計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言的研究與探討

四川大學(xué) 韓震博

計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言的研究與探討

四川大學(xué) 韓震博

隨著現(xiàn)代軟件開發(fā)的需求多種多樣，計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言也得到快速的發(fā)展，并且更加多樣化。常見的計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言分為面向過程的開發(fā)語言、面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言和腳本開發(fā)語言。面向過程的開發(fā)語言的代表是C語言和Basic語言，面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言的代表是C#和JAVA，腳本開發(fā)語言的代表是PHP、JavaScript和Python等。軟件開發(fā)根據(jù)需求和效率的要求，逐漸從單一的開發(fā)語言到多種開發(fā)語言相結(jié)合。軟件開發(fā)語言的發(fā)展使開發(fā)能力得到提升，使開發(fā)效率也得到提高。

計(jì)算機(jī)軟件；軟件開發(fā)語言；JAVA；C#

1　引言

全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)水平的發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到各行各業(yè)，并且在社會(huì)生活中起著最重要的地位。計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展、需求的多樣化促進(jìn)了計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言的變革和發(fā)展?？v觀歷史，計(jì)算機(jī)開發(fā)語言起初為低級(jí)的穿孔打卡，發(fā)展到面向過程的高級(jí)開發(fā)語言，隨后發(fā)展到面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言，現(xiàn)如今發(fā)展到多種開發(fā)語言并存的局面。多種開發(fā)語言并存的現(xiàn)狀能夠滿足多樣化和豐富化的開發(fā)需求。

2 計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言分類與介紹

2.1高級(jí)開發(fā)語言

C語言是目前使用最廣泛的開發(fā)語言之一，主要是為了簡(jiǎn)化編程、提供硬件使用率和處理速度為目的設(shè)計(jì)的。C語言的特點(diǎn)是簡(jiǎn)潔靈活、運(yùn)算符和數(shù)據(jù)類型完善、允許操作計(jì)算機(jī)的物理地址和可移植性好。現(xiàn)如今主要利用C語言開發(fā)操作計(jì)算機(jī)硬件的相關(guān)程序和底層應(yīng)用開發(fā)，因此C語言仍然是使用率名列前茅的開發(fā)語言。

Pascal語言是1967年有Niklaus Wirth開發(fā)的，并與1971年完成的開發(fā)語言。Pascal語言的主要特點(diǎn)是具有嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)化形式、完善的數(shù)據(jù)類型、高效的運(yùn)行效率以及很強(qiáng)的查錯(cuò)能力。因此Pascal語言應(yīng)用于各種算法的設(shè)計(jì)、DOS環(huán)境的開發(fā)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的開發(fā)。Pascal仍然被一部分開發(fā)者所使用。

2.2面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言

Java語言是一種面向?qū)ο箝_發(fā)語言，最主要的三大特征是封裝、繼承和多態(tài)。Java對(duì)類進(jìn)行了屬性和方法的封裝，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)屬性和方法的隱藏，提高程序的安全性。Java的繼承實(shí)現(xiàn)了子類與父類的繼承關(guān)系，從而豐富了對(duì)象的關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象關(guān)系。Java的多態(tài)性是從時(shí)間角度對(duì)軟件開發(fā)進(jìn)行的研究，主要包括設(shè)計(jì)時(shí)多態(tài)和運(yùn)行時(shí)多態(tài)，設(shè)計(jì)時(shí)多態(tài)主要表現(xiàn)在方法的重載。Java本身具有虛擬機(jī)，在運(yùn)行Java程序時(shí)啟動(dòng)Java的虛擬機(jī)，然后再虛擬機(jī)上實(shí)現(xiàn)Java程序的運(yùn)行，這種無平臺(tái)無關(guān)的方式使Java具有較高的可移植性。Java語言還主要應(yīng)用于web網(wǎng)站開發(fā)，由于Java具有安全性高、可移植性強(qiáng)和編程便捷等特點(diǎn)，因此大部分web網(wǎng)站開發(fā)采用Java開發(fā)語言。Java的缺點(diǎn)是圖形接口和客戶端仍然不完善，因此Java在客戶端的開發(fā)中仍然很少。

C#語言是一種面向?qū)ο箝_發(fā)的代表，C#以Microsoft .NET平臺(tái)為基礎(chǔ)，是程序員能夠快速的編寫和操作Windows組件，以實(shí)現(xiàn)軟件的開發(fā)。C#主要應(yīng)用于客戶端程序的開發(fā)，與Windows系統(tǒng)的界面樣式一致，解決了Java圖像化接口的問題，因此C#占領(lǐng)了大部分客戶端開發(fā)市場(chǎng)。ASP.NET以C#為基礎(chǔ)的開發(fā)，由于采用.NET平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)站開發(fā)，因此ASP.NET開發(fā)簡(jiǎn)單和高效，所以ASP.NET的網(wǎng)站開發(fā)在web開發(fā)中也占領(lǐng)了一席之地。ASP.NET的網(wǎng)站主要依賴于IIS發(fā)布，因此ASP.NET跨平臺(tái)性不佳。綜上所述，C#是一種高效的開發(fā)語言，并且依托于Windows系統(tǒng)組件，能夠快速開發(fā)出適應(yīng)Windows系統(tǒng)的軟件，也能夠快速完成ASP.NET網(wǎng)站的建設(shè)，但是由于ISS發(fā)布平臺(tái)的限制，因此C#更傾向于客戶端軟件開發(fā)。

2.3腳本語言

PHP語言是一種用于與瀏覽器進(jìn)行交互的腳本語言，也是現(xiàn)今網(wǎng)站開發(fā)主要選用的語言之一。Python語言是腳本語言，其設(shè)計(jì)思想結(jié)合了面向?qū)ο箝_發(fā)思想和面向模塊開發(fā)的思想，程序開發(fā)簡(jiǎn)潔。Python還為程序員提供了大量的基礎(chǔ)代碼庫，包括網(wǎng)絡(luò)操作、文件處理、GUI圖像處理、數(shù)據(jù)庫操作和文本操作等代碼庫，避免了基礎(chǔ)功能的開發(fā)工作。此外第三方還提供了大量的代碼庫，這些代碼庫能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)計(jì)算、圖像算法、爬蟲技術(shù)和深度學(xué)習(xí)等技術(shù)，為程序員的軟件開發(fā)提供便利，自己的代碼也可以 進(jìn)行封裝，其他開發(fā)人員只需要調(diào)用自己的庫既能實(shí)現(xiàn)自己代碼功能，適合團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目的開發(fā)。因此Python也是現(xiàn)如今主要開發(fā)語言之一，包括Google和YouTube都大量采用Python進(jìn)行項(xiàng)目研發(fā)。

R語言是一種數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析的開發(fā)語言，其本身具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析和人工智能等分析能力。R語言為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，提供了矩陣的概念，數(shù)學(xué)方法中很多利用到矩陣的知識(shí)，因此R語言的數(shù)據(jù)分析能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他開發(fā)語言。為了處理大量的數(shù)據(jù)分析，R語言實(shí)現(xiàn)了與Hadoop互聯(lián)的功能，能夠直接讀取Hadoop文件系統(tǒng)的問題。因此R語言在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析領(lǐng)域得到了極大地發(fā)展，并逐漸趕超應(yīng)用MATLAB。

JavaScript是一種為瀏覽器顯示和與后臺(tái)程序相交互的腳本語言，JavaScript能夠?qū)崿F(xiàn)前臺(tái)的特效展示，也能實(shí)現(xiàn)后臺(tái)數(shù)據(jù)的展示。JavaScript也提供了一些技術(shù)，以此實(shí)現(xiàn)前臺(tái)頁面與后臺(tái)程序的交互，例如ajax技術(shù)和json技術(shù)。Ajax能夠?qū)⑶芭_(tái)操作返回到Java等程序進(jìn)行操作處理，也能將Java等程序操作返回到前臺(tái)進(jìn)行展示。

3　總結(jié)

我們主要從軟件開發(fā)語言的發(fā)展和分類對(duì)軟件開發(fā)語言進(jìn)行了探討，軟件開發(fā)語言經(jīng)歷了低級(jí)語言和高級(jí)語言，軟件開發(fā)語言的分類包括高級(jí)開發(fā)語言、面向?qū)ο箝_發(fā)語言和腳本語言。通過對(duì)軟件開發(fā)語言市場(chǎng)的描述，軟件開發(fā)已經(jīng)從單一化語言發(fā)展到多元化共用。一個(gè)項(xiàng)目的研發(fā)需要結(jié)合多種語言，以此實(shí)現(xiàn)軟件的高效率和多樣化功能。例如開發(fā)一個(gè)web網(wǎng)站，后臺(tái)語言可以選擇C#、Java、PHP或者Python，前臺(tái)都需要HTML和JavaScript語言。開發(fā)一個(gè)項(xiàng)目也可能后臺(tái)語言選擇多種，例如Python進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)將處理的結(jié)果存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫，然后利用Java或者PHP等實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的后期操作和展示等。因此最后得出軟件開發(fā)語言的發(fā)展將以多元化的角度進(jìn)行發(fā)展，Java和C#等繼續(xù)完善，提高軟件性能，PHP等提供網(wǎng)站的便利開發(fā)，Python和R語言等提供科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。各有其發(fā)展的方向，軟件的開發(fā)也將繼承所有開發(fā)語言的優(yōu)點(diǎn)，以此提高軟件開發(fā)的效率和軟件的質(zhì)量。

［1］Torgo L，李洪成，陳道輪等.數(shù)據(jù)挖掘與R語言［J］.計(jì)算機(jī)教育，2013，9：027.

［2］趙宣容.計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)語言分析［J］.信息通信，2015（7）：142-143.

韓震博（1997—），男，山東青島人，研究方向：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)。