Файл: Классификация языков программирование. Категории выбора среды и языков разработки программ..pdf
Добавлен: 01.04.2023
Просмотров: 215
Скачиваний: 2
Введения
Я выбрал эту темя для курсовой работы, по причине того, что мне интересно изучить классификацию языков программирование и среду разработки.
Хотя эта тема не как не важна для людей, которые не связаны с программированием, но для тех, кто этим занимаются и будет этим занимать, понадобиться знание классификации и среда разработки программ.
В этой курсовой работе, будет рассказано про классификацию языков программирования, интегрированная среда разработки и немного придёмся про конкретным языкам программирования. Будет рассказано про истоки некоторых языков и парадигмы программирования.
Глава 1 Классификация языков программирование
Для начало начнем с того, что такое язык программирование и для чего он нужен, язык программирование это – формализованный язык для описания алгоритма решения задач на компьютере.
Языки программирования появились из-за необходимости наладить коммуникацию компьютера и человека, первые ЭВМ, Электронно-вычислительная машина работали по принципу программного управление. Принцип работы с ЭВМ таков, компьютер мог воспринимать команды, состоящий из 1 и 0, это называется машинный код, изначально человеку приходилось самостоятельно прописывать программы на машинном коде.
Как показала практика общения таким образом человека и компьютера очень громоздко и долго, было легко допустить ошибку, ну и еще то, что нужно было хорошо знать структуру ЭВМ, это привело людей придумать новы способ коммуникации человека и компьютера.
Новый способ нашли, для каждой ЭВМ был создан автокод (или Ассемблер). Это был, по сути, набор команд машинного языка, он просто упрощал программирование на Машином коде. (См. Рис.1)
(Рис.1 Пример «Привет Мир»)
Дальше развития пошло по разработке машинно-независимых языков, это язык должен был позволить писать программы на любом доступном ЭВМ с возможностью переноса на новые версии архитектур.
В мире существует сотни символических языков программирование, эти языки сделаны для разных структур, и классифицировать можно по-разному, смотря по каким признакам мы их разделяем.
Если взять за основу критерий классификации, синтаксис образование конструкций языков программирование, то можно разделить языки условно на такие Классы.
- Машинные языки (Computer language) – это языки программирование, которые может воспринимать компьютер, машинные коды.
- Машинно-ориентированные языки (Computer-oriented language) – это языки программирование, которые отражают структуру конкретного типа компьютера, в этот класс входит ассемблер.
- Алгоритмические языки (Algorithmic language) – это языки программирование для отражения структур алгоритмов, в этот класс входит, Паскаль, Фортран, Бейсик и другие.
- Процедурно-ориентированные языки (Procedure-oriented language) – это языки программирование, где иметься возможность описание программ как совокупность процедур (Подпрограмм)
- Проблемно-ориентированные языки (universal oriented language) – это языки программирование, которые предназначены для решения определенного класса, например в этот класс входит, Лисп, РПГ, Симула и другие.
- Интегрированные системы программирование
А если за признак классификации взять принадлежность к одному из устоявшемуся в настоящие время стилей программирование, и в каждом из стиле своя модель вычислений, то языки программирования можно разделить на такие классы:
- Процедурные языки программирование – это программы, которые состоят из последовательности операторов, инструкции, задающие задачи. Главным квалификационным признакам для этого класса считается уровень языка. За начало уровня языков берётся машинный язык, который равен нулю. А язык человека считается наивысшим уровнем.
- Функциональные языки программирование – это языки, которые представляют из себя совокупность описания функций и выражений, которые необходимо вычислить. Такой тип программирования не использует концепцию памяти как хранилища переменных. Операторы присвоения тоже нету, следовательно переменные обозначают не область памяти, а объект программы, что соответствует понятию переменной в математике. Наличия математической основы дает возможность создания структуры, которая будет использовать алгебраический метод, и так же преобразование и исследования программ.
- Логические языки программирование – это языки, которые представляют из себя совокупность отношений между объектами и целями. Такой тип программирования нужно специфицировать факты, на этих фактах он будет основываться, а не определять последовательность выполнения. Логические программы отличаться своим низким быстродействием, это по причине того, что, вычисления осуществляться методом проб и ошибок.
- Объектно-ориентированные языки программирование – У таких языков есть корни, которые выходят и ветви Логического программирования, в котором первичной является не отношения, а объект. Один из прототипом объектно-ориентированного языка является SIMULA-67. Этому стилю программирования характерно богатым графическими возможностями и средой программирования, и модульной структурой программ. Модальность упрощает разработку сложных программных продуктов.
И теперь важно перечислить некоторые языки и написать к каким классу они относиться или не относиться, за основу я возьму второй вариант классификации, который я написал в этой работе.
И перед тем, как начать перечислять языки, нужно объяснить некоторые термины, которые будут использоваться дальше.
- Транслятор – он представляет собой программу, и на этой основе машина преобразует вводимые в нее программы на машинный язык.
Трансляторы бывают двух видов.
- Интерпретаторы – это программа, которая переводит каждую команду с одновременным её выполнением и, если происходит ошибка, то он сообщает о неё и прекращает работу программы.
- Компиляторы – это программа, переводит всю программу целиком и в конце работы выводит список ошибок, если они были.
Двоичный язык – в современности он больше не используется программистами.
Шестнадцатеричный язык – главной особенностью является упрощения за счет представления четырёх двоичных цифр одной шестнадцатеричной. Используется как помощник языкам высокого уровня для программирования критически важные к времени фрагменты алгоритмов.
Язык Modula 2 - разработана в 1978 году для создания системного программного обеспечения. Является развитиям Паскаля. Особенности это, высокая модульность программ и наличия средств описания параллельных процессов.
Язык Abb – относят к процедурным языкам программирования. разработан в 1979 году, по заказу Министерства Обороны США, использовался во стройных системах с управляющими ЭВМ, и для этого нужна поддержка режима в реальном времени.
Язык logo – разработана в 1967 году с целью обучения детей. Отличается простотой, но с богатыми возможностями, такие как процедурные, графические средства и другое.
Язык ассемблера – создана ради удобства и представления символической форме программ, написанная на машинном языке.
Язык C – относят к Процедурным языкам программирования. Самый распатроненный и известный язык программирования, большинство профессиональных программистов умеют на нем работать. Большое количество программ написана на этом языке, исторически он связан с UNIX. В 60 годы была становления операционных систем и языков высокого уровня. Язык разработали, Кеннет Томсон и Деннис Ричи, и язык работал так чтобы писать системные задачи. Но из-за нехватки типов данных и объектов обработки исключений, то уже в начале 80 годов Бьерн Страуструп начал разрабатывать расширенный вариант C. И первый коммерческий транслятор появился в 1983 году, и назывался он С++. Одно из главная целей были, увеличить процент повторного использования написанного кода. Когда появилась Java, на него обратили многие программисты внимания, им казалась что этот язык очень похожим на C++ и даже кто-то называл его Убийце C++, но этого не произошло, и они пошли по разным дорогам.
Язык Erlang – это функциональный язык программирования. В середине 1980 года, лаборатория Ericsson поручили задачу найти подходящий язык для разработки приложений нового поколения. Два года Джо Армстронг, Роберт Вирдинг, Майкл Вильямс и руководитель этой команды Бьёрна Дакера, они занимались быстрым анализом телекоммуникационными приложениями на всех тогда существующих языках программирования. И пришли к выводу что подходящего языка дял их задачи нет, поэтому было решено разработать свой. И язык был разработан к 1994 году, а в 1995 были решены проблемы прошлой версии. Этот язык создан для решения определенных задач, создания распределённых, устойчивых к отказу систем и все это в реальном времени.
Язык Pascal – относят к процедурным языкам программирования. Первая версия разработан в 1968 году. Язык назван в честь французского учёного физика-математика Блеза Паскаля, этот язык воплотил в себе идею структурного программирования, и суть заключается в том, что с помощи простых конструкций можно выразить любые алгоритмы и различные, циклические, витиеватые и другие конструкции.
Язык Delphi – относят к Объектно-ориентированные языки программирования. Это по факту как Visual Pascal. Благодаря созданию среды программирования, теперь пористые программы может писать многие пользователи.
Язык Basic – Является высокоуровневым языком программирования. Был процедурным языком программирования, потом с появлений Visual Basic стал Объектно-ориентированным языком программирования. Это язык один из самых старых языков программирования. Его создатели это – Джон Кемени и Том Куртц, они работали 1964 году в Дортмундском колледже. Свой язык они решили назвать по первым буквам слова, «Beginner’s All Purpose Symbolic Instructions Code». Basic был первым программным продуктом многим известной фирмы Microsoft. Уже в середине 80 годов фирма разработала QuickBASIC, но это уже был не интерпретатор, а компилятор. После появления визуальны средств разработки программ, появился Visual Basic.
Язык Prolog – это язык логического программирования. Разработанный в начале 1970 года, Аланом Кулмероэ и Филипом Русселом, университет во Франции, Марсель. Язык основан не на алгоритме, а на логике предикатов. Программы на процедурных языках — это последовательность шагов, которые заданы в определённом порядке, а Prolog, будучи декларативным языком, то он содержит тока описания задачи, а Prolog-машина исполняет поиск решения, и руководствуются только описанием и используя механизм поиска с возвратом и унификацию.
Язык Fortran (Formula Translator) – относят к объектно-ориентированным языкам программирования. Это один из старейших языков программирования, разрабатывался с 50 годов. Его разработала исследовательская группа под руководством Джона Бэкуса. Названия происходит от двух слов, FORmula TRANslation. Первая версия для компьютера IBM была выпущена в начале 1957 году. Особенностью языка была в специфической форме записи программ. Текс программ писался в ограниченном числе, равным 80 символов, что соответствовала с размером перфокарты. Считается что этот язык был «Рабочей Лошадкой» научных сотрудников, из-за своей приспособленности к видению сложных вычислений и до сих пор используется, и модернизируется, FORTRAN IV, FORTRAN 77, FORTRAN 91 и так далее.
Java – это объектно-ориентированный язык программирования. Один из самых известных языков программирования. Первая рабочая версия появилась в 1996 году, в кампании Sun Microsystems, которую в будущем поглотит компания Oracle. Этот язык задумывался как универсальный язык программирования, который можно было выполнять разные задачи. И на данный момент язык пережил многие годы, было издано много различных версий Java. На данный момент Java стала не просто универсальным языком, а в целую платформу и экосистему, которая объединяет многие технологии, для решения разных задач. Главной особенностью языка является то, что её код сначала траслируеться на байт-код, а потом выполняет это байт-код в виртуальной машине JVM (Java Virtual Machine). В этом плане java отличается от стандартных интегрируемых языков, таких как PHP и Perl. В тоже время язык не является компилирующим как C и C++.
HTML (Hyper Text Markup Language) – Язык разметки гипертекста, многие уже давно считаю его не просто языком программирования. По причине того, что само понятия HTML включает в себя различные методы оформления гипертекстовых документов, включая себя дизайн, гипертекстовые редакторы, браузер и многое другое. Этот язык связан с WEB-программированием. Пользователей который сможет освоить его сможет делать серьезные вещи простыми методами, это для современности очень хорошее достоинство. В основном его используют для создания сайтов.
Язык ADA – Является универсальный высокоуровневой язык программирования. По сложности этого языка программирования сравнивают с C++. Его разработали в 1979 году для «аналоговых машин», по конкурсу Министерства Обороны США. ADA – Этот язык был модульным и объектным, но это не Объектно-ориентирований. Из-за развития объектно-ориентированное программирования появилась новая версия ADA95.
С появлением новых ЭВМ сфера возможностей их применений расширилась, и с этим потребность в производительности и надежности растет. Будут появляться новые языки или изменяться старые, что будет влиять на их классификацию, они могут пересекаться или быть универсальным языком, который не принадлежит не из одного класса.
Классификация нужна для упрощения поиска нужного вам языка программирования, и чтобы понимать иерархию что для чего нужно, и что может.
Глава 2 Интегрированные Среды Разработки
Интегрированная Среда Разработки (Англ. Lntegrated Development Environment) IDE/ИСР – это совокупность программных средств для создания, и она поддерживает на всех этапах разработки программного обеспечения, начиная написания исходного текста, заканчивая компиляцией и отладкой, и одновременно обеспечивающие просто и быстрое взаимодействия между инструментальными средствами. (То есть программным отладчиком-симулятором и программистом).