Файл: Системы программирования (Определение системы программирования).pdf

Каждое из последующих поколений по своей функциональной мощности качественно отличается от предыдущего. С появлением персональных компьютеров системы стали составными частями интегрированных сред разработки. Появились системы, применяемые в различных офисных программах. В настоящее время системы программирования применяются в самых различных областях человеческой деятельности, таких как научные вычисления, системное программирование, обработка информации, искусственный интеллект, издательская деятельность, удаленная обработка информации, описание документов.

С течением времени одни системы развивались, приобретали новые черты и остались, востребованы, другие утратили свою актуальность и сегодня представляют в лучшем случае чисто теоретический интерес.

Цель работы - описать современные системы программирования.

1. Системы программирования как неотъемлемая часть ЭВМ

1.1 Определение системы программирования

Неотъемлемой частью современных компьютеров являются программные системы, которые являются логическим продолжением логических средств компьютеров, расширяя возможности оборудования и сферы его использования. Система программного обеспечения, являясь посредником между человеком и техническими устройствами машины, автоматизирует выполнение определенных функций в зависимости от профиля специалистов и способов взаимодействия с компьютерами. Основной задачей программного обеспечения является повышение эффективности работы пользователя, а также увеличение скорости передачи компьютеров, сокращение времени и затрат на подготовку и выполнение программ. Компьютерное программное обеспечение можно разделить на общее и специальное программное обеспечение.

Общее программное обеспечение реализует функции, связанные с работой компьютера, и включает в себя системы программирования, операционные системы, ряд программ обслуживания. Специальное программное обеспечение включает в себя проблемно-ориентированные пакеты приложений для решения весьма специфического класса задач.

Система программирования - это набор программ, предназначенных для автоматизации действий по программированию на компьютере. Система программирования освобождает проблемного пользователя или прикладного программиста от необходимости писать программы для решения их проблем на неудобном языке машинных команд и дает им возможность использовать специальные языки более высокого уровня. Для каждого из этих языков, называемых вводом или источником, в системе программирования имеется программа, которая автоматически переводит тексты программ с языка ввода на язык машины.

Язык программирования - это набор правил, которые определяют систему записей, составляющих программу, синтаксис и семантику используемых грамматических конструкций. Языковая реализация - это системная программа, которая преобразует (конвертирует) записи языка высокого уровня в последовательность машинных инструкций.

1.2 Классификация систем программирования

В соответствии с набором языков ввода системы программирования различаются одноязычными и многоязычными. Отличительной особенностью многоязычных систем является то, что отдельные части программы можно компилировать на разных языках и, используя специальные программы обработки, объединять их в готовую к исполнению компьютерную программу.

По структуре, уровню формализации языка ввода и назначению существуют машинно-ориентированные и машинно-независимые системы программирования.

Системы машинно-ориентированного программирования имеют язык ввода, наборы операторов и визуальные средства которого существенно зависят от характеристик компьютера (внутренний язык, структура памяти). Машинно-ориентированные системы позволяют использовать все возможности машинно-зависимых языков:

высокое качество создаваемых программ;
возможность использования конкретных аппаратных ресурсов;
предсказуемость объектного кода и заказов памяти;
для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенности функционирования данной ЭВМ;
трудоемкость процесса составления программ (особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного от появления ошибок;
низкая скорость программирования;
невозможность непосредственного использования программ, составленных на этих языках, на ЭВМ других типов.

Машинно-независимые системы программирования - это способ описания алгоритмов решения проблем и обработки информации. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют, чтобы они знали организационные характеристики работы компьютеров. В таких системах программы, составленные из языков, называемых языками программирования высокого уровня, представляют собой последовательности инструкций, структурированные в соответствии с правилами языкового экзамена.

Операторы языка описывают действия, которые система должна выполнить после трансляции программы на машинном языке. Таким образом, последовательности команд (процедур, подпрограмм), часто используемые в машинных программах, представлены на языках высокого уровня отдельными операторами. Программист получил возможность не подробно описывать процесс расчета на уровне машинных инструкций, а сосредоточиться на основных характеристиках алгоритма.

1.3 Средства создания программ

В наиболее общем случае для создания программы на выбранном языке программирования необходимо иметь следующие компоненты.

1. Текстовый редактор. Поскольку текст программы написан с использованием ключевых слов, обычно производных от английских слов и набора стандартных символов для записи всех видов операций, вы можете создать этот текст в любом редакторе, который создаст текстовый файл с исходным текстом программы.

Лучше использовать специализированные редакторы, которые ориентированы на определенный язык программирования и позволяют различать ключевые слова и идентификаторы разных цветов и шрифтов при вводе текста. Такие редакторы созданы для всех популярных языков и могут дополнительно автоматически проверять правильный синтаксис программы непосредственно при ее вводе.

2. Исходный текст преобразуется в машинный код с помощью программы компиляции. Исходный код программы обычно состоит из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, который затем должен быть объединен в одно целое. Кроме того, системы программирования обычно содержат библиотеки со стандартными процедурами. Стандартные подпрограммы имеют единую форму вызова, что позволяет автоматически включать такие подпрограммы в вызывающую программу и настраивать их параметры.

3. Объектный код модулей и подключенные к нему стандартные функции обрабатывает специальная программа – редактор связей. Данная программа объединяет объектные коды с учетом требований операционной системы и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код для конкретной платформы. Исполнимый код это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютер, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .exe или .com.

4. В современных системах программирования имеется еще один компонент – отладчик, который позволяет анализировать работу программы во время ее исполнения. С его помощью можно последовательно выполнять отдельные операторы исходного текста последовательно, наблюдая при этом, как меняются значения различных переменных.

5. В последние годы в программировании был определен так называемый визуальный подход (в частности, для операционной среды Windows). Этот процесс автоматизирован в среде быстрого проектирования. В этом случае используются готовые визуальные компоненты, свойства, и поведение которых настраиваются с помощью специальных редакторов. Таким образом, происходит переход от языков программирования на системном уровне к языкам сценариев.

2. Современные системы программирования

2.1 Microsoft Visual Basic

Microsoft Visual Basic — средство разработки программного обеспечения, разрабатываемое корпорацией Microsoft и включающее язык программирования и среду разработки. Язык Visual Basic унаследовал дух, стиль и отчасти синтаксис своего предка — языка Бейсик, у которого есть немало диалектов. В то же время Visual Basic сочетает в себе процедуры и элементы объектно-ориентированных и компонентно-ориентированных языков программирования. Среда разработки VB включает инструменты для визуального конструирования пользовательского интерфейса.

Visual Basic считается хорошим средством быстрой разработки прототипов программы, для разработки приложений баз данных и вообще для компонентного способа создания программ, работающих под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows.

Первое признание серьёзными разработчиками Visual Basic получил после выхода версии 3 - VB3. Окончательное признание как полноценного средства программирования для Windows — при выходе версии 5 — VB5. Версию VB6, входящую в состав Microsoft Visual Studio 6.0, стала по-настоящему зрелым и функционально богатым продуктом. После этого разработчики из Microsoft существенно изменили направление развития данной технологии.

Visual Basic. NET не позволяет программировать по-старому, ибо, по сути, является совершенно другим языком, таким же, как и любой другой язык программирования для платформы .NET. 5. В последние годы в программировании был определен так называемый визуальный подход (в частности, для операционной среды Windows). Этот процесс автоматизирован в среде быстрого проектирования. В этом случае используются готовые визуальные компоненты, свойства и поведение которых настраиваются с помощью специальных редакторов. Таким образом, происходит переход от языков программирования на системном уровне к языкам сценариев.

Рис. 2.1 – Visual Basic Classic

2) Visual Basic для приложений (VBA) Этот инструмент программирования практически не отличается от классического Visual Basic, предназначенного для написания макросов и других прикладных программ для конкретных приложений. Он приобрел большую популярность благодаря его использованию в Microsoft Office. Широкое использование Visual Basic для приложений в сочетании с изначально недостаточным вниманием к проблемам безопасности привело к широкому распространению макровирусов.

3) Visual Basic Scripting Edition (VBScript): язык сценариев, который является несколько урезанной версией обычного Visual Basic. Он в основном используется для автоматизации администрирования систем Windows, а также для создания ASP-страниц и скриптов для Internet Explorer.

Достоинства VB:

Высокая скорость создания приложений с графическим интерфейсом для MS Windows.
Простой синтаксис, позволяющий очень быстро освоить язык.
Возможность как компиляции в машинный код, так и интерпретации во время отладки.

Недостатки:

Поддержка операционных систем только семейства Windows и Mac OS X (Исключение — VB1 for DOS).
Отсутствие механизма наследования объектов. Существующие в языке наследование, позволяет наследовать только интерфейсы объектов, а не их самих. Таким образом, в унаследованном классе должны быть явно переписаны все функции базового класса. Также в унаследованном классе невозможно добавление каких-либо методов, присущих только данному классу, то есть если абстрактный базовый класс содержит только два метода, то и производный класс содержит только два метода, не более и не менее того.
Требует установленных DLL для работы программы.

2.2 Turbo Pascal

Turbo Pascal — Интегрированная среда разработки для платформ DOS и Windows 3.x и язык программирования в этой среде, Pascal диалект от Borland.

Торговая марка Borland Pascal была зарезервирована для дорогих вариантов доставки (с большим количеством библиотек и исходного кода для стандартной библиотеки), оригинальной более дешевой и широко известной версии, продаваемой как Turbo Pascal. Название Borland Pascal также используется в широком смысле - как неофициальное название языковой версии Pascal от Borland. (1, 4)

Рис.2.2 – Среда разработки Turbo Pascal 7.0

Turbo Pascal — Это среда разработки для языка программирования Pascal. Диалект, используемый в Turbo Pascal, был основан на более раннем UCSD Pascal, который в основном использовался на компьютерах серии Apple II. Компонент компилятора Turbo Pascal основан на компиляторе Blue Label Pascal, который был создан Андерсом Халесбергом в 1981 году для микрокомпьютера NasSys Nascom. Позднее он был переписан как Compass Pascal для операционной системы CP / M, а затем как Turbo Pascal для DOS и CP / M. Версия Turbo Pascal была доступна на Apple Macintosh примерно с 1986 года, но разработка прекратилась примерно в 1992 году. (5, 134).