什麼是計算機程式計算機程式的資料

General 更新 2024年11月25日

  計算機程式或者軟體程式是指一組指示計算機每一步動作的指令,通常用某種程式設計語言編寫,運行於某種目標體系結構上。那麼你對計算機程式瞭解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是計算機程式的內容,希望大家喜歡!

  計算機程式的簡介

  計算機程式***英語:Computer program***,也稱為軟體***英語:software***,簡稱程式***英語:Program***是指一組指示計算機或其他具有資訊處理能力裝置每一步動作的指令,通常用某種程式設計語言編寫,運行於某種目標體系結構上。打個比方,一個程式就像一個用漢語***程式設計語言***寫下的紅燒肉菜譜***程式***,用於指導懂漢語和烹飪手法的人***體系結構***來做這個菜。

  指令碼程式

  通常,計算機程式要經過編譯和連結而成為一種人們不易理解而計算機理解的格式,然後執行。未經編譯就可執行的程式通常稱之為指令碼程式。

  程式執行

  為了一個程式執行,計算機載入程式程式碼,可能還要載入資料,從而初始化成一個開始狀態,然後呼叫某種啟動機制。在最低層上,這些是由一個引導序列開始的。

  在大多數計算機中,作業系統例如Windows等,載入並且執行很多程式。在這種情況下,一個計算機程式是指一個單獨的可執行的對映,而不是當前在這個計算機上執行的全部程式。

  體系結構

  在一臺基於最常見的馮諾依曼體系結構***又稱Harvard Architecture***的計算機上,程式從某種外部裝置,通常是硬碟,被載入到計算機裡。 如果計算機選擇馮諾依曼體系結構,那麼程式就被載入入記憶體。 指令序列順序執行,直到一條跳轉或轉移指令被執行,或者一箇中斷出現。所有這些指令都會改變指令暫存器的內容。

  基於這種體系計算機如果沒有程式的支援將無法工作。一個計算機程式是一系列指令的集合。

  程式裡的指令都是基於機器語言;程式通常首先用一種計算機程式設計語言編寫,然後用編譯程式或者解釋執行程式翻譯成機器語言。 有時,程式也可以用匯編語言編寫,組合語言實質就是表示機器語言的一組記號-在這種情況下,用於翻譯的程式叫做彙編程式***Assembler***。

  計算機程式的資料

  程式已經被定義了。如何定義資料呢?資料可以被定義為被程式處理的資訊。當我們考慮到整個計算機系統時,有時程式和資料的區別就不是那麼明顯了。中央處理器有時有一組微指令控制硬體,資料可以是一個有待執行的程式***參見指令碼程式語言***,程式可以編寫成去編寫其它的程式;所有這些例子都使程式和資料的比較成為一種視角的選擇。有人甚至斷言程式和資料沒有區別。

  編寫一個程式去生成另外一個程式的過程被稱之為原程式設計***Metaprogramming***。它可以被應用於讓程式根據給定資料生成程式碼。單一一個程式可能不足以表示給定資料的所有方面。讓一個程式去分析這個資料並生成新的程式去處理資料所有的方面可能會容易一些。Lisp就是一例支援這種程式設計模式的程式語言。

  在神經網路裡儲存的權重是一種資料。正是這些權重資料,跟網路的拓撲結構一起,定義了網路的行為。人們通常很難界定這些資料到底表示什麼或者它們是否可以由程式來代替。這個例子以及跟人工智慧相關的其它一些問題進一步考驗程式和資料的區別。

  演算法

  演算法指解決某個問題的嚴格方法,通常還需輔以某種程度上的執行效能分析。演算法可以是純理論的,也可以由一個計算機程式實現。理論演算法通常根據複雜性分為不同類別;實現的演算法通常經過頗析***Profiling***以測試其效能。請注意雖然一個演算法在理論上有效可行,但是一個糟糕的實現仍會浪費寶貴的計算機資源。***更詳細資訊,參見演算法資訊理論,Algorithmic Information Theory***

  開發

  編寫程式是以下步驟的一個往復過程:編寫新的原始碼,測試、分析和提高新編寫的程式碼以找出語法和語義錯誤。從事這種工作的人叫做程式設計員??趨多樣,由此產生了不同種類的程式設計員,每一種都有更細緻的分工和任務。軟體工程師和系統分析員就是兩個例子。程式設計的長時間過程被稱之為“軟體開發”或者軟體工程。後者也由於這一學科的日益成熟而逐漸流行。

  因此,如今程式設計員可以指某一領域的程式設計專家,也可以泛指軟體公司裡編寫一個複雜軟體系統裡某一塊的一般程式設計師。一組為某一軟體公司工作的程式設計師有時會被指定一個程式組長或者專案經理,用以監督專案進度和完成日期。大型軟體通常經歷由系統設計師的掌握的一個長時間的設計階段,然後才交付給開發人員。牛仔式的程式設計***未經詳細設計***是不為人所齒的。

  兩種當今常見的程式開發方式之一是專案組開發方式。使用這種方式專案組裡每一個成員都能對專案的進行發表意見,而由其中的某一個人協調不同意見。這樣的專案組通常有10個左右的成員,這樣做是為了便於管理。第二種開發方式是結對開發。

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