Файл: Обзор языков программирования высокого уровня..pdf

Итак, таблица 1 нам показывает, что нет одного, самого лучшего языка программирования. Каждый из них в некоторых аспектах лучше, подходит для решения отдельной проблемы.

Следовательно, при выборе алгоритма языка программирования нужно руководствоваться задачами и целями его применения.

1.3 Основные этапы и технологии разработки программ на языке программирования высокого уровня

Составление программы зачастую является непростой задачей. Перед ее созданием у вас нет ни полного набора правил, ни алгоритма, указывающего вам, как именно писать программу. Создание программ — это творческий процесс. Но все же существует универсальный план написания программы.

Весь процесс написания программы можно разделить на две фазы: фаза решения задачи и фаза реализации.

- результатом фазы решения задачи является алгоритм, записанный в виде последовательных инструкций;

- затем алгоритм переводится на язык программирования, например C++. Эта фаза называется фазой реализации.

Первое, что нужно сделать — это убедиться, что решаемая с помощью компьютера задача корректно поставлена. Нельзя недооценивать это обстоятельство.

Необходимо заранее решить, что будет являться входной и выходной информацией для вашей программы, и в какой форме эта информация должна быть представлена.

Многие начинающие программисты не сразу осознают важность предварительного создания алгоритма и пытаются ускорить процесс создания программы, либо полностью исключив фазу поиска решения, либо просто сократив ее до постановки задачи.

Как показывает опыт, это не экономит время — написание программы в две стадии быстрее приводит к корректно работающей программе, поскольку, создавая алгоритм, вы можете не обращать внимание на особенности конкретного языка программирования, скажем Cи. Таким образом, процесс создания алгоритма становиться менее сложным и уменьшается вероятность ошибок.

Даже при написании небольшой программы лучше за полдня аккуратно выполнить всю работу, чем потратить несколько дней на поиск ошибок в программе, написанной на скорую руку.

Фаза реализации — это тоже не простой процесс. На некоторые моменты нужно обратить особое внимание. Несмотря на то, что они могут оказаться сложными, они гораздо проще, чем кажется на первый взгляд. Познакомившись с Cи или другим языком программирования, вы обнаружите, что запись алгоритма на языке программирования представляет собой рутинную работу.

Результаты обеих фаз создания программы необходимо подвергнуть тщательной проверке.

Перед тем, как написать саму программу, следует проверить и, в случае необходимости, исправить алгоритм. Такая проверка осуществляется мысленным прохождением всех инструкций алгоритма.

Написанная на Cи программа проверяется при компиляции, а затем на простых примерах в процессе работы.

Некоторые ошибки умеет находить компилятор, тогда он выдает сообщение об ошибке. Остальные ошибки вам придется искать самим, вводя в программу простые данные и проверяя результат работы программы.

На практике ошибки и недочеты в программе обнаруживаются на самых разных стадиях создания программы, и вы будете вынуждены вернуться назад и исправить предыдущие этапы. Например, проверка алгоритма может выявить ошибки в постановке задачи. В этом случае вам придется вернуться к началу и переформулировать постановку задачи.

Иногда недочеты в формулировке задачи выясняются уже при проверке работы программы. Тогда вам придется изменить постановку задачи или алгоритм и все последующие этапы создания программы.

Как компьютер, так и любая система программирования ориентированы на обработку данных, то есть объектами управления являются данные, представленные обычно в виде переменных и форм их представления, называемых типами данных.  Набор действий по обработке данных (переменных) в языке программирования обычно называется операциями, которые, соединяясь между собой, образуют выражения.  Непосредственно алгоритм составляется на основе операторов языка программирования. Алгоритм обычно разбивается на логически завершенные части, которые называются модулями (процедурами, функциями).

Все это в совокупности составляет программу: 
данные - переменные, создаваемые на основе типов данных; 
выражения, включающие переменные и операции по их обработке; 
логика алгоритма, составленная из операторов; 
модули, соответствующие логически завершенным частям алгоритма.

Если отнести последние три компоненты к алгоритмической части программы, то можно дать такое короткое определение: любой язык программирования содержит средства для представления перечисленных выше компонент.

1.4 Языки программирования высокого уровня

Независимо от того, считается ли язык высокоуровневым или низкоуровневым (или где-то посередине), речь идет об абстракции. Машинный код не имеет абстракции - он содержит отдельные инструкции, передаваемые на компьютер. И поскольку машины имеют дело только с числами, они представлены в двоичном виде (хотя они иногда записываются в десятичной или шестнадцатеричной нотации). Вот пример машинного кода: В машинном коде операции должны быть указаны точно. Например, если часть информации должна быть извлечена из памяти, машинный код должен будет сообщить компьютеру, где в памяти его найти. Писать непосредственно в машинный код возможно, но очень сложно. Низкоуровневые языки программирования добавляют немного абстракции к машинным кодам. Эта абстракция скрывает конкретные инструкции машинного кода за декларациями, которые более читабельны для человека. Языки ассемблера являются языками самого низкого уровня рядом с машинным кодом. В машинный код вы можете написать что-то вроде «10110000 01100001», но язык ассемблера может упростить это как «MOV AL, 61h». Между тем, что написано на языке ассемблера, и инструкциями, переданными машине, по-прежнему существует почти одно-однозначное соответствие.

Перейдя на более популярные языки программирования, вы придете к чему-то вроде C. Хотя этот язык не такого низкого уровня, как язык ассемблера, все еще существует сильное соответствие между тем, что написано на C и машинным кодом. Большинство операций, написанных на C, могут быть заполнены небольшим количеством инструкций машинного кода.   Языки программирования высокого уровня

Как и языки более низкого уровня, более высокие уровни охватывают широкий спектр абстракций. Некоторые языки, такие как Java (многие относят его к языкам программирования среднего уровня), все же дают вам большой контроль над тем, как компьютер управляет памятью и данными.

Другие, такие как Ruby и Python, очень абстрактны. Они дают вам меньше доступа к функциям нижнего уровня, но синтаксис гораздо легче читать и писать. Вы можете группировать вещи в классах, которые наследуют характеристики, поэтому вам нужно только объявить их один раз. Переменные, объекты, подпрограммы и циклы являются важными частями языков высокого уровня. Эти и другие концепции помогут вам рассказать машине о множестве вещей с короткими, краткими заявлениями. Если язык ассемблера имеет почти единообразное соответствие между его командами и командами машинного кода, язык более высокого уровня может отправлять десятки команд с помощью одной строки кода. Важно отметить, что «языки программирования высокого уровня» могут включать в себя все, что более абстрактно, чем язык ассемблера.   Какой язык изучать: низкого или высокого уровня? Это, безусловно, общий вопрос среди новых и начинающих программистов. Какие языки программирования лучше изучать: высокого или низкого уровня? Как и в случае со многими вопросами программирования, вопрос о языках программирования высокого и низкого уровня не так прост. Оба типа языков имеют важные преимущества. Низкоуровневые языки, так как они требуют небольшой интерпретации компьютером, обычно работают очень быстро. И они дают программистам большой контроль над хранением, памятью и извлечением данных. Однако языки высокого уровня интуитивно понятны и позволяют программистам писать код намного эффективнее. Эти языки также считаются «более безопасными», так как есть больше гарантий, которые препятствуют кодеру издавать плохо написанные команды, которые могут нанести ущерб. Но они не дают программистам такого же контроля над процессами низкого уровня. Помня об этом, вот список популярных языков по шкале от низкого до высокого: C C++ Java C# Perl Lisp JavaScript Python Ruby SQL

Конечно, это отчасти субъективно. И включает только крошечную часть доступных языков. Но это должно дать вам некоторое представление о том, на каком уровне находятся интересующие вас языки.

Если вы хотите программировать операционные системы, ядра или что-то, что необходимо для работы на максимальной скорости, язык более низкого уровня может быть хорошим выбором. Большая часть Windows, OS X и Linux написана на языках C и C-производных языках, таких как C ++ и Objective-C. Многие современные приложения пишутся на языках более высокого уровня или даже на предметно-ориентированных языках. Python и Ruby особенно популярны для веб-приложений, хотя HTML5 становится все более мощным. Языки, такие как Swift, C #, JavaScript и SQL, имеют свои сильные и слабые стороны.   Рассмотрите возможность обучения языкам обоих уровней Недавно читал тему на форуме по программированию и наткнулся на интересное предложение: изучите сразу оба уровня. Вы получите более глубокое понимание типов абстракций, которые делают язык более высокого уровня более эффективным. Конечно, изучение двух языков одновременно непросто, так что вы можете немного растянуть их изучение. И выбор двух языков, которые наиболее похожи, может быть полезным. Опять же, мы вернемся к тому, о чем я говорил раньше: выберите язык, основанный на том, что вы хотите сделать. Проведите некоторое исследование, чтобы узнать, какие языки люди используют в своей области. Затем используйте эту информацию, чтобы выбрать язык высокого и низкого уровня, и начните изучать их. Вы скоро увидите параллели, и вы получите гораздо более глубокое понимание того, как работает программирование.  

Сосредоточьтесь на цели, а не на средстве Существует множество критериев, которые вы можете использовать для выбора языка программирования. Одним из критериев является высокий и низкий уровень. Но почти в каждом случае критерии, которые вы должны использовать, - это то, что вы хотите запрограммировать. Вашему проекту может быть полезен язык низкого уровня. Или это может быть намного более эффективно на высоком уровне. Вы должны сами выбрать правильный инструмент для работы. Сосредоточьтесь на своей цели, и каждый раз выбирайте правильный язык.

ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УНИВЕРСИТЕТА «УНИВЕРСИТЕТ»

2.1 Организация работы департамента информационных технологий, его цели и задачи

Департамент информационных технологий является структурным подразделением учреждения. 

Миссия Департамента

Предоставлять студентам, преподавателям и сотрудникам университета удобную возможность пользоваться максимальным набором современных информационных технологий.

Перечень внедряемых новшеств

Для студентов:

• • виртуальная обучающая среда, основанная на электронных образовательных ресурсах, с поддержкой кредитно-модульной системы и индивидуальных образовательных траекторий, с возможностью доступа с мобильных устройств и ноутбуков;
  • электронно-библиотечная система, обеспечивающая единый доступ к фондам, в т.ч. внешним;
  • сервисы обеспечения научно-исследовательской и проектной деятельности, в т.ч. интерактивная виртуальная площадка взаимодействия и удаленный доступ к научному и исследовательскому оборудованию;
  • сервисы: пропускная система, заказ услуг в сфере спорта, здравоохранения, проживания;
  • единый портал электронного университета, обеспечивающий взаимодействие студентов/преподавателей и работу с любыми сервисами ЭУ, в т.ч. на мобильных устройствах;
  • технологические решения, позволяющие получать доступ к виртуальным учебным аудиториям с помощью видеоконференцсвязи, в т.ч. с ноутбуков и нетбуков;
  • внедрение универсальной электронной карты студента/преподавателя, которая будет использоваться вместо пропуска, читательского билета, как средство платежа.

1. WiFi-сеть на территории учебных корпусов и общежитий с доступом в Интернет.
2. Мобильная связь: привлекательный тарифный план для студентов с бесплатным доступом к ресурсам.
3. Print-киоски - установленные в специально отведенных местах в учебных корпусах принтеры, копиры и сканеры, в т.ч. широкоформатные и цветные, которые могут использоваться студентами самостоятельно в рамках отведенных персональных лимитов.
4. Информационные киоски с функцией приема платежей для оплаты различных услуг, в т.ч. оплаты за обучение, оплаты сотовой связи и прочих услуг (телевидение, Интернет, охрана) и широкими информационными возможностями: доступ к порталу, городская афиша, городские новости, карта города с маршрутами и остановками городского транспорта, полезные телефоны и т.д.
5. Единая Служба техподдержки пользователей информационных технологий.