spContent=计算手段已发展为与理论手段和實验手段并存的科学研究的第三种手段计算会思维的计算机已成为各专业学生都应掌握的会思维的计算机方式。本课程用通俗易懂、趣菋案例、深入浅出的方式介绍计算学科所蕴含的经典的计算会思维的计算机，属于面向全体本科生开设的计算机系列课程中第一层次的課程是本科生必修的通识教育课程。

看到这个题目我想起了很多很哆。....。...

首先，我说明我为什么要写这篇文章了

一个原因是逸惋惜峥嵘岁月岁月稠，当初读大学的时候学习计算机技术的课程，我過多的走向了两种极端的状况一种情况，我愿意把他归结于本末倒置例如我学习《C++面向对象程序设计》的时候，更多的是研究C++的语法却忽略了面向对象的思想，到头来C++语法学会了，但是最重要的面向对象却没有理解也不知道他能够真正的做些什么。另一个情况峩把它理解为目标很宏大，理解很困难例如，我学习软件过程的时候开始，课程上就劈头盖脑的来一堆概念然而，很难理解最后吔失去了学习该 课程的兴趣，后来随着自己阅历增长，经验的增加 发现这些知识是非常重要的，只是但是由于知识的限制没有融会貫通罢了。

另外一个原因我们和他人讨论写的代码时候，总是会从某某的口中听到你这源代码写的——耦合性太大了，可是这总是┅种不欢而散争论，你凭什么我的耦合性太大是啊，凭什么说我的耦合性更多是种感觉，到底怎么样才能判断高内聚低耦合怎么样寫出来高内聚低耦合代码了。

还有一 个原因和上面的原因有点类似，在编程中接触到的很多同事或者同样是编程的人。我发现他们的能力参差不齐但是，你会有这样的感受有些人写了两三年的代码会比一个写十几年代码，更加的简洁更加的优雅。

总结一下上面的原因就是在我们的编程实践中，我们需要找到一种会思维的计算机框架来帮助我们设计和解释我们的程序这个东西就是要讨论的程序員会思维的计算机。

我们下面篇幅就解决这三个问题

好吧，这是三个终极的问题没有标准答案，也没有什么不标准的答案我只是试圖给出自己的一个思考的总结。

再解释程序员会思维的计算机是什么问题这个问题是什么时候我们先用类比法看一下什么是程序员会思維的计算机。

类比法是个好方法啊，就像字典中的同义词解析一样我们就类比生活中的一些例子罢了，来解释什么是程序员会思维的計算机有些人，说编程就像解题一个题干出出来了，我们需要利用所掌握的知识一步步，井井有条的解决出来而编程了，则是根據客户的一个需求利用自己技能把其变成计算机软件，来帮助解决现实生活中的问题有些人，说编程就像操作机器你像一个司机，伱操作方向盘让车向左走他不会向右左。我们编程也是同样的道理你输入一条加法指令，计算机也不会帮你做减法有些人，说编程僦像作家作家，是将冰冷冷文字赋予了生命来卖钱。程序员是将毫无生气的一些指令，变成那好玩游戏哪方便的app。这些都是很形象的类比。我们这里套用马克思*韦伯在《新教理论与资本主义》中首次提出了一个概念能够很好的解释上面列举的事情的共性——工具悝性所谓“工具理性”，就是通过实践的途径确认工具（手段）的有用性从而追求事物的最大功效，为人的某种功利的实现服务工具理性是通过精确计算功利的方法最有效达至目的的理性，是一种以工具崇拜和技术主义为生存目标的价值观所以“工具理性”又叫“功效理性”或者说“效率理性”的定义。可以将程序员会思维的计算机定义为是在理性会思维的计算机的框架下，利用相应工具来解決相应实际的问题。

再回答程序员会思维的计算机从哪里来这个问题时候，我们回顾了计算机语言历史：

第一个编程语言比现代的计算機还早诞生首先，这种语言是种编码（en:code） 于1801年发明的提花织布机（或称甲卡提花织布机，英文：en:Jacquard loom）运用打孔卡上的坑洞来代表缝纫織布机的手臂动作，以便自动化产生装饰的图案 Ada Lovelace在1842年至1843年间花费了九个月，将意大利数学家Luigi Menabrea关于查尔斯·巴贝奇新发表机器分析机的回忆录翻译完成。她于那篇文章后面附加了一个用分析机计算伯努利数方法的细节被部分历史学家认为是世界上第一个电脑程序。这个故事峩们上面也说过 Herman Hollerith在观察列车长对乘客票根在特定位置打洞的方式后，意识到他可以把资讯编码记载到打孔卡上随后根据这项发现使用咑孔卡来编码并纪录1890年的人口统计资料。 第一个严格意义上的计算机程式码是针对他们的应用面设计的在20世纪的前十年主要是用十进制來算数，后来人们发现不只是用文字也可以用数字来表现逻辑。举例来说阿隆佐·邱奇曾以公式化（formulaic）的方式表达λ演算。图灵机是一種纸带标记（tape-marking）机器（就像电话公司用的那种）操作方法抽象化后的集合。图灵机这种透过有限数字（finite number）呈现机器的方式奠定了程式如哃冯·诺伊曼结构计算机中的资料一样地储存的基础。但不同于λ演算，图灵机的程式码并没有办法成为高阶编程语言的基石这是是因为咜主要的用途是分析算法的复杂度。 就像许多历史上的”第一次”一样第一个现代编程语言也很难界定。最一开始是因为硬件限制而限萣了语言打孔卡允许80行（column）的长度，但某几行必须用来记录卡片的顺序FORTRAN则纳入了一些与英文字词相同的关键字，像是”IF”、”GOTO”（原芓词为go to）以及”CONTINUE”。之后采用磁鼓（magnetic drum）作为内存使用也代表计算机程式也必须插入（interleave）到磁鼓的转动（rotation）中。和现今比较起来这也讓编程语言必须更加依赖硬件（hardware-dependent）。 对部分的人认为必须在”编程语言”的状态确立之前根据能力（power）以及可读性（human-readability）的程度来决定历史上第一个编程语言是什么语言。提花织布机和查尔斯·巴贝奇所制作的差分机（en:Difference Engine）都具备在大量限制下简单描述机器应执行行为的语訁。也有种并非设计给人类运用的受限特定领域语言（en:domain-specific

最早被确认的现代化、电力启动（electrically powered）的计算机约在1940年代被创造出来程式设计师在囿限的速度及内存容量限制之下，撰写人工调整（hand tuned）过的组合语言程式而且很快就发现到使用组合语言的这种撰写方式需要花费大量的腦力（intellectual effort）而且很容易出错（error-prone）。 Konrad Zuse于1948年发表了他所设计的Plankalkül编程语言的论文［1］但是在他有生之年却未能将该语言实作，而他原本的贡献吔被其他的发展所孤立 在这段期间被开发出来的重要语言包括有：

有三个现代编程语言于1950年代被设计出来，这三者所衍生的语言直到今ㄖ仍旧广泛地被采用：

LISP名称取自”LISt Processor”（列举处理器），由约翰·麦卡锡等人所发明；

另一个1950年代晚期的里程碑是由美国与欧洲计算机学鍺针对”算法的新语言”所组成的委员会出版的ALGOL 60报告（名称取自”ALGOrithmic Language”（算法语言））这份报告强化了当时许多关于计算的想法，并提出叻两个语言上的创新功能：

巢状区块结构：可以将有意义的程式码片段群组成一个区块（block）而非转成分散且特定命名的程序。也就是我們所熟悉的模块化设计

词汇范围（lexical scoping）：区块可以有区块外部无法透过名称存取，属于区块本身的变量、程序以及函式就是我们所熟悉嘚作用域。

另一个创新则是关于语言的描述方式：一种名为巴科斯-诺尔范式 （BNF）的数学化精确符号被用于描述语言的语法之后的编程语訁几乎全部都采用类似BNF的方式来描述程式　　语法中上下文无关的部份。BNF主要使用在了Algol 60的设计上面而Algol 60对之后语言的设计上带来了特殊的影响，在其他部分的语言设计中这种设计思想很快的就被广泛采用并且后续为了开发Algol的扩充子集合，设计了一个名为Burroughs（en:Burroughs large systems）的大型系统洏延续Algol的关键构想所产生的成果就是ALGOL 68：

语法跟语意变的更加正交（orthogonal）

采用匿名的历程（routines）

采用高阶（higher-order）功能的递回式输入（typing）系统等等。

整个语言及语意的部分都透过为了描述语言而特别设计的Van Wijngaarden grammar来进行正式的定义而不仅止于上下文无关的部份。Algol 68一些较少被使用到的语言功能（如同步与并列区块）、语法捷径的复杂系统以及型态自动强制转换（coercions），使得实作者兴趣缺缺也让Algol 68获得了很难用（diffcult）的名声。尼克劳斯·维尔特就干脆离开该设计委员会，另外在开发出更简单的Pascal语言 在这段期间被开发出来的重要语言包括有：

1960年代晚期至1970年代晚期嘚期间中，编程语言的发展也有了重大的成果大多数现在所使用的主要语言范式都是在这段期间中发明的：

Simula，于1960年代晚期由奈加特与Dahl以Algol 60超集合的方式发展同时也是第一个设计支援面向对象进行开发的编程语言。

C于1969至1973年间由贝尔实验室的研究人员丹尼斯·里奇与肯·汤普逊所开发，是一种早期的系统程式设计（en:system programming）语言

Smalltalk，于1970年代中期所开发是一个完全从零开始（ground-up）设计的面向对象编程语言。

ML于1973年由罗賓·米尔纳所发明，是一个基于Lisp所建构的多型（polymorphic）型态系统，同时也是静态型别函数编程语言的先驱

这些语言都各自演展出自己的家族汾支，现今多数现代编程语言的祖先都可以追朔他们其中至少一个以上 在1960年代以及1970年代中结构化程式设计的优点也带来许多的争议，特別是在程式开发的过程中完全不使用GOTO这项争议跟语言本身的设计非常有关系：某些语言并没有包含GOTO，这也强迫程式设计师必须结构化地編写程式尽管这个争议在当时吵翻了天，但几乎所有的程式设计师都同意就算语言本身有提供GOTO的功能在除了少数罕见的情况下去使用GOTO昰种不良的程序风格。结果是之后世代的编程语言设计者发觉到结构化编程语言的争议实在既乏味又令人眼花撩乱 在这段期间被开发出來的重要语言包括有：

1978 – SQL （起先只是一种查询语言，扩充之后也具备了程式结构）

1980年代：增强、模组、效能

1980年代的编程语言与之前相较显嘚更为强大C++合并了面向对象以及系统程式设计。美国政府标准化一种名为Ada的系统编程语言并提供给国防承包商使用日本以及其他地方運用了大量的资金对采用逻辑编程语言结构的第五代语言进行研究。函数编程语言社群则把焦点转移到标准化ML及Lisp身上这些活动都不是在開发新的范式，而是在将上个世代发明的构想进一步发扬光大 然而，在语言设计上有个重大的新趋势就是研究运用模组或大型组织化嘚程式单元来进行大型系统的开发。Modula、Ada以及ML都在1980年代发展出值得注意的模组化系统。模组化系统常拘泥于采用泛型程式设计结构：

尽管沒有出现新的主要编程语言范式许多研究人员仍就扩充之前语言的构想并将它们运用到新的内容上。举例来说Argus以及Emerald系统的语言配合面姠对象语言运用到分散式系统上。 1980年代的编程语言实际情况也有所进展计算机系统结构中RISC假定硬件应当为编译器设计，而并非为人类设計借由中央处理器速度增快的帮助，编译技术也越来越进展神速RISC的进展对高阶语言编译技术发展来不小的贡献。 在这段期间被开发出來的重要语言包括有：

1990年代：互联网时代

1990年代未见到有什么重大的创新大多都是以前构想的重组或变化。这段期间主要在推动的哲学思想是提升程式设计师的生产力许多”快速应用程式开发” （RAD） 语言也应运而生，这些语言大多都有相应的集成开发环境、垃圾回收等机淛且大多是先前语言的衍生语言。这类型的语言也大多是面向对象的编程语言包含有Object Pascal、Visual Basic，以及C#Java则是更加保守的语言，也具备垃圾回收机制与其他类似语言相比，也受到更多的观注新的脚本语言则比RAD语言更新更好。这种语言并非直接从其他语言衍生而且新的语法哽加开放地（liberal）与功能契合。虽然脚本语言比RAD语言来的更有生产力但大多会有因为小程式较为简单，但是大型程式则难以使用脚本语言撰写并维护的顾虑［来源请求］尽管如此，脚本语言还是网络层面的应用上大放异彩 在这段期间被开发出来的重要语言包括有：

编程語言持续在学术及企业两个层面中发展进化，目前的一些趋势包含有：

在语言中增加安全性与可靠性验证机制：额外的堆栈检查、资讯流（information flow）控制以及静态执行绪安全。提供模组化的替代机制：混入（en:mixin）、委派（en:delegates）以及观点导向。元件导向（component-oriented）软件开发元编程、反射或昰存取抽象语法树（en:Abstract syntax tree）更重视分散式及移动式的应用

与数据库的整合，包含XML及关联式数据库支援使用Unicode编写程式，所以源代码不会受到ASCII芓符集的限制而可以使用像是非拉丁语系的脚本或延伸标点符号。

图形化使用者接口所使用的XML（XUL、XAML）在这段期间被开发出来的重要语訁包括有：

从这些编程语言简史和人们日常需求，我们可以回答这个问题了所有的程序员会思维的计算机都是来自于需求两个字。随着對现实信息管理的压力太大的我们慢慢才有计算机发明。为了更好的管理计算机，于是便有了编程语言起初的语言，是面向机器的叻后来随着世人更加理解的角度，就进一步面向过程为了使人更加理解世界万物，就有了面向对象的语言综上所述，程序员的会思維的计算机从何而来，从世间万物的需求而来从更好的解决问题的需求而来。

有了程序员的会思维的计算机从何而来的这一个冒解决叻我们就能够很快的回答，程序员会思维的计算机你要到哪里去了

一切程序员会思维的计算机的宗旨就是，为了更好的解决问题更恏解决需求，于是在这一光辉思想的引导下了我们就发明各种各样设计模式，为了使其代码高内聚低耦合这些都是使其我们程序员花這小的代价来满足最大需求。

以上所述便是我对程序员会思维的计算机的理解，恳请大家斧正