计算机语言简史

转载自：http://www.zhihu.com/question/20104312   szzz的回答。

 

计算机语言简史

这里所说的计算机语言特指可以在机器上运行的高级语言，也就是将汇编语言、伪代码、计算语言等排除在外。

A.1.第一个计算机语言：Fortran

Fortran I诞生于1957年，由IBM设计，是世界上第一个真正的计算机语言。

Fortran I运行于IBM 704计算机上。

Fortran I支持：变量（变量名最多6个字符）、If和do语句、格式化IO。

不支持：数据类型声明、单独编译子程序

Fortran II 发布于1958年，主要对Fortran I的编译器做了优化，并支持了单独编译的子程序。

Fortran IV发布于1962年，并在1966年被标准化为Fortran 66，这也是第一个Fortran的标准化版本。

1978年的Fortran 77是非重要的标准化版本，这时的Fortran语言已经大量的引进了其他计算机语言的特点，例如字符串处理、逻辑判断、带else子句的if语句等。

Fortran的最新标准化版本是Fortran 2008。

Fortran的设计思想基于冯诺依曼体系结构是命令式语言的鼻祖。

 

A.2.源于数学的计算机语言：Lisp

人工智能语言IPL（Information Processing Language）诞生于1956年。IPL相当于一种假想的计算机的机器语言，这种计算机是以列表处理为基础，这有别于冯诺依曼体系结构。IPL的关键是证明了：基于列表处理的计算机的可行性。

1958年夏，约翰.麦卡锡在IBM研究代数表达式的微分运算时，产生了一系列对语言需求，包括：用数学函数控制流程的方法（即，递归和条件表达式）；列表的自动分配；废弃列表的隐士回收。这些语言需求，显然IPL不能满足，所以需要设计新的语言。

1958年秋，麦卡锡在MIT成立了人工智能小组，开始着手设计这种新的列表处理语言。这最终导致1960年，Lisp的诞生。

1960年的Lisp并没有来得及设计自己的语法，就被麦卡锡的学生实现了，因为没有语法，麦卡锡的学生就以列表格式的语法分析树（即，S（Symbolic）表达式）作为临时语法。 但没有想到的是随着Lisp语言广泛流传，这种语法被程序员迅速介绍，并发现了其独特的魅力。

麦卡锡希望Lisp的语法是数学表达式的元语言，命名为M（Mate）表达式，类似于后面的ML语言的语法。但是这种想法遭到了当时Lisp程序员的反对，最后麦卡锡开了MIT，从此Lisp的语法凝固在S表达式上。

Lisp建立在列表和lambda演算和基础上，是函数式编程的鼻祖。

 

A.3.通用科学计算语言：Algol

Algol 58年诞生于1958年，由苏黎世会议制定。是第一个设具体机器无关的计算机语言。

随着Fortran的诞生，其他一些语言也在开发中，这些语言的语法格式各不相同，而且和Fortran一样，都与运行它们的具体计算机关联（比如标示符长度、代码行数的限制等）。用这些语言写的代码很难交流。于是Algol 58在Fortran I的基础做了扩展，并兼容了当时其他语言的一些特性，成为了程序设计思想的集成。

Algol 60，发表于1960年，在Algol 58的基础上做了重大改进：移入块结构、 支持两种子程序参数传递（按值传递和按名传递）、允许递归、支持本地数组（在栈上分配数组）。Algol 60是命令式语言的一个里程碑。

Algol 在设计之初，就定下：语法应当尽可能接近数学记法，的目标。这就使得Algol 60语法格式几乎影响到后来所有的计算机语言，并且Algol 60是很多文献表达算法的唯一正式方式。

Algol 60是后来所有计算机语言语法的鼻祖，但Cobol除外。

 

A.4.通用商务语言：COBOL

COBOL 语言于1960年发布。注意真对商务应用。语言的设计理念是：“数学程序应该用数学记法来写，数据处理程序应该用英语语句来写”。 商务应用显然属于后者，所以COBOL 语言看起了就像是全大写的英语。

COBOL创造了一些新概念：宏（DEFINE）和数据结构（记录）。

COBOL在商务领域被广泛的使用。

COBOL对后来的语言几乎没有影响，但PL/I除外。

 

A.5.跨领域语言：PL/I

之前的所有语言都是领域特定语言，例如： 人工智能领域的Lisp、科学计算领域的Algol 60，商务应用领域的COMBOL等。

PL/I诞生于1964年，是跨科学计算和商务应用领域的计算机语言。

PL/I是Algol 60、Fortran IV、COBOL的结合体。

 

A.6.面向对象的起源：SIMULA 67

1964年，在挪威计算机中心诞生了SIMULA I，然后不断的做改进最终于1967年，产生了SIMULA 67。

SIMULA 67是对Algol 60的扩展，是第一个定义类结构的语言，这也被认为是面向对象的起源。

将命令式编程中的数据和数据的有关函数集成在一起，就形成了面向对象编程中的对象，而对象的类型就是类。将命令式编程中主程序调用子程序的从属关系，变为面向对象编程中对象之间互相发送消息的平等关系。

 

A.7.正交设计：Algol 68

Algol 68，发表于1968年，第一个引入正交化设计的概念，以及用户自定义数据类型。

 

A.8.初学者的语言：BASIC

BASIC语言诞生于1971年，设计的主要目的是：使得计算机语言可以被非理工科生使用（当时理工科学生使用的Fortran和Algol 60很难被文科生掌握）。

这样的设计目的使得BASIC非常适合于初学者。

BASIC来自于Fortran IV，语法受到Algol 60影响。是BASIC是第一个被广泛使用的分时处理语言。

 

A.9.学院派语言：Pascal

Pascal语言诞生于1971年，来自于Algol 68。

Pascal重大影响来自于程序设计教学。它的出现取代了Fortran作为程序设计入门语言的地位。

Pascal在工业界也有广泛的使用。

 

A.10.系统语言：C

贝尔实验室的UNIX操作系统，最初版本使用汇编语言写成，并1970年，在UNIX上实现的第一个高级语言叫做B语言，B的目的是：用于开发UNIX系统程序，以及新版本的UNIX操作系统。B以BCPL语言为基础。

BCPL，诞生于1967剑桥大写，它的祖先是1962年诞生诞生于同一所大学的CPL语言。

B和汇编一样数据类型就是机器字，这极大的限制了B程序在不同位数的机器之间的迁移。B的这种不可一致性导致了C的产生。

C语言就是B的改进版本，同样以BCPL基础，诞生引入了Algol 68的特点，使得C语言称为了一个可移植系统程序语言。

C语言语法中对操作符的大量灵活的使用，极大的印象了后来的一批程序语言。

 

A.11.逻辑语言：Prolog

Prolog诞生于1972年，是逻辑式编程的鼻祖。所谓逻辑式编程，就是以形式逻辑的方式将计算过程传递给计算机。

 

A.12.极简主义：Scheme

Scheme作为一种Lisp方言，同样诞生在MIT，时间是1975年。Scheme第一个引入词法作用域，延续体，闭包等概念。并将数据和函数等同对待。

Scheme的简约优美使它博得了计算机语言皇后的桂冠，并与另一个以优雅著称的Pascal一起成为教学语言。

Scheme是函数式语言主要用于数学算法教学，Pascal是命令式语言主要用于程序设计教学。

 

A.13.Algol式语法的函数式语言：ML

ML诞生于1979年，ML开创了以Algol作语法的函数式语言的先河。

 

A.14.强类型惰性纯函数式语言：Haskell

Haskell是1990年标准化Miranda语言的结果。

Miranda诞生于1986年，部分基于ML语言。

Haskell最大的特点是惰性求值。

 

A.15.支持面向对象的函数式语言：OCaml

Caml诞生于1996年，基于ML和Haskell。

OCaml是Caml的面向对象版本，发布于2006年。

F#是基于OCaml的.NET平台版本，发布于2010年。

 

A.16.嵌入式语言：Ada

Ada语言诞生于1980年，是嵌入式系统应用语言。

Ada 83是1983年的标准化版本。

1995年的，Ada 95标准语言在ARM中定义。

Ada的最新版本是Ada 2005。

Ada广泛的用于商务、国防航空和交通运输等领域。

 

A.17.纯面向对象语言：Smalltalk

Smalltalk语言诞生于1980年，是第一个完全支持面向对象编程的语言。

Smalltalk源于SIMUAL 67，完善并定义了消息发送，和对象的继承关系。

在Smalltalk中，所有数据都是对象：消息的发送者，消息的接受者，消息，消息的结果…。对象的类型是类。类中可以定义方法，属性等。

 

A.18.命令式面向对象语言：C++

C++诞生于1983年，是在C的基础上，以SIMUAL 67的方式对命令式编程的面向对象扩展。C++的成功在于完全兼容C的情况下支持了面向对象，从而使面向对象编程成为了命令式编程的一个子类，传统的命令式编程被叫做面向过程编程。

因为对C的完全兼容，ASNI在1989年的标准化版本C 89，合并的两种语言，叫做C/C++。

C/C++的最重要版本是1999年的C 99。几乎吸收了当时被认为比较有效的计算机语言特性：面向过程编程、面向对象编程、泛型编程、自定义操作符重载等。

C/C++的最新是2011年发布的C 11。引入的lambda表达式，垃圾回收等机制。

由于C/C++吸收了太多的语言特性，使得C/C++成为世界上最难精通的语言，没有之一。

C/C++是目前使用人数最多的语言，和它一直竞争的是Java。

 

A.19.原型面向对象语言：Self

Self诞生于1986年。Self源自于Smalltalk。

Self对面向对象做了深入与研究，提出了“万物皆对象”的思想。它删除了面向对象概念中的类的概念认为类也是一种对象；消息仍然作为最基本操作；把对象的属性理解为获取或更改属性这两种方法，从而把属性的概念简化为方法；取消了变量和赋值，替代它们的是通过消息来读槽和写槽。

在Self中对象创建对象的方式是自我拷贝，所以叫做原型。

Self是原型面向对象语言的鼻祖，就像SIMUAL 67是类面向对象语的鼻祖。

 

A.20.另一个对C进行面向对象扩展的语言：Objective-C

Objective-C诞生于1983年，后来被苹果公司选中，和C++相似，也是对C的面向对象扩展。所不同的是C++以SIMUAL 67的面向对象为基础，Objective-C以Smalltalk的面向对象基础。

Object-C一直伴随着苹果公司的操作系统一起发展，这两年随着iOS的开发被广泛使用。

 

A.21.对Pascal进行面向对象扩展的语言：Delphi

Delphi诞生于1995年，是对Pascal的面向对象扩展，借鉴了C/C++的经验，但没有像C/C++后来那样的疯狂变化。

 

A.22.脚本语言：Perl

Perl发布于1987年。Perl起源于操作系统的控制台（shell）的命令。用户将完成某个工作的所有命令保存在一个sh文件里，这样只要执行这个文件就可完成对应功能，省去每次都要输入所有命令的麻烦。sh文件就叫做脚本。

脚本只是一些命令行，可是发展到Perl时已经是一个相当成熟的语言了。

 

A.23.关联列表函数式面向对象脚本语言：Lua

Lua诞生于1993年，设计目的是嵌入引用程序，成为其脚本。Lua以其小巧性著称。

Lua基于Self和Scheme，它是第一个以关联列表最为主要数据的函数式语言。

 

A.24.虚拟机面向对象语言：Java

诞生于1995年的Java 1.0，来自于Sun公司，是第一个在虚拟机上运行的语言。

再这之前计算机语言要么：由解释器解释执行源代码（大多数命令式语言），叫做动态语言；要么：将源代码编译连接成实际的计算机指令后再由计算机执行（大多数命令式语言），叫做静态语言。

Java运行于JM（Java虚拟机）上，JM和解释器的区别是：JM会将Java源代码编译成字节码，然后然后再由JM解释执行。由于编译和执行过程是交错的，所以从外部来看就像是JM直接执行Java源代码一样。当然也可以，事先将Java源文件编译好，这样JM就可以直接执行了。

Java 1.0是C++的简化版本，保留了具有数据类型和类等一小半功能，删除了结构体，泛型编程等一多半的功能。

Java 5.5 支持了泛型编程编程。

最新版本是2014发布的Java 8.0，支持了lambda表达式。

Java是面向对象编程使用人数最多的语言。（C/C++的大部分人之使用C部分，即面向过程变成）。

Java的强有力竞争对手是C#。

 

A.25.面向对象解释式脚本语言：Python

Python诞生于1989年，作者为了打发圣诞节的无趣，决心开发一个新的脚本解释程序，做为 ABC语言的一种继承。ABC是作者开发的教学语言。

Python和Perl用于相同领域，是面向过程+面向对象语言。

 

A.26.纯面向对象解释式脚本语言：Ruby

Ruby诞生于1996年，作者基于对Perl和Python的不满而设计，的纯面向对象脚本语言。

Ruby基本等于Smalltalk + Lisp。

 

A.27.Web服务器脚本语言：PHP

PHP诞生于1994年，是Web服务器脚本语言。

PHP和JavaScript的语发相似，都是嵌入在HTML中，只不过一个在服务器端，一个在浏览器端。

 

A.28.浏览器脚本语言：JavaScript

1995 年，网景公司发行的 Netscape Navigator 2.0，它的脚步语言就是JavaScript。

JavaScript和Java没有任何关系，它的前身是ScriptEase。

ScriptEase的诞生于1992年原名C-minus-minus，是一个足够强大可以替代宏操作（macro）的脚本语言，同时保持与 C足够的相似性，以便开发人员能很快学会。

ScriptEase基于C和Self语言，支持面向过程和原型面向对象编程。

JavaScript后来由引入了Lua语言，支持以关联列表作为数据格式的函数式编程，这种关联列表这就是著名的JSON。

最后JavaScript是一个：表面叫Java脚本，但是和Java没有任何关系；表面上是一个像C语言一样的面向过程语言，但实际上是一个原型面向对象语言；表面上你创建了一个对象，但其实只是一个关联列表；表面上你在定义变量和赋值，其实只是<键，值>对；表面上你声明函数，其实只是<键，lambda表达式>对。表面上是一个命令式编程语言，但本质上是一个以关联列表为数据格式的函数式编程语言。

 

A.29 .NET平台主语言：C#

C#于2000年和.NET开发平台一起由微软发布。

C#是.NET开发平台的主语言。.NET开发平台包括，运行IL语言的虚拟机CLR，基于IL语言的公共类库，用于编译产生IL语言程序的高级语言，以及支持这些高级语言开发的编译的基础开发环境。

由于CLR和IL公共类库作为Window操作系统的一部分捆绑发布，所以IL语言程序可以再Window操作系统上直接执行，就行机器指令一样。

CLR运行IL和JM运行Java一样，只不过CLR将IL编译成机器指令，然后在由计算机直接执行，而JM是将Java编译成字节码，然后由解释器解释执行。

.NET开发平台支持多种语言，其中C#是主语言。

C# 1.0 基于Java和C++，以Java为基础将更多的C++加入进来，并且吸收了一些Delphi和Visual Basic的特性。

C# 2.0 引入泛型编程。

C# 4.0支持了lambda表达式，Linq等。

最新版本是2014发布的C#5.0。

.NET 4.0引入了动态类型，使得.NET平台可以嵌入动态语言，比如：Lisp、Python、 Ruby等。

 

A.30.不再基础的BASIC：Visual Basic .NET

Quick BASIC由美国微软公司开发，1987年推出，它是BASIC的继承者。

Quick BASIC是DOS下的开发语言，后来随着Window系统的推出加入了图像化设计所以新的版本改名为：Visual Basic。Visual Basic是第一个支持可视化界面设计的语言。

1998年发布的Visual Basic 6.0 是一个应用非常广泛的版本。

2001年，Visual Basic迁移到了.NET平台上，改名Visual Basic .NET。Visual Basic .NET对BASIC语言特性进行了重大改进。从此Visual Basic .NET伴随.NET开发平台一起发展
。

 

补充，R语言现在是最流行的统计计算语言，是S4语言的免费版本，S语言由贝尔实验室创造。R语言、3M数学计算语言（Matlab、Mathematica、Maple）、汇编语言都未列入名录。