Файл: Обзор языков программирования высокого уровня (Язык программирования высокого уровня Pascal).pdf

В настоящее время практически ни одна современная организация не обходится без использования программ в своей деятельности. Программирование, как особый род деятельности человека, по-прежнему остаётся важнейшей составляющей в подготовке высококвалифицированных специалистов с сфере компьютерных наук. Поэтому знание и выбор языка программирования является сегодня одной из самых актуальных тем.

При выборе языка программирования, операционной системы, численных методов, типа ЭВМ в первую очередь учитываются потребности специалистов [2, стр.5].

В настоящее время определился ряд направлений математической науки, где современные достижения научно-технического прогресса были бы невозможны без применения компьютера. Основной задачей теории алгоритмизации и программирования считают облегчение отношений человека с вычислительной техникой, хотя этот взгляд и конкретные направления исследований постоянно изменяются с развитием ЭВМ.

В первой главе курсовой работы приведен обзор языков программирования высокого уровня.

Во второй главе описан один из языков программирования высокого уровня Pascal. Язык программирования Pascal создан в 1973 году швейцарским ученым Николасом Виртом и был назван в честь выдающегося французского физика, математика и философа Блеза Паскаля (1623-1662), который являлся автором первой в мире вычислительной (суммирующей) машины (1641). Язык первоначально создавался для целей обучения программированию вообще. По словам автора языка «… разработка языка Паскаль базировалась на двух принципиальных концепциях. Первая состояла в том, чтобы изобрести язык, приспособленный к обучению программированию как систематической дисциплине, базирующейся на некоторых фундаментальных положениях, ясно и естественно отраженных в языке. Вторая предполагала разработку конкретных представлений этого языка, которые были бы надежны и эффективны на современных ЭВМ.» По мнению Вирта, «язык, на котором студент учится выражать свои идеи, существенно влияет на его способ мышления и изобретательность… беспорядок, сопутствующий существующим языкам, непосредственно влияет на стиль программирования студентов.»

Язык Pascal является универсальным, потому что на нём можно писать программы для обработки данных различных видов (числовых, текстовых), как простых, так и организованных в сложные структуры. На нём можно записывать алгоритмы самых различных видов и самой разной сложности [2, c.5].

Третий раздел – это практическая часть, в которой создан .калькулятор среде Visual Basic 6.0.

Целью данной работы является рассмотрение возможностей языков программирования высокого уровня.

Объект исследования – язык программирвоания высокого уровня.

Предметом исследования являются обзор языков программирвоания высокго уровня.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

рассмотреть основные понятияпрограммирования;
рассмотреть основные языки программиирования высокого уровня;
описать один из языков программирования высокого уровня;
создать программу на одном из языков высокого уровня;
описать требования к созданной программе.

При написании курсовой работы использовались научные труды следующих авторов: Павловская Т.А. [3,4], Гураков Т.В. [2], Вольский С.В. , Дмитриев П.А. [6], ПТ. [8] и другие.

1. Обзор языков программирования высокого уровня

1.1 Эволюция языков программирования

Программа состоит из логически упорядоченной последовательности команд, необходимой для управления компьютером.

Программа, работающая с процессором, - это совокупность чисел, которую называют машинным кодом. Написание программы в машинном коде – очень трудоемкое и сложное занятие, поэтому для представления алгоритма в понятном компьютеру виде служат языки программирования.

Язык программирования - это искусственный язык. Он отличается от естественногоследующими принципами:

ограниченное достаточно малое число слов, значение которых понятно компьютеру (транслятору);
очень строгие правила записи команд (операторов).

Требования для записи команд являются синтаксисом языка, а смысл каждой команды – семантикой языка.

Неправильная форма записи программы приводит к синтаксической ошибке, а правильно написанная программа, которая не отвечает алгоритму, приводит к семантической ошибке [11].

Тестирование - процесс поиска ошибок в программе, а отладка программы - процесс устранения ошибок.

Язык программирования, ориентированный на конкретный тип процессора, учитывающий его особенности, - это язык программирования низкого уровня. “Низкий уровень” –это значит, что операторы близки к машинному коду и ориентированы на конкретный тип процессора. Примером такого языка является язык Ассемблер.

С помощью языков низкого уровня создаются очень эффективные и компактные программы, так как разработчик получает доступ ко всем возможностям процессора [7].

Языки программирования высокого уровня более понятен человеку, чем компьютеру. Имея транслятор языка, можно перенести программу с одной платформы на другую и это не составляет особых трудностей, если язык программирования высокого уровня. Поэтому программы создавать на языке высокого уровня проще, лучше и ошибок допускается меньше.

1.2 Поколения языков программирования.

Языки программирования принято делить на пять поколений. Первое поколение приходится на начало 50-х годов, когда первые компьютеры только появились на свет. Был создан первый язык программирования низкого уровня - язык ассемблера, состоящий из
«одной инструкции – одной строки».

Второе поколение языков программирования - конец 50-х – начало 60-х годов. Тогда создан символический ассемблер, введено понятие переменной. Благодаря его созданию заметно возросла скорость разработки программ.

В 60-м годы приходится третье поколение языков программирования. В это время созданы универсальные языки высокого уровня, с их помощью стало возможным решить задачу из любой области. Новые языки обладали относительной простотой, независимостью от конкретного компьютера и возможностью использования мощных синтаксических конструкций, в это время резко повысилась производительность труда программистов. Языки программирования этого поколения успешно применяются и сегодня.

С 70-х годов и по настоящее время продолжается период языков четвертого поколения. С помощью этих языков программирования реализуются крупные проекты, повышается их надежность и скорость создания. Каждый из этих языков программирования обычно ориентирован на специализированную область применения, хорошие результаты можно достичь, программируя не универсальными, а проблемно-ориентированными языками, которые оперируют конкретными понятиями узкой предметной области.

Языки пятого поколения стали создавать в середине 90-х годов. В этом поколении стали создавать системы автоматического создания прикладных программ, применяя визуальные средства разработки, не зная программирование. Главной идеей, закладываемой в эти языки, является возможность автоматического формирования результирующего текста на универсальных языках программирования. Инструкции же вводятся в компьютер в визуальной среде методами, наиболее удобными для человека, не знакомого с программированием [18].

1.3 Классификация и обзор языков программирования

Языки программирования разделяются на классы следующим образом:

Языки программирования

Процедурные

Объектно-ориентированные

Декларативные

Операционные

Структурные

Объектные

Визуальные

Функциональные

Логические

Процедурное программирование - это отражение архитектуры компьютера фон Неймана. Программа, которая написана на процедурном языке, - это последовательность команд, которые определяют алгоритм решения задачи. Процедурное программирование использует память для хранения данных. Основной командой является присвоение, с помощью которой определяется и меняется память компьютера. Программа преобразует содержимое памяти, изменяет его от исходного состояния к результирующему [13].

Языками процедурного программирования являются фортран, Кобол, Алгол.

В 20-го веке в 60-х годах был создан специализированный язык программирования– BASIC. Это язык программирования, основными качествами которого являются простота освоения и наличие универсальных средств для решения задач из разных отраслей.

Все перечисленные выше языки ориентируются на различные классы задач, но привязаны к конкретной архитектуре ЭВМ [14].

В XX столетии, в 1968 году был создан язык процедурного программирования Паскаль (PASCAL), который применяется и в настоящее время. ОсновойPascal положен подход от общи задач к частным.

Основные принципы Паскаль:

а) Структурное программирование, используемые подпрограммы и независимые структуры данных;

б) Программирование «сверху-вниз», переход от сложного к более простому.

В начале 70-х годов был создан язык процедурного программирования СИ. Первоначальный его вариант планировался как язык для реализации операционной системы Unix вместо языка Ассемблера. Одной из особенностей языка СИ является то, что различия между выражениями и операторами сглаживаются, что приближает его к функциональным языкам программирования. Кроме того, в языке СИ отсутствует понятие процедуры, а использование подпрограмм основано на понятии функции, которая может сочетать в себе возможности процедуры. С одной стороны, по набору управляющих конструкций и структур данных его можно отнести к языкам высокого уровня, а с другой – он имеет набор средств прямого обращения к функциональным узлам компьютера, а это означает, что его можно использовать как операционный язык [8].

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это метод программирования, при использовании которого главными элементами программ являются объекты. В языках программирования понятие объекта реализовано как совокупность свойств (структур данных, характерных для данного объекта), методов их обработки (подпрограмм изменения их свойств) и событий, на которые данный объект может реагировать и, которые приводят, как правило, к изменению свойств объекта.

Наиболее современными языками программирования являются С++ и Java. С середины 90-х годов многие объектно–ориентированные языки реализуются как системы визуального проектирования, в которых интерфейсная часть программного продукта создается в диалоговом режиме, практически без написания программных операторов. К объектно – ориентированным системам визуального проектирования относятся VisualBasic, Delphi, C++ Builder, VisualC++.

Язык VBA (Visual Basic for Application) – язык приложений Microsoft Office (Excel, Word, Power Point идр). VBA соблюдает основной синтаксис языка и правила программирования языков Basic – диалектов, позволяет создавать макросы для автоматизации выполнения некоторых операций и графический интерфейс пользователя, интеграцию между различными программными продуктами.

Существуют декларативные языки программирования.К ним относятся функциональные и логические языки программирования.

Функциональное программирование- это способ составления программ, в которых единственным действием является вызов функции. В функциональном программировании не используется память, как место для хранения данных, а, следовательно, не используются промежуточные переменные, операторы присваивания и циклы. Ключевым понятием в функциональных языках является выражение. Программа, написанная на функциональном языке, представляет собой последовательность описания функций и выражений. Выражение вычисляется сведением сложного к простому. Все выражения записываются в виде списков. Первым языком стал язык Лисп (LISP, LISTProcessing- обработка списков) создан в 1959г. Этот язык позволяет обрабатывать большие объемы текстовой информации.

Логическое программирование- это программирование в терминах логики.

Языки программирования баз данных отличаются от алгоритмических языков прежде всего своим функциональным назначением. При работе с базами данных выполняются следующие операции:

создание, преобразование и удаление таблиц в БД;

поиск, отбор, сортировка по запросам пользователя;

добавление новых записей и модификация существующих, удаление записей и др.