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計算機軟件開發語言在發展的過程中,一共經歷了三個過程。即面向過程的語言、面向對象和面向方面的語言。第一,面向過程的語言。面向過程的語言的工作原則是將問題進行有效的分解成很多小的模塊,每個模塊中都是構成問題的子問題,在程序編寫過程中,通過自上而下的順序逐步對各個問題進行解決,是一種結構化編碼的語言。在計算機發展初期,計算機語言只有機器語言和匯編語言,語言的限制要求程序的編寫人員要對計算機的硬件很熟悉。隨著計算機的發展,計算機語言也開始向高級語言方向發展,軟件開發過程中受到硬件限制的因素變少。面向過程的語言進行編程時比較簡單,并且結構性也很強,可讀性比較高,但也有一定的缺點,比如數據與程序模塊的分離和程序的可重用性比較差。第二,面向對象的語言。面向對象的語言在結構化設計、并行處理等方面,繼承了前一種語言的優點,同時,還解決了面向過程的語言中數據與代碼分離的缺點。面向對象的語言被用作程序開發語言的主要目的是為了拉近計算機解決問題過程中的空間結構和應用程序的各種體系結構之間的距離,有助于程序開發過程朝著更加便捷順暢的方向發展。繼承性是面向對象的語言的一個重要特征,很多時候通過對這些語言進行層次分類來進行管理,每個類不僅能對基類的操作進行繼承,還能擴展操作和數據。面向對象的語言還有一個重要的特征就是多態性,使用多態性進行處理,可以提高處理問題的抽象級別,降低軟件設計時的復雜性。第三,面向方面的語言。面向方面的語言是在“方面”基礎上進行的程序設計的一種語言。一般說來,可以把計算機的軟件系統看成是很多個為了滿足用戶的各種需求的關注點,而這些關注點就是計算機要解決的需求問題。軟件開發就是為了對這些關注點中的問題進行分析解決。關注點一般有兩類,一是核心關注點,一是橫切關注點。而利用面向方面的語言進行程序設計的關鍵就是橫切關注點。也就是常說的“方面”,Aspect是面向方面的程序設計一個設計單元,面向方面的程序設計可以將核心關注點和橫切關注點進行一個有效的分離,實現更好的軟件結構。但這兩種關注點對應的代碼卻總是交織在一起的,也就是說橫切關注點和核心關注點相互之間的交互關系不能很好地從業務功能中進行有效的分離。面向方面的程序設計過程是一個系統的過程,先進行整體的分析然后對橫切關注點進行細化等,最后又進行整合。根據關聯來實現橫切關注點之間的組合和優化使得程序設計更加精細,是面向方向的語言程序設計的關鍵。這種語言也有一個很大的好處,即一旦遇到客戶對系統有修改的需求時,只需要在“認證”的方面進行修改,而不會影響到系統的其他方面等,可以提高工作效率。
二、常用的計算機軟件開發語言
(一)C語言
C語言是一種在匯編語言和高級語言之間的語言,它匯集了匯編語言和高級語言的有點。最初,C語言能夠應用的系統只有UNIX系統中,隨著人們對計算機技術以及軟件開發等方面的認識越來越多,C語言應用的系統也越來越多,在其他的操作系統中也可以發揮很好的效益。具體說來,C語言的主要特點有幾個方面,第一,C語言是一種結構化的語言,這種語言的一個重要特點就是層次非常清晰,如果是用模塊化的方式進行程序的組織,則C語言是一種十分便利的語言,而且有利于對程序進行調試和維護。第二,C語言中包含很豐富的數據類型和運算符,而且也能夠訪問到計算機系統內存中的物理地址,有利于進行位操作。第三,C語言的效率很高,移植性也比較強,即能夠移植到不同的計算機上,C語言版本可以有很多種,不是單一形式的,同時,在執行的過程中,C語言的效率也比較高。
(二)C++語言
C++語言的一個優點是利用封裝來減少程序變量對系統帶來的影響。C++語言可以看成是C語言的拓展和深化,但它仍然是一種全新的語言,因為它具有的多繼承機制能夠對很多對象的屬性進行一個準確有效的描述。相比于C語言,它更容易被掌握和學習,C++語言屬于一種面向對象的語言,因此,使用C++語言進行編程時可以更好地適應大規模的軟件需求。利用C++語言編寫運行程序的過程主要有四個步驟,即用C++語言進行程序的編寫、對編寫的源程序進行編譯、將一個程序的目標程序和系統的庫文件以及系統信息進行有效的連接,最后是運行程序。
(三)Java語言
這種語言與C++語言相比而言,在安全性和簡潔性方面有更多的優勢,這種語言的特點主要有幾個方面。首先,Java語言與C++語言相比,在程序編寫編譯過程中的很多錯誤都大大減少了,例如在指針以及內存管理中對程序出錯率的控制上,Java語言有更高的效率。其次,Java語言是一種完全面向對象的語言,同時,Java語言還可以在計算機軟件開發初期對很多出現的錯誤進行檢查識別,以降低內存的出錯率。第三,使用Java語言進行程序編寫的過程匯總,能夠將程序編譯成一種中間的文件格式,這種格式的適用性更強,也就是說,只要是包含Java運行系統的機器都能對這種中間文件格式進行讀取和執行等。最后,Java語言的安全性能高,例如它刪除了手動釋放內存,可以很好地防止非法的內存操作。此外,Java語言還具有很多其他的優勢,例如解釋性強、移植性好等,Java語言在Web瀏覽器以及網絡應用系統之中是比較常見的。
(四)C#語言
C#語言也是面向對象的語言,是由C語言和C++語言衍生出來的,具有安全、穩定、簡單等特點。C#是專門為.net的應用而開發出來的一種語言,因此它不再提供對指針類型的支持,因此程序對系統內存的訪問也受到一定的限制,同時,它也不支持多重繼承,因此,可以很好地避免由于多重繼承多帶來的問題,它比Java面向對象的程度更高一些,這種語言的安全性也很高。近年來,在計算機軟件開發語言上,也有人提出了將AOSD與MDA進行有效的融合的概念,以探究一種新的軟件開發語言。從方面PM轉換到方面PSM,是計算機軟件開發語言發展的方向。因為方面PSM本身具有的有效性和準確性能在計算機軟件開發中展示很好的效率,但同時它也存在一些問題,例如復雜程度比較高、直觀程度不夠,轉換的效率也比較低等。新型的面向方面的語言模型對ATL和OCL語言的優點和特征進行了有效的整合,使得程序開發人員在編寫程序方面、讀者對軟件理解方面更加方便。ATL是一套C++模板庫,使用ATL語言可以不斷提高軟件開發的效率,同時,還能對COM組件的開發提供最大化的支持。但是ATL也有一定的缺點,比如功能比較單一,不能對模型進行精確地轉換,也不能驗證數據類型。OCL是一種聲明型語言,定義簡潔、抽象層次也比較高,這兩種語言的結合能使得計算機軟件開發語言更加快捷方便。
作者:臧永福單位:青島廣播電視大學