计算机和编程语言的发展历史

计算机的发展历史

在第二次世界大战中，美国政府寻求计算机以开发潜在的战略价值。这促进了计算机的研究与发展。1944年霍华德.艾肯(1900-1973)研制出全电子计算器，为美国海军绘制弹道图。这台简称 Mark I 的机器有半个足球场大，内含500英里的电线，使用电磁信号来移动机械部件，速度很慢(3-5秒一次计算)并且适应性很差只用于专门领域，但是，它既可以执行基本算术运算也可以运算复杂的等式。

1946年2月14日，由美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”（ENIAC Electronic Numerical And Calculator）在美国宾夕法尼亚大学问世了。ENIAC（中文名：埃尼阿克）是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的，这台计算器使用了17840支电子管，大小为80英尺×8英尺，重达28t（吨），功耗为170kW，其运算速度为每秒5000次的加法运算，造价约为487000美元。

第一台计算器
1、第1代：电子管数字机（1946—1958年）

（1）硬件方面，逻辑元件采用的是真空电子管，主存储器采用汞延迟线电子管数字计算机、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。

（2）特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般为每秒数千次至数万次）、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。

2、第2代：晶体管数字机（1958—1964年）

（1）硬件方的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。

（2）特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高（一般为每秒数10万次，可高达300万次）、性能比第1代计算机有很大的提高。

3、第3代：集成电路数字机（1964—1970年）

（1）硬件方面，逻辑元件采用中、小规模集成电路（MSI、SSI），主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。

（2）特点是速度更快（一般为每秒数百万次至数千万次），而且可靠性有了显著提高，价格进一步下降，产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

4、第4代：大规模集成电路机（1970年至今）

（1）硬件方面，逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路（LSI和VLSI）。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。

（2）特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。

UNIX操作系统和C语言的由来

早期的操作人员是通过带有孔的纸带将程序输入电脑进行编译（对纸条打点），后面出现了汇编语言，操作人员每人一个小册子（指令小册子），开发人员非常非常辛苦

二进制语言：

0000,0000,000000010000 代表 LOAD A, 16
0000,0001,000000000001 代表 LOAD B, 1
0001,0001,000000010000 代表 STORE B, 16

汇编语言：

汇编语言

UNIX操作系统产生

1、20世纪60年代，贝尔实验室的研究员Ken Thompson（肯·汤普森）发明了B语言，并使用B编了个游戏 - Space Travel，他想玩自己这个游戏，所以他背着老板找到了台空闲的机器 - PDP-7，但是这台机器没有操作系统，于是Thompson着手为PDP-7开发操作系统，后来这个OS被命名为 - UNIX。Thompson（肯·汤普森）发明了UNIX

Unix

2、1971年，Ken Thompson的同事D.M.Ritchie（DM里奇），也很想玩Space Travel，所以加入了Ken Thompson，合作开发UNIX，他的主要工作是改进Thompson的B语言。

最终，在1972年这个新语言被称为C，取BCPL的第二个字母，也是B的下一个字母

C语言

D.M.Ritchie（DM里奇）发明了C语言

3、1973年，C主体完成。Ken Thompson和D.M.Ritchie迫不及待的开始用C语言完全重写了UNIX。此时编程的乐趣已经使他们完全忘记了那个“Space Travel”，一门心思的投入到了UNIX和C语言的开发中。自此，C语言和UNIX相辅相成的发展至今。

C语言作者

Ken Thompson（left）和D.M.Ritchie（right）

类C语言起源、历史

C语言、C语言的起源以及类似C语言的编程语言的历史简直不要太漫长，我简单总结列表如下：

CPL（Combined Programming Language） - 1963
CPL是1963年剑桥大学发明的

BCPL（Base Combined Programming Language） - 1967
剑桥的Matin Richards 对CPL做了简化，推出了BCPL

B（B Programming Language） - 1969
贝尔实验室的Ken Thompson（肯·汤普森）对BCPL又做了改进，设计出了简单的且接近硬件的B语言，并用B语言写了第一个UNIX OS

C（C Programming Language） - 1972
贝尔实验室的另外一个人Dennis MacAlistair Ritchie（D.M.Ritchie - DM里奇）在B的基础上设计出了C语言。C 保持了B的优点（精炼、接近硬件），又克服了他的缺点（过于简单，数据无类型）

C++（C plus plus Programming Language） - 1983
还是贝尔实验室的人，Bjarne Stroustrup（本贾尼·斯特劳斯特卢普）在C语言的基础上推出了C++，它扩充和完善了C语言，特别是在面向对象编程方面。一定程度上克服了C语言编写大型程序时的不足。

Java（Java Programming Language） - 1995
Sun公司的Patrick Naughton的工作小组研发了Java语言，主要成员是James Gosling（詹姆斯·高斯林）

C#（C Sharp Programming Language） - 2000
Microsoft公司的Anders Hejlsberg（安德斯·海尔斯伯格）发明了C#，他也是Delphi语言之父。

浏览器和JavaSript的历史

1994年，网景公司(Netscape)发布了Navigator浏览器0.9版，这是世界上第一款比较成熟的网络浏览器，

轰动一时。
但是这是一款名副其实的浏览器–只能浏览页面，浏览器无法与用户互动。比如你登录一个网站输入完用户名点击提交的时候。浏览器并不知道你是否输入了，也无法判断。只能传给服务器去判断。

网景浏览器

1、计算机的越来越好的同时，网上冲浪也越来越流行时，对于开发客户端脚本的需求也逐渐增大。此时，大部分因特网用户还仅仅通过 28.8 kbit/s 的调制解调器连接到网络，即便这时网页已经不断地变得更大和更复杂。而更加加剧用户痛苦的是，仅仅为了简单的表单有效性验证，就要与服务器进行多次地往返交互。设想一下，用户填完一个表单，点击提交按钮，等待了 30 秒的处理后，看到的却是一条告诉你忘记填写一个必要的字段。

2、网景急于解决浏览器与用户交互这个问题。当时解决这个问题有两个办法，一个是采用现有的语言，比如Perl、Python、Tcl、Scheme等等，允许它们直接嵌入网页。另一个是发明一种全新的语言。这两个选择各有利弊。第一个选择，有利于充分利用现有代码和程序员资源，推广起来比较容易;第二个选择，有利于开发出完全适用的语言，实现起来比较容易。到底采用哪一个选择，网景公司内部争执不下，管理层一时难以下定决心。

3、就在这时发生了一件大事，1995年Sun公司将Oak语言改名为Java，正式向市场推出。Sun公司大肆宣传，许诺这种语言可以"一次编写，到处运行"(Write Once, Run Anywhere)，它看上去很可能成为未来的主宰。

Java语言

4、网景公司动了心，决定与Sun公司结成联盟。它不仅允许Java程序以applet(小程序)的形式，直接在浏览器中运行;甚至还考虑直接将Java作为脚本语言嵌入网页，只是因为这样会使HTML网页过于复杂，后来才不得不放弃。

5、总之，当时的形势就是，网景公司的整个管理层，都是Java语言的信徒，Sun公司完全介入网页脚本语言的决策。因此，Javascript后来就是网景和Sun两家公司一起携手推向市场的，这种语言被命名为"Java+script"并不是偶然的。

6、此时，34岁的系统程序员（布兰登·艾奇）Brendan Eich登场了。

JavaSript的作者

7、1995年4月，网景公司录用了他。Brendan Eich的主要方向和兴趣是函数式编程，网景公司招聘他的目的，是研究将Scheme语言作为网页脚本语言的可能性。Brendan Eich本人也是这样想的，以为进入新公司后，会主要与Scheme语言打交道。

8、仅仅一个月之后，1995年5月，网景公司做出决策，未来的网页脚本语言必须"看上去与Java足够相似"，但是比Java简单，使得非专业的网页作者也能很快上手。这个决策实际上将Perl、Python、Tcl、Scheme等非面向对象编程的语言都排除在外了。

9、Brendan Eich被指定为这种"简化版Java语言"的设计师。但是，他对Java一点兴趣也没有。为了应付公司安排的任务，他只用10天时间就把Javascript设计出来了。由于设计时间太短，语言的一些细节考虑得不够严谨，导致后来很长一段时间，Javascript写出来的程序混乱不堪。如果Brendan Eich预见到，未来这种语言会成为互联网第一大语言，全世界有几百万学习者，他会不会多花一点时间呢?
总的来说，他的设计思路是这样的：
(1)借鉴C语言的基本语法;
(2)借鉴Java语言的数据类型和内存管理;
(3)借鉴Scheme语言，将函数提升到"第一等公民"(first class)的地位;
(4)借鉴Self语言，使用基于原型(prototype)的继承机制。
所以，Javascript语言实际上是两种语言风格的混合产物----(简化的)函数式编程+(简化的)面向对象编程。这是由Brendan Eich(函数式编程)与网景公司(面向对象编程)共同决定的。

语言的分类

按照语言发展的过程来分

1、面向机器的语言：二进制，汇编

2、面向过程的语言：汇编语言，C语言，B语言，

3、基于面向对象的语言：最典型的就是C++语言，OC

4、面向对象的语言：Java语言,C#语言等

语言的发展

按照类型的强弱来分

1、强类型语言：C语言，C++，Java 那变量的声明来举例子：定义变量必须指定变量的类型

2、弱类型语言：python，javaScript，Swift，kotlin

语法更加简单，更加易于学习，关键字也减少了

按照需不需编译来分：

1、脚本语言：Cmd命令，数据库操作语言SQL，JavaScript

2、预编译语言：最典型的就是Java语言，首先生成Java汇编，然后通过虚拟机进一步转换成计算机可以识别的二进制汇编语言

3、编译语言：汇编语言，C语言，C++语言，

4、标记语言：Html语言，语言本身没有内容，只是起到辅助的作用，没有他也没问题，只不过影响美观

随着计算机的发展，计算机面临的需求越来越多，解决的问题也越来越复杂，更高的封装才能解决更加棘手的问题，开发效率也会更高，也更易于学习和开发；举个例子：汇编做一年的工作，C语言可能只需要半年，C++只需要三个天，phthon只需要一天；越是离机器远的语言，运行效率越低，开发效率越高，一般称之为高级语言，越是离机器近的语言，运行效率越高，开发效率越低，一般称之为低级语言，低级和高级仅仅指的是语言距离机器的远近；早期由于计算机硬件性能低，大家对程序的要求比较严格，但随着计算机的不断发展，硬件性能的大规模提升，程序本身影响运行效率的因素越来越轻微，项目越来越大，开发效率成为很重要的指标，而且高级语言更易于学习，可读性也远远高于低级语言，这也是面向对象语言流行的原因。