经过前两节的介绍相信大家对CPU和操作系统都有了感性的认识。那么本节我们来打通任督二脉，来看看到底什么是编程语言，以及我们要学习的东西本质上是什么。

“编写程序”还是“编写代码”

在大多数语境中“编写程序”和“编写代码”已经没有区别了，但两者的含义是存在本质上的差别的。

编写程序

前两节已经介绍了，程序是指令和数据的有序集合，也就是程序其实是二进制数的集合。仍以2+1为例，程序如下。因此编写程序实际上是在编写二进制数序列。

000010001010001011

还没有完，这样的程序是无法执行的。因为它不符合操作系统规定的可执行文件的格式。因此程序编写完之后还需要进一步，按照可执行文件的格式进行整理后，才可以放到硬盘上让操作系统执行。

可以看出编写程序是非常困难的，甚至是不现实的。因为编写程序的人除了要记住CPU的指令集外，还需要记住可执行文件的格式。即便是编写程序的人完全掌握了这两项内容，在编写程序时他还是要时刻注意这两个问题，而无法将注意力集中的他实现的功能上。

编写代码

为了解决编写程序的困难，代码就诞生了。“码”指的是字母有序排列，“代”指的是用“码”来代替CPU指令。还以2+1为例

由于代码更接近人们平时使用的自然语言（通常是英语），这就使得人们记住代码要比记住CPU指令容易一些。

有了代码，就可以编写代码了。编写代码的过程就是将代码有序的编排起来。编写完的2+1的代码如下

CLR
SET 010
MOV
KEP
SET 001
ADD

CPU指令集的设计者会给CPU的每一条指令设计一个对应的代码。编排代码的过程叫做编码。现在明白编写代码和编写程序的区别了么？

有了代码，人们在编码时就能将更多的注意力完全集中到自己要实现的功能上了。

可执行程序的生成

编写完的代码是没办法执行的，因为它不是程序，更不是可执行文件。在编写完代码后需要根据代码成可执行文件。这个过程最初是由人手工完成的。因为代码和指令是一 一对应的关系，所以只要将代码替换成对应的指令就能生成程序。再将程序按照可执行文件的格式装配起来就生成了可执行文件。

做多了就会发现，从代码生成可执行文件的操作流程是固定的。人们将这个过程称为汇编（Assembly，其实这个单词就是装配的意思，就是把代码装配成可执行文件的意思）。

是固定流程就一定要自动化，后来人们发明了一个工具汇编器。汇编器可以直接将代码汇编成可执行文件。

编码方式再次进化，编写源代码

有了汇编器视乎可以简单的编码了但并非如此。由于代码等同于指令，编码的人任然要掌握CPU的指令集。而且CPU指令往往将寄存器、内存地址作为操作数。编码的人必须小心翼翼地管理寄存器和内存。因此人们渴望一种可以不需要自己管理寄存器和内存的编程方式，以便可以将精力完全投入到功能的开放上来。

因此高于代码一级的编程语言被发明了，如FORTRAN，C语言等。而使用高级语言编写出来的东西叫做源代码（因为它不是真正的代码，而是产生代码的源头）。以下是一段C语言源代码，功能是计算2+1。

int main(int argc, char** argv)
{a = 2 + 1;
}

不必多言上面的东西肯定不能被执行。要想执行必须首先根据它生成可执行文件。这就需要翻译器登场了，翻译器的作用是根据源码内容生成可执行文件。翻译器内部包含多个模块，各模块像流水线一样地工作，最终源码翻译成可执行文件。

翻译器的模块有很多，这里只介绍与本节内容有关的两个模块：编译器 和 连接器

编译器：编译器的作用是将源代码翻译成代码。翻译后的保存代码的文件叫做目标文件。这个过程叫编译。

链接器：链接器的作用是将目标文件中的代码链接（装配）成可执行文件。这个过程叫链接

关于目标文件这里多说一点。因为通常软件是一个复杂的产品，跟汽车一样有的厂商生成零部件，有的厂商负责组装。因此在制造软件的过程中，通常要使用别人制造零件。根据翻译器的工作流程，使用别的零件有两种方式，一、直接使用别人的源代码，与自己的源代码一起编译和链接。二、使用别人提供的目标文件，直接与自己的目标文件链接即可。这里别人的目标文件又叫做库（在之后课程里会介绍）。

学习C语言到底实在学什么

到此整个软件是如何生产和被使用的相信大家已经明白了。最后一段画龙点睛，来探讨以下学习C语言到底学的是什么东西。

总结以下软件的生产和使用流程

从图里可以看出整个过程只有源代码是由编程人员生产的，其余都是由工具或系统来完成的。因此我们学习C语言其实是学习如何编写源代码。那源代码该如何写是谁规定的呢？答案是翻译器，因为翻译器负责将源代码翻译成代码。因为我们不按照翻译器的要求写，那么它就不知道如何翻译。源代码如何写就叫做语法。

那么有人可能说，岂不是对于不同翻译器C语言的语法也不同了。事实的确是这样，不过刚才也说过软件的生产极其复杂，人们为了不同组织之间可以在生产过程中相互配合，因此定义了C语言的标准语法（目前最新的C语言标准语法称为C11）。也就只要称自己是C语言翻译器，那么就要能翻译按照C语言标准语法编写出来的源代码。即便如此C各中编译器之间还是会有一些差异。

下一节，会介绍我们的学习环境，包括操作系统、编译器等。