Файл: Классификация языков программирования высокого уровня (Языки низкого и высокого уровня).pdf

вычислительной техники. Modula-2 – создан в 1978 г. Никлаусом Виртом для создания системного программного обеспечения. По существу – развитие Паскаля. Его особенности состоят в высокой модульности программ и наличии средств описания параллельных процессов.

Ada – разработан в 1979 г. по заказу Министерства обороны США для

использования во встроенных системах с управляющими ЭВМ, что требует

поддержки режима реального времени.

Logo – разработан с целью обучения детей и используется в настоящее время.

Отличается простотой, но весьма богат возможностями, среди которых

процедуры, графические средства и т.д.

Функциональные языки программирования. Программа на таком языке

представляет собой совокупность описаний функций и выражения, которые

необходимо вычислить. Функциональное программирование не использует

концепцию памяти как хранилища значений переменных. Операторы

присваивания отсутствуют, вследствие чего переменные обозначают не области

памяти, а объект программы, что полностью соответствует понятию переменной

в математике. Наличие стройной математической основы обеспечивает

возможность использования алгебраических методов создания структуры,

преобразования и исследования программ. Это в какой-то мере приближает их к

описанию структуры мышления человека. Примером функционального языка

является язык LISP (List Processing – обработка списков). Разработан и реализован

в Массачусетском технологическом институте в 1959 г. Рассматривается

специалистами как основной язык программирования систем искусственного

интеллекта.

Логическое программирование. Логика и программирование долгое время были

непересекающимися областями исследований. Только в 1973 впервые было

опубликовано описание языка PROLOG (PROgramming in LOGic –

программирование в терминах логики). Центральным понятием в логическом

программировании является отношение. Программа представляет собой

совокупность определений отношений между объектами и цели. В логическом

программировании нужно только специфицировать факты, на которых алгоритм

основывается, а не определять последовательность шагов, которые требуется

выполнить. Логические программы отличаются принципиально низким

быстродействием, так как вычисления осуществляются методом проб и ошибок

(посредством поиска с возвратами). В настоящее время для ПК существует около

двух десятков реализации PROLOG’а, некоторые из них оформлены в виде

интегрированных сред.

Объектно-ориентированное программирование. Корни объектно-

ориентированного программирования уходят в одну из ветвей логики, в которой

первичной является не отношение, а объект. Прототипом объектно-

ориентированного программирования явился язык SIMULA-67. Этот стиль

программирования характеризуется богатыми графическими возможностями и

средой программирования, развитой модульной структурой программ. Именно

модульность упрощает разработку сложных программных продуктов. Как

пример объектно-ориентированного языка можно назвать

Visual Basic и Delphi.

3.2 Характеристика некоторых языков программирования. Понятие системы программирования

Язык C – это самый распространённый язык программирования. На нём

написано больше программ, чем на

любом другом. Подавляющее большинство профессиональных программистов

владеют им. Исторически этот язык неотделим от операционной системы UNIX,

которая в наши дни переживает своё второе рождение. 60-е годы были эпохой

становления операционных систем и языков программирования высокого

уровня. Язык с самого начала создавался так, чтобы на нём можно было писать

системные задачи. Разработчики языка – Кеннет Томсон и Деннис Ричи. Но

поскольку в языке не хватало высокоуровневых средств (абстрактных типов

данных и объектов, обработки исключений) в начале 80-х годов Бьерн

Страуструп стал разрабатывать расширение языка С под условным названием

«C с классами». Первый коммерческий транслятор «С++» появился в 1983 году.

\Одна из главных целей создания С++ – увеличить процент повторного

использования уже написанного кода. Когда появился язык Java, на него

обратили очень пристальное внимание, так как он был близок по синтаксису C++

и показался знакомым многим программистам. Однако он не стал, как опасались

некоторые, «убийцей С++».

Текст программы на C++

Pascal и Delphi

Pascal. Язык Паскаль, названный в честь французского математика и философа

Блеза Паскаля (1623– 1662), был создан как учебный язык программирования в

1968–1971 годах Никлаусом Виртом в Высшей технической школе (ETH) в

Цюрихе. Этот язык быстро превратился из средства для обучения студентов

программированию в инструмент для создания новых программных проектов.

Одно из достоинств языка – лаконичность. Язык был создан в то время, когда

языков высокого уровня было не много, к тому же все они, в отличие от языка Pascal, были созданы для решения конкретных задач. Целью работы Н. Вирта было создание языка, который:

строился бы на небольшом количестве базовых понятий,
имел бы простой синтаксис,
допускал бы перевод программ в машинный код простым компилятором.

Фрагмент программы на Pascal

Delphi – это не что иное, как Visual Pascal. Благодаря созданию этой среды

программирования простые программы (Windows-приложения) может писать

практически любой пользователь.

Basic. Это одни из самых старых языков программирования. Его создатели –

Джон Кемени и Том Куртц, работавшие в Дортмундском колледже в 1964 году.

Свой язык они назвали по первым буквам слов «Begin- ner’s All Purpose Symbolic

Instructions Code». Интерпретатор Basic был первым программным продуктом

фирмы Microsoft, основанной Полом Аленом и Уильямом Гейтсом в 1975 году.

В дальнейшем он не только поставлялся как программа, но и зашивался в ПЗУ

компьютеров.

Фрагмент программы на Basic’е

В середине 80-х годов фирма Microsoft разработала QuickBASIC. Это был уже

компилятор, а не интерпретатор. Вообще языков Basic несколько сотен. После

появления Windows и визуальных средств разработки программ был создан

Visual Basic.

FORTRAN. Это старейший язык программирования. В начале 50-х годов он был

разработан исследовательской группой под руководством Джона Бэкуса. Его

название происходит от 2 слов: FORMULA TRANSLATION.

Первая версия системы FORTRAN для компьютера

IBM была выпущена в начале 1957 г.

Характерной чертой языка была специфическая форма записи программ. Текст

программы записывался строками фиксированной длины по 80 знаков, что

соответствует размеру перфокарты. Очень важную роль играют в языке метки.

Язык постепенно избавлялся от недостатков. Так появился FORTRAN IV, затем

в 1977 г. – FORTRAN 77, в 1991 г. – очередной стандарт FORTRAN 91.

Текст программы на Fortran’е

ADA. По сложности этот язык сравнивают с С++. Назван в честь леди Ады

Августы Лавлейс (дочери Байрона), работавшей вместе с Чарльзом Бэббиджем

и разрабатывавшей программы для его «аналитической машины». Она по праву

считается первым в мире программистом. Разработан язык в 1979 г. группой под

руководством Жана Ишбиа в рамках конкурса, объявленного Министерством

Обороны США, поскольку разработки в этом ведомстве велись до этого на

многих языках и ни один из них не удовлетворял всем задачам. ADA –

универсальный высокоуровневый язык программирования. Он – модульный и

даже объектный, но не объектно-ориентированный. Как и все языки, он

развивался. Мода на объектно-ориентированное программирование привела к

созданию принципиально новой его версии ADA95.

Текст программы на Ada

Понятие системы программирования

Чтобы вычислительная машина могла выполнить программу,

написанную на каком-либо языке программирования, в её программном

обеспечении должна быть программа-транслятор для этого языка.

Схема работы транслятора

Транслятор представляет собой программу, на основе которой машина

преобразует вводимые в нее программы на машинный язык, поскольку

вычислительная машина может выполнять программы, записанные только на

языке машины, и алгоритмы, заданные на другом языке, должны быть перед

их выполнением переведены на машинный язык.

Трансляторы бывают двух типов:

интерпретаторы;
компиляторы.

Интерпретатор переводит каждую команду программы с одновременным её

выполнением и, если обнаруживает ошибку, сообщает о ней и прекращает

выполнение программы.

Компилятор переводит всю программу целиком и в конце работы выдаёт

список ошибок, если они обнаружены.

Также система программирования может включать в себя:

интегрированную среду разработчика программ;
отладчик;
средства оптимизации кода программ;
набор библиотек (возможно с исходными текстами программ);
редактор связей;
сервисные средства (утилиты) для работы с библиотеками, текстовыми и двоичными файлами;
справочные системы;
документатор исходного кода программы;
систему поддержки и управления проектом программного комплекса.
1. Тенденции развития технологий и языков программирования

Появление новых поколений ЭВМ обусловлено расширением сферы их

применения, требующей более производительной и надежной

вычислительной техники.

В настоящее время стремление к реализации новых потребительских

свойств ЭВМ стимулирует работы по созданию новых и усовершенствованию

имеющихся языков программирования, которые будут удовлетворять

качественно новым функциональным требованиям:

работать с базами знаний в различных предметных областях и организовывать на их основе системы искусственного интеллекта;
обеспечивать простоту применения ЭВМ путем реализации эффективных систем ввода-вывода информации голосом, диалоговой обработки информации с использованием естественных языков, устройств распознавания речи и изображения;
упрощать процесс создания программных средств путем автоматизации синтеза программ.

В настоящее время ведутся интенсивные работы как по созданию ЭВМ пятого

поколения традиционной (неймановской) архитектуры, так и по созданию и

апробации перспективных архитектур и схемотехнических решений в области

программирования. Развитие технологий

и языков программирования с высоким

параллелизмом во многом определяется

элементарной базой, степенью развития