操作方向，另一组用于输入变量。但花费了英国政府超过 17000 英镑后，数千个齿轮和轮子最终未能完全正常工作。1843 年，阿达·洛芙莱斯受巴贝奇委托撰写关于分析引擎的信息，其中的注释 G 详细描述了如何使用分析引擎计算伯努利