电脑不会说英语、普通话、德语、西班牙语或其他任何人类语言。尽管Siri和Alexa可能会出现，但是计算机和其他小工具都是他们自己的二进制语言（我们无法理解的语言）的母语。

这意味着，如果要编程计算机，则必须说计算机的语言，因为它不会说你的语言。而计算机的本机语言（也是唯一的语言）如下所示：

00110101101101011101010101010101110001010101011

等等而已。只是一个1和0。没有逗号，单词之间没有空格，没有彩色插图。只是一堆“位”，这个词以“二进制数字”的缩写开始。以不同的顺序排列这些位（这些1和0）将使计算机执行不同的操作。作为程序员，你要找出正确的顺序是你的工作。祝你好运。

当地球降温时，人们确实通过组织1和0对计算机进行编程。这太慢了，而且非常容易出错，因此我们想出了一些捷径来简化工作。我们称它们为编程语言，并且有很多。  Java，C ++，FORTRAN，Python，BASIC，Ada，Pascal，Rust，Swift 等数十种都是当今广泛使用的编程语言。  大多数程序员会“说”一种或两种编程语言，并且可能知道其他几种语言。像人类语言一样，人们倾向于拥有最喜欢的编程语言，并且也倾向于坚持早期学习的语言。

如果你使用C语言编写一个简短的程序，它可能看起来像这样：

与0011010110的区别不是很大……它上面有实际的单词，即使它们是我们通常不认识的单词，例如“ printf”。它也有很多奇怪的标点符号散布在有趣的地方和花括号。当然不是英语，但是比起所有的零和零更容易阅读。绝对是一个进步。

再举一个例子，如果你使用FORTRAN语言而不是C编写相同的程序，则它看起来更像这样：

没有太大的区别。像C程序一样，sorta看起来像是英语，但不是你三年级学习的任何英语。（是的，世界各地的所有程序员都使用相同的伪英语编程词，而不管其母语是什么。没有斯瓦希里语的C版本，也没有德语的FORTRAN。）

但是我们最初的问题呢？如果计算机只能理解1和0，那么C程序如何帮助我们？那就是编译器进来的地方。

 一个编译器是一个翻译。 它将上面我们看到的几乎英语的命令转换为计算机可以理解的“ 1”和“ 0”。这是单向翻译。它无法将一和零转换回C（或Python，Java，Rust等），因此编译器无法帮助你理解翻译后的程序。这一点在以后变得很重要。

 许多公司创建和出售编译器，此外还有免费的编译器。不同的编译器将以不同的方式翻译相同的程序，就像不同的词典可能以略有不同的方式定义相同的单词一样。 没关系，只要翻译后的程序产生相同的结果即可。当你向某人指示“转到停车标志，然后向左转”时，与“在停车标志处向左转”一样。即使方向不同，它们实际上是相同的。计算机程序也是如此。

 编写程序的方法不只一种正确的方法，而且有多种方法可以将其从编程语言转换为计算机的1和0。一些编译器努力产生尽可能最短，最紧凑的翻译（“先停然后停”。）。 其他目标则是为了提高性能（“尽可能快地驶向停车标志，在通过消火栓时猛拉驻车制动器，向油箱倾斜，向左摆动，夹住顶点，然后继续行驶！”）。你明白了。

 同一编译器甚至可以生成两种类型的翻译，以及两者之间的各种版本。你可以使用编译器开关（可选命令，告诉编译器是需要小型程序，快速程序还是介于两者之间的命令）来控制它们。

 你只需要使用一次编译器。程序翻译完成后，无需一遍又一遍地做。编译（翻译）总是像这样提前完成，而不是每次运行程序时都要完成。但是，如果更改程序，则需要再次编译。

如果编译器出错了怎么办？如果错误翻译了你的命令并生成了错误的程序该怎么办？可能发生这种情况，但这很少见。如今的编译器非常可靠，如果你的程序无法按预期方式工作，则问题通常出在其他地方。

 对于程序员来说，犯错的情况更为普遍。 幸运的是，编译器可以为你捕获很多错误，从简单的错字到更大的问题。例如，如果你遗漏了C程序中的第一个花括号（位于第二行的末尾），则编译器将捕获该错误并通知你。它不会为你修改程序；你仍然需要自己做。但是至少编译器发现了错误并停止尝试翻译没有意义的东西。

 编译器无法捕获的是更细微的错误。 它无法知道你想要程序执行的操作，只能知道你已告诉程序执行的操作。如果你不小心输入了“帮助我，世界！” 而不是“你好，世界！” 你的编译器无法解决该问题。它假设你是故意这样做的，也许你是这样做的。编译器只能修复很多东西。其余的取决于你。

 当你使用自己喜欢的编程语言编写程序时，称为源代码。编译器为你翻译完之后，所得的一和零称为目标代码。上面的C和FORTRAN程序都是源代码的示例，它们都做几乎相同的事情。

这就提出了一个有趣的问题。你可以使用所需的任何语言编写程序吗？是的，差不多。上面的两个程序可以用Java，Rust或任何其他语言编写，但它们仍将以相同的方式工作。你将使用其他编译器将Rust源代码转换为目标代码的一和零，但是计算机不会知道两者之间的区别。翻译了程序后，计算机将永远不会“看到”源代码，也不知道或不在乎你使用哪种语言编写程序。  编程语言完全是为了我们的方便，而不是机器的语言。

不同的计算机和不同的微处理器芯片会说不同的语言吗？不。嗯，是。有点。情况很复杂。没有计算机能够理解Java，C，Ada或其他任何一种编程语言。这就是为什么我们有编译器。使用什么编程语言都没有关系。源代码语言和硬件之间没有联系。并不是说Intel x86处理器仅运行Java程序，或者ARM处理器仅运行以Swift编写的程序。那样行不通。编程语言与处理器无关，反之亦然。任何处理器都支持任何语言，因为是由编译器将源代码转换为处理器可以理解的二进制目标代码。

话虽如此，不同的处理器芯片确实具有他们理解的不同二进制语言。这就是所谓的指令集架构或ISA。例如，所有基于ARM的芯片都使用相同的指令集。相同的1和0序列将在任何基于ARM的芯片上工作，但不适用于具有不同ISA的Intel或AMD x86芯片。该二进制目标代码也无法在Microchip PIC，MIPS处理器，RISC-V或任何其他ISA上运行。源代码与处理器无关。目标代码不是。

 因此，访问程序的源代码很重要。它允许你将一个程序转换为多个不同的处理器芯片，甚至是具有不同ISA的程序。 源代码是“ Rosetta Stone”，它可以进行无限的翻译，即使对于尚未发明的未来处理器也是如此。使用源代码和适当的编译器，你可以翻译任何程序以在任何芯片上运行。你还可以编辑，更改和更新程序，然后重新编译（重新翻译）它以生成新的目标代码。

这就是“开源”软件运动背后魅力的一部分。程序员可以自由共享其源代码，以便其他程序员可以查看其工作原理，查找原始程序员可能找不到的错误，以及在源代码中添加自己的增强功能，进行编译，并分发该程序的更新版本。所有这些都无需花费任何金钱。没有源代码，你将无法执行任何操作。

 对源代码的控制意味着商业控制。大多数公司都将其源代码保密，就像可口可乐保护其配方一样。他们，而且只有他们，才能将其程序从源代码编译为不同芯片所需的目标代码。 这使公司可以控制程序的运行位置和运行方式。Microsoft保留了Windows 10的源代码控制权，这意味着只有Microsoft可以决定可以运行Windows 10的芯片类型（哪种微处理器ISA）。Apple可以控制MacOS的源代码，依此类推。你和我不能只在我们想要的任何计算机上运行Windows或MacOS，因为我们无法对其进行编译。

相反，Linux的源代码是免费提供的。任何人都可以在任何计算机上编译它，这是其普及的原因之一。FreeRTOS，Apache，PHP和许多其他开源软件项目也是如此。开源软件不一定比商业软件更好或更差。他们只是关于分配，贡献和控制的不同哲学。