设计编程语言都需要什么

⑴ 怎么研发一款编程语言

编程语言，作为人与计算机沟通的桥梁，有着重要和深远的意义。有过计算机编程经验的人，多少学习或掌握过一到多种编程语言。计算机专业领域的编程语言成百上千种，主流的编程语言也有数十种之多。每种编程语言面向的领域和特性都不尽相同，不过归根结底是为了解决人与计算机之间沟通的效率问题，提高计算机的生产力。想必有不少人对那些主流编程语言的创造者十分倾佩，也相信有不少人会好奇一门编程语言是如何诞生的。那么如何创造一门编程语言呢？
总的来看，创造一门编程语言需要有以下几个过程：
（1）设计语言的特性。
（2）定义语言的单词、语法和语义。
（3）实现编译器或者解释器将程序翻译为计算机底层表示。
（4）生成计算机程序的二进制存储格式。
（5）完善语言的运行时环境和标准库。

一、语言特性设计
所谓语言特性，就是编程语言为开发者提供了什么样的原子性功能特征。比如是否支持数学表达式计算、字符串处理，是否支持变量、函数和递归，是否支持分支、循环复合语句等。语言的变量类型是强类型、弱类型，还是动态类型，程序是过程式、函数式，还是面向对象的。是否支持模板、泛型和反射机制，是否支持多线程和并发特性，是否支持错误和异常处理机制等等。
语言特性设计是一门编程语言最关键的环节，直接决定了语言的基本特征和雏形。当然，这也是最难的一个环节，因为语言设计是面向具体问题领域的，是语言设计者从大量的编程实践中的获得的总结和升华。比如C语言设计者希望面向计算机底层，拥有对操作系统和硬件的直接操纵能力。而Python的设计者则希望尽可能地减少操作计算机资源的繁琐过程，以获得语言的简洁性、高度的灵活性和扩展性。SQL的设计者面向具体的数据查询和分析领域，希望帮助开发者获得快速检索和操纵数据的能力。而Go语言的设计者则希望在保留C语言优秀功能的基础上，扩展编程语言对高并发环境的支持，并拥有垃圾回收和快速编译的能力。
凡此种种，编程语言特性的设计都是面向具体的问题领域的，是语言设计者构建于开发者和计算机之间的中间层，是对开发过程中重复功能逻辑的原子性“封装”，最终的目的是为了提升具体问题领域内的软件开发效率。

二、单词、语法和语义
和人类使用的自然语言类似，编程语言也有自身的单词、语法和语义，专业上称为词法记号、语言文法和语义。
常见的词法记号可以分为数字、字符、字符串、标识符、关键字，以及用于连接表达式的运算符、分割语句或者程序段落的界符等符号。这些是编程语言程序的基本单位，通过它们的有序组合，构建出了一门编程语言形形色色的代码片段。
编程语言的文法是用来描述语言的语法规则的，具体来说是规定词法记号之间的排列组合的顺序与规则。它描述了编程语言程序的基本模式，不符合该模式的词法记号的排列被挡在了合法语言程序的大门之外。同时，它也是各种编程语言对于开发者最明显的差异化特征。一个有经验的开发者可以很容易地通过扫视一段代码，就能分辨出这是哪种编程语言编写的计算机程序。
编程语言的语义描述了一段符合语言语法的程序，对于计算机而言的真正含义，是开发者最终要传达给计算机的意愿和指令。语言的语义必须是准确的、无二义性的，编译器也正是通过语义的指导，将计算机程序翻译为计算机可识别的表达形式。

三、程序的翻译
计算机程序是用来供人阅读和修改的，计算机硬件并不能理解程序内的思想和含义。因此，必须有一个翻译转换的过程，将人所表达的意愿准确无误地传递给计算机，让计算机明确并执行人下发的指令。实现这种翻译工作的工具就是编译器或解释器。
对于编译器来说，它的输入是人类书写的计算机语言程序，输出则是计算机可识别的底层表示。首先，它需要识别出程序中的单词，即词法分析。然后，根据单词的组合模式识别出程序的语法结构，即语法分析。最后，根据不同的语法结构对应的语义，将程序按照每个语法模块的形式转换为计算机可识别的指令序列，即语义分析和目标代码生成。
众所周知编译器的实现具有一定的复杂度，其根本原因来自于语言语法的结构灵活性和计算机底层表达形式的多样性，这也是创造一门编程语言最核心的环节。

四、二进制存储
编译器将语言程序翻译转换后，需要将转换后的结果存储起来，以便计算机在需要的时候将其加载、执行。这里不可避免的涉及到两个问题：
（1）转换后的结果是什么样的形式？
（2）转换后的结果保存在哪里？
第一个问题描述的是计算机程序被转换为怎样的形式，才是计算机可以识别的。由于计算机中实际运行程序的硬件模块是CPU，因此计算机程序只有被转换为CPU的二进制指令格式才能被正确识别、执行。比如常见的Intel体系的CISC指令格式、ARM体系的RISC执行格式等。
第二个问题描述的是计算机程序转化为二进制指令格式后，以什么样的方式保存在计算机的磁盘上。由于绝大多数的计算机程序是需要通过运行在计算机硬件之上的操作系统加载运行的，因此计算机程序的二进制表达形式必须以对应操作系统可识别的文件格式存储。比如常见的Windows操作系统的PE文件格式、Linux操作系统的ELF文件格式等。

五、运行时环境和标准库
理论上讲，一门编程语言如果能提供出完备的操纵操作系统和硬件的原子性功能就已经成功了。但是不提供强大的运行时环境支持和标准库，是很难让一门编程语言真正的好用和流行的。没有人希望简单地打印一行字符串，还需要使用编程语言提供的基本特性实现调用操作系统提供的打印接口的逻辑。java语言之所以久兴不衰，正是因为它不仅提供了完善的运行时环境和开发库支持，甚至提供了更强大的开发框架和工具支持。
因此可见，除了完备的语言特性，为开发者提供更方便好用的库和框架支持，消除软件构建过程中复杂和重复的逻辑，才是一门优秀编程语言的长盛之道。

六、自己动手，立即开始！
《自己动手构造编译系统——编译、汇编与链接》一书详细阐述了一门编程语言从无到有的过程，从语言的功能特性设计，到词法、文法、语义分析；从编译器、汇编器的设计实现，到目标文件的链接生成可执行文件；甚至编译优化器的实现、二进制指令、可执行文件格式以及语言运行时和标准库的概念，都在书中做了认真细致地剖析。相信对本书的阅读，将是一次不错的获得知识的体验！

⑵ 在选择程序设计语言时应考虑哪些因素

通常要考虑的因素有：项目的应用领域、软件开发的方法、软件执行的环境、算法和数据结构的复杂性以及软件开发人员的知识等。

1、项目的应用领域

（1）科学工程计算。需要大量的标准库函数，以便处理复杂的数值计算，可供选用的语言有FORTRAN语言、C语言等。

（2）数据处理与数据库应用。SQL为IBM公司开发的数据库查询语言，4GL称为第4代语言。

（3）实时处理。实时处理软件一般对性能的要求很高，可选用的语言有汇编语言、Ada语言等。

（4）系统软件。如果编写操作系统、编译系统等系统软件时，可选用汇编语言、C语言、Pascal语言和Ada语言。

（5）人工智能。如果要完成知识库系统、专家系统、决策支持系统、推理工程、语言识别、模式识别等人工智能领域内的系统，应选择Prolog、Lisp语言。

2、软件开发的方法

有时编程语言的选择依赖于开发的方法，如果要用快速原型模型来开发，要求能快速实现原型，因此宜采用4GL。如果是面向对象方法，宜采用面向对象的语言编程。

3、软件执行的环境

良好的编程环境不但能有效提高软件生产率，同时能减少错误，有效提高软件质量。

4、算法和数据结构的复杂性

科学计算、实时处理和人工智能领域中的问题算法较复杂，而数据处理、数据库应用、系统软件领域的问题，数据结构．比较复杂，因此选择语言时可考虑是否有完成复杂算法的能力，或者有构造复杂数据结构的能力。

5、软件开发人员的知识

编写语言的选择与软件开发人员的知识水平及心理因素有关，开发人员应仔细地分析软件项目的类型，敢于学习新知识，掌握新技术。

(2)设计编程语言都需要什么扩展阅读：

基础语言开发工具

诸如Delphi、VC＋＋、VB等语言都是一种面向对象的程序设计语言，虽然每种语言在对面向对象的支持不尽相同，但它们始终贯穿整个程序设计的思维方式的主线。

因此，要学好这些语言最开始不应该将重点放在某种语言的具体语法格式上，而应该注重学习面向对象的基本理论

1、最容易的入门语言——Visual Basic

在掌握面向对象编程的基本概念的基础上，相对来讲，VB是比较容易入门的一门语言。在学习VB时，应该注意抓住对象的精髓，避免凌乱和繁杂，注意掌握对象和控件的属性和事件以及它们的功能和用法、主要函数的简单功能。

最有效的方法就是自己组织一个由简到繁的学习步骤，比如：在学习VB简单绘图功能时，学着自己绘制正弦曲线；学习使用picturecl控件来制作一个液晶效果显示时间；在学习API函数时，制作自己的任务栏图标。这种方法能够很好的帮助你掌握VB中常用对象、事件的使用。

2、最灵活的语言——Delphi

对于Delphi来讲，如果你曾经学过PASCAL的话，你会发现很多东西都是“似曾相识”的。确实如此，Delphi本身就是由和PASCAL结构类似的Object

Pascal编写而成。如果你有一定的PASCAL基础，学习起来当然更轻松一些。另外，还应注意对Delphi中包的理解和应用。比如，对运行期包、设计期包以及自己建立包应该注意的事项。

在熟练掌握Object Pascal语言的基础上，可以把学习Delphi时的重点放到如何使用Delphi编写Windows应用程序，Delphi数据库编程和创建控件以及程序开发上面。

3、最强大的语言——Visual C＋＋

VC＋＋中由于有较完整的微软基本类库，使开发Windows应用程序变得简单而高效。它提供的复杂的资源编辑器，可以很方便地编辑对话框、菜单、工具栏以及其他组成元素，因此它的功能强大，使用方便，但是和VB、Delphi相比，入门较难、不容易掌握。

学习VC＋＋，应该首先把重点方在基本数据类型、输入/输出、循环和数组、模板以及如何创建C＋＋应用程序上面。在此之后，才应该进一步学习VC＋＋中资源编辑器的使用、ActiveX控件的使用以及编辑器优化等内容。

⑶ Java编程语言需要学习什么

Java编程语言需要学习什么？如何系统的学习Java编程语言？零基础学习Java技术开发常常会走弯路，有时候错误的学习路线会大大打击我们的自信心的，维系制定Java学习录下至关重要，下面小编和大分享一下Java个基点的学习注意事项，以及如何制定学习计划实现学习目标

一、想学习任何语言时，最重要的是打下坚实的基础，通常，很多人都接触过C和C++以及Java编程语言，这些编程语言虽然有自己的特点但是规则是相同的。在研究过程中，要多使用数据结构和实用的算法，并养成良好的编程习惯。

二、Java语言是可以很好地用于各种大型服务器的应用程序，但是在进行此研究之前，学习Java知识非常重要，其中主要包括Unix开发环境，常用的Unix命令，所以在学习软件开发的过程中，Unix命令和Java开发环境息息相关。

三、在学习Java软件开发的过程中，学习面向对象非常关键，而面向对象具有很好的通用性。其中，面向对象的功能主要是封装，继承和多态性等知识，掌握面向对象就可以在编程中发挥关键作用，所以在整个学习过程中都不能忽略面向对象编程基础的学习。

四、在学习Java语言的过程中，不能忽略对数据库的使用，在软件开发过程中，数据库可以发挥非常重要的作用，但是在学习数据库的过程中，许多人不知道应该掌握哪些知识，其实最重要的是要精通SQL语句，掌握添加，删除，检查和修改的技巧，并掌握数据库的核心技术，这对后续的软件开发学习有很大的帮助。

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⑷ 编程需要学习什么

您这个问题有点模糊呀！

先编程有很多方向，看你对哪方面感兴趣，想学哪方面。只有这样才能知道具体学什么呀！

我认为你应该先了解下这三个问题！

1. 什么是编程？

2. 编程方向有哪些？

3. 确定方向后应该如何学习？

首先第一个问题：什么是编程？

说到编程，估计很多没有接触过它的人想到的是电影里黑客快速敲击着键盘，黑色屏幕上滚动着彩色神秘代码的画面。当然这只是编程的一种艺术表现形式，那么真正的编程是什么呢？它真的有那么神秘吗？

对于编程，网络的解释如下：

编程是编写程序的中文简称，就是让计算机为解决某个问题而使用某种程序设计语言编写程序代码，并最终得到相应结果的过程。

看完这些抽象的概念，是不是对于编程还是一脸懵逼，下面就来解释一下我理解的编程吧！当你按照别人设计好的流程在一步一步执行时，你就是在被编程。比如我们参加一个旅游团，只能严格按照人家规定好的行程来，每一步都不能更改，这是被编程。只有当程序是我们自己设计的时，这才是在编程，比如计划一次自由行，详细安排出行计划中的每一步，先去哪后去哪，决定在哪吃、吃什么、住哪里，这就是编程。

了解完什么是编程，接下来要说的就是编程包含些什么？

再来第二个问题：编程方向有哪些？

在这里有必要向题主普及一下，编程是个大概念，包含的内容十分广泛，并不是一个具象的课程。如果具象到某一课程的话，它主要包含以下课程：

1. JAVA；

2. PHP；

3. UI；

4. Web前端；

5. 大数据

6. C语言；

7. C++;

8. Python ;

大致就是以上这些内容，如果的题主真的打算学编程的话，不妨先思考自己的学习方向，确定方向之后才好进行针对性的学习。

如何确定方向？源妹儿的建议是可以根据自己兴趣爱好及薪资的高低来进行选择。先将自己比较感兴趣的筛选出来，然后再根据薪资的高低来选。当然也可以选择先看薪资，再根据兴趣来选择，这样反过来也是可以的，还是看你现阶段更看重哪个，或者更需要哪个？

最后来说说确定方向后应该如何学习？

确定自己的学习方向后，题主要明白学习的方式无非两种，一种是自学，一种是去培训机构学。

两种学习方式各有自己优缺点，题主可以根据自身的经济情况、自学能力及自律能力来进行选择。

自学的话，就是通过看相关的编程书籍和教学视频来学习，现在这一类的资源在网上也是比较好找的，只是可能需要花费些时间。自学的优势是通过自己慢慢摸索、钻研，所掌握的知识会比较扎实，不容易遗忘。缺点就是需要比较长的时间，以及较强的自学能力及自律能力。

如果题主没有较好的耐心，也没有较强的自学能力和自律能力，那或许去培训机构学会更适合你。

去培训的优势是有一群志同道合的同学和你一起学习，会让你充满斗志。如果同学都无法带动你学习的积极性，那还有老师的监督，有老师经常询问你的学习状况，自然想堕落也是比较难的。缺点就是需要一定的金钱成本，一般培训机构学习费用都在两万左右，其次就是时间不自由，去培训机构学习，需要题主安排好自己的时间，最后就是培训机构市场良莠不齐，筛选困难。

希望我的回答能帮到你吧！虽然不怎么好，但还是望采纳哟！！

⑸ 软件开发工程师需要掌握那些编程语言

软件开发就是根据用户要求建造出软件系统或者系统中的软件部分的过程。
一般是用某种程序设计语言来实现的软件开发的，像Java、Python、2C和C++等都是软件开发的需要的编程语言。
看到那么多编程语言，同学又就开始犯嘀咕，这么多，到底学什么？
今天听人说Java不错，想学；
明天听人说Python前景广，想学；
为什么会迷茫，还不是因为你不够了解他们。
所以，今天信盈达小编先来给大家普及一下Java、C/C++、PHP、Python到底分别是用来开发什么的？
用任何编程语言来开发程序，都是为了让计算机干活，比如编写一篇文章，下载一首MP3等，而计算机干活的CPU只认识机器的指令。
所以，尽管不同的编程语言差异极大，最后都得“翻译”成CPU可以执行的机器指令。理论上任何语言干任何事情几乎都可以, 但是主要干什么那就不一样了。
Java
java常常跟”企业”联系在一起，因为具备一些很好的语言特性， 以及丰富的框架，在企业应用中最被青睐，你总可以听到关于J2EE, JSP, Hibernate之类的东西的讨论。
同时， java在手机领域也有一席之地，在普遍智能化之前，很多手机就是以支持java应用作为卖点的，而智能手机爆发之后，java手机主场变成了android， 作为安卓的标准编程语言而存。
总结：Java主要应用在网页， 企业级开发，普通应用软，游戏后台。
C/C++
C/C++理论上说可以做任何开发，只要有合适的硬件驱动和API，特点是效率高，基本上是编译语言里面效率最高的。除非你的系统中连C/C++编译器都不具备。某些系统当中C++编译器是不具备的，但是C一般都具备。
目前而言，C语言主要用来开发底层模块(比如驱动，解码器，算法实现)，服务应用(比如web服务器)和嵌入式应用(比如微波炉里的程序。C++也可以做这些，不过由于C++的复杂性和标准问题，人们还是更愿意使用C来做。C++更适合比较复杂但又特别需要高效率的设施，比如大型游戏，一些基础库， 大型桌面应用。
总结：C 主要应用在系统底层，驱动，嵌入式开发。C++主要应用在游戏开发，大规模，高性能，分布式要求的程序开发。
Python
Python由于具有丰富和强大的库，它又叫做作胶水语言，能够把用其他语言制作的各种模块（尤其是C/C++）很轻松地联结在一起。
常见的一种应用情形是，使用Python快速生成程序的原型（有时甚至是程序的最终界面），然后对其中有特别要求的部分，用更合适的语言改写，比如3D游戏中的图形渲染模块，性能要求特别高，就可以用C/C++重写，而后封装为Python可以调用的扩展类库。
Python是做服务器开发与物联网开发。信息安全，大数据处理，数据可视化机器学习，物联网开发，各大软件的api，桌面应用，都需要python。
总结：Python主要应用在动态解释型，开发效率高，开源，灵活，入门门槛低。

⑹ 编程需要学什么

1、C 语言：C 语言作为一种简单灵活的高级编程语言，它是一个面向过程的语言，一般是作为计算机专业的基础入门语言课程。

2、Python：Python是一种面向对象、交互式计算机程序设计语言。它的特点是语法简捷而清晰。由于它的易学、易读的特性，有些学校用它代替C语言作为基础入门的语言。

同时Python且具有丰富和强大的类库，基本上能胜任平时需要的编程工作，而且它对一些新兴的技术例如大数据、机器学习等也有较好的支持 。

3、C++：C++语言保留了C语言的有效性、灵活性等特点，又添加了面向对象编程的支持，具有强大的编程功能，可方便地模拟现实问题的过程和操作。

它编写出的程序具有结构清晰、易于扩充等优良特性，适合于各种大型应用软件、系统软件的开发和设计。它的问题在于C太过复杂，作为一个门课程来讲，一个学期的学习只是对C++来说时间太短，只能做一个概念性的了解。

4、JavaScript：JavaScript是一种轻量级的编程语言，它是一个脚本语言，可以嵌入到HTML页面中，由来浏览器来解释执行，用来实现浏览器和用户之间的交互。它的应用场景主要是基于Web的开发。

5、Java：是较为传统的面向对象语言，特点是支持跨平台的开发。Jav语言是基于面向对象的思想来设计的 , 但是删去了C+中几乎不用或很难用好的一些面向对象的特征。Jav语言随着互联网的发展逐渐流行，而且大量的开源框架和类库支持Java在各个场景的开发实践。

6、Swift：Swift是Apple发布的一门编程语言，用来支持Apple设备上的OSX和iOS应用程序，在iOS程序设计课程中需要讲授Swift语言。

7、R：R作为一种统计分析语言，集统计分析与图形显示于一体。随着大数据、机器学习等技术的迅速发展，R作为一个数据分析统计工具日益得到重视。一些学校也陆续开设了R语言的课程。

⑺ 学编程需要掌握哪些知识

编程先学逻辑，就是先执行什么后执行什么，能得出什么样的结果。接下来是学语法，比如for，if，while这些，都是根据不同语种学习不同的内容；到了高阶就开始学习算法，因为算法可以协助做自己的框架，引擎等。用简单的话来说，编程就是学习。一门计算机语言好比大家学习英文是为了跟外国人打交道，学习编程，就是跟计算机打交道。编磨罩好程学习的内容有：C语言、Python、C++、Java Script、Java、Swift、R等。

1、C 语言：C 语言作为一种简单灵活的高级编程语言，它是一个面向过程的语言，一般是作为计算机专业的基础入门语言课程。

简单的说，编程就是为了借助于计算机来达到某一目的或解决某个问题，而使用某种程序设计语言编写程序代码，并最终得到结果的过程。 计算机虽然功能十分强大。可以供大家上网、打游戏、管理公司人事关系等等，但是没有程序，它就等于是一堆废铁，不会理会大家对它下达闷野的“命令”。于是，想要驯服它，只有通过一种方式——程序，这也是人们和计算机沟通的唯一方式。

拓展资料：编程的执行原理：
1、计算机对除机器语言以外的源程序不能直接识别、理解和执行，都必须通过某种方式转换为计算机能够直接执行的。
2、这种将高级程序设计语言编写的源程序转换到机器目标程序的方式有两种：解释方式和编译方式。
3、解释方式下，计算机对高级语言书写的源程序一边解释一边执行，不能形成目标文件和执行文件。
4、编译方式下，首先通过一个对应于所用程序设计语言的编译程序对源程序进行处瞎铅理，经过对源程序的词法分析、语法分析、语意分析、代码生成和代码优化等阶段将所处理的源程序转换为用二进制代码表示的目标程序。
然后通过连接程序处理将程序中所用的函数调用、系统功能调用等嵌入到目标程序中，构成一个可以连续执行的二进制执行文件。调用这个执行文件就可以实现程序员在对应源程序文件中所指定的相应功能。

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参考资料：计算机编程https：//ke.sogou.com/v107828.htm?fromTitle

⑻ 学编程需要准备什么

1.编程环境
2.安装Python语言这里我们需要去Python官网下载Python所需的编译、运行环境。下载完成后，直接安装即可。
3.Python编辑器，在安装完成后，Python会自带一个简单的编辑器。

(8)设计编程语言都需要什么扩展阅读

学编程需要以下这些基础：

1、数学基础

从计算机和应用的发展历史来看，计算机的数学模型和体系结构等好多都是由数学家提出的，包括最早的`计算机也是为数值计算而设计的。因此，要学好计算机是需要一定的数学基础的，初学者有高中水平就差不多了。

2、逻辑思维能力的培养

程序员必须要有一定的逻辑思维能力，逻辑思维能力的培养更需要长时间的实践锻炼。但是也不必操之过急，逻辑思维说白了是一个技术，和打游戏，把妹，打拳击一样，多进场练习才是关键。

3、选择一种合适的入门语言

网络编程目前较为流行的网络编程工具可谓“风格迥异，百花齐放”。

每一种工具都有其独特的特点，在互联网实现上都有各自的优势序设计工具不外乎如下几类： ① 本地开发应用软件开发的工具有：Visual Basic 、Delphi 、VC++ ( C++ Builder ) 等；数据库开发工具有：Visual Foxpro 、Oracle Developer 、Power Builder 等。 ② 跨平台开发开发工具如 Java等。

4、注意理解一些重要概念

程序设计的教程看到的无非就是变量、函数、条件语句、循环语句等概念，但要真正能进行编程应用，需要深入理解这些概念，在理解的基础上应用，不要只简单地学习语法、结构，而要吃透针对这些语法、结构的应用例子，做到举一反三。