Файл: Классификация языков программирования высокого уровня.pdf

ФОРТРАН первоначально был создан для класса задач, выходящих за область применения микропроцессоров. Как видно из названия, ФОРТРАН разработан для решения научных задач, которые могут быть описаны математическими формулами. Микропроцессоры редко используются для решения подобных задач. ФОРТРАН не очень подходит для программирования задач реального времени.

Рис. 6 « Решение задачи методом Гаусса, при помощи языка Фортран»

3.1.2 QBASIC

Бейсик - многоцелевой язык символических инструкций для начинающих.^[7]

Бейсик был спроектирован так, чтобы студенты без специального математического образования могли писать программы. Условный оператор позволяет реализовать алгоритм с ветвлением.

Пример 1.

CLS

REM Вычислить функцию y=1/(x^2-5*x-6)

FOR x = -10 TO 10

IF x ^ 2 - 5 * x - 6 = 0 THEN PRINT "При x=-1, x=6 функция не определена!"

ELSE y = 1 / (x ^ 2 - 5 * x - 6)

PRINT "x="; x, " y="; y

NEXT x

Рис. 7 «Использование компьютерной мыши в QBasic»

3.1.3 С (Cи)

Язык Си даёт возможность программисту осуществлять непосредственный доступ к ячейкам памяти и регистрам компьютера, требуя при этом знания особенностей функционирования ЭВМ. В этом Си схож с языком низкого уровня — ассемблером, хотя на самом деле он представляет собой гораздо более мощное средство решения трудных задач и создания сложных программных систем.^[8]

Рис. 8 «Односвязные списки на примере языка С»

3.1.4 Pascal

Язык Паскаль был разработан в 1970 г. Никлаусом Виртом как язык, обеспечивающий строгую типизацию и интуитивно понятный синтаксис. Одной из целей создания языка Паскаль Никлаус Вирт считал обучение студентов структурному программированию. До сих пор Паскаль заслуженно считается одним из лучших языков для начального обучения программированию. Его современные модификации, такие как Object Pascal, широко используются в промышленном программировании (среда Delphi).

Рис. 9 «Пример линейного алгоритма в Паскале»

3.2 Процедурно-ориентированные языки

3.2.1. Lisp

Универсальность Лиспа достаточна для изучения на его основе любой парадигмы информатики и программотехники. Лисп одержит в себе эталонную семантическую систему пригодную для измерения функциональности других систем. Многие реализационные находки Лиспа, такие как ссылочная организация памяти, «сборка мусора» для повторного использования памяти, частичная компиляция программ с интерпретацией промежуточного кода, полиморфизм, длительное хранение атрибутов объектов период их использования и т.д. перекочевали из области исследований и экспериментов на базе Лиспа в практику реализации систем программирования.^[9]

	Многократные CAR-CDR	Вычисляются в порядке, обратном записи
Caar	((A) B C)
Cadr	(A B C)	B - CDR затем CAR
Caddr	(A B C)	C - (дважды CDR) затем CAR
Cadadr	(A (B C) D)	C - два раза (CDR затем CAR)

Таблица 1 «Примеры многошагового доступа к элементам структуры»

3.2.2. Prolog

Пролог - программирование в терминах логики, очень хорошо подходит для описания взаимоотношений между объектами. Поэтому Пролог называют реляционным языком. Причем «реляционность» Пролога значительно более мощная и развитая, чем «реляционность» языков, используемых для обработки баз данных. Часто Пролог используется для создания систем управления базами данных, где применяются очень сложные запросы, которые довольно легко записать на Прологе. В Прологе очень компактно, по сравнению с императивными языками, описываются многие алгоритмы. По статистике, строка исходного текста программы на языке Пролог соответствует четырнадцати строкам исходного текста программы на императивном языке, решающем ту же задачу. Пролог-программу, как правило, очень легко писать, понимать и отлаживать. Это приводит к тому, что время разработки приложения на языке Пролог во многих случаях на порядок быстрее, чем на императивных языках. В Прологе легко описывать и обрабатывать сложные структуры данных. Проверим эти утверждения на собственном опыте при изучении данного курса.^[10]

fib(1,1):–!. /* первое число Фибоначчи равно единице */

fib(2,1):–!. /* второе число Фибоначчи равно единице */

fib(N,F) :–

N1=N–1, fib(N1,F1), /* F1 это N–1-е число Фибоначчи */

N2=N–2, fib(N2,F2), /* F2 это N–2-е число Фибоначчи */

F=F1+F2. /* N-е число Фибоначчи равно сумме N–1-го и N–2-го чисел Фибоначчи */

Таблица 2 «Решение задачи на числа Фибоначчи, с помощью языка Пролог»

Рис. 10 «Решение квадратного уравнения при помощи языка Пролог»

3.3 Проблемно-ориентированные языки программирования

3.3.1. Visual Basic

Возможности Visual Basic ничем не ограничены. Вы можете расширять возможности VB посредством использования дополнительных функций. На VB можно написать любую программу, от обслуживающих рутинные операции ввода данных, до сложных информационных и коммуникационных систем. В США 60% программных продуктов написаны на VB. ^[11] В VB 14 типов переменных.

Enum

Ocenka Neud = 3

Horosho = 4

Otlichno = 5

End Enum

Таблица 3 «Пример перечисления в VB»

Рис. 11 «Предупреждение об ошибке в VB»

3.3.2. Delphi (Pascal)

Delphi - прекрасная система визуального объектно-ориентированного проектирования, одинаково радующая и новичков в программировании, и профессионалов. Начинающим Delphi позволяет сразу, с небольшими затратами времени и сил создавать прикладные программы, которые внешне неотличимы от программ, созданных профессионалами. А для опытного программиста Delphi открывает неограниченные возможности для создания сколь угодно сложных программ любого типа, в том числе, распределённых приложений, работающих с любыми базами данных.

^[12]

Рис. 12 «Два варианта алгоритма решения одной задачи»

3.3.3. Visual Fortran (Fortran)

Название языка произошло от Formula Translator – переводчик формул. В истории программирования Фортран – это живой классический язык. Не одно поколение программистов выросло на Фортране.

Фортран (Fortran) — первый реализованный язык программирования высокого уровня (после Планкалкюля), правда, с одной небольшой оговоркой — для машин, построенных по классической схеме фон Неймана. Создан в период с 1954 по 1957 год группой программистов под руководством Джона Бэкуса (John Backus) в корпорации IBM. Через пару лет начались его коммерческие поставки. До этого программирование велось либо непосредственно в машинных кодах, либо на символических ассемблерах. Название Fortran является аббревиатурой от FORmula TRANslator, то есть, переводчик формул.

^[13]

Рис. 13 «Блок-схема суммирования ряда в Visual Fortran»

3.3.4 С++ (С)

В С++ действие называется выражением, а выражение, заканчивающееся точкой с запятой, – инструкцией. Инструкция – это атомарная часть С++ программы, которой в программе на С++ соответствует предложение естественного языка.^[14]

Структура программ - это разметка рабочей области (области кода) с целью чёткого определения основных блоков программ и синтаксиса.

Самая простая программа на С++, это программа, выводящая на экран в консоли текстовое сообщение.

Рис. 14 «Модульное тестирование двоичного кода в С++»

3.3.5 Prolog++

Пролог ++ можно отнести к группе гибридных языков, представителями которой считаются Object Pascal и C++.

Расширение Пролог ++ поддерживает все свойства, присущие обычно объектно-ориентированным языкам: концепции объектов и классов, единичное и многократное наследование, разбиение на подклассы и передачу сообщений. Поддерживаются также некоторые усовершенствованные свойства, существующие в таких языках, как C++ и Smalltalk, включая общие и частные методы. Интересным свойством является поддержка в языке программирования с управлением данными. Эта техника, которая может быть еще названа программированием, "управляемым событиями", используется в большинстве языков объектно-ориентированного программирования, особенно в тех, которые разработаны для машин с интерфейсом, управляемым "мышью".Объектно-ориентированная программа реагирует на события, которые определяют поток управления. В Прологе ++ программирование с управлением данными достигается при помощи концепции демонов. Демон представляет собой объект, методы которого вызываются в случае определенных событий и могут быть использованы для поддержки программирования с управлением данными.Сам язык основан на концепции передачи сообщений. Программа на Прологе ++ строится вокруг множества объектов Пролога ++, которые обмениваются сообщениями.

В этом смысле Пролог ++ ближе к чистомуобъектно-ориентированному языку, такому, как Smalltalk, чем C++ или Object Pascal.^[15]

Рис. 15 «Реализованный верный запрос»

Вывод: в этой главе я подробно ознакомился с применением высокоуровневых языков в программировании, а также ознакомился с некоторыми алгоритмами и возможностями каждого из языков, таких как : Fortran, Basic, СИ (С), Паскаль (Pascal), Lisp, Prolog и др.версиями этих языков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе я изучил классификацию высокоуровневых языков программирования. Изучил их историю и возможности, познакомился с такими понятиями, как : проблемно-ориентированные языки, объектно-ориентированные языки, процедурно-ориентированные языки.

Ознакомился с примерами применения высокоуровневых языков в программировании, с их интерфейсом и алгоритмами.

После изучения высокоуровневых языков программирования я понял, что это очень важный аспект в жизни современного человека. Эти знания нужно обязательно применять, а также углубиться в изучение каждого языка отдельно.

Алгоритмизация и программирование- это очень интересный предмет, который нужно изучать. Ведь без программирования в 21 веке уже невозможно существовать.

Мне очень понравился интерфейс и относительная «простота» высокоуровневого языка программирования «Visual Basic». Я буду изучать его в дальнейшем.

Также заинтересовал язык «Visual Fortran» он показался мне более сложным, но я попробую освоить и его, потому что «это живой классический язык» в программировании.

Впечатляют возможности современных языков программирования, таких как С++ и Prolog++, думаю, изучив их можно стать хорошим специалистом в этой области.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

А.В. Терехов, А.В. Селезнев. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. 24 с.

Бизнес. Толковый словарь.— М.: "ИНФРА-М", Издательство "Весь Мир". Грэхэм Бетс, Барри Брайндли, С. Уильямс и др. Общая редакция:д.э.н. Осадчая И.М.. 1998

Городняя Л.В Основы функционального программирования. Курс лекций. Учебное пособие. М.: ИНТУИТ.РУ "Интернет-университет Информационных Технологий", 2004. – 280 с

Звягин В.Ф., Яньшина Н.А., Голыничев В.Н. Практикум по современному Фортрану в курсе Информатики. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010 - 134 с.

Н.Б Культин «Delphi 6 программирование на Object Pascal» - 2006

«Основы алгоритмизации и программирования»: Метод. указ. / Сост.: И.П. Рак,

«Основы программирования на языке Пролог» : курс лекций : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальностям в обл. информ. технологий / П. А. Шрайнер. - М. : Интернет - Ун-т Информ. Технологий, 2005. - 176 с

Сергеев Л.О. Удивительный мир языка Лисп. Введение в язык и задачи, задачи, задачи. // Информатика – 2000, N 29