1.1 程序设计语言

1.1.1 程序设计语言的概念

让计算机按照用户的目的完成相应的操作，需要使用程序设计语言来编程。程序设计语言也称计算机语言，是用于描述计算机所执行的操作的语言。从计算机产生到现在，作为软件开发工具的程序设计语言经历了机器语言、汇编语言、高级语言等几个阶段。

（1）机器语言

机器语言是采用计算机指令格式并以二进制编码表达各种操作的语言。计算机能够直接理解和执行机器语言程序。

机器语言能够被计算机直接识别，它执行速度快，占用存储空间小，但难读、难记，编程难度大，调试修改麻烦，而且不同型号的计算机具有不同的机器指令系统。

（2）汇编语言

汇编语言是一种符号语言，它用助记符来表达指令功能。

汇编语言程序较机器语言程序易读、易写，并保持了机器语言执行速度快、占用存储空间小的优点。汇编语言的语句功能简单，但程序的编写较复杂，而且程序难以移植，因为汇编语言和机器语言都是面向机器的语言，都是为特定的计算机系统而设计的。汇编语言程序不能被计算机直接识别和执行，需要由一种起翻译作用的程序（称为汇编程序），将其翻译成机器语言程序（称为目标程序），计算机才能执行，这一翻译过程称之为“汇编”。

机器语言和汇编语言都被称为低级语言。

（3）高级语言

高级语言是面向问题的语言，它比较接近于人类的自然语言。因为高级语言是与计算机结构无关的程序设计语言，它具有更强的表达能力，因此，可以方便地表示数据的运算和程序控制结构，能更有效地描述各种算法，使用户容易掌握。

Python是一种高级语言，例如，计算5+11的Python语言程序如下。

>>> print（5+11） 
16    #运算结果 

用高级语言编写的程序（称为源程序）并不能被计算机直接识别和执行，需要经过翻译程序翻译成机器语言程序后才能执行，高级语言的翻译程序有编译程序和解释程序两种。下面分别介绍编译程序和解释程序。

1.1.2 编译与解释

不同的高级语言，计算机程序的执行方式是不同的。这里所说的执行方式是指计算机执行一个程序的过程。按照计算机程序的执行方式，可以将高级语言分成静态语言和脚本语言两类。静态语言采用编译执行的方式，脚本语言采用解释执行的方式。无论哪种执行方式，用户执行程序的方法都是一致的，例如，都可以通过鼠标双击执行一个程序。

（1）编译

编译是将源代码转换成目标代码的过程。源代码是计算机高级语言的代码，而目标代码则是机器语言的代码。执行编译的计算机程序称为编译器（Compiler）。

（2）解释

解释是将源代码逐条转换成目标代码，同时逐条运行目标代码的过程。执行解释的计算机程序称为解释器（Interpreter）。

编译和解释的区别：编译是一次性地翻译，程序被编译后，运行时就不再需要源代码了；解释则是在每次程序运行时都需要解释器和源代码。这两者的区别类似于外语资料的笔译和实时的同声传译。

编译的过程只进行一次，所以编译过程的速度并不是关键，关键是生成目标代码的执行速度。因此，编译器一般都会集成尽可能多的优化技术，使生成的目标代码有更好的执行效率；而解释器反而因为执行速度的原因不会集成太多的优化技术。