什么是程序设计语言?

[拼音]：chengxu sheji yuyan

[外文]：programming language

用于书写计算机程序的语言。语言的基础是一组记号和一组规则。根据规则由记号构成的记号串的总体就是语言。在程序设计语言中，这些记号串就是程序。程序设计语言有三个方面的因素，即语法、语义和语用。语法表示程序的结构或形式，亦即表示构成语言的各个记号之间的组合规律，但不涉及这些记号的特定含义，也不涉及使用者。语义表示程序的含义，亦即表示按照各种方法所表示的各个记号的特定含义，但不涉及使用者。语用表示程序与使用者的关系。

语言的好坏不仅影响到程序使用是否方便，而且涉及到程序人员所写程序的质量。

语言的种类千差万别。但是，一般说来，基本成分不外四种。

（1）数据成分：用以描述程序中所涉及的数据；

（2）运算成分：用以描述程序中所包含的运算；

（3）控制成分：用以表达程序中的控制构造；

（4）传输成分：用以表达程序中数据的传输。

按语言级别，有低级语言和高级语言之分。低级语言包括字位码、机器语言和汇编语言。它的特点是与特定的机器有关，功效高，但使用复杂、繁琐、费时、易出差错。其中，字位码是计算机唯一可直接理解的语言，但由于它是一连串的字位，复杂、繁琐、冗长，几乎无人直接使用。机器语言是表示成数码形式的机器基本指令集，或者是 *** 作码经过符号化的基本指令集。汇编语言是机器语言中地址部分符号化的结果，或进一步包括宏构造。

高级语言的表示方法要比低级语言更接近于待解问题的表示方法，其特点是在一定程序上与具体机器无关，易学、易用、易维护。当高级语言程序翻译成相应的低级语言程序时，一般说来，一个高级语言程序单位要对应多条机器指令，相应的编译程序所产生的目标程序往往功效较低。

按照用户要求，有过程式语言和非过程式语言之分。过程式语言的主要特征是，用户可以指明一列可顺序执行的运算，以表示相应的计算过程。例如，FORTRAN，COBOL，ALGOL60等都是过程式语言。非过程式语言的含义是相对的，凡是用户无法指明表示计算过程的一列可顺序执行的运算的语言，都是非过程式语言。著名的例子是表格的生成程序(RPG)。它实质上不是语言，使用者只须指明输入和预期的输出，无须指明为了得到输出所需的过程。

按照应用范围，有通用语言和专用语言之分。目标非单一的语言，称为通用语言，例如 FORTRAN、COBOL、ALGOL60 等都是通用语言。目标单一的语言称为专用语言，如APT等。

按照使用方式，有交互式语言和非交互式语言之分。具有反映人－机交互作用的语言成分的称为交互式语言，如BASIC语言就是交互式语言。语言成分不反映人-机交互作用的称非交互式语言，如FORTRAN、COBOL、ALGOL60、PASCAL等都是非交互式语言。

按照成分性质，有顺序语言、并发语言和分布语言之分。只含顺序成分的语言称为顺序语言，如 FORTRAN、COBOL 等都属顺序语言。含有并发成分的语言称为并发语言，如并发PASCAL、MODULA和ADA等都属并发语言。考虑到分布计算要求的语言称为分布语言，如MODULA*便属分布语言。

传统的程序设计语言大都以·诺伊曼式的计算机为设计背景，因而又称为诺伊曼式语言。J.巴克斯于1977年提出的函数式语言，则以非诺伊曼式的计算机为设计背景，因而又称为非诺伊曼式语言。

（1）APT(Automatically Program-med Tools)──自动数控程序：第一个专用语言，用于数控机床加工，1956。

（2）FORTRAN(FORmula TRANslation)──公式翻译程序设计语言：第一个广泛使用的高级语言，为广大科学和工程技术人员使用计算机创造了条件，1956。

（3）FLOW-MATIC：第一个适用于商用数据处理的语言，其语法与英语语法类似，1956。

（4）IPL-V(Information Processing Language V)──信息处理语言-V：第一个表处理语言，可看成是一种适用于表处理的假想计算机上的汇编语言，1958。

（5）COMIT（COmpiler Massachusetts Institute of Technology）──马萨诸塞州理工学院编译程序:第一个现实的串处理和模式匹配语言，1957。

（6）COBOL（COmmon Business Oriented Lan－guage）──面向商业的通用语言:使用最广泛的商用语言，1960。

（7）ALGOL60(ALGOrithmic Language 60)──算法语言60：程序设计语言由技艺转向科学的重要标志，其特点是局部性、动态性、递归性和严谨性，1960。

（8）LISP(LISt Processing)──表处理语言:引进函数式程序设计概念和表处理设施，在人工智能的领域内广泛使用，1960。

（9）JOVIAL(Jules Own Version of IAL)──国际算法语言的朱尔斯文本：第一个具有处理科学计算、输入－输出逻辑信息、数据存储和处理等综合功能的语言。多数JOVIAL编译程序都是用JOVIAL书写的，1960。

（10） GPSS(General－Purpose Systems Simulator)──通用系统模拟语言：第一个使模拟成为实用工具的语言，1961。

 JOSS(Johnniac Open－Shop System)──琼尼阿克开放系统：第一个交互式语言，它有很多方言，曾使分时成为实用，1964。

 FORMAC (FORmula MAnipulation Compiler)──公式处理编译程序：第一个广泛用于需要形式代数处理的数学问题领域内的语言，1964。

 SIMULA (SIMUlation LAnguage)──模拟语言：主要用于模拟的语言，是ALGOL60的扩充，1966。SIMULA67是1967年SIMULA的改进。其中引进的“类”概念，是现代程序设计语言中“模块”概念的先声。

 APL/360 (A Programming Language)──程序设计语言360：一种提供很多高级运算符的语言，可使程序人员写出甚为紧凑的程序，特别是涉及到矩阵计算的程序，1967。

 PASCAL（Philips Automatic Sequence CAL-culator）──菲利浦自动顺序计算机语言：在ALGOL60的基础上发展起来的重要语言，其最大特点是简明性与结构化，1971。

 PROLOG（PROgramming in LOGic）：一种处理逻辑问题的语言。它已广泛用于关系数据库、数理逻辑、抽象问题求解、自然语言理解等多种领域，1973。

 ADA：一种现代模块化语言，属于ALGOL-PASCAL语言族，但有较大变动。其主要特征是强类型化和模块化，便于实现个别编译，提供类属设施，提供异常处理，适于嵌入式应用，1979。

除了上面列举的语言外，还有一些较为通用的语言，特别是BASIC、PL／1、SNOBOL、ALGOL68等。BASIC虽然简单易学，使用广泛，但其中没有什么新概念，而且并不是第一个交互式语言。PL/1的设计思想来源于JOVIAL，其功能来源于FORTRAN、COBOL、ALGOL60，具有中断表处理等设施。SNOBOL是一种好的语言，对COMIT中若干概念做了明显的改进。ALGOL68在语言成分和描述方法方面虽有所创新，但应用尚不广泛。

程序设计语言是软件的重要方面。它的发展趋势是模块化、简明性和形式化。

（1）模块化：不仅语言具有模块成分，程序由模块组成，而且语言本身的结构也是模块化的。

（2）简明性:涉及的基本概念不多，成分简单，结构清晰，易学易用。

（3）形式化：发展合适的形式体系，以描述语言的语法、语义、语用。

参考书目

徐家福：《系统程序设计语言》，科学出版社，北京，1983。J.E.Sammet， Programming Languages:History and Fundamentals，Prentice Hall， Englewood Cliffs，New Jersey，1969.