設計編程語言都需要什麼

⑴ 怎麼研發一款編程語言

編程語言，作為人與計算機溝通的橋梁，有著重要和深遠的意義。有過計算機編程經驗的人，多少學習或掌握過一到多種編程語言。計算機專業領域的編程語言成百上千種，主流的編程語言也有數十種之多。每種編程語言面向的領域和特性都不盡相同，不過歸根結底是為了解決人與計算機之間溝通的效率問題，提高計算機的生產力。想必有不少人對那些主流編程語言的創造者十分傾佩，也相信有不少人會好奇一門編程語言是如何誕生的。那麼如何創造一門編程語言呢？
總的來看，創造一門編程語言需要有以下幾個過程：
（1）設計語言的特性。
（2）定義語言的單詞、語法和語義。
（3）實現編譯器或者解釋器將程序翻譯為計算機底層表示。
（4）生成計算機程序的二進制存儲格式。
（5）完善語言的運行時環境和標准庫。

一、語言特性設計
所謂語言特性，就是編程語言為開發者提供了什麼樣的原子性功能特徵。比如是否支持數學表達式計算、字元串處理，是否支持變數、函數和遞歸，是否支持分支、循環復合語句等。語言的變數類型是強類型、弱類型，還是動態類型，程序是過程式、函數式，還是面向對象的。是否支持模板、泛型和反射機制，是否支持多線程和並發特性，是否支持錯誤和異常處理機制等等。
語言特性設計是一門編程語言最關鍵的環節，直接決定了語言的基本特徵和雛形。當然，這也是最難的一個環節，因為語言設計是面向具體問題領域的，是語言設計者從大量的編程實踐中的獲得的總結和升華。比如C語言設計者希望面向計算機底層，擁有對操作系統和硬體的直接操縱能力。而Python的設計者則希望盡可能地減少操作計算機資源的繁瑣過程，以獲得語言的簡潔性、高度的靈活性和擴展性。SQL的設計者面向具體的數據查詢和分析領域，希望幫助開發者獲得快速檢索和操縱數據的能力。而Go語言的設計者則希望在保留C語言優秀功能的基礎上，擴展編程語言對高並發環境的支持，並擁有垃圾回收和快速編譯的能力。
凡此種種，編程語言特性的設計都是面向具體的問題領域的，是語言設計者構建於開發者和計算機之間的中間層，是對開發過程中重復功能邏輯的原子性「封裝」，最終的目的是為了提升具體問題領域內的軟體開發效率。

二、單詞、語法和語義
和人類使用的自然語言類似，編程語言也有自身的單詞、語法和語義，專業上稱為詞法記號、語言文法和語義。
常見的詞法記號可以分為數字、字元、字元串、標識符、關鍵字，以及用於連接表達式的運算符、分割語句或者程序段落的界符等符號。這些是編程語言程序的基本單位，通過它們的有序組合，構建出了一門編程語言形形色色的代碼片段。
編程語言的文法是用來描述語言的語法規則的，具體來說是規定詞法記號之間的排列組合的順序與規則。它描述了編程語言程序的基本模式，不符合該模式的詞法記號的排列被擋在了合法語言程序的大門之外。同時，它也是各種編程語言對於開發者最明顯的差異化特徵。一個有經驗的開發者可以很容易地通過掃視一段代碼，就能分辨出這是哪種編程語言編寫的計算機程序。
編程語言的語義描述了一段符合語言語法的程序，對於計算機而言的真正含義，是開發者最終要傳達給計算機的意願和指令。語言的語義必須是准確的、無二義性的，編譯器也正是通過語義的指導，將計算機程序翻譯為計算機可識別的表達形式。

三、程序的翻譯
計算機程序是用來供人閱讀和修改的，計算機硬體並不能理解程序內的思想和含義。因此，必須有一個翻譯轉換的過程，將人所表達的意願准確無誤地傳遞給計算機，讓計算機明確並執行人下發的指令。實現這種翻譯工作的工具就是編譯器或解釋器。
對於編譯器來說，它的輸入是人類書寫的計算機語言程序，輸出則是計算機可識別的底層表示。首先，它需要識別出程序中的單詞，即詞法分析。然後，根據單詞的組合模式識別出程序的語法結構，即語法分析。最後，根據不同的語法結構對應的語義，將程序按照每個語法模塊的形式轉換為計算機可識別的指令序列，即語義分析和目標代碼生成。
眾所周知編譯器的實現具有一定的復雜度，其根本原因來自於語言語法的結構靈活性和計算機底層表達形式的多樣性，這也是創造一門編程語言最核心的環節。

四、二進制存儲
編譯器將語言程序翻譯轉換後，需要將轉換後的結果存儲起來，以便計算機在需要的時候將其載入、執行。這里不可避免的涉及到兩個問題：
（1）轉換後的結果是什麼樣的形式？
（2）轉換後的結果保存在哪裡？
第一個問題描述的是計算機程序被轉換為怎樣的形式，才是計算機可以識別的。由於計算機中實際運行程序的硬體模塊是CPU，因此計算機程序只有被轉換為CPU的二進制指令格式才能被正確識別、執行。比如常見的Intel體系的CISC指令格式、ARM體系的RISC執行格式等。
第二個問題描述的是計算機程序轉化為二進制指令格式後，以什麼樣的方式保存在計算機的磁碟上。由於絕大多數的計算機程序是需要通過運行在計算機硬體之上的操作系統載入運行的，因此計算機程序的二進製表達形式必須以對應操作系統可識別的文件格式存儲。比如常見的Windows操作系統的PE文件格式、Linux操作系統的ELF文件格式等。

五、運行時環境和標准庫
理論上講，一門編程語言如果能提供出完備的操縱操作系統和硬體的原子性功能就已經成功了。但是不提供強大的運行時環境支持和標准庫，是很難讓一門編程語言真正的好用和流行的。沒有人希望簡單地列印一行字元串，還需要使用編程語言提供的基本特性實現調用操作系統提供的列印介面的邏輯。java語言之所以久興不衰，正是因為它不僅提供了完善的運行時環境和開發庫支持，甚至提供了更強大的開發框架和工具支持。
因此可見，除了完備的語言特性，為開發者提供更方便好用的庫和框架支持，消除軟體構建過程中復雜和重復的邏輯，才是一門優秀編程語言的長盛之道。

六、自己動手，立即開始！
《自己動手構造編譯系統——編譯、匯編與鏈接》一書詳細闡述了一門編程語言從無到有的過程，從語言的功能特性設計，到詞法、文法、語義分析；從編譯器、匯編器的設計實現，到目標文件的鏈接生成可執行文件；甚至編譯優化器的實現、二進制指令、可執行文件格式以及語言運行時和標准庫的概念，都在書中做了認真細致地剖析。相信對本書的閱讀，將是一次不錯的獲得知識的體驗！

⑵ 在選擇程序設計語言時應考慮哪些因素

通常要考慮的因素有：項目的應用領域、軟體開發的方法、軟體執行的環境、演算法和數據結構的復雜性以及軟體開發人員的知識等。

1、項目的應用領域

（1）科學工程計算。需要大量的標准庫函數，以便處理復雜的數值計算，可供選用的語言有FORTRAN語言、C語言等。

（2）數據處理與資料庫應用。SQL為IBM公司開發的資料庫查詢語言，4GL稱為第4代語言。

（3）實時處理。實時處理軟體一般對性能的要求很高，可選用的語言有匯編語言、Ada語言等。

（4）系統軟體。如果編寫操作系統、編譯系統等系統軟體時，可選用匯編語言、C語言、Pascal語言和Ada語言。

（5）人工智慧。如果要完成知識庫系統、專家系統、決策支持系統、推理工程、語言識別、模式識別等人工智慧領域內的系統，應選擇Prolog、Lisp語言。

2、軟體開發的方法

有時編程語言的選擇依賴於開發的方法，如果要用快速原型模型來開發，要求能快速實現原型，因此宜採用4GL。如果是面向對象方法，宜採用面向對象的語言編程。

3、軟體執行的環境

良好的編程環境不但能有效提高軟體生產率，同時能減少錯誤，有效提高軟體質量。

4、演算法和數據結構的復雜性

科學計算、實時處理和人工智慧領域中的問題演算法較復雜，而數據處理、資料庫應用、系統軟體領域的問題，數據結構．比較復雜，因此選擇語言時可考慮是否有完成復雜演算法的能力，或者有構造復雜數據結構的能力。

5、軟體開發人員的知識

編寫語言的選擇與軟體開發人員的知識水平及心理因素有關，開發人員應仔細地分析軟體項目的類型，敢於學習新知識，掌握新技術。

(2)設計編程語言都需要什麼擴展閱讀：

基礎語言開發工具

諸如Delphi、VC＋＋、VB等語言都是一種面向對象的程序設計語言，雖然每種語言在對面向對象的支持不盡相同，但它們始終貫穿整個程序設計的思維方式的主線。

因此，要學好這些語言最開始不應該將重點放在某種語言的具體語法格式上，而應該注重學習面向對象的基本理論

1、最容易的入門語言——Visual Basic

在掌握面向對象編程的基本概念的基礎上，相對來講，VB是比較容易入門的一門語言。在學習VB時，應該注意抓住對象的精髓，避免凌亂和繁雜，注意掌握對象和控制項的屬性和事件以及它們的功能和用法、主要函數的簡單功能。

最有效的方法就是自己組織一個由簡到繁的學習步驟，比如：在學習VB簡單繪圖功能時，學著自己繪制正弦曲線；學習使用picturecl控制項來製作一個液晶效果顯示時間；在學習API函數時，製作自己的任務欄圖標。這種方法能夠很好的幫助你掌握VB中常用對象、事件的使用。

2、最靈活的語言——Delphi

對於Delphi來講，如果你曾經學過PASCAL的話，你會發現很多東西都是「似曾相識」的。確實如此，Delphi本身就是由和PASCAL結構類似的Object

Pascal編寫而成。如果你有一定的PASCAL基礎，學習起來當然更輕松一些。另外，還應注意對Delphi中包的理解和應用。比如，對運行期包、設計期包以及自己建立包應該注意的事項。

在熟練掌握Object Pascal語言的基礎上，可以把學習Delphi時的重點放到如何使用Delphi編寫Windows應用程序，Delphi資料庫編程和創建控制項以及程序開發上面。

3、最強大的語言——Visual C＋＋

VC＋＋中由於有較完整的微軟基本類庫，使開發Windows應用程序變得簡單而高效。它提供的復雜的資源編輯器，可以很方便地編輯對話框、菜單、工具欄以及其他組成元素，因此它的功能強大，使用方便，但是和VB、Delphi相比，入門較難、不容易掌握。

學習VC＋＋，應該首先把重點方在基本數據類型、輸入/輸出、循環和數組、模板以及如何創建C＋＋應用程序上面。在此之後，才應該進一步學習VC＋＋中資源編輯器的使用、ActiveX控制項的使用以及編輯器優化等內容。

⑶ Java編程語言需要學習什麼

Java編程語言需要學習什麼？如何系統的學習Java編程語言？零基礎學習Java技術開發常常會走彎路，有時候錯誤的學習路線會大大打擊我們的自信心的，維系制定Java學習錄下至關重要，下面小編和大分享一下Java個基點的學習注意事項，以及如何制定學習計劃實現學習目標

一、想學習任何語言時，最重要的是打下堅實的基礎，通常，很多人都接觸過C和C++以及Java編程語言，這些編程語言雖然有自己的特點但是規則是相同的。在研究過程中，要多使用數據結構和實用的演算法，並養成良好的編程習慣。

二、Java語言是可以很好地用於各種大型伺服器的應用程序，但是在進行此研究之前，學習Java知識非常重要，其中主要包括Unix開發環境，常用的Unix命令，所以在學習軟體開發的過程中，Unix命令和Java開發環境息息相關。

三、在學習Java軟體開發的過程中，學習面向對象非常關鍵，而面向對象具有很好的通用性。其中，面向對象的功能主要是封裝，繼承和多態性等知識，掌握面向對象就可以在編程中發揮關鍵作用，所以在整個學習過程中都不能忽略面向對象編程基礎的學習。

四、在學習Java語言的過程中，不能忽略對資料庫的使用，在軟體開發過程中，資料庫可以發揮非常重要的作用，但是在學習資料庫的過程中，許多人不知道應該掌握哪些知識，其實最重要的是要精通SQL語句，掌握添加，刪除，檢查和修改的技巧，並掌握資料庫的核心技術，這對後續的軟體開發學習有很大的幫助。

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⑷ 編程需要學習什麼

您這個問題有點模糊呀！

先編程有很多方向，看你對哪方面感興趣，想學哪方面。只有這樣才能知道具體學什麼呀！

我認為你應該先了解下這三個問題！

1. 什麼是編程？

2. 編程方向有哪些？

3. 確定方向後應該如何學習？

首先第一個問題：什麼是編程？

說到編程，估計很多沒有接觸過它的人想到的是電影里黑客快速敲擊著鍵盤，黑色屏幕上滾動著彩色神秘代碼的畫面。當然這只是編程的一種藝術表現形式，那麼真正的編程是什麼呢？它真的有那麼神秘嗎？

對於編程，網路的解釋如下：

編程是編寫程序的中文簡稱，就是讓計算機為解決某個問題而使用某種程序設計語言編寫程序代碼，並最終得到相應結果的過程。

看完這些抽象的概念，是不是對於編程還是一臉懵逼，下面就來解釋一下我理解的編程吧！當你按照別人設計好的流程在一步一步執行時，你就是在被編程。比如我們參加一個旅遊團，只能嚴格按照人家規定好的行程來，每一步都不能更改，這是被編程。只有當程序是我們自己設計的時，這才是在編程，比如計劃一次自由行，詳細安排出行計劃中的每一步，先去哪後去哪，決定在哪吃、吃什麼、住哪裡，這就是編程。

了解完什麼是編程，接下來要說的就是編程包含些什麼？

再來第二個問題：編程方向有哪些？

在這里有必要向題主普及一下，編程是個大概念，包含的內容十分廣泛，並不是一個具象的課程。如果具象到某一課程的話，它主要包含以下課程：

1. JAVA；

2. PHP；

3. UI；

4. Web前端；

5. 大數據

6. C語言；

7. C++;

8. Python ;

大致就是以上這些內容，如果的題主真的打算學編程的話，不妨先思考自己的學習方向，確定方向之後才好進行針對性的學習。

如何確定方向？源妹兒的建議是可以根據自己興趣愛好及薪資的高低來進行選擇。先將自己比較感興趣的篩選出來，然後再根據薪資的高低來選。當然也可以選擇先看薪資，再根據興趣來選擇，這樣反過來也是可以的，還是看你現階段更看重哪個，或者更需要哪個？

最後來說說確定方向後應該如何學習？

確定自己的學習方向後，題主要明白學習的方式無非兩種，一種是自學，一種是去培訓機構學。

兩種學習方式各有自己優缺點，題主可以根據自身的經濟情況、自學能力及自律能力來進行選擇。

自學的話，就是通過看相關的編程書籍和教學視頻來學習，現在這一類的資源在網上也是比較好找的，只是可能需要花費些時間。自學的優勢是通過自己慢慢摸索、鑽研，所掌握的知識會比較扎實，不容易遺忘。缺點就是需要比較長的時間，以及較強的自學能力及自律能力。

如果題主沒有較好的耐心，也沒有較強的自學能力和自律能力，那或許去培訓機構學會更適合你。

去培訓的優勢是有一群志同道合的同學和你一起學習，會讓你充滿鬥志。如果同學都無法帶動你學習的積極性，那還有老師的監督，有老師經常詢問你的學習狀況，自然想墮落也是比較難的。缺點就是需要一定的金錢成本，一般培訓機構學習費用都在兩萬左右，其次就是時間不自由，去培訓機構學習，需要題主安排好自己的時間，最後就是培訓機構市場良莠不齊，篩選困難。

希望我的回答能幫到你吧！雖然不怎麼好，但還是望採納喲！！

⑸ 軟體開發工程師需要掌握那些編程語言

軟體開發就是根據用戶要求建造出軟體系統或者系統中的軟體部分的過程。
一般是用某種程序設計語言來實現的軟體開發的，像Java、Python、2C和C++等都是軟體開發的需要的編程語言。
看到那麼多編程語言，同學又就開始犯嘀咕，這么多，到底學什麼？
今天聽人說Java不錯，想學；
明天聽人說Python前景廣，想學；
為什麼會迷茫，還不是因為你不夠了解他們。
所以，今天信盈達小編先來給大家普及一下Java、C/C++、PHP、Python到底分別是用來開發什麼的？
用任何編程語言來開發程序，都是為了讓計算機幹活，比如編寫一篇文章，下載一首MP3等，而計算機幹活的CPU只認識機器的指令。
所以，盡管不同的編程語言差異極大，最後都得「翻譯」成CPU可以執行的機器指令。理論上任何語言干任何事情幾乎都可以, 但是主要干什麼那就不一樣了。
Java
java常常跟」企業」聯系在一起，因為具備一些很好的語言特性， 以及豐富的框架，在企業應用中最被青睞，你總可以聽到關於J2EE, JSP, Hibernate之類的東西的討論。
同時， java在手機領域也有一席之地，在普遍智能化之前，很多手機就是以支持java應用作為賣點的，而智能手機爆發之後，java手機主場變成了android， 作為安卓的標准編程語言而存。
總結：Java主要應用在網頁， 企業級開發，普通應用軟，游戲後台。
C/C++
C/C++理論上說可以做任何開發，只要有合適的硬體驅動和API，特點是效率高，基本上是編譯語言裡面效率最高的。除非你的系統中連C/C++編譯器都不具備。某些系統當中C++編譯器是不具備的，但是C一般都具備。
目前而言，C語言主要用來開發底層模塊(比如驅動，解碼器，演算法實現)，服務應用(比如web伺服器)和嵌入式應用(比如微波爐里的程序。C++也可以做這些，不過由於C++的復雜性和標准問題，人們還是更願意使用C來做。C++更適合比較復雜但又特別需要高效率的設施，比如大型游戲，一些基礎庫， 大型桌面應用。
總結：C 主要應用在系統底層，驅動，嵌入式開發。C++主要應用在游戲開發，大規模，高性能，分布式要求的程序開發。
Python
Python由於具有豐富和強大的庫，它又叫做作膠水語言，能夠把用其他語言製作的各種模塊（尤其是C/C++）很輕松地聯結在一起。
常見的一種應用情形是，使用Python快速生成程序的原型（有時甚至是程序的最終界面），然後對其中有特別要求的部分，用更合適的語言改寫，比如3D游戲中的圖形渲染模塊，性能要求特別高，就可以用C/C++重寫，而後封裝為Python可以調用的擴展類庫。
Python是做伺服器開發與物聯網開發。信息安全，大數據處理，數據可視化機器學習，物聯網開發，各大軟體的api，桌面應用，都需要python。
總結：Python主要應用在動態解釋型，開發效率高，開源，靈活，入門門檻低。

⑹ 編程需要學什麼

1、C 語言：C 語言作為一種簡單靈活的高級編程語言，它是一個面向過程的語言，一般是作為計算機專業的基礎入門語言課程。

2、Python：Python是一種面向對象、互動式計算機程序設計語言。它的特點是語法簡捷而清晰。由於它的易學、易讀的特性，有些學校用它代替C語言作為基礎入門的語言。

同時Python且具有豐富和強大的類庫，基本上能勝任平時需要的編程工作，而且它對一些新興的技術例如大數據、機器學習等也有較好的支持 。

3、C++：C++語言保留了C語言的有效性、靈活性等特點，又添加了面向對象編程的支持，具有強大的編程功能，可方便地模擬現實問題的過程和操作。

它編寫出的程序具有結構清晰、易於擴充等優良特性，適合於各種大型應用軟體、系統軟體的開發和設計。它的問題在於C太過復雜，作為一個門課程來講，一個學期的學習只是對C++來說時間太短，只能做一個概念性的了解。

4、JavaScript：JavaScript是一種輕量級的編程語言，它是一個腳本語言，可以嵌入到HTML頁面中，由來瀏覽器來解釋執行，用來實現瀏覽器和用戶之間的交互。它的應用場景主要是基於Web的開發。

5、Java：是較為傳統的面向對象語言，特點是支持跨平台的開發。Jav語言是基於面向對象的思想來設計的 , 但是刪去了C+中幾乎不用或很難用好的一些面向對象的特徵。Jav語言隨著互聯網的發展逐漸流行，而且大量的開源框架和類庫支持Java在各個場景的開發實踐。

6、Swift：Swift是Apple發布的一門編程語言，用來支持Apple設備上的OSX和iOS應用程序，在iOS程序設計課程中需要講授Swift語言。

7、R：R作為一種統計分析語言，集統計分析與圖形顯示於一體。隨著大數據、機器學習等技術的迅速發展，R作為一個數據分析統計工具日益得到重視。一些學校也陸續開設了R語言的課程。

⑺ 學編程需要掌握哪些知識

編程先學邏輯，就是先執行什麼後執行什麼，能得出什麼樣的結果。接下來是學語法，比如for，if，while這些，都是根據不同語種學習不同的內容；到了高階就開始學習演算法，因為演算法可以協助做自己的框架，引擎等。用簡單的話來說，編程就是學習。一門計算機語言好比大家學習英文是為了跟外國人打交道，學習編程，就是跟計算機打交道。編磨罩好程學習的內容有：C語言、Python、C++、Java Script、Java、Swift、R等。

1、C 語言：C 語言作為一種簡單靈活的高級編程語言，它是一個面向過程的語言，一般是作為計算機專業的基礎入門語言課程。

簡單的說，編程就是為了藉助於計算機來達到某一目的或解決某個問題，而使用某種程序設計語言編寫程序代碼，並最終得到結果的過程。 計算機雖然功能十分強大。可以供大家上網、打游戲、管理公司人事關系等等，但是沒有程序，它就等於是一堆廢鐵，不會理會大家對它下達悶野的「命令」。於是，想要馴服它，只有通過一種方式——程序，這也是人們和計算機溝通的唯一方式。

拓展資料：編程的執行原理：
1、計算機對除機器語言以外的源程序不能直接識別、理解和執行，都必須通過某種方式轉換為計算機能夠直接執行的。
2、這種將高級程序設計語言編寫的源程序轉換到機器目標程序的方式有兩種：解釋方式和編譯方式。
3、解釋方式下，計算機對高級語言書寫的源程序一邊解釋一邊執行，不能形成目標文件和執行文件。
4、編譯方式下，首先通過一個對應於所用程序設計語言的編譯程序對源程序進行處瞎鉛理，經過對源程序的詞法分析、語法分析、語意分析、代碼生成和代碼優化等階段將所處理的源程序轉換為用二進制代碼表示的目標程序。
然後通過連接程序處理將程序中所用的函數調用、系統功能調用等嵌入到目標程序中，構成一個可以連續執行的二進制執行文件。調用這個執行文件就可以實現程序員在對應源程序文件中所指定的相應功能。

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參考資料：計算機編程https：//ke.sogou.com/v107828.htm?fromTitle

⑻ 學編程需要准備什麼

1.編程環境
2.安裝Python語言這里我們需要去Python官網下載Python所需的編譯、運行環境。下載完成後，直接安裝即可。
3.Python編輯器，在安裝完成後，Python會自帶一個簡單的編輯器。

(8)設計編程語言都需要什麼擴展閱讀

學編程需要以下這些基礎：

1、數學基礎

從計算機和應用的發展歷史來看，計算機的數學模型和體系結構等好多都是由數學家提出的，包括最早的`計算機也是為數值計算而設計的。因此，要學好計算機是需要一定的數學基礎的，初學者有高中水平就差不多了。

2、邏輯思維能力的培養

程序員必須要有一定的邏輯思維能力，邏輯思維能力的培養更需要長時間的實踐鍛煉。但是也不必操之過急，邏輯思維說白了是一個技術，和打游戲，把妹，打拳擊一樣，多進場練習才是關鍵。

3、選擇一種合適的入門語言

網路編程目前較為流行的網路編程工具可謂「風格迥異，百花齊放」。

每一種工具都有其獨特的特點，在互聯網實現上都有各自的優勢序設計工具不外乎如下幾類： ① 本地開發應用軟體開發的工具有：Visual Basic 、Delphi 、VC++ ( C++ Builder ) 等；資料庫開發工具有：Visual Foxpro 、Oracle Developer 、Power Builder 等。 ② 跨平台開發開發工具如 Java等。

4、注意理解一些重要概念

程序設計的教程看到的無非就是變數、函數、條件語句、循環語句等概念，但要真正能進行編程應用，需要深入理解這些概念，在理解的基礎上應用，不要只簡單地學習語法、結構，而要吃透針對這些語法、結構的應用例子，做到舉一反三。