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| 编程语言 |
编程语言程序设计语言，是一组用来定义计算机程序的语法规则。它是一种被标准化的交流技巧，用来向计算机发出指令。一种计算机语言让程序员能够准确地定义计算机所需要使用的数据，并精确地定义在不同情况下所应当采取的行动。
程序设计语言原本是被设计成专门使用在计算机上的，但它们也可以用来定义算法或者数据结构。正是因为如此，程序员才会试图使程序代码更容易阅读。
设计语言往往使程序员能够比使用机器语言更准确地表达他们所想表达的目的。对那些从事计算机科学的人来说，懂得程序设计语言是十分重要的，因为在当今所有的计算都需要程序设计语言才能完成。
在过去的几十年间，大量的程序设计语言被发明、被取代、被修改或组合在一起。尽管人们多次试图创造一种通用的程序设计语言，却没有一次尝试是成功的。之所以有那么多种不同的编程语言存在的原因是，编写程序的初衷其实也各不相同；新手与老手之间技术的差距非常大，而有许多语言并对新手来说太难学；还有，不同程序之间的运行成本（）各不相同。
有许多用于特殊用途的语言，只在特殊情况下使用。例如，PHP专门用来显示网页；Perl更适合文本处理；C语言被广泛用于操作系统和编译器的开发（所谓的系统编程）。
高级程序设计语言（也称高级语言）的出现使得计算机程序设计语言不再过度地倚赖某种特定的机器或环境。这是因为高级语言在不同的平台上会被编译成不同的机器语言，而不是直接被机器执行。最早出现的编程语言之一FORTRAN的一个主要目标，就是实现平台独立。
虽然大多数的语言可以既被编译（）又被解译（），但大多数只在一种情况下能够良好运行。在一些编程系统中，程序要经过几个阶段的编译，一般而言，后阶段的编译往往更接近机器语言。这种常用的使用技巧最早在1960年代末用于BCPL，编译程序先编译一个叫做“0代码”的转换程序（），然后再使用虚拟器转换到可以运行于机器上的真实代码。这种成功的技巧之后又用于Pascal和P-code，以及Smalltalk和二进制码，虽然在很多时候，中间过渡的代码往往是解译，而不是编译的。
如果所使用的翻译的机制是将所要翻译的程序代码作为一个整体翻译，并之后运行内部格式，那么这个翻译过程就被成为编译。因此，一个编译器是一个将人可阅读的程序文本（叫做源代码）作为输入的数据，然后输出可执行文件（）。所输出的可执行文件可以是机器语言，由计算机的中央处理器直接运行，或者是某种模拟器的二进制代码。
如果程序代码是在运行时才即时翻译，那么这种翻译机制就被称作解译。经解译的程序运行速度往往比编译的程序慢，但往往更具灵活性，因为它们能够与执行环境互相作用。参见解译语言。
特点
每一种程序设计语言可以被看作是一套包含语法、词汇和含义的正式规范。
这些规范通常包括：
- 数据和数据结构
- 指令及流程控制
- 引用机制和重用
- 设计哲学
大多数被广泛使用或经久不衰的语言，拥有负责标准化的组织，经常会晤来创造及发布该语言的正式定义，并讨论扩展或贯彻现有的定义。
数据和数据结构
现代计算机内部的数据都只以二元方式储存，即开-关模式()。现实世界中代表信息的各种数据，例如名字、银行账号、度量以及同样低端的二元数据，都经由程序设计语言整理，成为高端的概念。
一个程序中专门处理数据的那个系统被称为程序语言的型态系统()；对型态系统的研究和设计被称为型态理论()。语言可以被分为静态型态系统()，例如C++和Java，和动态型态系统()，例如Lisp，JavaScript，Tcl和Prolog。前者可被进一步分为包含宣告型态()的语言，即每一个变量和函数的型态都清楚地宣告，或type-inferred语言（例如MUMPS，ML）。
大多数语言还能够在内置的型态基础上组合出复杂的数据结构型态（使用数组，列表，堆栈，文件等等）。面向对象语言（，又译作“物件导向语言”）允许程序员定义新的数据型态，即“对象”或“物件”（），以及运行于该对象的函数（）和方法（）。
除了何时以及如何确定表达式和型态的联系，另外一个重要的问题就是语言到底定义了哪些型态，以及允许哪些型态作为表达式的值。诸如C编程语言之类的低端语言允许程序命名内存位置、内存区域以及编译时的常量；ANSI C甚至允许表达式返回结构值（）。功能性的语言一般允许变量直接使用运行时计算出的值，而不是指出该值可能储存的内存地址。
指令及流程控制
一旦数据被确定，机器必须被告知如何对这些数据进行处理。较简单的指令可以使用关键字或定义好的语法结构来完成。不同的语言利用序列系统来取得或组合这些语句。除此之外，一个语言中的其他指令也可以用来控制处理的过程（例如分支、循环等）。
引用机制和重用
引用的中心思想是必须有一种间接设计储存空间的方法。最常见的方法是通过命名变量。根据不同的语言，进一步的引用可以包括指向其他储存空间的指针。还有一种类似的方法就是命名一组指令。大多数程序设计语言使用宏调用、过程调用或函数调用。使用这些代替的名字能让程序更灵活，并更具重用性。
程序设计语言的历史
二十世纪四十年代当计算机刚刚问世的时候，程序员必须手动控制计算机。当时的计算机十分昂贵，唯一想到利用程序设计语言来解决问题的人是德国工程师楚泽（）。
几十年后，计算机的价格大幅度下跌，而计算机程序也越来越复杂。也就是说，开发时间已经远比运行时间来得宝贵。
于是，新的集成、可视的开发环境越来越流行。它们减少了所付出的时间、金钱（以及脑细胞）。只要轻敲几个键，一整段代码就可以使用了。这也得益于可以重用的程序代码库。
常见的程序设计语言
- APL、A＋和J
- Ada
- 汇编语言
- AWK
- Basic、Fortran
- VBScript
- Brainfuck
- C、C＋＋
- C＃
- Clipper
- COBOL
- dBase
- PASCAL、Delphi
- Forth
- FoxPro
- F＃
- Fava
- IDL
- Java
- JavaScript
- J#
- LISP
- LOGO
- Modula
- Perl
- PHP
- PL/I
- Prolog
- Python
- Ruby
- Scheme
- Smalltalk
- SQL
- Tcl/Tk
- Visual Basic
- Visual FoxPro
- XML
参见
- 计算机科学课程列表
- 程序设计语言列表
- 编译器
- Hello World程序
- 脚本语言
- 維基程序員
category:人工語言
ja:プログラミング言語
计算机程序
计算机程序或者软件程序（通常简称程序）是指一组指示计算机每一步动作的指令，通常用某种程序设计语言编写，运行于某种目标体系结构上。打个比方，一个程序就像一个用汉语（程序设计语言）写下的红烧肉菜谱（程序），用于指导懂汉语的人（体系结构）来做这个菜。 通常，计算机程序要经过编译和链接而成为一种人们不易理解而计算机理解的格式，然后运行。未经编译就可运行的程序通常称之为脚本程序。
程序的运行
为了一个程序运行，计算机加载程序代码，可能还要加载数据，从而初始化成一个开始状态，然后调用某种启动机制。在最低层上，这些是由一个引导序列开始的。
在大多数计算机中，操作系统例如Windows等，加载并且执行很多程序。在这种情况下，一个计算机程序是指一个单独的可执行的映射，而不是当前在这个计算机上运行的全部程序。
冯诺依曼体系结构
在一台基于最常见的冯诺依曼体系结构(又称Harvard Architecture)的计算机上，程序从某种外部设备，通常是硬盘，被加载到计算机里。 如果计算机选择冯诺依曼体系结构，那么程序就被加载入内存。 指令序列顺序执行，直到一条跳转或转移指令被执行，或者一个中断出现。所有这些指令都会改变指令寄存器的内容。
基于这种体系计算机如果没有程序的支持将无法工作。一个计算机程序是一系列指令的集合。
程序里的指令都是基于机器语言；程序通常首先用一种计算机程序设计语言编写，然后用编译程序或者解释执行程序翻译成机器语言。 有时，程序也可以用汇编语言编写，汇编语言实质就是表示机器语言的一组记号－在这种情况下，用于翻译的程序叫做汇编程序(Assembler)。
程序和数据
程序已经被定义了。如何定义数据呢？数据可以被定义为被程序处理的信息。当我们考虑到整个计算机系统时，有时程序和数据的区别就不是那么明显了。中央处理器有时有一组微指令控制硬件，数据可以是一个有待执行的程序（参见脚本编程语言），程序可以编写成去编写其它的程序；所有这些例子都使程序和数据的比较成为一种视角的选择。有人甚至断言程序和数据没有区别。
编写一个程序去生成另外一个程序的过程被称之为原编程()。它可以被应用于让程序根据给定数据生成代码。单一一个程序可能不足以表示给定数据的所有方面。让一个程序去分析这个数据并生成新的程序去处理数据所有的方面可能会容易一些。就是一例支持这种编程模式的程序语言。
在神经网络里储存的权重是一种数据。正是这些权重数据，跟网路的拓扑结构一起，定义了网络的行为。人们通常很难界定这些数据到底表示什么或者它们是否可以由程序来代替。这个例子以及跟人工智能相关的其它一些问题进一步考验程序和数据的区别。
算法
算法指解决某个问题的严格方法，通常还需辅以某种程度上的运行性能分析。算法可以是纯理论的，也可以由一个计算机程序实现。理论算法通常根据复杂性分为不同类别；实现的算法通常经过颇析()以测试其性能。请注意虽然一个算法在理论上有效可行，但是一个糟糕的实现仍会浪费宝贵的计算机资源。（更详细信息，参见算法信息论，）
开发
编写程序是以下步骤的一个往复过程：编写新的源代码，测试、分析和提高新编写的代码以找出语法和语义错误。从事这种工作的人叫做程序设计员。由于计算机的飞速发展，编程的要求和种类也日趋多样，由此产生了不同种类的程序设计员，每一种都有更细致的分工和任务。软件工程师和系统分析员就是两个例子。现在，编程的长时间过程被称之为“软件开发”或者软件工程。后者也由于这一学科的日益成熟而逐渐流行。
因此，如今程序设计员可以指某一领域的编程专家，也可以泛指软件公司里编写一个复杂软件系统里某一块的一般程序员。一组为某一软件公司工作的程序员有时会被指定一个程序组长或者项目经理，用以监督项目进度和完成日期。大型软件通常经历由系统设计师的掌握的一个长时间的设计阶段，然后才交付给开发人员。牛仔式的编程（未经详细设计）是不为人所齿的。
两种当今常见的程序开发方式之一是项目组开发方式。使用这种方式项目组里每一个成员都能对项目的进行发表意见，而由其中的某一个人协调不同意见。这样的项目组通常有10个左右的成员，这样做是为了便于管理。第二种开发方式是结对开发。
参见
- 程序员
- 卸载程序
- 源代码
- 電子計算機
- 计算机软件
- 程序设计语言
- 編程典範
- 固件
- 操作系统
- 图灵机
- 系统需求
外部链接
- [http://www.webopedia.com/TERM/P/program.html Definition of Computer program @ Webopedia]
参考文献
#Eric Baum What is Thought MIT Press 2004 ISBN 0-262-02548-5
#- Chapter Two: The Mind is a Computer Program
Category:计算机软件
Category:程序设计
ja:プログラム
ko:프로그램
simple:Computer program
程序员程序员是从事程序开发、维护的专业人员。一般我们将程序员分为程序设计人员和程序编码员，但两者的界限并不非常清楚，特别是在中国。
英国著名诗人拜伦的女儿Ada Lovelace曾设计了巴贝奇分析机上解伯努利方程的一个程序。她甚至还建立了循环和子程序的概念。由于她在程序设计上的开创性工作，Ada Lovelace被称为世界上第一位程序员。
作为中国最早一批计算数学专业学生的王选院士在他回忆早年生活的文章中认为，董铁宝是“中国第一个程序员”。董铁宝1945年赴美国学习，在伊利诺伊大学学习、研究时，参与了第一代电子计算机伊利亚克机的设计、编程和使用。董铁宝于1956年回到中国并任教于北京大学，成为王选的老师。董铁宝在1968年文化大革命期间自杀身亡。
参考资料
- 王选《回忆北大数学力学系的大学生活》，自《北京大学数学学院九十年》纪念文集。
Category:程序设计
Category:職業
ja:プログラマ
ko:프로그래머
th:โปรแกรมเมอร์
数据结构
数据结构（Data Structure）是计算机存储、组织数据的方式。通常情况下，精心选择的数据结构可以带来更高的运行或者存储效率的算法。数据结构往往同高效的检索算法和索引技术有关。
在许多类型的程序的设计中，数据结构的选择是一个基本的设计考虑因素。许多大型系统的构造经验表明，系统实现的困难程度和系统构造的质量都严重的依赖于是否选择了最优的数据结构。许多时候，确定了数据结构后，算法就容易得到了。有些时候事情也会反过来，我们根据特定算法来选择数据结构与之适应。不论哪种情况，选择合适的数据结构都是非常重要的。
选择了数据结构，算法也随之确定，是数据而不是算法是系统构造的关键因素。这种洞见导致了许多种软件设计方法和程序设计语言的出现，面向对象的程序设计语言就是其中之一。
在计算机科学中，数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象（数据元素）以及它们之间的关系和运算等的学科，而且确保经过这些运算后所得到的新结构仍然是原来的结构类型。
“数据结构”作为一门独立的课程在国外是从1968年才开始设立的。 1968年美国唐·欧·克努特教授开创了数据结构的最初体系，他所著的《计算机程序设计技巧》第一卷《基本算法》是第一本较系统地阐述数据的逻辑结构和存储结构及其操作的著作。“数据结构”在计算机科学中是一门综合性的专业基础课。数据结构是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门核心课程。数据结构这一门课的内容不仅是一般程序设计（特别是非数值性程序设计）的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其他系统程序的重要基础。
计算机是一门研究用计算机进行信息表示和处理的科学。这里面涉及到两个问题：
- 信息的表示
- 信息的处理
而信息的表示和组又直接关系到处理信息的程序的效率。随着计算机的普及，信息量的增加，信息范围的拓宽，使许多系统程序和应用程序的规模很大，结构又相当复杂。因此，为了编写出一个“好”的程序，必须分析待处理的对象的特征及各对象之间存在的关系，这就是数据结构这门课所要研究的问题。众所周知，计算机的程序是对信息进行加工处理。在大多数情况下，这些信息并不是没有组织，信息（数据）之间往往具有重要的结构关系，这就是数据结构的内容。数据的结构，直接影响算法的选择和效率。
计算机解决一个具体问题时，大致需要经过下列几个步骤：首先要从具体问题中抽象出一个适当的数学模型，然后设计一个解此数学模型的算法（Algorithm），最后编出程序、进行测试、调整直至得到最终解答。寻求数学模型的实质是分析问题，从中提取操作的对象，并找出这些操作对象之间含有的关系，然后用数学的语言加以描述。计算机算法与数据的结构密切相关，算法无不依附于具体的数据结构，数据结构直接关系到算法的选择和效率。运算是由计算机来完成，这就要设计相应的插入、删除和修改的算法 。也就是说，数据结构还需要给出每种结构类型所定义的各种运算的算法。
数据是对客观事物的符号表示，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并由计算机程序处理的符号的总称。
数据元素是数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体考虑。一个数据元素由若干个数据项组成。数据项是数据的不可分割的最小单位。有两类数据元素：一类是不可分割的原子型数据元素，如：整数"5"，字符 "N" 等；另一类是由多个款项构成的数据元素，其中每个款项被称为一个数据项。例如描述一个学生的信息的数据元素可由下列6个数据项组成。其中的出身日期又可以由三个数据项："年"、"月"和"日"组成，则称"出身日期"为组合项，而其它不可分割的数据项为原子项。
关键字指的是能识别一个或多个数据元素的数据项。若能起唯一识别作用，则称之为 "主" 关键字，否则称之为 "次" 关键字。
数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。数据对象可以是有限的，也可以是无限的。
数据处理是指对数据进行查找、插入、删除、合并、排序、统计以及简单计算等的操作过程。在早期，计算机主要用于科学和工程计算，进入八十年代以后，计算机主要用于数据处理。据有关统计资料表明，现在计算机用于数据处理的时间比例达到80%以上，随着时间的推移和计算机应用的进一步普及，计算机用于数据处理的时间比例必将进一步增大。
数据结构是指同一数据元素类中各数据元素之间存在的关系。数据结构分别为逻辑结构、存储结构（物理结构）和数据的运算。数据的逻辑结构是对数据之间关系的描述，有时就把逻辑结构简称为数据结构。逻辑结构形式地定义为（K，R）（或（D，S）），其中，K是数据元素的有限集，R是K上的关系的有限集。
数据元素相互之间的关系称为结构。有四类基本结构：集合、线性结构、树形结构、图状结构（网状结构）。树形结构和图形结构全称为非线性结构。集合结构中的数据元素除了同属于一种类型外，别无其它关系。线性结构中元素之间存在一对一关系，树形结构中元素之间存在一对多关系，图形结构中元素之间存在多对多关系。在图形结构中每个结点的前驱结点数和后续结点数可以任意多个。
数据结构在计算机中的表示（映像）称为数据的物理（存储）结构。它包括数据元素的表示和关系的表示。数据元素之间的关系有两种不同的表示方法：顺序映象和非顺序映象，并由此得到两种不同的存储结构：顺序存储结构和链式存储结构。顺序存储方法：它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里，结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现，由此得到的存储表示称为顺序存储结构。顺序存储结构是一种最基本的存储表示方法，通常借助于程序设计语言中的数组来实现。链接存储方法：它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻，结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示的。由此得到的存储表示称为链式存储结构，链式存储结构通常借助于程序设计语言中的指针类型来实现。索引存储方法：除建立存储结点信息外，还建立附加的索引表来标识结点的地址。散列存储方法：就是根据结点的关键字直接计算出该结点的存储地址。
数据结构中，逻辑上（逻辑结构：数据元素之间的逻辑关系）可以把数据结构分成线性结构和非线性结构。线性结构的顺序存储结构是一种随机存取的存储结构，线性表的链式存储结构是一种顺序存取的存储结构。线性表若采用链式存储表示时所有结点之间的存储单元地址可连续可不连续。逻辑结构与数据元素本身的形式、内容、相对位置、所含结点个数都无关。
算法的设计取决于数据（逻辑）结构，而算法的实现依赖于采用的存储结构。数据的运算是在数据的逻辑结构上定义的操作算法，如检索、插入、删除、更新的排序等。
数据结构的形式定义为：数据结构是一个二元组：
Data-Structure=(D，S)
其中：D是数据元素的有限集，S是D上关系的有限集。
数据结构不同于数据类型，也不同于数据对象，它不仅要描述数据类型的数据对象，而且要描述数据对象各元素之间的相互关系。
数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总称。数据类型可分为两类：原子类型、结构类型。一方面，在程序设计语言中，每一个数据都属于某种数据类型。类型明显或隐含地规定了数据的取值范围、存储方式以及允许进行的运算。可以认为，数据类型是在程序设计中已经实现了的数据结构。另一方面，在程序设计过程中，当需要引入某种新的数据结构时，总是借助编程语言所提供的数据类型来描述数据的存储结构。
计算机中表示数据的最小单位是二进制数的一位，叫做位。我们用一个由若干位组合起来形成的一个位串表示一个数据元素，通常称这个位串为元素或结点。当数据元素由若干数据项组成时，位串中对应于各个数据项的子位串称为数据域。元素或结点可看成是数据元素在计算机中的映象。
一个软件系统框架应建立在数据之上，而不是建立在操作之上。一个含抽象数据类型的软件模块应包含定义、表示、实现三个部分。
对每一个数据结构而言，必定存在与它密切相关的一组操作。若操作的种类和数目不同，即使逻辑结构相同，数据结构能起的作用也不同。
不同的数据结构其操作集不同，但下列操作必不可缺：
#结构的生成；
#结构的销毁；
#在结构中查找满足规定条件的数据元素；
#在结构中插入新的数据元素；
#删除结构中已经存在的数据元素；
#遍历。
抽象数据类型：一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。抽象数据类型实际上就是对该数据结构的定义。因为它定义了一个数据的逻辑结构以及在此结构上的一组算法。抽象数据类型可用以下三元组表示：（D，S，P）。D是数据对象，S是D上的关系集，P是对D的基本操作集。ADT的定义为：
ADT 抽象数据类型名 ADT 抽象数据类型名;
抽象数据类型有两个重要特性：
- 数据抽象
- 用ADT描述程序处理的实体时，强调的是其本质的特征、其所能完成的功能以及它和外部用户的接口（即外界使用它的方法）。
- 数据封装
- 将实体的外部特性和其内部实现细节分离，并且对外部用户隐藏其内部实现细节。
常用的数据结构
- 离散结构
- 集合
- 并查集
- 字典
- 有序字典
- 线性结构
- 线性表
- 顺序表
- 链表(鍵結串列）
- 单链表
-
- 静态单链表
-
- 跳表 (Skip list)
- 双链表
- 循环链表
-
- 单循环链表
-
- 双循环链表
- 散列表(哈希表或雜湊表)
- 栈(堆疊)
- 队列（佇列）
- 链队列
- 循环队列
- 优先队列 (有时使用堆来实现)
- 双端队列
- 串
- 跳跃表
- 非线性结构
- 数组
- 二维数组（矩阵）
- 稀疏矩阵
- 广义表
- 树形结构
- 二叉树（二元樹）
- 哈夫曼树（最优二叉树）
- 线索二叉树
- 二叉排序树
-
- 平衡二叉树
-
- AVL树
-
- 红黑树
-
- AA树
-
- 伸展树
-
- 线段树
- 堆
-
- 二叉堆
-
- 二项堆
-
- 斐波纳契堆
-
- 配对堆
- 森林
- B树
- 2-3-4树
- 剖析树
- 后缀树
- Trie
- 四叉树 (Quadtree)
- 八叉树 (Octree)
- kd树
- 生成树
- 最小生成树
- 图状结构（网状结构）
- 有向图
- 有向网 (带权有向图)
- 有向无环图 (DAG)
-
- AOE网 (带权有向无环图)
-
- AOV网
- 无向图
- 无向网 (带权无向图)
- 连通图
- 强连通图
- 完全图
- 稀疏图
- 稠密图
- 表示方法
- 邻接矩阵
- 邻接表
- 十字链表
- 邻接多重表
- 其他数据结构
- 标签联合
- 联合
- 框架
- 数据库和“表”
相关条目
- 算法
- 计算机科学
- 计算机科学课程列表
参考文献
- Cliford A. Shaffer／张铭等译：数据结构与算法分析（C++版，第二版），电子工业出版社 ISBN 7-5053-7646-2/TP.4425 [http://www.china-pub.com/computers/common/info.asp?id=6469]
- 严蔚敏 吴伟民著：数据结构（C语言版），清华大学出版社 ISBN 7-302-02368-9/TP.1185 [http://www.welan.com/html/00/32100.Html]
Category:数据结构
ja:データ構造
ko:자료구조
th:โครงสร้างข้อมูล
计算机科学
计算机科学是一门包含各种各样与计算和信息处理相关主题的系统学科，从抽象的算法分析、形式化语法等等，到更具体的主题如编程语言、程序设计、软件和硬件等。作为一门学科，它与数学、计算机程序设计、软件工程和计算机工程有显著的不同，却通常被混淆，尽管这些学科之间存在不同程度的交叉和覆盖。
计算机科学研究的课题是：
- 计算机程序能做什么和不能做什么（可计算性）；
- 如何使程序更高效的執行特定任務（算法和复杂性理论）；
- 程序如何存取不同类型的数据（数据结构和数据库）；
- 程序如何显得更具有智能（人工智能）；
- 人类如何与程序沟通（人机互动和人机界面）。
计算机科学的大部分研究是基于“冯·诺依曼计算机”和“图灵机”的，它们是絕大多數实际机器的计算模型。作为此模型的开山鼻祖，邱奇-图灵论题（Church-Turing Thesis）表明，尽管在计算的时间，空间效率上可能有所差异，现有的各种计算设备在计算的能力上是等同的。尽管这个理论通常被认为是计算机科学的基础，可是科学家也研究其它种类的机器，如在实际层面上的并行计算机和在理论层面上概率计算机、oracle 计算机和量子计算机。在这个意义上来讲，计算机只是一种计算的工具：著名的计算机科学家 Dijkstra 有一句名言“计算机科学并不只是关于计算机的，正如天文学并不只是关于望远镜一样”。
计算机科学根植于电子工程、数学和语言学，是科学、工程和艺术的结晶。它在20世纪最后的三十年间兴起成为一门独立的学科，并发展出自己的方法与术语。
早期，虽然英国的剑桥大学和其他大学已经开始教授计算机科学课程，但它只被视为数学或工程学的一个分支，并非独立的学科。剑桥大学声称有世界上第一个传授计算的资格。世界上第一个计算机科学系是由美国的普渡大学在1962年设立，第一个计算机学院於1980年由美国的东北大学设立。现在，多数大学都把计算机科学系列为独立的部门，一部分将它与工程系、应用数学系或其他学科联合。
计算机科学领域的最高荣誉是ACM设立的图灵奖，被誉为是计算机科学的诺贝尔奖。它的获得者都是本领域最为出色的科学家和先驱。华人中首获图灵奖的是姚期智先生.他于2000年以其对计算理论做出的诸多“根本性的、意义重大的”贡献而获得这一崇高荣誉。
计算机系统
计算机系统可划分为软件系统与硬件系统两大类。
硬件
- 结构控制和指令系统
- 算法和逻辑结构
- 存储器结构
- 冯·诺伊曼结构
- 哈佛结构
- 输入/输出和数据通信
- 数字逻辑
- 逻辑设计
- 集成电路
计算机系统组织
- 计算机系统结构
- 计算机网络
- 分布式计算
- 网络安全
- 计算机系统实现
软件
- 系统软件
- 操作系统
- 编译器
- 应用软件
- 计算机游戏
- 办公自动化
- 网络软件
- CAD软件
- 计算机程序
- 程序设计和程序设计实践
- 面向对象技术
- 程序设计语言
- 软件工程
- 软件复用
- 驱动程序
- 计算机模拟
- 程序设计方法学
数据和信息系统
- 数据结构
- 数据存储表示
- 数据加密
- 数据压缩
- 编码与信息论
- 文件
- 信息系统
- 管理信息系统
- 决策支持系统 - 专家系统
- 数据库
- 信息存储和数据存取
- 信息交互与表达
主要的研究领域
形式化基础
- 逻辑学
- 谓词逻辑
- 模态逻辑
- 时序逻辑
- 描述逻辑
- 数学
- 泛代数
- 递归论
- 模型论
- 概率论和数理统计
- 逻辑代数
- 布尔代数
- 离散数学
- 组合数学
- 图论
- 网论
- 信息论
理论计算机科学
- 形式语言
- 自动机
- 可计算性
- 算法
- 计算复杂性
- 描述复杂性
- 编译器
- 程序设计理论
- 信息论
- 类型理论
- 指称语义
- 微程序
- 遗传算法
- 并行计算
计算方法学
- 人工智能
- 计算机图形学
- 图像处理与计算机视觉
- 模式识别
- 语音识别
- 文字识别
- 签名识别
- 人脸识别
- 指纹识别
- 仿真与建模
- 数字信号处理
- 文档与文本处理
计算机应用
- 数值计算
- 数值分析
- 定理机器证明
- 计算机代数
- 工程计算
- 计算机化学
- 计算机物理
- 生物信息论
- 计算生物学
- 非数值计算
- 工厂自动化
- 办公室自动化
- 人工智能
- 信息存储与检索
- 符号语言处理
- 计算机辅助科学
- 计算机辅助设计
- 计算机辅助教学
- 计算机辅助管理
- 计算机辅助软件工程
- 机器人学
- 多媒体技术
- 人机交互
- 电子商务
特定技术
- 测试基准
- 机器视觉
- 数据压缩
- 设计模式
- 数字信号处理
- 文件格式
- 信息安全
- 国际互联网络
- 超大规模集成电路设计
- 网络传输协议
- 网络处理器技术
- 整数运算器
- 浮点运算器
- 矩阵运算处理器
- 网格
计算科学史
- 计算机历史
- 软件业历史
- 编程思想
相关学科
计算机科学与另外的一些学科紧密相关。这些学科之间有明显的交叉领域，但也有明显的差异。
- 信息科学 - 软件工程 - 信息系统 - 计算机工程 - 信息安全 - 密码学 - 数学 - 工程学 - 语言学 - 逻辑学
卓越的先驱者
- 艾伦·图灵
参见
- 计算机科学课程列表
- 计算机科学家
- 图灵奖
- 冯·诺依曼奖
- 中国计算机产业
- 中国计算机科学大事年表
- 程序设计语言列表
- 操作系统列表
- ASCII艺术
外部链接
ko:컴퓨터 과학
ja:情報工学
simple:Computer Science
th:วิทยาการคอมพิวเตอร์
Category:自然科学
Category:技术科学
网页網頁，现在在你眼前，出现在显示器上的这个 “ 东西 ” ，就是一个网页。网页实际是一个文件，他存放在世界某个角落的的某一台计算机中，而这台计算机必须是与互联网相连的。网页经由网址（ URL ）来识别与存取，当我们在浏览器输入网址后，经过一段复杂而又快速的程序，网页文件会被传送到你的计算机，然后再通过浏览器解释网页的内容，再展示到你的眼前。是萬維網中的一「頁」，通常是HTML格式（文件扩展名為.html或.htm）。網頁通常用圖像檔來提供圖畫。網頁要透過網頁瀏覽器來閱讀。
網頁通常有以下元素︰
- 文字資料
- 圖像檔案
- Applet（在頁面內執行的副程式）
- 超鏈結
網頁的合成體為網站，一個網站的開始點為首頁。
建立網頁
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Category:互联网
ja:ウェブページ
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th:เว็บเพจ
zh-min-nan:Bāng-ia̍h
C编程语言C，是一种通用的程序设计语言，它主要用来进行系统程序设计。具有高效、灵活、功能丰富、表达力强和移植性好等的特点，在程序员中备受青睐。
C语言是由UNIX的研制者丹尼斯·里奇（Dennis Ritchie）和肯·汤普逊（Ken Thompson）于1970年研制出的B语言的基础上发展和完善起来的。C语言可以广泛应用于不同的操作系统，例如UNIX、MS-DOS、Microsoft Windows及Linux等。C语言是一种面向过程的语言，同时具有高级语言和汇编语言的优点。在C语言的基础上发展起来的有支持多种程序设计风格的C++语言，网络上广泛使用的Java、JavaScript，微软的C#等。
1983年，美国国家标准委员会（ANSI）对C语言进行了标准化，于1983年颁布了第一个C语言标准草案（83 ANSI C)，后来于1987年又颁布了另一个C语言标准草案（87 ANSI C）。最新的C语言标准是在1999年颁布并在2000年3月被ANSI采用的 C99 ，但由于未得到主流编译器厂家的支持，直到2004年C99 并未被广泛使用，增加了若干新特性后 C99 已经逐渐让C语言和C++分道扬镳。
C语言的特色
- C语言是系统程序语言。
- C语言保留了低级语言的特性，例如涉及内存的指针。
- 使用了预处理机制，使得程序里可以通过包含例如宏处理的方式来处理源程序。
C语言的不足可以由C语言发展而来的更新的编程语言改进。Cyclone语言的拥有提防对于内存错误的特性。C++和Objective C提供了用于面向对象的编程结构。Java和C#增加了面向对象的结构使得对内存的管理自动化。
C語言的主要特性
- C語言保留了低階語言的特性，例如涉及記憶體的指针。
- C語言通過參數在函數裏傳遞數值。
- 使用了預處理機制，使得程式裏可以通過包含例如巨集處理的方式來處理根源程式。
- C語言提供了一套標準庫，這些庫裏提供了十分有用的功能。
但是並不是所有的這些特性都是有效的。例如，預處理通常作爲一個獨立的程式被處理，這使得预處理的程式並不一定被完全編譯。
雖然C是高階語言，但是它同時擁有一些組合語言的特性，對其他的語言來說這是接近低階語言的特點。例如，在C語言裏，程式師可以對電腦記憶體進行管理。在默認的情況下，C語言不會對陣列的範圍進行檢查，也就是說即使陣列越界，C語言也不會作出錯誤提示。對電腦記憶體的管理使得程式员可以编出更快捷、更有效的程式，這對於設備驅動程式來說尤爲重要。但是這也使得程式容易産生令人討厭的“臭蟲”，例如緩衝器溢出錯誤。然而，這些錯誤可以由一些工具來避免。
C語言的不足可以由从C語言發展而來的更新的編程語言改進。Cyclone語言的擁有提防對於記憶體錯誤的特性。C++和Objective C提供了用於面向物件的編程結構。Java和C#增加了面向物件的結構使得對記憶體的管理自動化。
近年来，由于Java的编译技术有了极大的提高，采取许多C和C++不能采用的动态编译技术，使得Java的性能日益突出。
C语言的历史
C语言的第一次发展在1969年到1973年之间。C之所以被称为C是因为C语言的很多特性是由一种更早的被称为B语言的编程语言中发展而来的。
到了1973年，C语言已经可以用来编写Unix操作系统的内核。这是第一次用C语言来编写操作系统的内核。丹尼斯·里奇和Brian Kernighan在1978年出版了《C程序设计语言》（The C Programming Language，经常简称为“白皮书”或“K&R”）。
1980年以后，贝尔实验室使得C变得更为广泛的流行，使得C一度成为了操作系统和应用程序编程的首选。甚至到今天，它仍被广泛用于编写操作系统以及作为广泛的计算机教育的语言。但目前Java程序员的数量已经超过了C程序员和C++程序员的总和。2005年4月，C++之父称C++用户超过300万。
分析机构EvansData定期对开发人员展开调查，其调查结果与Stroustrup提出的C++正在扩张的说法相违背。EvansData的数据显示，以C++为工具的开发人员在整个开发界所占的比例由1998年春天的76%下降至2004年秋的46%。
Forrester最新的调查显示，C++、微软VisualBasic和Java是众多公司产品体系的首选语言。对100家公司的调查显示，C/C++、VisualBasic和Java在产品体系中的使用比例分别是59%、61%和66%。
http://tech.sina.com.cn/it/2005-04-25/1042592385.shtml
http://www.yesky.com/SoftChannel/72343471356116992/20050425/1940294.shtml
而据路透社2004年6月报道，java程序员在那时就已经超过了420万，java程序员在一年内增长了120万。按最保守的估计，现在java程序员也有500万
http://news.ccidnet.com/pub/article/c1366_a125565_p1.html
1980年代晚期，布贾尼·斯特劳斯特卢普和贝尔实验室为C语言添加了面向对象的特性.这种语言成为了C++。C++现在广泛应用的在Microsoft Windows下运行的商业应用程序的编制，然而C仍然是UNIX世界的热门编程语言。
C语言的版本
K&R C
C不断的从它的第一版本进行改进。在1978年，Kernighan和里奇的《C程序设计语言》第一版出版。它介绍了下面的有关C语言版本的特性：
- struct数据类型
- long int数据类型
- unsigned int数据类型
- 把运算符=+改为+=，依次类推。因为=+使得编译器混淆。
在以后的几年里，《C程序设计语言》一直被广泛作为C语言事实上的规范。在这本书中，C语言通常被表述成“K&R C”。（第二版的包括了ANSI C标准）
K&R C通常被作为C编译器所支持的最基本的C语言部分。虽然现在的编译器并不一定都完全遵循ANSI标准，但K&R C作为C语言的最低要求仍然要编程人员掌握。但是无论怎样，现在使用广泛的C语言版本都已经与K&R C相距甚远了，因为这些编译器都使用ANSI C标准。
//....
ANSI C和ISO C
1989年，C语言被ANSI标准化。（ANSI X3.159-1989）。标准化的一个目的是扩展K&R C。这个标准包括了一些新的特性。在K&R出版后，一些新的特征被“非官方”的加到C语言中。
- void函数
- 函数返回struct或union类型
- void
- 数据类型
在ANSI标准化自己的过程中，一些新的特征被加了进去。ANSI也标准了函数库。ANSI C标准被ISO（国际标准化组织）采纳成为ISO 9899。ISO的第一个版本文件在1990年出版。
C99
在ANSI标准化后，C语言的标准在一段相当的时间内都保持不变，尽管C++继续在改进。（实际上，Normative Amendment1在1995年已经开发了一个新的C语言版本。但是这个版本很少为人所知。）标准在90年代才经历了改进，这就是ISO9899:1999（1999年出版）。这个版本就是通常提及的C99。它被ANSI于2000年三月采用。
在C99中包括的特性有：
- 对编译器限制增加了，比如源程序每行要求至少支持到 4095 字节，变量名函数名的要求支持到 63 字节 (extern 要求支持到 31)
- 预处理增强了。例如：
- 宏支持取参数 #define Macro(...) __VA_ARGS__
- 使用宏的时候，参数如果不写，宏里用 #,## 这样的东西会扩展成空串。(以前会出错的)
- 支持 // 行注释（这个特性实际上在C89的很多编译器上已经被支持了）
- 增加了新关键字 restrict, inline, _Complex, _Imaginary, _Bool
- 支持 long long, long double _Complex, float _Complex 这样的类型
- 支持 <: :> <% %> %: %:%: ，等等奇怪的符号替代，D&E 里提过这个
- 支持了不定长的数组。数组的长度就可以用变量了。声明类型的时候呢,就用 int a[
- ] 这样的写法。不过考虑到效率和实现，这玩意并不是一个新类型。所以就不能用在全局里，或者 struct union 里面，如果你用了这样的东西，goto 语句就受限制了。
- 变量声明不必放在语句块的开头，for 语句提倡这么写 for(int i=0;i<100;++i) 就是说，int i 的声明放在里面，i 只在 for 里面有效。
- 当一个类似结构的东西需要临时构造的时候，可以用 (type_name) 这有点像 C++ 的构造函数
- 初始化结构的时候现在可以这样写:
struct hehe[] = ;
struct hehe = // 3,4 是对 .c,.d 赋值的
- 字符串里面，\u 支持 unicode 的字符
- 支持 16 进制的浮点数的描述
- 所以 printf scanf 的格式化串多支持了 ll / LL (VC6 里用的 I64) 对应新的 long long 类型。
- 浮点数的内部数据描述支持了新标准，这个可以用 #pragma 编译器指定
- 除了已经有的 __line__ __file__ 以外，又支持了一个 __func__ 可以得到当前的函数名
- 对于非常数的表达式，也允许编译器做化简
- 修改了对于 / % 处理负数上的定义，比如老的标准里 -22 / 7 = -3, -22 % 7 = -1 而现在 -22 / 7 = -4, -22 % 7 = 6
- 取消了不写函数返回类型默认就是 int 的规定
- 允许 struct 定义的最后一个数组写做 [] 不指定其长度描述
- const const int i; 将被当作 const int i; 处理
- 增加和修改了一些标准头文件, 比如定义 bool 的 定义一些标准长度的 int 的 定义复数的 定义宽字符的 有点泛型味道的数学函数 跟浮点数有关的 。 里多了一个 va_copy 可以复制 ... 的参数。 里多了个 struct tmx 对 struct tm 做了扩展
- 输入输出对宽字符还有长整数等做了相应的支持
但是各个公司对C99的支持所表现出来的兴趣不同。当GCC和其它一些商业编译器支持C99的大部分特性的时候，微软和Borland却似乎对此不感兴趣。
C语言的Hello World程序
下面是一个在标准输出设备上输出Hello World的简单程序，这种程序通常作为开始学习编程语言时的第一个程序：
#include
int main(void)
进一步了解C
C语言由函数和变量组成。C的函数就像是Fortran中的子程序和函数。
在C语言中，程序从main开始执行。main函数通过调用和控制其他函数进行工作。例如上面的printf。程序员可以自己写函数，或从库中调用函数。在上面的return 0;使得main返回一个值给调用程序的外壳，表明程序已经成功运行。
一个C语言的函数由返回值、函数名、参数列表（或void表示没有返回值）和函数体组成。函数体的语法和其它的复合的语句部分是一样的。
复合语句
C语言中的复合语句的格式为：
复合语句可以使得几个语句变成一个语句。
但一般情况下，我们不推荐这样多个语句顺序书写， 因为这样会使其可读性减弱，加大代码维护难度。
条件语句
C语言有三种条件语句形式。两种是if，另一种是switch。
两种if包括：
if (条件表达式)
语句；
以及
if (条件表达式)
语句；
else
语句；
在条件表达式中，任何非零的值表示条件为真；如果条件不满足，程序将跳过if后面的语句，直接执行if后面的语句。但是如果if后面有else，则当条件不成立时，程序跳到else处执行。
switch通常用于对几种有明确值的条件进行控制。它要求的条件值通常是整数或字符。与switch搭配的条件转移是case。使用case后面的标值，控制程序将跳到满足条件的case处一直往下执行，直到语句结束或遇到break。通常可以使用default把其它例外的情况包含进去。如果switch语句中的条件不成立，控制程序将跳到default处执行。switch是可以嵌套的。
switch (<表达式>)
循环语句
C语言有三种形式的循环语句：
do
<语句>
while (<表达式>);
while (<表达式>)
<语句>;
for (<表达式1> ; <表达式2> ; <表达式3>)
<语句>;
在while和do中，语句将执行到表达式的值为零时结束。在do...while语句中，循环体将至少被执行一次。这三种循环结构可以互相转化：
for (e1; e2; e3)
s;
相当于
e1;
while (e2)
当循环条件一直为真时，将产生死循环。
跳转语句
跳转语句包括四种：goto，continue，break和return。
goto语句是无条件转移语句：
goto 标记
标记必须在当前函数中定义，使用“标记：”的格式定义。程序将跳到标记处继续执行。由于goto容易产生阅读上的困难，所以应该尽量少用。
continue语句用在循环语句中，作用是结束当前一轮的循环，马上开始下一轮循环。
break语句用在循环语句或switch中，作用是结束当前循环，跳到循环体外继续执行。但是使用break只能跳出一层循环。在要跳出多重循环时，可以使用goto使得程序更为简洁。
当一个函数执行结束后要返回一个值时，使用return。return可以跟一个表达式或变量。如果return后面没有值，将执行不返回值。
在C99中运算符号
数据类型
基础数据类型
注意：以下是典型的数据位长和范围。但是编译器可能使用不同的数据位长和范围。这取决于使用的编译器。请参考具体的参考手册。
在头文件和中说明了基础数据的长度。float，double和long double的范围就是在IEEE 754标准中提及的典型数据。
数组
如果一个变量名后面跟着一个有数字的中括号，这个声明就是数组声明。字符串也是一种数组。它们以ASCII的NUL作为数组的结束。
例如：
:int myvector [100];
:char mystring [80];
:float mymatrix [3] [2] =
:int notfull [3][3] = (
- )
:char lexicon [10000] [300] ; /
- 共一万个最大长度为300的字符数组。
- /
:int a[3][4];
上面最后一个例子创建了一个数组，但也可以把它看成是一个多维数组。注意数组的下标从0开始。这个数组的结构如下：
例子(
- )创建了一个3
- 3的二维数组,初始化时有些元素并未赋值.如下:
:1 0 0
:1 2 3
:4 5 0
为0的位置的数值是随机的.
指针
如果一个变量声明时在前面使用
- 号，表明这个变量是一个指针。
例如：
:int
- pi; /
- 指向整型数据的指针
- /
:int
- api[3]; /
- 由指向整型数据的指针构成的数组，长度为3
- /
:char
- argv; /
- 指向一个字符指针的指针
- /
储存在指针中的地址所指向的数值在程序中可以由
- 读取。例如，在第一个例子中，
- pi是一个整型数据。这叫做引用一个指针。
另一个运算符&，叫做取地址运算符，它将返回一个变量、数组或函数的存储地址。因此，下面的例子：
:int i,
- pi; /
- int and pointer to int
- /
:pi = &i;
i和
- pi在程序中可以相互交替使用，直到pi被改变成指向另一个变量的指针。
字符串
要使用字符串并不需要引用库，但是C标准库确实包含了一些用于对字符串进行操作的函数，使得它们看起来就像字符串而不是数组。使用这些函数需要引用头文件。
- strcat(dest, source) - 连接两个字符串，把source加到dest末尾。
- strchr(s, c) -在字符串c中找出字符s第一次出现的位置。当没有找到时，返回Null。
- strcmp(a, b) - 比较字符串a和b的大小。如果两个字符串相同，返回0；如果a>b，返回正数；如果a，返回负数。
- <- 把source中的n个字符追加到dest后面。null后面的值将不会被添加。
- strncmp(a, b, n) - 比较字符串a和b中n个字符的大小。如果两个字符串相同，返回0；如果a>b，返回正数；如果a，返回负数。
- strncpy(dest, source, n) - 把字符串source拷贝到字符串dest中。（最多拷贝n个）
- strrchr(s, c) - 在s中查找最后一次出现c的位置。返回这个位置。如果找不到，返回null。
文件输入/输出
在C语言中，输入和输出是经由标准库中的一组函数来实现的。在ANSI/ISO C中，这些函数被定义在头文件中。
标准输入/输出
有三个标准输入/输出是预定义的：
- stdin 标准输入
- stdout 标准输出
- stderr 输入输出错误
这些定义在运行过程中是自动的打开和关闭的，所以它们并不需要进行显式定义。
下面的这个例子显示了一个过滤程序（filter program）是怎样构成的。
#include
int main()
传递命令行参数
在命令行赋予程序的参数将通过在main()函数中定义一个整型参数（int）和一个指向字符指针的指针型参数（char
- ）来实现，前者传递命令行参数的个数，后者传递命令行参数内容。习惯上将这两个参数分别命名为argc和argv。程序文件名被作为第一个命令行参数。
对于下列程序：
#include
int main(int argc, char
- argv)
输入命令（假设该程序生成C:\TC\a.exe）：
a one two three
则会得到下面的输出结果：
0:C:\TC\A.EXE
1:one
2:two
3:three
C语言的标准库
以下列出由C语言提供的标准函数库,函数库通过#include进行引用。
在C89标准中:
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
在95年的修正版中
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-
-
在C99中增加了六个函数库
-
-
-
-
-
-
C语言的保留关键字
参见
- 计算机科学课程列表
ja:C言語
ko:C 프로그래밍 언어
ms:Bahasa pengaturcaraan C
th:ภาษาซี
编译器编译器，是将便于人编写，阅读，维护的高级计算机语言翻译为计算机能识别，运行的低级机器语言的程序。编译器将源程序（Source program）作为输入，翻译产生使用目标语言（Target language）的等价程序。源程序一般为高级语言（High-level language），如Pascal，C++等，而目标语言则是汇编语言或目标机器的目标代码（Object code），有时也称作机器代码（Machine code）。
一个现代编译器的主要工作流程如下：
- 源程序（source code）→预处理器（preprocessor）→编译器（compiler）→汇编程序（assembler）→目标程序（object code）→连接器（链接器，Linker）→可执行程序（executables]）
工作原理
翻译是从源代码（通常为高级语言）到能直接被计算机或虚拟机执行的目标代码（通常为低级语言或机器言）。然而，也存在从低级语言到高级语言的编译器，这类编译器中用来从由高级语言生成的低级语言代码重新生成高级语言代码的又被叫做反编译器。也有从一种高级语言生成另一种高级语言的编译器，或者生成一种需要进一步处理的的中间代码的编译器（又叫级联）。
典型的编译器输出是由包含入口点的名字和地址以及外部调用（到不在这个目标文件中的函数调用）的机器代码所组成的目标文件。一组目标文件，不必是同一编译器产生，但使用的编译器必需采用同样的输出格式，可以链接在一起并生成可以由用户直接执行的可执行程序。
编译器种类
编译器可以生成用来在与编译器本身所在的计算机和操作系统（平台）相同的环境下运行的目标代码，这种编译器又叫做“本地”编译器。另外，编译器也可以生成用来在其它平台上运行的目标代码，这种编译器又叫做交叉编译器。交叉编译器在生成新的硬件平台时非常有用。“源码到源码编译器”是指用一种高级语言作为输入，输出也是高级语言的编译器。例如: 自动并行化编译器经常采用一种高级语言作为输入，转换其中的代码，并用并行代码注释对它进行注释（如OpenMP）或者用语言构造进行注释（如FORTRAN的DOALL指令）。
预处理器（preprocessor）
作用是通过代入预定义等程序段将源程序补充完整。
编译器前端（frontend）
前端主要负责解析（parse）输入的源程序，由词法分析器和语法分析器协同工作。词法分析器负责把源程序中的‘单词’（Token）找出来,语法分析器把这些分散的单词按预先定义好的语法组装成有意义的表达式，语句 ，函数等等。
例如“a = b + c;”前端词法分析器看到的是“a, =, b , +, c;”，语法分析器按定义的语法，先把他们组装成表达式“b + c”，再组装成“a = b + c”的语句。
前端还负责语义（semantic checking）的检查，例如检测参与运算的变量是否是同一类型的，简单的错误处理。最终的结果常常是一个抽象的语法树（abstract syntax tree，或 AST），这样后端可以在次基础上进一步优化，处理。
编译器后端（backend）
编译器后端主要负责分析，优化中间代码（Intermediate representation）以及生成机器代码（Code Generation）。
一般说来所有的编译器分析，优化，变型都可以分成两大类： 函数内（intraprocedural）还是函数之间（interprocedural）进行。很明显，函数间的分析，优化更准确，但需要更长的时间来完成。
编译器分析（compiler analysis）的对象是前端生成并传递过来的中间代码，现代的优化型编译器（optimizing compiler）常常用好几种层次的中间代码来表示程序，高层的中间代码（high level IR）接近输入的源程序的格式，与输入语言相关（language dependent），包含更多的全局性的信息，和源程序的结构；中层的中间代码（middle level IR）与输入语言无关，低层的中间代码(Low level IR)与机器语言类似。 不同的分析，优化发生在最适合的那一层中间代码上。
常见的编译分析有函数调用树（call tree），控制流程图（Control flow graph），以及在此基础上的 变量定义－使用，使用－定义链（define-use/use-define or u-d/d-u chain），变量别名分析（alias analysis），指针分析（pointer analysis），数据依赖分析（data dependence analysis）等等。
上述的程序分析结果是编译器优化（compiler optimization）和程序变形（compiler transformation）的前提条件。常见的优化和变新有：函数内嵌（inlining），无用代码删除（Dead code elimination），标准化循环结构（loop normalization），循环体展开（loop unrolling），循环体合并，分裂（loop fusion，loop fission），数组填充（array padding），等等。 优化和变形的目的是减少代码的长度，提高内存（memory），缓存（cache）的使用率，减少读写磁盘，访问网络数据的频率。更高级的优化甚至可以把序列化的代码（serial code）变成并行运算，多线程的代码（parallelized，multi-threaded code）。
机器代码的生成是优化变型后的中间代码转换成机器指令的过程。现代编译器主要采用生成汇编代码（assembly code）的策略，而不直接生成二进制的目标代码（binary object code）。即使在代码生成阶段，高级编译器仍然要做很多分析，优化，变形的工作。例如如何分配寄存器（register allocatioin），如何选择合适的机器指令（instruction selection），如何合并几句代码成一句等等。
编译语言与解释语言对比
许多人将高级程序语言分为两类: 编译型语言 和 解释型语言 。然而，实际上，这些语言中的大多数既可用编译型实现也可用解释型实现，分类实际上反映的是那种语言常见的实现方式。（但是，某些解释型语言，很难用编译型实现。比如那些允许 在线代码更改 的解释型语言。）
历史
上世纪50年代，IBM的John Backus带领一个研究小组对FORTRAN语言及其编译器进行开发。但由于当时人们对编译理论了解不多，开发工作变得既复杂又艰苦。与此同时，Noam Chomsky开始了他对自然语言结构的研究。他的发现最终使得编译器的结构异常简单，甚至还带有了一些自动化。Chomsky的研究导致了根据语言文法的难易程度以及识别它们所需要的算法来对语言分类。正如现在所称的Chomsky架构（Chomsky Hierarchy），它包括了文法的四个层次：0型文法、1型文法、2型文法和3型文法，且其中的每一个都是其前者的特殊情况。2型文法（或上下文无关文法）被证明是程序设计语言中最有用的，而且今天它已代表着程序设计语言结构的标准方式。分析问题（parsing problem，用于上下文无关文法识别的有效算法）的研究是在60年代和70年代，它相当完善的解决了这个问题。现在它已是编译原理中的一个标准部分。
有限状态自动机（Finite Automaton）和正则表达式（Regular Expression）同上下文无关文法紧密相关，它们与Chomsky的3型文法相对应。对它们的研究与Chomsky的研究几乎同时开始，并且引出了表示程序设计语言的单词的符号方式。
人们接着又深化了生成有效目标代码的方法，这就是最初的编译器，它们被一直使用至今。人们通常将其称为优化技术（Optimization Technique），但因其从未真正地得到过被优化了的目标代码而仅仅改进了它的有效性，因此实际上应称作代码改进技术（Code Improvement Technique）。
当分析问题变得好懂起来时，人们就在开发程序上花费了很大的功夫来研究这一部分的编译器自动构造。这些程序最初被称为编译器的编译器（Compiler-compiler），但更确切地应称为分析程序生成器（Parser Generator），这是因为它们仅仅能够自动处理编译的一部分。这些程序中最著名的是Yacc（Yet Another Compiler-compiler），它是由Steve Johnson在1975年为Unix系统编写的。类似的，有限状态自动机的研究也发展了一种称为扫描程序生成器（Scanner Generator）的工具，Lex（与Yacc同时，由Mike Lesk为Unix系统开发）是这其中的佼佼者。
在70年代后期和80年代早期，大量的项目都贯注于编译器其它部分的生成自动化，这其中就包括了代码生成。这些尝试并未取得多少成功，这大概是因为操作太复杂而人们又对其不甚了解。
编译器设计最近的发展包括：首先，编译器包括了更加复杂算法的应用程序它用于推断或简化程序中的信息；这又与更为复杂的程序设计语言的发展结合在一起。其中典型的有用于函数语言编译的Hindley-Milner类型检查的统一算法。其次，编译器已越来越成为基于窗口的交互开发环境（Interactive Development Environment，IDE）的一部分，它包括了编辑器、连接程序、调试程序以及项目管理程序。这样的IDE标准并没有多少，但是对标准的窗口环境进行开发已成为方向。另一方面，尽管近年来在编译原理领域进行了大量的研究，但是基本的编译器设计原理在近20年中都没有多大的改变，它现在正迅速地成为计算机科学课程中的中心环节。
在九十年代，作为GNU项目或其它开放源代码项目的一部分，许多免费编译器和编译器开发工具被开发出来。这些工具可用来编译所有的计算机程序语言。它们中的一些项目被认为是高质量的，而且对现代编译理论感性趣的人可以很容易的得到它们的免费源代码。
大约在1999年，SGI公布了他们的一个工业化的并行化优化编译器Pro64的源代码，后被全世界多个编译器研究小组用来做研究平台，并命名为Open64。Open64的设计结构好，分析优化全面，是编译器高级研究的理想平台。
参见
- 计算机科学课程列表
category:系统软件
Category:程序设计工具
ja:コンパイラ
ko:컴파일러
simple:Compiler
th:ตัวแปลโปรแกรม
高级语言程序设计语言，是一组用来定义计算机程序的语法规则。它是一种被标准化的交流技巧，用来向计算机发出指令。一种计算机语言让程序员能够准确地定义计算机所需要使用的数据，并精确地定义在不同情况下所应当采取的行动。
程序设计语言原本是被设计成专门使用在计算机上的，但它们也可以用来定义算法或者数据结构。正是因为如此，程序员才会试图使程序代码更容易阅读。
设计语言往往使程序员能够比使用机器语言更准确地表达他们所想表达的目的。对那些从事计算机科学的人来说，懂得程序设计语言是十分重要的，因为在当今所有的计算都需要程序设计语言才能完成。
在过去的几十年间，大量的程序设计语言被发明、被取代、被修改或组合在一起。尽管人们多次试图创造一种通用的程序设计语言，却没有一次尝试是成功的。之所以有那么多种不同的编程语言存在的原因是，编写程序的初衷其实也各不相同；新手与老手之间技术的差距非常大，而有许多语言并对新手来说太难学；还有，不同程序之间的运行成本（）各不相同。
有许多用于特殊用途的语言，只在特殊情况下使用。例如，PHP专门用来显示网页；Perl更适合文本处理；C语言被广泛用于操作系统和编译器的开发（所谓的系统编程）。
高级程序设计语言（也称高级语言）的出现使得计算机程序设计语言不再过度地倚赖某种特定的机器或环境。这是因为高级语言在不同的平台上会被编译成不同的机器语言，而不是直接被机器执行。最早出现的编程语言之一FORTRAN的一个主要目标，就是实现平台独立。
虽然大多数的语言可以既被编译（）又被解译（），但大多数只在一种情况下能够良好运行。在一些编程系统中，程序要经过几个阶段的编译，一般而言，后阶段的编译往往更接近机器语言。这种常用的使用技巧最早在1960年代末用于BCPL，编译程序先编译一个叫做“0代码”的转换程序（），然后再使用虚拟器转换到可以运行于机器上的真实代码。这种成功的技巧之后又用于Pascal和P-code，以及Smalltalk和二进制码，虽然在很多时候，中间过渡的代码往往是解译，而不是编译的。
如果所使用的翻译的机制是将所要翻译的程序代码作为一个整体翻译，并之后运行内部格式，那么这个翻译过程就被成为编译。因此，一个编译器是一个将人可阅读的程序文本（叫做源代码）作为输入的数据，然后输出可执行文件（）。所输出的可执行文件可以是机器语言，由计算机的中央处理器直接运行，或者是某种模拟器的二进制代码。
如果程序代码是在运行时才即时翻译，那么这种翻译机制就被称作解译。经解译的程序运行速度往往比编译的程序慢，但往往更具灵活性，因为它们能够与执行环境互相作用。参见解译语言。
特点
每一种程序设计语言可以被看作是一套包含语法、词汇和含义的正式规范。
这些规范通常包括：
- 数据和数据结构
- 指令及流程控制
- 引用机制和重用
- 设计哲学
大多数被广泛使用或经久不衰的语言，拥有负责标准化的组织，经常会晤来创造及发布该语言的正式定义，并讨论扩展或贯彻现有的定义。
数据和数据结构
现代计算机内部的数据都只以二元方式储存，即开-关模式()。现实世界中代表信息的各种数据，例如名字、银行账号、度量以及同样低端的二元数据，都经由程序设计语言整理，成为高端的概念。
一个程序中专门处理数据的那个系统被称为程序语言的型态系统()；对型态系统的研究和设计被称为型态理论()。语言可以被分为静态型态系统()，例如C++和Java，和动态型态系统()，例如Lisp，JavaScript，Tcl和Prolog。前者可被进一步分为包含宣告型态()的语言，即每一个变量和函数的型态都清楚地宣告，或type-inferred语言（例如MUMPS，ML）。
大多数语言还能够在内置的型态基础上组合出复杂的数据结构型态（使用数组，列表，堆栈，文件等等）。面向对象语言（，又译作“物件导向语言”）允许程序员定义新的数据型态，即“对象”或“物件”（），以及运行于该对象的函数（）和方法（）。
除了何时以及如何确定表达式和型态的联系，另外一个重要的问题就是语言到底定义了哪些型态，以及允许哪些型态作为表达式的值。诸如C编程语言之类的低端语言允许程序命名内存位置、内存区域以及编译时的常量；ANSI C甚至允许表达式返回结构值（）。功能性的语言一般允许变量直接使用运行时计算出的值，而不是指出该值可能储存的内存地址。
指令及流程控制
一旦数据被确定，机器必须被告知如何对这些数据进行处理。较简单的指令可以使用关键字或定义好的语法结构来完成。不同的语言利用序列系统来取得或组合这些语句。除此之外，一个语言中的其他指令也可以用来控制处理的过程（例如分支、循环等）。
引用机制和重用
引用的中心思想是必须有一种间接设计储存空间的方法。最常见的方法是通过命名变量。根据不同的语言，进一步的引用可以包括指向其他储存空间的指针。还有一种类似的方法就是命名一组指令。大多数程序设计语言使用宏调用、过程调用或函数调用。使用这些代替的名字能让程序更灵活，并更具重用性。
程序设计语言的历史
二十世纪四十年代当计算机刚刚问世的时候，程序员必须手动控制计算机。当时的计算机十分昂贵，唯一想到利用程序设计语言来解决问题的人是德国工程师楚泽（）。
几十年后，计算机的价格大幅度下跌，而计算机程序也越来越复杂。也就是说，开发时间已经远比运行时间来得宝贵。
于是，新的集成、可视的开发环境越来越流行。它们减少了所付出的时间、金钱（以及脑细胞）。只要轻敲几个键，一整段代码就可以使用了。这也得益于可以重用的程序代码库。
常见的程序设计语言
- APL、A＋和J
- Ada
- 汇编语言
- AWK
- Basic、Fortran
- VBScript
- Brainfuck
- C、C＋＋
- C＃
- Clipper
- COBOL
- dBase
- PASCAL、Delphi
- Forth
- FoxPro
- F＃
- Fava
- IDL
- Java
- JavaScript
- J#
- LISP
- LOGO
- Modula
- Perl
- PHP
- PL/I
- Prolog
- Python
- Ruby
- Scheme
- Smalltalk
- SQL
- Tcl/Tk
- Visual Basic
- Visual FoxPro
- XML
参见
- 计算机科学课程列表
- 程序设计语言列表
- 编译器
- Hello World程序
- 脚本语言
- 維基程序員
category:人工語言
ja:プログラミング言語
FortranFortran，是由Formula Translation两个字所组合而成，意思是公式翻译。它是世界上第一个被正式采用并流传至今的高级编程语言。
历史
Fortran语言最初是由数值计算方面的需要而发展起来的。1957年，IBM公司开发出第一套Fortran语言，运行在IBM704计算机上。
1966年，美国标准化协会制定了Fortran(x3.9-1966)（也就是Fortran66）和Fortran(x3.10-1966)标准。这时Fortran语言还不是结构化的程序设计语言。
1976年，美国标准化协会重新对Fortran(x3.9-1966)进行了评估，公布了新的Fortran标准，也就是Fortran77。Fortran77是具有结构化特性的编程语言。Fortran77在短时间内取得了巨大的成功，广泛地应用于科学和工程计算，几乎统治了数值计算领域。
1980年，Fortran77被ISO接纳为国际标准。
1991年发布的Fortran90大幅改进了旧版Fortran的型式，加入了对象导向的观念与提供指针，并同时加强数组的功能。
Fortran的特性
- Fortran语言的最大特性是接近数学公式的自然描述，在计算机里具有很高的执行效率。
- 易学，语法严谨。
- 可以直接对矩阵和复数进行运算，这一点类似matlab。
- 自诞生以来广泛地应用于数值计算 | | |
