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title: 01-编程语言和JavaScript简介
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## 计算机语言
### 概念
**计算机语言**：人与计算机之间通信的语言。它是人与计算机之间传递信息的媒介，它通过特定的语法规则和语义约定，将人类可理解的指令转化为计算机可以执行的机器指令。
**计算机程序**：就是计算机所执行的一系列的**指令集合**，程序全部都是用我们所掌握的语言来编写的，如果我们要控制计算机，就需要通过计算机语言向计算机发出指令。
### 计算机语言的分类
计算机语言的种类非常多，总的来说可以分成三大类：**机器语言、汇编语言和高级语言**。他们之间的转换过程如下：
计算机最终所执行的都是机器语言，它是由“0”和“1”组成的二进制数，二进制是计算机语言的基础。
**计算机语言**的范围比**编程语言**的范围更广，后者是前者的子集。比如：
- HTML 是**标记语言**，CSS 是**样式语言**，这两个是属于**计算机语言**；但不属于**编程语言**，因为它们编写出来的不是**程序**，只是简单的标记和样式。
- JavaScript 是属于**编程语言**，当然也属于**计算机语言**。
计算机语言的分类如下：
从机器语言到汇编语言，再到高级语言，这些语言的发展越来越高级，编写方式越来越接近人的思维。我们来具体看看这三种计算机语言的发展历史。
### 机器语言
计算机的存储单元只有0和1两种状态。
将数字0和1按照一定的规律组成的编码称为**机器码**，也称为**二进制编码**或者**机器指令**或者**计算机指令**。用这些机器指令所编写的程序称为**机器语言**。
机器语言的优点是可以直接被计算机识别、直接操作硬件、不需要经过编译解析、程序的执行效率很高；缺点是可读性差、可维护性差、出错概率高。
现如今，几乎没有人用这种方式编程。
### 汇编语言
对于人类来说，二进制程序是不可读的，根本看不出来机器干了什么。为了解决可读性和维护性的问题，就诞生了汇编语言。
**汇编语言**：是二进制指令的文本形式，与指令是一一对应的关系，比如，加法指令00000011写成汇编语言就是 ADD；汇编语言使用助记符（Mnemonics）来代替和表示特定低级机器语言的操作。
汇编语言经过**汇编器**，可翻译成机器语言，进而被 CPU 直接执行，所以汇编语言是最底层的低级语言。
不同的硬件系统有不同的汇编语言语法。换而言之，每一种特定的汇编语言和其特定的机器语言指令集是一一对应的。汇编语言的常见的应用场景有：**操作系统内核、驱动程序、单片机程序**等。
举例：用汇编语言写一个简单的加法程序“3+5=8”，加数和结果分别存在内存单元NUM1、NUM2、NUM3中。
[代码实现](https://blog.csdn.net/qq_40871466/article/details/84720703)：
```asm
data segment
num1 db 3
num2 db 5
num3 db ?
data ends
code segment
assume cs:code,ds:data
start:mov ax,data
mov ds,ax
mov al,num1
add al,num2
mov num3,al
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end start
```
### 高级语言
高级语言更接近人的思维方式。
优点是可读性好、易于理解；上手门槛低，无需熟悉硬件知识即可进行编程入门的学习；很多高级语言可跨平台兼容，具备可移植性，在不同的机器上运行。
缺点是无法直接被计算机硬件识别，需要通过**编译器**翻译为机器语言后，才能在计算机上运行。
编译器的作用，就是将高级语言写好的程序，翻译成一条条机器指令。
## 编程语言
### 概念
**编程**：让计算机为解决特定的问题而使用某种程序设计语言编写程序代码，并最终得到结果的过程。
**编程语言**：是一种用于编写计算机**程序**的形式化语言。它定义了一套语法和规则，用来描述计算机程序的结构和逻辑，并精确定义了在不同情况下需要执行的行为。编程语言通过编写程序代码，将人类的思想和需求转化为计算机可以理解和执行的指令。不同的编程语言有不同的特点和用途，这些特点至少有：
- 数据结构和算法、数据处理
- 流程控制（if语句、循环语句等）
- 引用机制和重用机制
- 设计思想
不同的编程语言有不同的语法，需要遵守。常见的编程语言有 C 语言、C++、Java、JavaScript、Python 等。
如今通用的编程语言大致可以分成两类：**高级语言和汇编语言**。
- **高级语言**：主要是相对于低级语言而言，它并不是特指某一种具体的语言，而是包括了很多编程语言，比如：C 语言、C++、Java、C#、PHP、JavaScript、Python、Objective-C、Swift、Go 语言等。
- **汇编语言**：与机器语言实质是相同的，都是直接对硬件操作，只不过指令采用了英文缩写的标识符，容易识别和记忆。
### 编程语言的发展
从汇编语言发展到现在，编程语言层出不穷，具体数目已无法考证，比较流行的有超过200种以上。
比如在1958年发明的 Lisp 语言，历史悠久（是世界上第二个发明出来的语言，只比 FORTRAN 语言晚一年），现在仍然非常流行，是人工智能领域最受欢迎的编程语言。《黑客与画家》这本书的作者也十分推崇 Lisp 语言。
## 编译型语言 VS 解释型语言
### 翻译器
计算机不能直接理解任何除机器语言以外的语言，所以必须要把程序员所编写的高级语言翻译成机器语言，计算机才能执行程序。为此，我们需要一个翻译器。**程序语言翻译成机器语言的工具，被称为翻译器**。
由此可见，所谓的“翻译”，指的是将人类所编写的源代码转换（翻译）为机器能够执行的指令，这也被称为二进制化。
翻译器翻译的方式有两种：一种是**编译**，另一种是**解释**。两种方式之间的区别在于**翻译的时机**不同。
- **编译器**：在代码执行之前，事前把所有的代码一次性翻译好，生成中间代码文件，然后整体执行。
- **解释器**：边翻译，边执行（在代码执行时进行及时翻译，并立即执行）。当编译器以解释的方式运行时，也称之为解释器。
对应的语言，称之为“编译型语言”、“解释型语言”。
### 1、编译型语言
- 定义：需要事先通过编译器**把所有的代码一次性翻译（编译/转换）好**，然后整体执行。比如 exe 文件。
- 优点：执行效率高，运行更快。
- 不足：移植性不好，不跨平台；编译之后如果需要修改就需要整个模块重新编译。
- 编译型语言举例：C、C++
比如，C 语言的代码文件是`.c`后缀，翻译之后文件是`.obj`后缀，系统执行的是 obj 文件；再比如， java 语言的代码文件是`.java`后缀，翻译之后的文件是`.class`后缀。（但是，Java 语言不是严格的 编译型语言，这个稍后讲）
以 C 语言的`hello.c`来举例：
```c
#include
int main(int argc, char const *argv[])
{
printf("Hello world!");
return 0;
}
```
对于以上 C 语言代码，main 是程序入口，实现的功能是打印字符串`hello world`到屏幕上，编译和执行过程如下：
1. C 语言代码经过预处理（比如依赖处理、宏替换）。以上方代码示例，`#include`会在预处理阶段被替换。
2. 编译：编译器会把 C 语言翻译成汇编程序。一条 C 语言通常被编译为多条汇编代码，同时编译器会对程序进行优化，生成目标汇编程序。旁征博
3. 汇编语言通过汇编器再汇编成目标程序`hello.o`。
4. 链接：程序中往往包含一些共享目标文件，如示例代码中的`printf()`函数位于静态库，需要经过链接器进行链接。
（上方图片来源：[JavaScript 基础-基本概念](https://www.jianshu.com/p/230093183f47) ）
（上方图片来源：[编译型语言](https://p.0x06.cn/zh/program/) ）
### 2、解释型语言
- 定义：在运行过程中（runtime）通过解释器**边翻译边执行**，也就是逐行翻译。不需要事先一次性翻译，而是在运行时，边翻译变执行（翻译一行，执行一行）。
- 优点：移植性好，跨平台。
- 缺点：运行速度不如编译型语言。
- 解释型语言举例：JavaScript、PHP、Python。
为什么 JS 是解释型语言呢？这和浏览器的工作原理有关。浏览器中有一个专门的“JS 解析器”可以让 JS 边解析边执行。
由于少了事先编译这一步骤，所以解释型语言开发起来尤为方便，但是解释型语言运行较慢也是它的劣势。不过解释型语言中使用了 JIT 技术，使得运行速度得以改善。
### Java 语言
Java 语言是属于半编译半解释型语言。翻译过程：
（1）编译：`.java`代码文件先通过 javac 命令编译成`.class`文件。
（2）执行：`.class`文件再通过 jvm 虚拟机，解释执行。有了 jvm 的存在， java 就可以跨平台了。
## JavaScript 的历史和发展
### JavaScript 的历史
1、JavaScript 诞生于**1995 年**，是由**网景**公司（Netscape）的员工 Brendan Eich（兰登 • 艾奇，1961 年～）发明，最初命名为 LiveScript。1995 年 12 月与 SUN 公司合作，因市场宣传需要，为了蹭 Java 的热度，改名为 JavaScript。
发明这个语言的[背景](https://www.ruanyifeng.com/blog/2011/06/birth_of_javascript.html)是这样的：1994 年网景公司发布历史上第一个比较成熟的浏览器（Navigator 0.9）, 但是只能浏览不能**交互**。1995 年为了解决表单有效性验证就要与服务器进行多次地往返交互问题，网景公司录用 Brendan Eich（兰登 • 艾奇），他只用了 10 天就设计并研发出 一种网页脚本语言——LiveScript 语言的第一版。
由于 Sun 公司当时的 Java 语言特别火，所以为了傍大牌，就借势改名为 JavaScript。Java 和 JavaScript 的关系，就好比：雷锋和雷峰塔的关系、老婆和老婆饼的关系、北大和北大青鸟的关系。“北大青鸟”就是傍“北大”的大牌。
JavaScript 是 Sun 公司注册并授权给 Netscape 使用的商标。后来 Sun 公司被 Oracle 收购，JavaScript 版权归 Oracle 所有。
1996 年，微软为了抢占市场，推出了`JScript`在 IE3.0 中使用。
### ECMAScript 标准
ECMAScript 是一种由 ECMA 组织制定和发布的脚本语言规范。
1996 年 11 月网景公司向 ECMA（European Computer Manufacturers Association，欧洲电脑制造商协会，属于国际标准化组织）提交了 JS的语言标准，将其成为国际标准，以此对抗微软。
- ECMA 的技术委员负责制定和审核这个标准，成员由业内的大公司派出的工程师组成。该委员会定期开会，所有的邮件讨论和会议记录，都是公开的。
- 1997年7月，ECMA 组织发布262号标准文件（ECMA-262）的第一版，规定了浏览器脚本语言的标准，并将这种语言规范称为 ECMAScript，这个版本就是 ECMAScript 1.0 版。简而言之，ECMA-262是一份标准文件，定义了 ECMAScript 这个语言规范。
- JavaScript 成为了 ECMAScript最著名的实现之一。ECMAScript 和 JavaScript 的关系是，前者是后者的语法规范，后者是前者的一种实现。
- 除此之外，ActionScript 和 JScript 也是遵守 ECMAScript 规范的语言。
- ECMAScript 只用来标准化 JavaScript 这种语言的基本语法。与部署环境相关的标准则由其他标准规定，比如 DOM 的标准就是由 W3C组织（World Wide Web Consortium）制定的。
同时期还有其他的网页语言，比如 VBScript、JScript 等等，但是后来都被 JavaScript 打败了，所以现在的浏览器中，只运行一种脚本语言就是 JavaScript。JavaScript 是世界上用的最多的**脚本语言**。
JavaScript 是由公司开发而成的，问题是不便于其他的公司拓展和使用。所以 ECMA 组织，牵头制定了 JavaScript 的标准，取名为 ECMAScript。
简单来说，**ECMAScript 不是一门语言，而是一个标准**。ECMAScript 规定了 JS 的编程语法和基础核心知识，是所有浏览器厂商共同遵守的一套 JS 语法工业标准。
ECMAScript 在 2015 年 6 月，发布了 ECMAScript 6 版本（ES6），语言的能力更强，包含了很多新特性。
### JavaScript语言是个大杂烩
Brendan Eich 这位天才只用了10天就设计出了 JS，但这门语言当时更像是一个[大杂烩](https://wangdoc.com/javascript/basic/history)：
- 基本语法：借鉴 C 语言和 Java 语言。
- 数据类型和数据结构：借鉴 Java 语言，包括将值分成原始值和对象两大类。
- 函数：借鉴 Scheme 语言和 Awk 语言，将函数当作第一等公民，并引入闭包。
- 基于原型的继承机制：借鉴 Self 语言（Smalltalk 的一种变种）。
- 正则表达式：借鉴 Perl 语言。
- 字符串和数组处理：借鉴 Python 语言。
由于设计时间太短，语言的一些细节考虑得不够严谨，导致后来很长一段时间，Javascript写出来的程序混乱不堪。所以，Javascript语言实际上是两种语言风格的混合体：（简化的）函数式编程+（简化的）面向对象编程。这是由Brendan Eich（函数式编程）与网景公司（面向对象编程）共同决定的。
十八世纪英国文学家约翰逊博士有一句名言说得好：“这个作品是好的，也是原创的，它的优秀之处并非原创，它的原创之处并不优秀。”（It is both good and original; but the part that is good is not original, and the part that is original is not good.）
后来，随着ES6语法的不断改进，JS语言越来越优秀。ECMA 和 ECMAScript 赋予了 JavaScript 新的能力和活力。
### JavaScript 的发展：蒸蒸日上
2003 年之前，JavaScript 被认为“牛皮鲜”，用来制作页面上的广告，弹窗、漂浮的广告。什么东西让人烦，什么东西就是 JavaScript 开发的。所以很多浏览器就推出了屏蔽广告功能。
2004 年，JavaScript 命运开始改变。那一年，**谷歌公司开始带头使用 Ajax 技术**，Ajax 技术就是 JavaScript 的一个应用。并且，那时候人们逐渐开始提升用户体验了。Ajax 有一些应用场景。比如，当我们在搜索引擎框搜文字时，输入框下方的智能提示，可以通过 Ajax 实现。比如，当我们注册网易邮箱时，能够及时发现用户名是否被占用，而不用跳到另外一个页面。从 2005 年开始，几乎整个 B/S 开发界都在热情地追捧 Ajax。
2007 年乔布斯发布了第一款 iPhone，这一年开始，更多的用户使用移动设备上网。这一年，互联网开始标准化，按照 W3C 规则三层分离，JavaScript 越来越被重视。**JavaScript 在移动页面中，也是不可或缺的**。
2010 年，人们更加了解**HTML5 技术**，**HTML5 推出了一个东西叫做 Canvas**（画布），工程师可以在 Canvas 上进行游戏制作，利用的就是 JavaScript。
2011 年，**Node.js 诞生**，使 JavaScript 能够开发服务器端的程序。
如今，**WebApp**已经非常流行，也就是用**网页技术开发手机应用**。手机系统有 iOS、安卓。公司如果要开发一个“美团”App，就需要招聘四队人马：iOS 工程师 10 人、安卓工程师 12 人，前端工程师 8 人、后端工程师 16 人，共 50 人左右，开发成本巨大；而且如果要做需求迭代，就要改 3 个版本。现在，假设公司都用 web 技术，用 html+css+javascript 这一套技术就可以开发多种终端的页面。也易于迭代（网页如果改变，则所有的终端都会生效）。
有个故事是这么说的：
> 2040 年，某年轻产品经理说：有没有那么一个东西，不需要下载客户端，不需要限制品牌系统，无论是鸿蒙、安卓苹果，Linux 和 Windows 等等都能实现，无差别预览信息。用户也能在这里交流，如果我们开发出来这个，我们这个产品的前景一定十分宽广。
>
> 这时候一位 40 岁的老同志说：你说的这个是不是叫网页？
>
> 这是半个世纪前的。
虽然目前 WebApp（Web 应用）在功能和性能上的体验远不如 Native App（原生应用），但是“**在原生 App 中内嵌一些 H5 页面**”已经是一种趋势。
JavaScript 的发展，正在大放异彩，正如周爱民的《JavaScript 语言精髓与编程实战》中所描述的那样：
> 是 ECMA 赋予了 JavaScript 新的能力和活力。
>
> 在 2015 年 6 月，ES6 发布了。这个 ECMAScript 版本几乎集成了当时其他语言梦寐以求的所有明星特性，并优雅地、不留后患地解决了几乎所有的 JavaScript 遗留问题—当然，其中那些最大的、最本质的和核心的问题其实都已经在 ES5 推出时通过“严格模式（strict mode）”解决了。
>
> ES6 提出了四大组件：Promise、类、模块、生成器/迭代器。这事实上是在并行语言、面向对象语言、结构化语言和函数式语言四个方向上的奠基工作。相对于这种重要性来说，其他类似于解构、展开、代理等看起来很炫很实用的特性，反倒是浮在表面的繁华了。
>
> 主流引擎厂商开始通过 ES6 释放出它们的能量，于是 JavaScript 在许多新的环境中被应用起来，大量的新技术得以推动，例如，WebAssembly、Ohm、Deeplearn.js、TensorFlow.js、GPU.js、GraphQL、NativeScript 等。有了 Babel 这类项目的强大助力，新规范得以“让少数人先用起来”，而标准的发布也一路披荆斩棘，以至于实现了“一年一更”。
## JavaScript 介绍
### JavaScript 入门易学性
- JavaScript 对初学者比较友好。可以使用任何文本编辑工具编写，只需要浏览器就可以执行程序。
- JavaScript 是有界面效果的（相比之下，C 语言只有白底黑字）。
- JavaScript 的入门较简单（进阶不易）。比如，JS 是**弱变量类型**的语言，变量只需要用 var/let/const 来声明。而 Java 中变量的声明，要根据变量的类型来定义。
Java 中需要这样定义变量：
```java
int a;
float a;
double a;
String a;
boolean a;
```
而 JS 中，只需要用一种方式来定义：
```JavaScript
// ES5 写法
var a;
// ES6 写法
const b;
let c;
```
### JavaScript 既是前端语言，又是后端语言
当 JavaScript 运行在用户的终端网页，而不是运行在服务器上的时候，我们称之为“**前端语言**”。前端语言是服务于页面的显示和交互，不能直接操作数据库。
**后端语言**是运行在服务器上的，比如 Java、C++、PHP 等等，这些语言都能够操作数据库（对数据库进行“增删改查”），并在后台执行各种任务。
另外，Node.js 是用 JavaScript 开发的，我们也可以用 Node.js 技术进行服务器端编程。
### JavaScript 的组成
JavaScript 基础分为三个部分：
- **ECMAScript**：JavaScript 的**语法标准**。包括变量、表达式、运算符、函数、if 语句、for 语句等。
- **DOM**：Document Object Model（文档对象模型），JS 操作**页面上的元素**（标签）的 API。比如让盒子移动、变色、改变大小、轮播图等等。
- **BOM**：Browser Object Model（浏览器对象模型），JS 操作**浏览器部分功能**的 API。通过 BOM 可以操作浏览器窗口，比如弹框、控制浏览器跳转、获取浏览器分辨率等等。
通俗理解就是：ECMAScript 是 JS 的语法；DOM 和 BOM 是浏览器运行环境为 JS 提供的 API。
### JavaScript 的特点
1、解释型语言。
2、遵守ECMAScript 标准。
3、单线程。
## 参考链接
- [编程语言的一些概念](https://jameszhan.github.io/2014/09/25/programming-languages-concepts.html)
- [编程语言70年：谁是世界上最好的编程语言？](https://zhuanlan.zhihu.com/p/611924622)
- [汇编语言(转) | Xian Rong](https://xianrong.github.io/2017/11/14/%E6%B1%87%E7%BC%96%E8%AF%AD%E8%A8%80%28%E8%BD%AC%29/)
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