[科普中国]-计算机程序语言

简介

在了解计算机程序语言时应该注意它的三个方面，即语法(syntax)、语义(semantics)、语用(pragmatics)。语法表示程序的结构或形式，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，亦表示按照各种方法所表示的各个记号和特定含义，但不涉及使用者；语用表示程序和俸用者的奖桑．2

语言的种类千差万别，但是，一般说来都应包括下列四种成分：

(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，用以描述程序中的控制构造；

(4)传输成分，用以表达程序中数据的传输。

语言的好坏不仅影响到使用是否方便，而且关系到程序人员写出的程序的质量。

程序语言的发展计算机程序设计语言的发展是从低级语言发展到高级语言。低级语言一般是指机器语言和与之接近的汇编语言。机器语言是用二进制表示的机器指令代码，汇编语言采用助记符的方法描述机器代码，低级语言难懂难记，可移植性差。高级语言一般是指像BASIC、FORTRAN、COBOL、PASCAL、C等语言，采用了类似于自然语言的程序结构。高级语言由一般语言，经结构化语言，现发展到了面向对象语言，如c++、Java等。

除了上述的过程语言外，还出现了函数程序设计语言。为了使计算技术有效地为人工智能服务，逻辑程序设计语言也展现出了新的面貌，出现了LISP、Prolog语言，称之为非过程化语言。非过程化语言只需要描述要做什么或需要什么．而无需描述怎样做或如何满足这种需要，因此可认为它是比过程化语言更高一级的语言。

为了满足数据库操作的要求，设计出了数据库语言，如SQL、dBASE、FoxPro、VisualFoxPro等。随着网络化的发展，网络语言也发挥了越来越重要的作用，网页制作、网络信息传递、计算机通讯等都需要网络语言的支持。

工程技术的飞速发展，也使得一些专用软件向标准化、语言化方向发展，如MAT—LAB语言、数控机床控制语言、PLC操作语言、机器控制语言等将会更加普及，为机械工程领域所广泛使用。

随着计算机在各个领域的进一步应用，将有更多的专用软件被广大科技工作者所接收纳入程序语言的行列，也会开发出更加应用方便、功能强大的新型程序语言。

通用语言计算机软件系统中有一类软件是专门用于处理用各种语言编制的程序，这种软件叫做语言处理程序。一般来说，语言处理程序是指把较高级的语言程序等价地变换成较低级语言程序的系统软件。语言处理程序所处理的对象称为源程序(Source Program)，源程序通过语言处理程序进行处理后产生的程序为目标程序(Object Program)。常见的语言处理程序有汇编程序、解释程序、编译程序等。2

汇编程序用于把汇编语言翻译成意义等价的机器语言程序。因为汇编语言指令与机器语言的指令基本上保持一一对应的关系，所以汇编语言的过程就是对汇编语言程序逐行进行处理的过程。基本的处理步骤有：

(1)将指令的操作码转换成相应的机器语言操作码；

(2)将操作数转换为相应的地址码；

(3)将上面两步形成的结果合并成一条机器指令。

通常汇编程序翻译成汇编语言程序(即汇编)是简单的一对一翻译。如果汇编语言中定义了宏指令，那么一条宏指令可能被翻译成若于条机器语言指令，这样的汇编程序叫做宏汇编程序。另外将机器语言程序转换成相应的汇编语言的过程叫反汇编，执行反汇编的系统程序称为反汇编程序。

解释程序用于对用高级语言编写的程序进行逐句分析并立即得到执行结果。这种方法称为解释方式执行，或解释执行。解释程序按源程序中语句的动态顺序逐句进行分析翻译，并立即予以执行，它不产生目标代码(即机器语言程序)。可以用解释程序进行解释的高级语言也叫解释语言，BASIC、LISP语言都是常见的解释语言。编译程序是把用高级语言编写的源程序翻译成意义等价的目标程序的一种语言处理程序。其目标程序可能是汇编程序也可能是机器语言程序。可进行编译的计算机语言又被称作编译语言，如FORTRAN、COBOL、PASCAL、C语言等都是编译语言。一般编译方式比解释方式执行得快。

低级语言低级语言有两种，即机器语言和汇编语言，又称为第一代语言和第二代语言。2

1．机器语言

机器语言是用二进制代码表示的指令集合，是计算机能直接识别和执行的语言。机器语言的优点是占用内存少，执行速度快；缺点是面向机器的语言，随机而异，通用性差，而且代码是二进制形式，不易阅读和记忆，编程工作量大，难以维护。

几乎每种计算机都有自己的机器语言。现在，某些场合仍要使用机器语言，如修改二进制代码的执行文件等。另外，无论多么“高级”的语言，最后总要翻译成机器语言，计算机才能执行。正是机器语言指挥着计算机进行每秒千万次甚至上亿次的计算，使计算机在各个领域发挥着高效的作用。

用机器语言编制程序无论是对编制者还是对使用者来说都是一种“磨难”。人们被迫寻找更加有效的编制程序的手段和工具，于是出现了汇编语言。

2．汇编语言

汇编语言是符号化的机器语言。在汇编语言中机器语言指令的操作码和地址码都可用人们容易记忆的符号来表示。与机器语言相比，汇编语言容易写、容易懂，也容易记。其缺点与机器语言相同，即通用性差，随机而异。

由于计算机只能识别和执行机器语言程序，因而用汇编语言编制的程序必须用汇编程序翻译成机器能执行的目标程序后才能被执行，这个过程称为汇编。

随着高级语言的不断出现和发展，汇编语言应用的场合日益减少，但仍有一些场合需要用汇编语言，如编制联机处理程序和接口程序、对响应时间要求特别高的实时系统程序等。

高级语言由于低级语言存在许多无法克服的缺点，这就要求创造出一种与计算机硬件无关、表达方式接近于人类自然语言的程序设计语言，即高级语言。高级语言也称为第三代语言。2

高级语言的优点是通用性强，可以在不同的机器上运行，程序可读性强，便于维护，极大程度提高了程序设计的效率和可靠件．

高级语言的种类非常多，常见的有ALGOL、BASIC、FORTRAN、COBOL、PASCAL、C、C++、Java语言等，还有其他如LOGO(娃娃语言)、Lotusl-2—3(绘图集成软件)等等，我国也有自己的程序语言如BCY语言(编译程序语言，使用汉语拼音)、BDl语言(北大1号)，ALGOL语言等也有我国的标准。

高级语言的发展经历了从早期语言到结构化程序设计语言，从面向过程到非过程化程序没汁语言的过程。早期开发出的语言一般称为基础语言，结构化程序设计的概念提出后所开发的语言为结构化语言，面向对象的语言是针对面向对象概念所设计的新型语言。

1．基础语言

(1)BASIC语言(Beginner’S All—purpose Symbolic Instruction Code，初学者通用指令代码)。1964年由Dartmouth大学的J.G.Kemeny和T.E.Kurty两位教授创立。

BASIC的****主要特点是：语言简单明了，易学；人机通讯采用会话方式，易于程序调试；除用于计算外，BASIC有较强的数据处理能力(可直接向内存读写数据)，可用于小型事务管理；有丰富的作图和音响语句；BASIC为小型算法语言，容量有限。

BASIC有许多版本，如磁带BASIC、磁盘BASIC、高级BASIC(BASICA，WGBASIC)、编译BASIC、Turbo BASIC、QBASIC、Visual BASIC等等，早期的DOS版本配BASICA，后期的DOS版本配QBASIC。Visual BASIC(VB)是目前广泛使用的BASIC程序语言。

(2)FORTRAN语言(Formula Translation，公式翻译)。1954年提出第一个版本，1958年出现FORTRAN II，1962年出现FORTRAN IV。1966年美国正式公布了两个标准：标准FORTRAN(X3．9—1966)和标准基本FORTRAN(x3．10—1966)。1976年美国国家标准化协会对FORTRAN(X3．9一1966)进行修订，1978年4月美国国家标准化协会正式公布将它作为美国国家标准(ASNI X3．9一1978)，一般称作FORTRAN77，并将FORTRAN(X3．10—1966)撤消，将FORTRAN(X3．9—1966)称为FORTRAN66。目前广泛使用的FORTRAN语言在FORTRAN66的基础上扩展了一些功能，但达不到FORTRAN77的功能，亦称之为FORTRAN77子集。

FORTRAN语言的****特点：①科学计算语言，无其他如控制、绘图等功能；②静态语言，无指针，不涉及计算机内部寻址操作，程序的危险性小，但灵活性差；③非结构化语言，FORTRAN77增加了IF块好一些；④编译性语言，FORTRAN严格区分可执行语句和非可执行语句。有人为弥补FORTRAN的不足，专门为FORTRAN语言开发了图形库。

(3)ALGOL语言(Algorithmic Language，算法语言)。最早的高级语言之一，1960年公布了第一个版本，称为ALGOL一60。

(4)COBOL语言(Common Business Oriented Language，普通商用语言)。1960年美国公布了第一个COBOL版本，称为COBOL一60。1974年美国发表了ANSI COBOLx3．23—1974文本，1978年ISO宣布ANSI X3．23—1974作为国际标准文本，即ISOCOBOL一78。这一标准文本将COBOL语言扩充到了12个功能模块，这12个模块是：核心、表处理、顺序存放、相关存取、索引存取、报表编辑、排序、分段、库、调试、内部程序间通讯、通讯。每个模块又分为两级，二级高一些，一级是二级的一个子集。

(5)LOGO语言。LOGO一词源于希腊文，原意为符号、文字或思考、想法。20世纪60年代对儿童进行的计算机辅助教学的实践使人们认识到计算机辅助教学的目的不应该仅仅是让计算机来教育儿童，更重要的是要让计算机帮助儿童学会如何思考，使儿童通过程序设计来掌握计算机的各种概念，从而使儿童也具有应用计算机解决问题的能力。为此，从1967年起，美国麻省理工学院(MIT)的佩帕特(Seymour Papert)教授指导下的一个研究小组开发了LOGO语言。佩帕特教授预见到在不久的将来计算机会同电视机一样普及，因此，他们设计的语言不仅可供儿童使用，也考虑到非计算机专业人员的需要。使用这种语言，即使是缺乏数学物理知识的人，也能够凭感觉把握计算机，能够理解程序设计(很类似于BASIC语言)。

LOGO语言的特点：①画图功能强，采用海龟作图；②有表处理功能；③会话能力强；④结构式语言；⑤可用LOGO语言写过程作为LOGO命令执行，即可扩充；⑥可以递归调用。

2．结构化语言

(1)PASCAL语言。PASCAL语言是由瑞士计算机科学家苏黎士联邦工业大学的Niklaus Wirth教授于1968年研究出来的，1971年正式发表在瑞士的《ETH》杂志上。PASCAL语言是按照结构程序原则设计的一种描写算法的语言，它是从ALGOL一60语言发展过来的，做了改进，功能更强。它适合于教学、管理、编写各种系统软件和进行科学计算。PASCAL语言有丰富的数据类型、简明的通用语句、清晰的程序结构，而且书写格式自由、编译紧凑、风格优美，因此博得了人们的好评，使用日益广泛。据了解，世界各国的许多高等院校都用它进行程序设计的教学，效果良好。

(2)C语言。C语言是发展最快的一种语言，由Dennis M．Ritchie于1972年设计并在DEC PDP一1 1机上实现，发明者的最初动机是为描述和实现UNIX操作系统。C语言的许多重要思想来源于1969年由Martin Richards开发的BCPL语言，1972年Thompson在BCPL的基础上开发了B语言，C语言吸收了B语言的合理而有效的部分。

C语言的****贡献：①C语言十分有效地描述并实现了UNIX操作系统，整个UNIX规模大约为13 000行源程序，其中仅有1 000行是面向硬件的汇编程序，其余用c语言编写；②c语言实现了描述自身的语言编译程序，C语言编译程序近10 000行，程序的90%用C语言本身编写，C语言还成功地成为PASCAL等语言编译程序的系统程序设计语言：④C语言集规模小、灵活性大、描i术力强、可读性好和目标质量高等特点于一体，成为计算机专业很理想的工具语言。

c语言的主要****特点：①c语言的基本单位为函数，c语言程序全部由函数组成；②C语言是结构设计程序语言；③c语言有预处理功能；④c语言有丰富的数据类型：整型、实型、字符型、枚举类型、数组类型、结构体类型、共用体类型、指针类型、空类型；⑤C语言可以由函数组成函数，可扩充。

3．面向对象程序设计及面向对象程序设计语言

传统的结构化语言都是采用面向过程的思路来进行程序设计的。在面向过程的程序中，程序被分为一个主模块和若干个子模块来解决整体问题。在执行程序时，控制流程从第一行代码开始，顺序向下运行(特殊流程除外)，直到最后一行代码结束。

结构化程序的优点在于时间顺序性强，但它的缺点是致命的，其中最主要的是数据和代码分离，在修改某段程序时将会导致整段程序所有相关部分的不协调，因此可维护性很差。

面向对象的程序的最重要的思想就是将数据(称为数据成员)以及处理这些数据的例程(称为成员函数)全部封装到一个类中，类的实例称为变量。在对象中，只有属于该对象的成员函数访问(包括读、写)自己的数据成员，其他函数不能访问该对象的数据成员，这样就达到了保护数据的作用。

面向对象的程序设计具有三个优点：

(1)程序的可维护性好。用户可以通过操作类或对象的属性的方法，方便地进行程序修改。

(2)提高了程序代码的可重用性。用户能够根据需要将已定义好的类或对象添加到自己的应用程序中去。

(3)程序易读性好。用户只需了解类或对象的外部特性，而不必知道它们的内部实现细节。

面向对象语言采用了诸如类、对象等概念：

类：类是一种用户自定义的数据类型，其中包含数据和操作数据的例程。一个类代表一种事物的抽象。在类中包含了有关对象的特征和行为信息，它是对象的蓝图和框架。

对象：对象是类的实例。每个对象都有自己的属性、事件和方法。

属性：每个对象都有自己的属性，对象的属性由对象所基于的类确定，属性值既可以在设计时进行设置，也可以在程序运行时进行设置。

事件：在面向对象的程序设计中，每一个对象都可以对一系列的行为或动作进行识别并作出响应，这些行为或动作被称为事件。事件是一种用户预先定义好的行为或动作，包括用户事件和系统事件。

面向对象程序设计有三类基本机制：

封装：封装就是把数据和操作这些数据的例程代码封装在一起，其好处主要有两个：(1)外部例程不能随意访问对象中的数据，提高了数据的安全性；(2)用户在使用对象时将不必在意其中的实现细节，这样就大大减少了程序员的负担。

继承：继承就是一个对象获取另外一个对象属性或方法的过程。对象可以通过其父对象继承其通用属性，实现层次分类抽象。

多态：多态是指一个接口能够作多种用途，而其特定的用途由其特定的环境所决定。从实质上说，就是一个接口，多种方法。这样，我们就可以利用多态性设计出一个通用的接口来处理相关的行为。

面向对象程序设计语言的典型代表有以下三种语言：

(1)VB语言。VB(Visual Basic)语言是在BASIC语言的基础上发展起来的语言，在保持原语言特点的基础上增加了很多的实用功能，具有简单易懂、使用方便的特点，应用非常广泛。

(2)C++语言。c++语言是在C语言的基础上发展起来的，c++语言不仅是结构化语言，也是面向对象的语言。首先BORLAND公司在TC的基础上发展了Tc++，进而发展到BORLANDC+十(BC++)。Microsoft公司推出了Visual C++，也是深受程序设计人员所喜爱的面向对象语言。

(3)Java语言。Java程序设计语言的设计开始于1990年，当时是SUN公司为实现一个对家用电器进行集中控制的装置而开发的一系列软件。该语言不同于C和c++等传统的程序设计语言，它具有平台独立性、高度的可靠性和安全性。考虑到C和C++已得到了广泛的应用，Jame Gosling在设计新语言时主要以C++为基础，其结果就是形成了可工作在各种不同平台上的Java语言。他还用Java语言开发了一个起初被称为WebRunner的Web浏览器，该浏览器由于商业上的原因被称为Hotjava。Hotjava是完全用Java语言编写的，它是第一个支持Java applet的Web浏览器。1995年5月，SUN公司在San Francisco举行的Sunworld会议上正式发布了Java技术。Java一词来源于印度尼西亚的一个重要岛屿的名字，那儿自1696年以来便盛产咖啡，Java的寓意是这种语言是开发者为世人端上的一杯热气腾腾的咖啡，Java文档中经常出现的一个小图片巾．旱一杯执与腾腾的叻Ⅱ啡．

Java语言的****特点：

①简单性。②面向对象。③与机器无关的字节码编译。④结构中立。⑤支持语言级多线程。⑥无需用户进行内存管理。⑦稳固性。⑧安全性。⑨动态特性。’⑩高性能。

第四代语言第四代语言将程序设计语言提高到一个新的层次。在以往的程序设计中，程序员要根据程序的要求按步骤完成每步具体的算法，而第四代语言不需要每步的具体做法，只提出要做什么，由程序语言实现具体的算法，如数据库查询程序，人们使用数据库查询语言即可对数据库进行操作，如统计、排序、分选等等。应用程序生成器即编程程序也可称为第四代语言，其主要作用是根据程序要求来编制程序代码。人工智能语言也可归为第四代语言，该语言也具备查询等功能，由程序进行逻辑判断，而不需要人们具体干预程序过程。实际中人们有着各种各样的要求，目前还没有一个非常强大的支持环境完成全部的工作。

网络语言随着网络的发展，网络语言也发挥了越来越重要的作用，网页制作、网络信息传递、计算机通讯等都需要网络语言的支持。用于网络开发的Web语言有许多种，如HTML、XMLDHTML(JS)、CGI、ASP、DHP等，前面所述的Java语言也是网络开发中非常适用的语言。

数据库语言数据库结构数据库系统由两部分组成：数据库和数据库管理系统。数据库管理系统是按数据库的模型来划分的，数据库目前主要采用网状模型、层次模型和关系模型三种，所以数据库管理系统也分别针对这三种不同的模型而设计。美国数据系统协商委员会(COADSYL)的下属组织数据库工作小组DBTG(DataBase Task Group)在1968年1月发表了“用扩展COBOL处理数据库的报告”，1969年10月编制了第一套语言规范——“数据库建议书”，即模式语言和数据库操纵语言，以后在1971年4月提出了名为“Report”的报告，增加了子模式数据描述语言，这就是著名的“DBTG报告”，也称为“COADSYL报告”，报告中提出了以网状模型为基础的数据库管理方案，实际上这只是一个系统方案，具体的有数据描述语言DDL和数据操纵语言DML。1968年美国IBM公司推出了IMS(Information Management System)系统，这是一个以层次模型为基础的数据库管理系统。1971年美国IBM公司的E．F．Codd发表了第一篇关系数据库论文，自此，数据击术的发展逐渐以关系数据模型为主导地位。SQL(Structured Query Language)是关系数据库中的数据操纵语言，它最早由Boyce和Chambedin提出(当时称作SEQUEL许言)，1976年由IBM公司的San Jase研究所在研制关系数据库System R时进一步修改完善而成。随着商品化关系数据库系统的不断出现，SQL已成为多种关系数据库的数据语言，比如SQL/DS、DB2、ORACLE都采用SQL作为其数据语言。1986年美国国际标准化组织ANSI确认关系数据库系统的工业标准可以相信，SQL语言将作为关系型据库的典型代表，也将获得越来越多的系统支持。SQL语言具有数据定义、数据查询数据更新和数据控制四种基本功能。

关系型数据库语言关系型数据库系统语言非常多，目前用于微机的主要有DBASE系列，、如FoxBASE，FoxPro等。美国AshtonTate公司吸收了大中型计算机中的数据库系统的优点，充分考虑微型计算机本身的特点，于1982年研究了适用于微机的数据库系统——dBAsE II式系数据库系统，后发展为dBASE III，1986年又推出dBASE II PLUS。1987年美国Fox Software公司推出了FoxBASE+数据库系统，该系统与dBASE II完全兼容。该公司于1989年又推出了一个功能更强的数据库管理系统——FoxPro！FoxPro中的运行方式和dBASE中完全一样，但又增加了许多命令和功能。微软(Microsoft)公司合并了Fox Software公司后，继续加强了对FoxPro的开发，于1993年1月推出了FoxPr02．5关系数据库管理系统，同时推出了VF(Visual FoxPro)。

人工智能语言人工智能问题一直是人们重点研究的对象，其目的在于利用计算机的高速计算来解决人的智能方面的问题。为此人们设计了许多语言，其中比较著名的是LISP和Prolog语言。2

LISP语言LISP语言(List Processing Language)是迄今在人工智能学科领域中应用最广泛的一种程序设计语言，由麻省理工学院的John McCarthy和他的研究小组在1960年首先设计实现，在LISPl．5程序员手册中描述了这个LISP系统，此后在各式各样的计算机上都实现了LISP。LISP语言由最初的LISPl发展到LISPl．5，以及后来的LISP2，但LISP2没有被广泛地接受，目前使用最广泛的版本仍然是LISPl．5。LISP语言不仅对人工智能在计算机上实现有着重要的意义，而且也是人工智能理论研究的重要工具。事实上，人工智能的研究与程序设计是无法分开的，因为它是把关于人类智能的假说通过程序体现出来，然后再将程序的工作结果与实际人的思考过程比较，进一步验证这些假设。LISP现已用于符号代数处理、自然语言理解、机器翻译、形式逻辑推论、专家系统、自动定理证明、自动程序设计和机器人等各个方面。

LISP语言具有下列特性：

(1)LISP程序的通常形式是一串函数定义，其后跟着一串带有参数的函数调用，函数之间的关系只是在调用执行时才体现出来；LISP中没有语句的概念，也没有分程序结构和其他语法结构，语言中的一切成分都是以函数的形式给出。

(2)在纯LISP中只有很少几个原始函数，可以通过调用原始函数的形式增加函数。

(3)在LISP中，程序和数据在形式上是等价的。LISP的惟一数据结构是S一表达式，而程序本身也是用s—表达式写的，因此可以把程序当作数据来处理，也可把数据当作程序来执行。

(4)递归是LISP的基础，是语言的主要控制结构，LISP的递归处理是基于递归定义的数据结构。

Prolog语言Prolog语言(Programming in Logic，用逻辑进行程序设计)的思想最早由R．Kowalski提出。1972年世界上第一个Prolog系统由A．Colmerauer及其研究小组在法国马塞研制成功。Prolog以逻辑程序设计为基础，最初的目的是设计一个处理逻辑问题的会话式语言，以处理一阶谓词演算为背景。后来由于它简洁的文法、丰富的表达力和独特的非过程化语言，很快赢得了世界上广泛的支持，引起越来越多的人的注意。现在Prolog语言已被广泛地应用于关系数据库、抽象问题求解、数理逻辑、公式处理、自然语言理解、专家系统以及人工智能的许多领域。例如，1984年美国得克萨斯大学计算机科学系的Robea Simmons教授用Prolog和LISP的混合实现了一个自然语言理解系统。1981年日本宣布选取Prolog作为第五代计算机的核心语言来研究和开发，并设计制造Prolog机器，使得Prolog更加令人瞩目。

Prolog语言的特点：

(1)Prolog语言可以看作是描述性语言。一般程序设计语言解问题时需指明算法，即对一给定问题指明一系列计算机要执行的计算步骤，告诉计算机“如何做”；Prolog要求程序员描述问题中的对象和反映他们之间关系的某些事实。描述定义诸对象和它们之间关系的某些规则，它强调描述对象(和事实)之间的逻辑关系，程序员一般不必告诉计算机运算执行的先后次序。因此，从能够描述问题本身而不必描述求解问题的详细步骤这一点来讲，Prolog是更高级的语言，它可以作为一种描述性语言。

(2)Prolog的数据和结构统一。Prolog提供一种一致的数据结构，称为项(term)，所有数据和程序都是由项构造而成的。

(3)Prolog能够自动实现模式匹配和回溯，这些是人工智能系统中最常使用的、最基本的操作。

(4)递归是Prolog语言的重要特点，它反映在程序和数据结构中，由于这一点，一个大的数据结构常能够被一个小的程序来处理。

Prolog语言的所有这些特性使得Prolog特别适用于描述智能程序，适用于自然语言处理、定理证明、专家系统等。Prolog语言仅提供了三种基本语句：

事实：它说明一个问题中对象和它们之间的关系的一些已知事实。

规则：它用来定义对象和它们之间的关系，用来描述一个事实依赖于其他组事实。

询问：用来询问有关对象和它们之间的关系。

其他语言工程技术的飞速发展，也使得一些专用软件向标准化、语言化方向发展，如数控机床控制语言、PLC操作语言、机器用控制语言等将会更加普及，为机械工程领域所广泛使用2。

MATLAB语言(演算纸式的科学工程计算语言)

1967年美国的Cleve Moler博士用FORTRAN研制了MATLAB(Matrix Laboratory)语言，当时的主要目的是为线性代数等课程提供一种方便可靠的实验手段，该软件出现后一直被美国的New Mexico等大学作为教学辅助软件使用，并作为面向公众的免费软件(public domain software)广为流传。新版MATLAB是Mathworks公司用C语言编写的。该公司于1984年推出了MATLAB的正式版本。该软件的使用极其容易，且提供丰富的矩阵处理功能，所以很快得到了科技界的认可，并且随之出现了数以百计的各种实用工具箱，而这些工具箱反过来又促进了MATLAB语言的应用。MATLAB语言当前的功能可以说是集可靠的数值运算(已不局限于矩阵运算)、图像与图形显示及处理、高水平的图形界面于一身，此外它还提供了与其他高级程序设计语言(对MATLAB来说是低级语言)如C、FORTRAN等的接口，使得其功能FI益强大，成为各个专业的工程人员所不可缺少的有力工具。

MATLAB语言的****特点：

(1)编程效率高。它是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许用数学形式的语言编写程序(如同工程师用演算纸计算)，编程效率高，易学易懂。

(2)用户使用方便。每输人一条语句就立即进行处理，不需要编译、连接。MATT．AR语言环可可以设置许多断点，并储蓄多个中间结果，还可进行中间调试等。

(3)扩充能力强。可以直接调用用户文件，也可混合编程。

(4)语句简单，内涵丰富。

(5)高效方便的矩阵和数组运算。

(6)方便的绘图功能。

MATLAB语言的应用：一般数值计算，数字信号处理，振动理论，系统识别，时序分析与建模，优化设计，神经网络，化学统计学，动态系统仿真，自动控制等。

其他程序语言其他各种专业软件也都具有程序语言的特征，如为PLC开发所编写的梯形图助记符语言、ANSYS中记录操作过程的过程库语言、计算机绘图软件Auto CAD中用于图形描述的DXF语言以及电路设计Protel、计算机仿真等，它们也可理解为专用软件，可参考各自的软件说明，不再详细介绍。