JAVA小白系列之世界发展史和语言执行过程

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这节课我们来讨论以下几点：

1. 计算机的发展史
2. 语言的发展史
3. C语言的执行过程
4. JAVA语言的执行过程

前两节我们了解了编程世界和世界内各语言的百花争艳，那么你看这么多的语言，我们是不是感觉学不过来，其实吧，各个语言都是一个妈----计算机，对吧，所以我认为有必要给大家补充一些计算机的发展史，这样有利于对语言的理解和掌握，然后我以C语言和JAVA语言来讲讲他们怎么运行的，让大家能够对于语言计算机的执行过程有个大概的了解，然后在后面我们讲解Java的心脏--JVM的时候大家就没问题啦~，为什么不说C++、Python、Scala呢，是这样的，你看C++是不是就比C多了面向对象，而Python也是和Java也有个心脏----解释器，Scala呢也是JVM作为它的心脏，所以我就以C和JAVA来讲解，这样大家就可以类比学习其他的语言了，这样我觉得是一种最好的方式来学习，毕竟语言太多了，我们选择一样精通了，其他的语言你就没问题了，所以新手不要迷茫，选择一门语言坚持下去弄透了，学其他语言也是分分钟的事~那么我们开始吧。

• 计算机的发展史

要说到计算机就不得不说说两个大神：图灵、冯诺依曼，还有各种数学家，正是由于他们才有我们现在的计算机，有关这两位大神的故事，大家可以去百度，这里就大致聊聊即可。

图灵当时提出了计算机的大致模型，并说明这东西是可以实现的，然后冯诺依曼大神来将计算机实现出来了，并提出计算机采用：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备组成并且指令和数据【这里感兴趣的同学可以去百度什么是指令，这里你就当它就是代表了要操作什么就行啦】以二进制来表述【其实就是01010101来表示，因为这样表示简单嘛，就两个状态】，至今我们仍然在用这一套体系。当时计算机是为了用来做数学计算，用来解密，因为当时世界大战嘛，所以第一台计算机的出现就是用来破译地方的情报，当时计算机做得特别大，因为大家都知道计算机的发展也离不开硬件的发展，当时虽然采用了二进制来表示计算机，但是也需要硬件来表示这两个状态，当时人们采用电子管来保存状态，用磁带来存储数据，这就导致了第一代的计算机特别大，第二代采用了晶体管【也就是半导体】减少了很多体积并且增加了运算速度，第三代采用了集成电路【就是把晶体管集成在一起】体积更小，第四代则做得更加集成，称作为大规模集成电路，集成度更大这样体积更小功耗更小，计算速度更大，总结来看一张图：

 

性能越来越高，体积越来越小，功耗越来越小，集成度越来越大，到最后才有我们现在用的笔记本个人计算机。博主要在此再次感谢这些伟大的先辈~

• 语言的发展史

这里大家都知道，而且都是广泛说的计算机采用二进制来保存数据，上面说了二进制因为只有两个状态，可以对应于电子元件的充电放电、电流的高电平和低电平【这里不懂得可以百度下哦】，简而言之就是非常容易表示，所以就采用了二进制【补充下进制越大，就能用越少的数字来表示，比如18用二进制来表示就是10010，用八进制就是22，十进制就是18，十六进制就是12。虽然进制大了就能用很少位数来表示，但是不利于计算机的实现，你想想我拿什么来表示这么多状态对吧，所以还是乖乖使用二进制吧】，好了说完了进制，来看看语言发展史：

1. 机器语言

也许非科班的同学不知道这是什么，其实答案就在上面了，在计算机发展史中冯诺依曼大神表示采用二进制来表示指令和数据，而这就是机器语言，比如说你可以输出00000001表示这是个加法，然后输入00000010是减法等等，这些都是机器语言，所以通俗来说就是手动输入一堆01告诉计算机你要干嘛，这就是机器语言编程。

1. 汇编语言

这手动输入01代码也太复杂了吧，而且很难记怎么搞，所以人们就想，能不能弄出一个方便人们记忆的语言，结果汇编语言横空出世，类似于这样的：mov eax,1;sub ebx,1;等等，前面的英文表示操作的指令，而后面就是两个操作数：寄存器、立即数、内存地址的值【感兴趣的同学可以百度下汇编语言，这里普及一下，在计算机原理中称一组操作为：操作数、操作码，操作码就是告诉cpu你要干嘛：加减乘除位移等等，而操作数就是要操作的东西，比如上面的mov就是告诉cpu你要把1移动到eax寄存器中，对了这里再告诉一下大家：CPU由寄存器和运算器和控制器组成，寄存器就是临时存放数据的地方~】，然后由汇编器来将汇编语言转为机器语言让计算机运行，那么这里就是更进一步的符合人类的边写习惯了，也方便人们记忆这些个指令啦。

1. 高级语言

这里的高级语言就是指C、C++、JAVA等语言，那么有了汇编语言为何还要开发高级语言呢？这是由于汇编语言虽然方便记忆，但是难度太大，而且不可能每个程序员都能够有能力去直接操作硬件对吧，所以人们就想能不能降低一些开发难度，让普通程序员也能使用编程让计算机理解呢，就这样高级语言出来了，这些语言的例子我在前几节课讲过啦，这里就不再详述，这样的语言普通程序员也能够进行编程，高级语言通过编译器编程成汇编，然后转为机器代码，又或者直接转为机器代码直接执行加快速度。

那么总的来说，语言的发展史就是一个由繁到简的过程，是为了一步一步降低编程的门槛，更方便大家和计算机沟通。

• C语言的执行过程

了解完计算机发展史和语言的发展史，我这里要给大家展现一下C语言的执行过程。先请上我写的代码：

#include <stdio.h>

int main(){

printf("%s","Hello World");

return 0;

}

那么来看看这个执行过程是什么：

1. 预处理

主要把#include <stdio.h>包括的文件替换到当前的文件中。

 

1. 编译

将上一步处理好的文件进行编译成汇编代码。

1. 汇编

讲汇编代码转为汇编为机器语言，也就是二进制文件。

1. 链接

最后将stdio.h中需要的目标文件和汇编后的文件进行链接之后生成可执行文件。

以上过程就是C语言生成一个exe【在windows上】的过程，那么这些过程其实大家不用感到害怕，总结来说就是从高级语言到机器语言的过程。那么这里还有个点没有讲，我打算放在操作系统章节进行讲解，也就是生成好的可执行文件是怎么在屏幕上输出字符的过程。大家敬请期待~

• JAVA语言的执行过程

有了C语言的执行过程基础，我们来看看JAVA怎么做的：

Public class Demo{

Public static void main(String[] args){System.out.println(“Hello World”);}

}

1. 编译成字节码

将上面我写的源文件通过java提供的命令javac 编译【具体的我在讲解JAVA的时候再给大家详细说】为字节码【有些类似于汇编代码，他们之间的区别为：汇编代码给汇编器看的，字节码给JVM虚拟机看的】

 

上图就是一个java的字节码，getstatic类似于汇编的指令，而后面的#2则是操作数，后面的注释//代表了告诉你这个操作数是这个【我会专门开一个系列来专门讲解JVM，大家有个概念就行了，知道哦这就是字节码就行】

1. 解释字节码运行

将上一步编译好的字节码装载进入JVM中，由jvm的解释器或者JIT即时编译器，解释或者编译为机器语言来执行。

好的，这一节我们就到这里，大家应该对于计算机的发展史和语言的发展史没问题了，通过C语言的执行过程和Java的执行过程了解到了不管怎么解释，怎么编译也好最终还是回到了机器语言，所以我说不管哪门语言都是一个妈，所以大家学精通一门语言其他的语言也是大同小异，看到这一节我相信各位是选择了java所以我们下一节课正式开始我们JAVA王国之旅~