出品：科普中国

制作人：克列格 濮阳阳

出品单位：中国科学院计算机网络信息中心

王国维在《人间词话》中写道：古今立大事、学大事者，必过三境界：“昨夜西风枯绿树，登高楼独自一人，看着世界的尽头。”这第一境界也是。 “腰带越来越宽，但我一点也不后悔，因为易而让人憔悴。”这是第二种状态。 “人群千百遍地寻找他，但突然我回头一看，他就在那里，在一个灯光昏暗的地方。”这是第三境界。概括了一种坚忍不拔、坚忍不拔的性格和态度。

“知我不懂”是第一境界； “不知道我明白”是第二个境界； “知道我明白”是第三个境界。

无论你是新手、菜鸟、菜鸟，在学习编程的过程中你都会深刻体会到这三句话是那么的准确。学习编程意味着我们即将进入一个与我们日常生活经历截然不同的新领域。最初的曲折，以及逐渐窥见门径，取得小成就，最后傲世独立的喜悦，就是上面所说的学习。三个境界的真实写照。本文将介绍计算机编程的前世今生。如果你想了解程序员这个高收入群体的真实生态，这篇文章就是IT界的《物种起源》，告诉你他们的进化历程、喜怒哀乐。

计算机的诞生

首先，我们热烈欢迎世界上最早的计算机的亮相。是的，它的名字叫安提凯西拉机械装置。它被认为是原始计算机，陈列在雅典国家考古博物馆。

这台机器是在希腊安提基西拉岛附近的安提基西拉沉船中发现的，因此被称为安提基西拉机器。它诞生于公元前100年左右，是一种具有2000多年历史的模拟计算机。直到14世纪欧洲制造天文钟之后，类似的复杂工艺才重新出现。它是古代人类智慧的最高杰作之一。

那么，真正的现代计算机是什么时候诞生的呢？答案是1945年，诺伊曼发明了数字计算机。这里应该有掌声。

努先生规定用二进制代替十进制运算，并将计算机分为五个主要部分。他的思想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础，并成为计算机设计的基本原理。

1951年，计算机诞生。由于诺沃先生在计算机逻辑结构设计方面的巨大贡献，被誉为“计算机之父”。

从上图可以看出，直到1993年，我们现在普通用户所熟悉的操作系统才诞生。

计算机程序运行的基本原理是什么？

感谢诺先生，没有他的发明，小编不可能有今天在电脑前科普。接下来小编就先为大家分析一下打开电脑主机那一瞬间桌面上弹出的画面。

计算机中有很多程序。其中，在计算机能够执行任何操作之前必须存在并运行的最重要的程序是操作系统程序。是的，没错。这是你每次打开手机时看到的熟悉的屏幕，伴随着叮当作响的音乐。微软，世界首富比尔·盖茨，通过发明这个系统发了大财。这是计算机的主要“系统程序”。该操作系统程序不仅控制硬件组件，还控制其他软件（许多应用程序）并允许计算机用户与计算机本身交互（例如通过键盘、触摸屏、语音激活等）。他确实是全能的神。

什么是计算机语言？

就像人类语言的复杂性和多样性一样，现在世界上有200多种计算机语言。当然，也有很多很少使用的语言。事实上，经常使用的语言只有20到30种。尽管如此，一个人很难掌握太多的计算机语言。

这么多的编程语言中，哪一种最好学呢？以下是最常用的语言。程序员不仅仅能够直立行走。只有掌握这些工具中的大部分，并精通其中的一两个，才能成为一名合格的现代程序员。

人类语言是指人类使用特定的格式和词汇来发出指令、表达愿望、与他人交流。不同类型的语言有不同的词汇和格式，但都能达到相同的交流目的。

同样，我们也可以用“语言”来控制计算机，让计算机为我们做事。这种语言称为程序设计语言（）。首先简单介绍一下常见的编程语言。编程语言也有固定的格式和词汇，我们必须学会使用它们，才能在此基础上编写控制计算机的程序。常用的编程语言有C、C++、Java、C#、PHP、Go、-C等，每种语言都有自己的优点。

计算机如何理解编程语言？事实上，如果没有编译器（一种专门的程序），计算机就无法理解编程语言。编译器用于将以编程语言编写的指令转换为机器语言。例如，人类有自己的人类语言，计算机也有自己的语言系统。它们使用仅包含 1 和 0 的二进制代码，其中 1 表示“开”，0 表示“关”。编程语言更容易让人学习和掌握，而编译器编译出来的计算机语言更容易被计算机接受。

程序员使用用编程语言编写的程序代码，这些代码可以被编译器理解。编译器将源代码转换为二进制代码（目标代码），然后汇编器帮助将此目标代码转换为低级指令，指示机器执行，最后重新获得结果。 。

为什么存在编译器？

简而言之，虽然编程语言编写了代码来告诉计算机要做什么，但计算机只能理解两种不同类型的数据：开和关。实际上，计算机实际上只是开关（晶体管）的集合。计算机所做的一切背后的真相无非是无数晶体管的打开和关闭。

二进制代码是 1 和 0 表示的组合，其中每个数字代表一个晶体管。二进制代码分为字节组，一个8位数组代表8个晶体管。例如，。现代计算机包含数百万甚至数十亿个晶体管，这意味着数量难以想象的组合。

那么这里就出现了一个问题。为了能够编写一个计算机程序来输入数十亿个 1 和 0，需要超人的脑力和精力。编写一个小程序可能需要一两年的时间。编程语言和编译器中，前者对人友好，后者对机器友好。只有两者协同工作，才能将人类的想法快速准确地传达给计算机。

为什么存在如此多种计算机语言？

数百种不同的编程语言使我们能够创建计算机软件、应用程序和网站。无需编写二进制代码，它们使编写、阅读和理解代码相对容易。同时，每种语言都有自己专门的编译程序，负责翻译我们编写的二进制代码，以便机器理解我们的意图。

那么为什么我们有这么多语言呢？

这是因为不同的语言是为不同的目的而设计的，有些可以用于Web开发，有些可以用于编写桌面软件，有些可以用于解决科学和数值问题等。此外，编程语言也可以是低级或低级的高水平。低级语言更接近计算机理解的二进制代码，而高级语言则更容易编程，因为它们接近人类语言和思维模式，并且设计得简单易写。几乎所有主流编程语言都是高级语言。

编程语言生成的程序代码是什么样的？

程序是用特定编码语言编写的文本文件。程序文件中的代码称为源代码。每种编码语言都有自己的文件扩展名，用于标识用该语言编写的代码文件。例如，它是“.py”。要编写程序，您可以在纯文本编辑器（例如记事本）中编写代码并将文件保存到计算机中。

如何运行程序并实际让它执行命令？编码语言各不相同。有些语言可以保存到计算机中产生可以直接运行的单独的二进制文件，而其他语言的程序则由某些软件间接运行。例如，程序文件将通过浏览器等运行。PHP程序文件将由LAMP等Web服务器运行。

以 .py 文件为例，该语言附带一个命令行，该命令行将显示程序的输出文本“,!”如果您要在命令行中输入代码并按下按键，程序将运行并执行命令。是不是感觉成就感油然而生？

运行程序时会发生什么？

计算机实际上并不理解“，！”这个短语。并且不知道如何将其显示在屏幕上。它只理解开关。所以要真正运行一个命令，比如打印“，！”，它必须将程序中的所有代码翻译成一系列可以理解的代码。

首先，将源代码翻译成汇编语言。汇编代码被翻译成机器语言。机器语言直接作为二进制代码执行。让我们了解更多细节。编码语言必须首先将其源代码转换为汇编语言，这是一种使用单词和数字来表示二进制模式的超低级语言。根据编程语言，这可以通过解释器（程序被逐行翻译）或编译器（程序被整体翻译）来完成。

然后编码语言将汇编代码发送到计算机的汇编器，汇编器将其转换为计算机可以直接理解并作为二进制代码直接执行的机器语言。

综上所述

像二进制代码（计算机的本机语言）这样简单和原始的东西可以创建像计算机软件这样复杂的东西，这难道不令人惊奇吗？屏幕、操作系统、照片、视频、互联网、微信、网上银行账户和这个网站，所有这些都可以从1和0构建。编码语言存在的全部原因就是为了简化这一切，这是人类智能成就的象征。

最后，也是最重要的，制定一个从学习编码开始的分步行动计划，您将进入一个全新的世界。来吧，男孩。

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