2.1　Java程序设计语言

2.1.1　什么是程序设计语言

程序设计语言是一门计算机程序的语言，就像自然语言有英语、日语、法语等一样，只是使用的方法和范围不同，句法格式也完全不相同。程序设计语言都有着自己的语法和格式，有自己的标识符、关键字及使用规则。这里的语法相当于程序代码间的组合规律。一门好的程序设计语言还要有较完善的文档，便于用户参考和修改。

程序设计语言说得简单点也就是一系列计算机符号。如果翻译成机械语言，则是计算机二进制编码。对计算机工作人员来说，程序设计语言是工作的核心，没有计算机语言就不会有程序员的存在。一门好的程序设计语言能够高效地利用计算机资源。

程序设计语言有语法、语义和语用3个要素。语法表示各个符号之间的组合规则，语义表示每个符号的含义，语用则表示程序和使用者之间的关系。

例如，下述循环结构：

其中，语法是指在使用if条件语句时必须遵循上述语法结构；语义是指表达式，说明执行循环语句所需要满足的条件；语用是指在何种情况下，如何使用条件语句，附加条件是什么等。

程序设计语言分为解释型和编译型。就使用来说，由于某方面功能比较强大，被用于特殊用途。例如，PHP（HTML＋PHP）适合用来做网页，C++适合用来编写客户端应用，Java则适合于网络软件开发等。

按照用户要求还可分为过程化和非过程化。过程化语言侧重算法和数据结构，非过程化语言则侧重构造对象模型。

程序设计语言的基本成分有数据（如各种数据类型）、运算符（＋、－、∗、/等）、控制结构（顺序、选择、循环结构等）。此外还包含运算和输入输出控制等。

程序设计语言除了技术特性外，还有开发工具的可利用性、可移植性、软件的可重用性等，我们称之为工程特性。从编码的设计到运行之间，基本上都是计算机工作人员占主导地位，选择开发语言和运行平台，以达到提高效率和盈利。因此，程序设计语言具有被动性。

2.1.2　程序设计语言发展历史

程序设计语言的发展经历了其很长的发展历程。最初的程序设计语言仅由二进制编码组成，是计算机唯一可以识别的语言，编程人员只能有顶尖端的科学家才能够担任。当初人们只是用烦琐的二进制代码和计算机进行交流，后来发展出便于人们理解和记忆的汇编语言，汇编语言将二进制代码符号化，使得其更容易理解、调试和维护。目前程序设计语言已发展成一定规模和结构体系的高级语言，它让程序员可以更方便地实现程序算法。

高级程序设计语言已经成为程序设计语言的主体。汇编语言在工程控制程序应用中是非常广泛的，学习过程相对要难一些，可读性也较差。但是，汇编语言的执行效率相比较高级程序设计语言还是高出很多，特别在一些实时性要求较高的系统，例如，在工业控制开发、实时监控等方面有很大的优势。高级程序设计语言已成为现在主流的程序语言，其特点是简单易懂、可读性强，对开发人员的要求相对降低，容易学习，利于信息化技术的发展。

最早的一代程序设计语言是机器语言，它是由二进制代码组成的指令集合，是唯一计算机能直接识别的语言，它的运算能力很差，执行效率也很低，其运算能力还比不上目前使用的计算器。

汇编语言用助记符代替了指令代码，使其符号化。其实质和机器语言是一致的，都是直接对硬件操作。但它不能直接在计算机上执行，要转换成机器指令代码。汇编语言除了具备机器语言质量高、执行速度快、占存储空间小的优点外，可读性也较机器语言有所提高。但是其通用性和可移植性还是很差。

第三代语言就是所谓的高级语言（VB、Delphi、C++、C#、Java等）。高级语言不能直接在计算机上运行，需要通过编译程序将可执行代码转换为机器代码，或者通过解释程序逐行转换为机器语言，边转换边执行。利用高级语言编写程序，直观性强，而且其可移植性强，大大地提高了开发效率。执行效率比起汇编语言要差一些，但其优点是不可代替的。并且随着操作系统、内存和硬盘的不断优化，高级语言的弱势能逐渐弱化，保证了高级语言的执行效率使得应用成为可能。

第四代语言是面向问题的非过程化程度较高的语言，它是面向数据库的（Structured Query Language，简称SQL），是适应商业需求的产物，抽象化程度较高。当然，占用的资源也比较大，执行效率也没有第三代高。第四代语言代码量明显减少，语言结构更加人性化。

第五代语言是人工智能、是最贴近生活的语言，但是目前正在研发当中。要具有真正的市场空间，需要一段时间的研究和开发。

在这五代语言中，后三代较之前面的两代没有明确的界限，它们仍然在共同发展。