伴随着现代计算应用的普及和泛计算社会的到来,程序设计逐渐成为一种大众化技能。语言作为程序设计的基本要素之一,其机制和表现形态直接影响学习者对程序设计本身的认知及应用效率。现有程序描述语言普遍呈现专业特色,具有高阶的认知特征,制约了普通学习者的学习热情和效率。因此,针对新的应用需求,程序描述语言的发展应考虑如何通过编程语言和编程工具有效降低使用者进行程序设计的认知负荷,与此同时如何让使用者获得良好的思维训练也是研究的重要方向。本文主要针对当前编程活动的高认知负荷问题,通过语言机制的统一原理分析及编程方法的低认知研究,提出了一种简洁程序描述语言S2及其可视化编程方法。主要工作包括以下四个方面。（1）基于认知负荷理论,研究了编程中认知负荷的主要来源,并对程序设计基本要素、程序描述语言的构造方法及其对程序设计的重要性和编程工具基础架构进行相关研究,为降低编程活动认知负荷方法的研究以及S2语言机制构建和编程方法研究奠定基础并提供理论支持。（2）基于计算思维的基本原理及特征,探索了语言中计算思维原理的应用特征,结合语言构造的本质,提出了对现有语言表达机制的高阶特征的降阶方法及实现高阶表现形态的低阶化认知成本的元阶语言规则构造原理。在此基础上,提出了一种简洁程序描述语言S2,并针对其语言特性与现有同类语言进行分析比较。（3）针对S2认知简洁性带来的表达量冗长问题,进一步研究相应的可视化编程方法,并将其与同类方法进行比较分析,实现认知负荷的进一步降低。（4）基于上述研究,实现了相应的语言解释器及可视化编程工具,并通过应用示例验证其有效性和实用性。同时,对S2语言及其可视化编程方法进行了思维特征分析。研究表明,本文提出的简洁语言S2在语言规则简洁度及认知复杂度上具有优势,且S2相应可视化编程方法在满足通用程序设计需求和降低使用者对于程序设计的认知负荷上同样具有相对优势,可以有效降低程序设计活动的认知难度。同时,该语言与方法对自上而下结构化思维方式和计算思维的融合,充分体现了它们在帮助使用者进行思维能力训练方面的价值。