Файл: Классификация языков программирования высокого уровня (Анализ понятия «язык программирования»).pdf

Сетевые языки – такие языки предназначенные для организации взаимодействия удаленных компьютеров в интенсивном интерактивном режиме, а поэтому они построены на принципах интерпретации, то есть построчной, интерактивной обработки строк программного кода, описывающего некоторый сценарий (скрипт) сетевого взаимодействия компьютеров, поэтому часто они называются скриптовыми языками, хотя скриптовые языки не обязательно являются сетевыми, к примеру, пакетные командные языки различных операционных сред.

Любой алгоритм, есть последовательность предписаний, выполнив которые можно за конечное число шагов перейти от исходных данных к результату. В зависимости от степени детализации предписаний обычно определяется уровень языка программирования – чем меньше детализация, тем выше уровень языка. По этому критерию можно выделить следующие уровни языков программирования^[20]:

• машинные;

• машинно-ориентированные (ассемблеры);

• машинно-независимые (языки высокого уровня).

Машинные языки и машинно-ориентированные языки - это языки, низкого уровня.

Машинно-ориентированные языки позволяют использовать все возможности и особенности машинно-зависимых языков: высокое качество создаваемых программ (компактность и скорость выполнения); 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-ориентированные языки по степени автоматического программирования подразделяются на классы.

Процедурные языки разделяют на языки низкого и высокого уровня.

Разные типы процессоров имеют разные наборы команд. Если язык программирования ориентирован на конкретный тип процессора и учитывает его особенности, то он называется языком программирования низкого уровня. Имеется в виду, что операторы языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора.

С помощью языков низкого уровня создаются компактные программы, которые занимают мало места в памяти, такие программы очень эффективные, так как работают быстрее, потому что разработчик получает доступ ко всем возможностям процессора.

Языком низкого уровня (машинно-ориентированным) является Ассемблер, который представляет каждую команду машинного кода, с помощью условных символьных обозначений, называемых мнемониками, а не в виде чисел.

Языки программирования высокого уровня значительно ближе и понятнее человеку, нежели компьютеру. Особенности конкретных компьютерных архитектур в них не учитываются, поэтому создаваемые программы на уровне исходных текстов легко переносимы на другие платформы, для которых создан транслятор этого языка. Разрабатывать программы на языках высокого уровня с помощью понятных и мощных команд значительно проще, а ошибок при создании программ допускается гораздо меньше. Для перевода исходных программ с языка высокого уровня на машинный язык используются специальные программы – трансляторы^[21].

Машинный язык. Отдельный компьютер имеет свой определенный Машинный язык (далее МЯ), ему предписывают выполнение указываемых операций над определяемыми ими операндами, поэтому МЯ является командным. Однако, некоторые семейства ЭВМ (например, ЕС ЭВМ, IBM/370/ и др.) имеют единый МЯ для ЭВМ разной мощности. В команде любого из них сообщается информация о местонахождении операндов и типе выполняемой операции.

Языки Символического Кодирования. Языки Символического Кодирования (далее ЯСК), так же, как и МЯ, являются командными. Однако коды операций и адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность двоичных (во внутреннем коде) или восьмеричных (часто используемых при написании программ) цифр, в ЯСК заменены на символы (идентификаторы), форма написания которых помогает программисту легче запоминать смысловое содержание операции. Это обеспечивает существенное уменьшение числа ошибок при составлении программ.

Автокоды. Есть также языки, включающие в себя все возможности ЯСК, посредством расширенного введения макрокоманд - они называются Автокоды. В различных программах встречаются некоторые достаточно часто использующиеся командные последовательности, которые соответствуют определенным процедурам преобразования информации. Эффективная реализация таких процедур обеспечивается оформлением их в виде специальных макрокоманд и включением последних в язык программирования, доступный программисту. Макрокоманды переводятся в машинные команды двумя путями - расстановкой и генерированием. В постановочной системе содержатся «остовы» - серии команд, реализующих требуемую функцию, обозначенную макрокомандой. Макрокоманды обеспечивают передачу фактических параметров, которые в процессе трансляции вставляются в «остов» программы, превращая её в реальную машинную программу. В системе с генерацией имеются специальные программы, анализирующие макрокоманду, которые определяют, какую функцию необходимо выполнить и формируют необходимую последовательность команд, реализующих данную функцию. Обе указанных системы используют трансляторы с ЯСК и набор макрокоманд, которые также являются операторами автокода. Развитые автокоды получили название Ассемблеры.

Макрос. Язык, являющийся средством для замены последовательности символов, описывающих выполнение требуемых действий ЭВМ на более сжатую форму - называется Макрос (средство замены). В основном, Макрос предназначен для того, чтобы сократить запись исходной программы. Компонент программного обеспечения, обеспечивающий функционирование макросов, называется макропроцессором. На макропроцессор поступает макроопределяющий и исходный текст. Реакция макропроцессора на вызов-выдача выходного текста.

Машинно-независимые языки - это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ и ВС.

Подобные языки получили название высокоуровневых языков программирования. Программы, составляемые на таких языках, представляют собой последовательности операторов, структурированные согласно правилам рассматривания языка (задачи, сегменты, блоки и т.д.). Операторы языка описывают действия, которые должна выполнять система после трансляции программы на МЯ. То есть, командные последовательности (процедуры, подпрограммы), часто используемые в машинных программах, представлены в высокоуровневых языках отдельными операторами. Программист получил возможность не расписывать в деталях вычислительный процесс на уровне машинных команд, а сосредоточиться на основных особенностях алгоритма.

Проблемно - ориентированные языки. С расширением областей применения вычислительной техники возникла необходимость формализовать представление постановки и решение новых классов задач. Необходимо было создать такие языки программирования, которые, используя в данной области обозначения и терминологию, позволили бы описывать требуемые алгоритмы решения для поставленных задач, ими стали проблемно - ориентированные языки. Эти языки - языки, ориентированные на решение определенных проблем, должны обеспечить программиста средствами, позволяющими коротко и четко формулировать задачу и получать результаты в требуемой форме.

Проблемных языков очень много, например, Фортран, Алгол - языки, созданные для решения математических задач; Simula, Слэнг - для моделирования; Лисп, Снобол - для работы со списочными структурами.

Универсальные языки. Универсальные языки были созданы для широкого круга задач: коммерческих, научных, моделирования и т.д. Первый универсальный язык был разработан фирмой IBM, ставший в последовательности языков Пл/1. Второй по мощности универсальный язык называется Алгол-68. Он позволяет работать с символами, разрядами, числами с фиксированной и плавающей запятой. Пл/1 имеет развитую систему операторов для управления форматами, для работы с полями переменной длины, с данными организованными в сложные структуры, и для эффективного использования каналов связи. Язык учитывает включенные во многие машины возможности прерывания и имеет соответствующие операторы. Предусмотрена возможность параллельного выполнение участков программ. Программы в Пл/1 компилируются с помощью автоматических процедур. Язык использует многие свойства Фортрана, Алгола, Кобола. Однако он допускает не только динамическое, но и управляемое и статистическое распределения памяти.

Диалоговые языки. Появление новых технических возможностей поставило задачу перед системными программистами - создать программные средства, обеспечивающие оперативное взаимодействие человека с ЭВМ их назвали диалоговыми языками. Эти работы велись в двух направлениях. Создавались специальные управляющие языки для обеспечения оперативного воздействия на прохождение задач, которые составлялись на любых раннее неразработанных (не диалоговых) языках. Разрабатывались также языки, которые кроме целей управления обеспечивали бы описание алгоритмов решения задач.

Одним из примеров диалоговых языков является Бейсик. Он использует обозначения подобные обычным математическим выражениям. Многие операторы являются упрощенными вариантами операторов языка Фортран. Следовательно, данный язык дает возможность решать довольно широкий круг задач.

Непроцедурные языки. Непроцедурные языки составляют группу языков, описывающих организацию данных, обрабатываемых по фиксированным алгоритмам (табличные языки и генераторы отчетов), и языков связи с операционными системами. Позволяя четко описывать как задачу, так и необходимые для её решения действия, таблицы решений дают возможность в наглядной форме определить, какие условия должны быть выполнены, прежде чем переходить к какому-либо действию. Одна таблица решений, описывающая некоторую ситуацию, содержит все возможные блок-схемы реализаций алгоритмов решения.

Табличные методы легко и просто осваиваются экспертами разных специальностей. Программы, составленные на табличном языке, удобно описывают сложные ситуации, возникающие при системном анализе.

Во второй главе курсовой работы нами была произведена классификация языков программирования, рассмотрены сферы их применения, вкратце изложены их основные особенности, достоинства и недостатки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении необходимо отметить, что изобретение языков программирования высшего уровня, а также их постоянное совершенствование и развитие, позволило человеку не только общаться с машиной и понимать ее, но использовать компьютер для сложнейших расчетов в области самолетостроения, ракетостроения, медицины и даже экономики.

Программировать с малых лет сегодня так же важно, как читать, считать и писать. И это вовсе не преувеличение. Мы живем в обществе, где каждый использует мобильный телефон, планшет и/или компьютер с массой веб-сервисов. Программирование — это современная форма познания мира. Практически все, что мы видим и до чего можем дотянуться, сделано с помощью компьютеров.

Когда мы программируем, это не только развивает наше мышление, креативность и внимательность, но и стимулируем и активизируем головной мозг.

В данной курсовой работе, нами были рассмотрены не только самые распространенные языки высокого уровня программирования, такие как: Фортран, Паскаль, Бейсик, которые используется для научных вычислений, для обучения программированию начинающих программистов, но и менее распространенные языки программирования, которые так же важны для развития науки.

В настоящее время можно научиться писать программы на основе каких-либо алгоритмов. Для тех, кто писал программы на языках программирования воспользоваться такими программами не составит большого труда.

Например, программа BrowserAutomationStudio (BAS) - это инструмент, который позволяет быстро создавать полнофункциональные приложения с использованием браузера(или без), http клиента, почтового клиента, и других библиотек. Навыков программирования не требуется.
BAS бесплатная программа, её не нужно покупать. Есть premium версия программы, с несколькими дополнениями такими как запрет на декомпилирование программы, то есть если вы пишете программы с помощью bas вы можете их продавать другим, не думая о том, что она уйдет в публичный доступ помимо покупателя. Функционал этой программы очень обширный, в последнем обновлении было добавлено создание собственных модулей, что значительно упрощало работу с огромными функциями и циклами.
С помощью BAS можно автоматизировать ввод капчи на сайтах, загрузку фотографий, заполнение профилей и многое другое.

Несмотря на то, что современный уровень развития языков программирования находятся на высоком уровне, тенденция их развития, а также развития информационных технологий в целом, складывается таким образом, что можно предположить, что в ближайшем будущем, человеческие познания в этой сфере, помогут произвести на свет языки, умеющие принимать, обрабатывать и передавать информации в виде мысли, слова, звука или жеста.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Монографии, учебники, учебные пособия

1. Бобровский С. «Программная инженерия» С.Петербург, изд-во «Питер», 2003.
2. Бондарев В.М., Рублинецкий В.И., Качко Е.Г. Основы программирования. —Харьков: Фолио, Ростов н/Д: Феникс, 1997.
3. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. - М.: Мир, 1989.
4. Дагене В.А., Григас Г. К., Аугутис К.Ф. 100 задач по программированию. - М.: Просвещение, 1993.
5. Информатика А.В. Могилев, Н.И.Пак, Е.К. Хённер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007.
6. Информатика. Базовый курс. 2-е издание / С. В. Симонович. - СПб.: Питер, 2007.
7. Информатика. Теория и практика: Учеб. пособие / В.А. Острейковский, И.В. Полякова. – М.: Издательство Оникс, 2008.
8. Информатика. Энциклопедический словарь-справочник: введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах. / Ф. С. Воройский - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.
9. Информатика/Курносов А.П., Кулев С.А., Улезько А.В. и др.; Под ред. А.П. Курносова. - М.: КолосС, 2005. 272 с.
10. Информатика: Учеб. пособие / А.В. Терехов, А.В. Чернышов, В.Н. Чернышов. – Тамбов: Издательство ТГТУ, 2007.
11. Информатика: Учебник / Б.В. Соболь [и др.] - Изд. 3-е, дополн. и перераб. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - (Высшее образование).
12. Павловская Т.А. С/С++: Программирование на языке высокого уровня. Учебник. - СПб.: Питер ,2001. - 460 с.
13. Семакин И.А., Информатика: Базовый курс /Семакин И.А., Залогова Л., Русаков С., Шестакова Л. – Москва: БИНОМ.,2005. – 105с.