mcu位于视频通讯体系哪一层另外同样是高级语言为什么C语言可以编写51单片机程序JAVA却不能编写?

原创 至山电子  2019-04-13 10:54 

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一直从事单片机和嵌入式方面的软硬件设计。这个问题其实跟容易搞明白。先说一下答案吧,因为C语言的语言特性更适合跟硬件打交道,所以选择C而不是Java。那具体为什么呢,下面详细说一下。

首先明白什么是单片机,单片机说白了可以理解为一个微电脑,它上面集成了ROM(可以理解为电脑硬盘)、RAM(理解为内存条)、CPU以及IO端口、串口、SPI IIC等板载总线,一些高级单片机还集成了USB、LCD以及以太网接口,看上去是不是很像一个微型电脑。当然专业点讲,单片机从51到ARM从8位到32位种类很多,性能也千差万别,根据具体应用选择型号。所以说到底操作单片机和操作一台没有操作系统的裸机是很类似的(也有区别)。

那好了,搞明白了什么是单片机再来说一下编程语言的历史。早期操作cpu是用的机器语言,机器语言就是只有0和1的一串数字编码,CPU通过执行机器语言进行相关的操作。后来觉得机器语言不好记,就发明了汇编语言,汇编语言可以理解为,把机器语言差不多一对一翻译成英文字符,这样方便记忆,写代码快啊。

后来又发现不同的CPU使用的机器语言不一样,自然对应的汇编也就不同,给一个CPU写的程序在另一个cpu上不能用,于是又把汇编抽象了一下就有了C语言,对不同的CPU只需要用对应的编译器编译一下就可以了,为了适应汇编语言便于编译,C语言保留了许多汇编的特性,比如对内存地址的操作(指针),那时候C语言算是高级语言,但它仍然距离硬件非常近。

再后来人们开发的软件逐渐庞大起来,C语言让程序员很为难,在开发大型软件的时候C语言开发效率太低。于是就有了面向对象的语言C++ JAVA 等。这些面向对象的语言编译起来比较复杂,在形成可执行语言的时候容易出现问题,因为编译器也是软件也会有BUG,所以在底层使用的时候尽量使用简单的语言,如C语言。面相对象的语言让程序员轻松了,但是代码效率却下降了,越高级抽象的语言执行效率越低,低效率的程序直接运行在硬件层是一件很可怕的事情。另外JAVA还不同于C++,JAVA不是直接被编译成机器代码的,而是编译成字节码,运行在虚拟机上的(这部分内容这里就不谈了),直接理解就是它本身需要别的软件支持,不能直接运行在硬件层。

最后说C语言的指针可以让程序员直接操作内存地址以及CPU的寄存器,这是使用C语言操作单片机的最根本的原因。它既避免了汇编语言的不可跨平台,又提高了编程效率,还能保持和汇编差不多的执行效率。JAVA是做不到的

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从事嵌入式开发多年,C语言和Java两种编程语言都拿来做过项目,凡是没有那么绝对,不同的编程语言适用于不同的编程场景,对于单片机来讲运行个操作系统就已经是很奢侈的事情,再让运行java的虚拟机还让人玩不,一旦涉及到操作系统或者java的虚拟机基本上已经超乎单片机的范畴了,单片机再次扩展化就是嵌入式开发了,运行个操作系统或者java虚拟机也不是什么很难的事情。

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术业有专攻,对于单片机而言应用场景非常简单,用最小的开支控制硬件电路,只要是单片机在的地方,软件要求都不是太强大,但性能要求非常高,成本普遍比较低,常见一些小的控制设备基本上都是单片机完成,前天部门一个做单片机开发的程序员还在抱怨在嵌入式linux上写的代码直接平移到单片机上没法用,占用内存太厉害,相同的功能只好重新写一遍,系统资源特别是内存资源必须要考虑的事情,又不能增加做太多外围的扩展毕竟成本有限制,基于以上种种原因,单片机能跑个操作系统都是一件很难的事情更何况是Java,任何公司开发产品都需要从实际情况出发。

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java目前主流语言里面的第一编程语言受众最多,相关从业人数也是最多的,主要在应用级开发以及后台服务器开发方面有比较大的优势,可用类库非常多,所以开发一个功能只要思路确定功能实现起来非常迅速,大部分的基本功能已经封装成类库,而且由于受众比较多,简单的功能直直接在网上就能搜到然后复制粘贴出来,修改下就能使用,这也是强大的生态链支持。

Java也是可以直接调用底层硬件的,通过jni方式只是一个通道而已。在开发安卓框架的时候,有个同事做了多年的java,想转行做底层的软件开发,结果搞了三个月坚持不下去了,最后又回归到java开发去了,不仅仅是语法方面的差异主要是编程方式以及编程思想差异太大,本质上还是面向对象和面向过程的差异,现在的程序员特别是刚入行的喜欢拿比较各种编程语言的差异,更夸张还有鄙视链。

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C语言和java几点区别?

1.C语言属于面向过程的编程语言,java面向对象语言,编程思路有差异

2.C语言主要用在操作系统,通讯行业,驱动开发等底层语言开发,java主要在app以及后端服务器开发,现在大数据领域应用场景也很多。

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3.编程语言发展正在向着集成化发展像java这种在编程领域会越来越受到重视,C语言这种底层语言会越来越走向后台,并不意味着落伍,只不过从前台走向了后端,而且从业的门槛也提升了,但重要程度不会因此降低。

术业有专攻任何一种编程语言都不是万能的,能在合适的场景下解决问题就够了,没有必要在一些无关的选择上浪费太多的时间。

希望能帮到你。

根据我所知道的回答一下这个问题。

在学生时代,我用过C语言编程也用过JAVA语言编程,工作之后都还给老师了,但是基本的概念还是知道一些。

C语言和JAVA语言同样是高级语言,但是还是不同的,C语言要更低级一些,对硬件的控制更加直接,JAVA语言的运行需要使用JAVA虚拟机。下面分别对C语言和JAVA语言说一说。

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C语言

  • C语言是我大学时的必修课,记得那时还是用的谭浩强老师的C语言教材,现在回想起来历历在目;

  • C语言更加接近机器语言,可以使用指针等直接对内存的地址进行操作;

  • C语言是面向过程的编程语言,说的直白点儿,使用C语言编程,脑海中首先得有一个流程图,第一步干什么、第二步干什么,直到把这个事情做完;

  • C语言需要使用编译器编译成机器语言,然后就可以运行了,不需要运行在虚拟机上,JAVA是运行在虚拟机上的,所以运行速率有点儿慢,但是跨平台效果好。

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JAVA语言

  • JAVA是面向对象的高级语言,说直白点儿就是,编程时,首先要把所有的东西抽象成类,这个类包含了各种属性和方法,然后封装起来,更加接近人类世界;

  • JAVA的运行需要解释器,转换成字节码,然后在JAVA虚拟机上运行,相比与C语言是不需要的虚拟机的,编译成机器语言,直接在硬件上运行。

单片机为什么用C语言而不用JAVA

  • 单片机的性能一般不是很好,CPU、内存可以说是“寸土寸金”,要省着点而用;

  • 假如单片机使用JAVA语言,那么首先需要运行一个JAVA虚拟机,性能不是很好的单片机是“跑”不起来的;

  • 单片机使用C语言就不一样了,C语言编译后直接转换成机器语言,直接对硬件进行控制,效率要高很多,而且很节省CPU和内存空间。

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对于C语言和JAVA语言的使用区别,大家有什么看法呢,欢迎在评论区,留言讨论。

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