黨劼

[摘要]隨著21世紀(jì)信息技術(shù)的發(fā)展，信息化時代已然來臨，而其中計(jì)算機(jī)的程序語言與軟件開發(fā)也有了巨大的進(jìn)步本文將主要圍繞計(jì)算機(jī)程序語言的歷程和軟件危機(jī)與SDT的發(fā)展，及程序語言設(shè)計(jì)在軟件開發(fā)中的應(yīng)用這三大方面表展開討論，對計(jì)算機(jī)程序語言與軟件開發(fā)進(jìn)行了一個系統(tǒng)的分析？

[關(guān)鍵詞]程序語言；軟件開發(fā)；數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)

[中圖分類號]G623.58 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1672-5158（2013）06-0059-01

一、計(jì)算機(jī)程序語言的歷程

眾所周知，計(jì)算機(jī)所接受的僅僅為一串?dāng)?shù)字代碼，它通過接受人們所編制的語言程序，去命令自己如何執(zhí)行工作。在計(jì)算機(jī)專業(yè)術(shù)語中，將這一串?dāng)?shù)字代碼稱之為指令代碼，而計(jì)算機(jī)也正是通過執(zhí)行這些指令代碼，來完成計(jì)算機(jī)和人類的人機(jī)互動。機(jī)器語言是指可以由計(jì)算接直接接受并處理的語言，而指令代碼則是操作碼和地址碼結(jié)合而成，由于各計(jì)算機(jī)不同的電路系統(tǒng)決定了他們語言之間的差異，因此，同樣一個問題被放人不同的機(jī)器中執(zhí)行，就得使用不同的機(jī)器語言來發(fā)布命令，并編寫不同的程序。通過機(jī)器語言去編寫程序，不僅浪費(fèi)了許多的時間，更降低了工作效率。隨之匯編語言的出現(xiàn)，相對于之前的機(jī)器語言來說，匯編語言在程序編寫和程序修改方面則顯得更簡單，但是匯編語言的程序格式與機(jī)器語言大致相同，不同計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)又不相同，導(dǎo)致不同計(jì)算機(jī)中使用的匯編程序也不相同，因此，匯編語言的程序還是只能應(yīng)用在單一種類的計(jì)算機(jī)中。而除此之外還有一種宏編語言，它的組成高于匯編語言，但低于高級程序語言。

為了提高編制程序的適用性，五十年代初，已經(jīng)研制出了一種高級程序設(shè)計(jì)語言，它與計(jì)算機(jī)本身的指令系統(tǒng)無關(guān)，它摒棄了傳統(tǒng)的指令代碼構(gòu)成方式，而是由各種詞語和數(shù)學(xué)公式，通過一定的語法規(guī)則而聯(lián)系起來的。由程序語言組成的命令不再叫做指令，而是被稱之為語言。之前由機(jī)器語言編寫的多條指令，可以簡化為一條語言，且程序語言可以適用于任何計(jì)算機(jī)，前提是該計(jì)算機(jī)中配有翻譯程序。

二、計(jì)算機(jī)的軟件危機(jī)與SDT的發(fā)展

軟件技術(shù)經(jīng)歷的兩個時期的發(fā)展歷程，即是線性程序設(shè)計(jì)階段和模塊化設(shè)計(jì)程序階段。線性程序設(shè)計(jì)在整個設(shè)計(jì)過程中都是由一個人完成的，這種工作模式導(dǎo)致它不能較好地去處理復(fù)雜程度較高的問題。因此在線性程序的基礎(chǔ)上研制出了模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模塊程序設(shè)計(jì)主要包括瀑布型和噴泉型，通過call.do等語言來控制模塊間的關(guān)系，這種設(shè)計(jì)方式可以對復(fù)雜的問題進(jìn)行處理。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)對軟件的需求量日益上升，供應(yīng)量逐漸無法滿足需求量。國外在研發(fā)一系列大型高級軟件時也碰到了許多問題，拋開那些成功的案例，即使有些軟件系統(tǒng)完成了，但是也沒有在計(jì)劃時間內(nèi)結(jié)束，導(dǎo)致成本大大超出預(yù)算。正是這種糟糕的形勢導(dǎo)致了軟件危機(jī)的到來。其中，軟件危機(jī)主要體現(xiàn)在以下三個方面：首先是軟件的需求量已經(jīng)大大超出了軟件生產(chǎn)量；其次是軟件開發(fā)的成本費(fèi)用日益上升；最后是軟件在質(zhì)量與可靠性方面的要求也越來越高。

為了解決上述問題，在1968年北大西洋公約組織在會議上提出了軟件工程這一說法，將工程的概念引用到了軟件開發(fā)的過程中。通過工程的基礎(chǔ)只是與運(yùn)作方法對軟件進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，并投入量產(chǎn)管理。在軟件工程中，軟件開發(fā)屬于軟件生命周期中的某個階段，對于每個階段的設(shè)計(jì)開發(fā)均要提出完整有效的文檔資料，并對這些資料進(jìn)行評審、檢驗(yàn)、管理。1974年召開的第一次軟件工程會議標(biāo)志著軟件開發(fā)設(shè)計(jì)的工作方式從個體手工勞動模式，成功地轉(zhuǎn)化為了集體的勞動工程模式，為軟件危機(jī)的解決帶來了希望，特別是在軟件開發(fā)工具、管理模式等方面取得了新的進(jìn)展。在這段時期中，軟件業(yè)仍然將程序語言作為軟件生產(chǎn)率提升的主要工具，因此軟件業(yè)在高級語言上面投入了更多的精力與資金，用來研發(fā)功能更廣泛、效率更高的高級語言程序。

三、程序語言設(shè)計(jì)在軟件開發(fā)中的應(yīng)用

（一）程序語言設(shè)計(jì)在軟件開發(fā)中的體現(xiàn)

九十年代最杰出的程序時間方法是面相對象的程序設(shè)計(jì)方法。這種新型的設(shè)計(jì)方式，在軟件工程及智能方面都得到了有效的運(yùn)用。更多的程序設(shè)計(jì)語言都被注入了OOP編程技術(shù)當(dāng)中，已經(jīng)成為了九十年代的主流趨勢。大多數(shù)人都認(rèn)為，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言，意味著軟件業(yè)進(jìn)入了一個新的革新。OOP是人們通過模仿現(xiàn)實(shí)生活建立的模式，而研發(fā)出來的程序設(shè)計(jì)方式，這種研發(fā)思想源于人們對自然世界的認(rèn)識，人們在處理現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)雜關(guān)系時，逐步培養(yǎng)了一定的分析能力與抽象感知能力，并在這些能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上對程序設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)用，從而形成了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)概念。相對而言，非面向?qū)ο蟮恼Z言編制方式所編織出來的程序，結(jié)構(gòu)性與擴(kuò)充性均較差一些。面向?qū)ο蟮木幹瞥绦?，不僅能較好地解決以上問題，還能對傳統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中較復(fù)雜的問題進(jìn)行簡單的處理，避免之前的缺陷設(shè)計(jì)方式。

（二）傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)中存在的缺陷

傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)是針對數(shù)據(jù)而研發(fā)出的設(shè)計(jì)方法，在這種設(shè)計(jì)方式中，過程和數(shù)據(jù)是獨(dú)立存在的個體，數(shù)據(jù)是問題中的客體，用來闡述問題中存在的信息；過程是用來對這些信息進(jìn)行處理的，因此編程員在編制程序的時候，必須事先對所有待處理的數(shù)據(jù)格式有個了解，對于不同的數(shù)據(jù)格式，需要編制出不同的程序。除此之外，傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方式所編織出來的程序，只有很小一部分可以重復(fù)使用。另外，若在大型高級軟件系統(tǒng)的開發(fā)過程中，設(shè)計(jì)人員隨意改變了其中某個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而沒有及時告知所有的開發(fā)者，那么其所存在的風(fēng)險(xiǎn)將是不可預(yù)知的。

（三）OOP的優(yōu)勢分析

以往傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)在運(yùn)用中對程序與數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)系不夠重視，通過計(jì)算機(jī)所解決的問題都是一些現(xiàn)實(shí)中所存在的問題，這些問題的產(chǎn)生原因追溯到根本，無非就是各種事物之間相互聯(lián)系所造成的。其中每組具體的對象均可用以下兩種特質(zhì)來進(jìn)行描述：用來描述事物靜態(tài)過程所需應(yīng)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，及對于以上數(shù)據(jù)進(jìn)行有效執(zhí)行（動態(tài)過程）。由此可見，只有將數(shù)據(jù)與過程有效地結(jié)合在一起，才能真實(shí)地反應(yīng)實(shí)際存在的問題。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)執(zhí)行實(shí)際上是互相制約互相影響的，從這個角度思考的話，可以看出面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)與以往傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)過程設(shè)計(jì)技術(shù)之間存在著本質(zhì)的區(qū)別。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)是對問題進(jìn)行一定的劃分，通過人們所形成的自然思維去建立不同領(lǐng)域的問題模塊，將程序中所碰到的問題模擬為真實(shí)世界中所存在的問題，進(jìn)而得到更加直接與更加自然的設(shè)計(jì)結(jié)果，這種軟件開發(fā)系統(tǒng)的主體為對象，這里的對象能真實(shí)地將實(shí)際存在的問題進(jìn)行折射。

四、結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)行業(yè)的發(fā)展勢頭也越來越強(qiáng)烈。原有的人工智能、數(shù)據(jù)庫、程序設(shè)計(jì)語言之間存在的相互關(guān)系，導(dǎo)致他們的研究之間必然存在一定的交融之處。例如，對于知識的描述事發(fā)能夠通過類體系、數(shù)據(jù)庫語言及程序語言等方式進(jìn)行一體化等。而面向?qū)ο蠹夹g(shù)的產(chǎn)生，很可能會將三者的聚集并體現(xiàn)在面向?qū)ο笊?。無論一個語言中蘊(yùn)涵了多少面向?qū)ο蟮幕疽蛩兀_發(fā)軟件的能力必然比以往的傳統(tǒng)方式要更強(qiáng)，這一點(diǎn)早已得到了各業(yè)內(nèi)人士的集體認(rèn)同。因此對象與信息的程序設(shè)計(jì)方式將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式取代，是軟件業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

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