第一代軟體 (1951 – 1959)

• 機器語言 (Machine Language)

  • 以二進位（1s 和 0s）編寫的電腦程式

• 組合語言和翻譯人員 (Assembly Languages and Translators)

  • 使用助記符編寫的程式，這些程式被翻譯成機器語言

• 程式師更改 (Programmer Changes)

  • 程式師分為兩組：應用程式程式師和系統程式師

裝配/機器

第一代的語言層

digraph {
    "Machine Language" -> "Assembly Languages"
}

第二代軟體 (1959 – 1965)

• 高階語言 (High-Level Languages)
  • 類似英語的語句使程式設計變得更容易：Fortran, COBOL, Lisp

第二代的語言層

digraph {
    "Machine Language" -> "Assembly Languages" -> "High-Level Languages"
}

第三代軟體 (1965 – 1971)

• 系統軟體 (Systems Software)

  • 實用程式
  • 語言翻譯
  • 作業系統，它決定運行哪些程式以及何時運行

• 使用者和硬體之間的分離 (Separation Between Users and Hardware)

  • 電腦程式員編寫一般公共程式（即非程式師）使用的程式

圍繞硬體的軟體層繼續增長

digraph {
    "Machine Language" -> "Assembly Languages" -> "High-Level Languages" -> "Systems Software" -> "Application packages"
}

第四代軟體 (1971 – 1989)

• 結構化程式設計 (Structured Programming)

  • Pascal
  • C++

• 面向使用者的新應用軟體 (New Application Software for Users)

  • 電子表格
  • 文字處理器
  • 資料庫管理系統

第五代軟體 (1990 - )

• 微軟 (Microsoft)

  • Windows 作業系統和其他微軟應用程式主導市場

• 物件導向設計 (Object-Oriented Design)

  • 基於資料物件的層次結構（即 JAVA）

• 全球資訊網 (World Wide Web)

  • 通過互聯網輕鬆進行全球通信

• 新使用者 (New Users)

  • 現在的使用者無需電腦知識

電腦軟體的演進的三面向

1. 程式語言
2. 系統軟體
3. 應用軟體

電腦軟體的演進(整理)

組譯器 Assembler

digraph {
    "Assembly Languages" -> "Assembler" -> "Machine Language"
}

編譯器 Compiler

digraph {
    "High-Level Languages" -> "Compiler" -> "Machine Language"
}

系統區域示例 (Examples of Systems Areas)

• 演算法和資料結構 (Algorithms and data structures)
• 程式設計語言 (Programming languages)
• 結構 (Architecture)
• 作業系統 (Operating systems)
• 軟體工程 (Software engineering)
• 人機通信 (Human–computer communication)

應用領域示例 (Examples of Application Areas)

• 數值和符號計算 (Numerical and symbolic computation)
• 資料庫和資訊檢索 (Databases and information retrieval)
• 智慧系統 (Intelligent systems)
• 圖形和視覺化計算 (Graphics and visual computing)
• 以網路為中心的計算 (Net-centric computing)
• 計算科學 (Computational science)

計算的大創意 (Big Ideas of Computing)

• 創造力 (Creativity)
• 抽象 (Abstraction)
• 資料和資訊 (Data and information)
• 演算法 (Algorithms)
• 程式設計 (Programming)
• 互聯網 (The Internet)
• 全球影響 (Global impact)

Ch.2 Binary Values and Number Systems

數字 (Numbers)

• 自然數 (Natural Numbers)
• 負數 (Negative Numbers)
• 整數 (Integers)
• 有理數 (Rational Numbers)

位置標記法 (Positional Notation)

642是?

• 600 × 40 × 2
  • BASE 10 (Decimal)
• 384 × 32 × 2
• 1536 × 64 × 2

進制

十進位 (Decimal) 是基於10且有10個符號:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

二進位 (Binary) 是基於2且有2個符號:
0, 1

十六進位有16個符號
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F