Файл: Система программирования. Языки программирования..pdf

ВВЕДЕНИЕ

Прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов – языков программирования. Смысл появления такого языка – оснащенный набор вычислительных формул дополнительной информации, превращает данный набор в алгоритм.

Конечно, в те времена не было компьютеров в современном понимании. Не было языков программирования, кроме машинного, не было даже приличных операционных систем. Да и машинные коды было возможно вводить лишь с пульта, так что появление первого в мире компилятора языка Фортран казалось фантастикой.

Начало было положено – компьютеры становились все мощнее и портативнее, а математики с разработчиками писали все новые и новые языки программирования. Своего апофеоза «зоопарк» языков программирования достиг в России в 90-х годах, и тому были причины. Во-первых, появились первые персоналки – новые и красивые игрушки; во-вторых, софт традиционно был бесплатным, что давало возможность «попробовать все»; и, наконец, самое главное – было много свободного времени на работе, чтобы развлекаться и получать зарплату. До кризисов оставалось еще долго.

Язык программирования (англ. Programming language) - система обозначений для описания алгоритмов и структур данных, определенная искусственная формальная система, средствами которой можно выражать алгоритмы. Язык программирования характеризует набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполняет исполнитель (компьютер) под ее управлением.

Со времени создания первых программируемых машин было создано более двух с половиной тысяч языков программирования. Ежегодно их количество дополняется новыми. Некоторыми языками умеет пользоваться лишь маленькое количество их собственных разработчиков, другие становятся знамениты миллионам людей. Профессиональные программисты традиционно используют в собственной работе несколько языков программирования.Языки программирования высокого уровня, можно сказать, более понятны человеку, нежели компьютеру. Специфики определенных компьютерных архитектур в них не учитываются, поэтому созданные программы просто переносятся с компьютера на компьютер.

В основном довольно легко перекомпилировать программу под некую компьютерную архитектурную и операционную систему. Разрабатывать программы на этих языках гораздо легче и ошибок допускается меньше. Существенно уменьшается время исследования программки, собственно в особенности принципиально при работе над большими программными проектами.

Актуальность. На сегодняшний день графика имеет немаловажное значение для языков программирования. Она разрешает визуализировать всевозможные программы, что придает яркость и удобство использования. Так как мы живем в трехмерном мире, то создание графических приложений в языках программирования высокого уровня на сегодняшний день считается актуальной задачей, и разработчики языков программирования не в состоянии оставить данную тему в стороне.

Целью данной работы является изучение языков программирования высокого уровня.

Предметом работы являются виды языков программирования.

Объектом исследования послужили языки программирования

Задачи работы:

Дать понятие языка программирования:

Привести классификацию языков программирования;

Изучить популярные языки программирования.

Методами исследования является общенаучный диалектический метод познания и вытекающие из него частно-научные методы: исторический, социологический, логический, системно-структурный

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

1.1Общие основы системы программирования

Первые Первые языки программирования появились сравнительно не так давно. Разные исследователи предписывают в качестве времени их создания 20-е, 30-е и даже 40-е годы XX столетия. Нашей задачей считается не установление самого раннего языка, а поиск закономерностей в их развитии.

Как и следовало ожидать, первые языки программирования, как и первые ЭВМ, были достаточно просты и нацелены на численные расчеты. Это были и чисто теоретические научные расчеты (сначала, математические и физические), и прикладные задачи, а именно, в сфере военного дела. Программы, написанные на ранних языках программирования, представляли собой линейные очередности простых операций с регистрами, в каких хранились данные. Необходимо отметить, что ранние языки программирования были оптимизированы под аппаратную архитектуру определенного компьютера, для которого предназначались, и хотя они обеспечивали высокую эффективность вычислений, до стандартизации было еще далеко.

Программа, которая была полностью трудоспособной на одной вычислительной машине, часто не имела возможности выполняться на другой. Таким образом, ранние языки программирования значительно находились в зависимости от того, что принято называть средой вычислений и примерно соответствовали современным машинным кодам либо языкам ассемблера [4].

Следующее десятилетие ознаменовалось возникновением языков программирования так называемого «высокого уровня», по сравнению с раньше рассмотренными предшественниками, соответственно называемыми низкоуровневыми языками. При этом отличие состоит в увеличении производительности труда разработчиков с помощью абстрагирования от определенных деталей аппаратного обеспечения. Одна инструкция (оператор) языка высокого уровня отвечала последовательности из нескольких низкоуровневых руководств, либо команд. Отталкиваясь от того, что программа, на самом деле, представляла собой набор директив, обращенных к компьютеру, такой подход к программированию получил название императивного. Очередной спецификой языков высокого уровня была возможность повторного применения раньше написанных программных блоков, исполняющих какие-нибудь действия, посредством их идентификации и последующего обращения к ним, например по имени. Эти блоки получили название функций либо процедур, и программирование получило более упорядоченный характер [17].

Имеющиеся языки программирования можно разделить на две группы: процедурные и непроцедурные.

Процедурные (или алгоритмические) программы представляют собой систему предписаний для решения конкретной задачи. Процедурные языки разделяют на языки низкого и высокого уровня.

Языки низкого уровня практически не похожи на обычный для человека язык. Это могут быть разные виды языка ассемблера либо сами машинные коды. Используются они для воплощения особых частей программ для обеспечения большей производительности.

Машинные коды представляют собой набор двоичных данных и достаточно трудоемкую структуру. Сейчас на них практически не пишут.

Программы на языках высокого уровня близки к натуральному (английскому) языку и предполагают набор этих команд. Перечислим наиболее известные системы программирования [6].

Фортран (FORmula TRANslating system – система трансляции формул); старейший и до настоящего времени обширно распространенный язык, в особенности посреди пользователей, которые занимаются численным моделированием. Это разъясняется несколькими причинами:

• существованием больших фондов прикладных программ на Фортране, скопленных за данные годы, а также наличием множества разработчиков программного обеспечения, отлично использующих данный язык;
• наличием действенных трансляторов Фортрана на всех типах ЭВМ, при этом версии для разных машин довольно стандартизированы и перенесение программ с машины на машинку, традиционно не составляет огромных проблем;
• первоначальной тенденцией Фортрана на физико-математические и технические приложения; а именно, данное проявилось в том, что на протяжении длительного времени он оставался единственным языком со встроенным комплексным типом переменных и огромным комплектом интегрированных функций для работы с этими переменными.

За прошедший период сложилась новая методология и философия программирования. С начала 70-х годов Фортран подвергся заслуженной критике. Выпущенный в 1990 году транслятор MS-Fortran 5.0 фактически стопроцентно соответствует стандарту Fortran-90.

Большая часть крупных технологических прикладных программ прописано на Фортране поскольку он владеет переносимостью и стабильностью, а также благодаря наличию интегрированных математических и тригонометрических функций [8].

Бейсик (Basic – Beginner’s All-Purpose Symbolic Instruction Code – «многоцелевой условный код инструкций для новичков»). Прямой отпрыск Фортрана и до сего времени самый популярный язык программирования для персональных компьютеров. Возник Бейсик в 1963 году (назвать создателя было бы тяжело, но главная награда в его возникновении, непременно, принадлежит американцам Джону Кемени и Томасу Курцу). Как и всевозможные достоинства, простота Бейсика оборачивалась, особенно в ранних версиях проблемами структурирования; помимо всего этого, Бейсик не допускал рекурсию – интересный прием, позволяющий составлять действенные и вмести с этим короткие программы.

Разработаны массивные компиляторы Бейсика, которые гарантируют не только лишь богатую лексику и высокое быстродействие, но и возможность структурного программирования. Учитывая мнение неких разработчиков программного обеспечения, более увлекательными версиями считаются GWBASIC, Turbo-Basic и Quick Basic.

Когда-то возникновение Quick Basic ознаменовало рождение второго поколения систем программирования на языке Бейсик. Он предоставлял возможность модульного и процедурного программирования, создания библиотек, компиляции готовых программ и многое другое, что вывело его на уровень таких традиционных языков программирования, как Си, Паскаль, Фортран и другие. Более того, в связи с неимением официального стандарта языка Бейсик, его реализация в виде Quick Basic стала практическим стандартом. Бесспорными фаворитами среди разных версий Бейсика были Quick Basic 4.5 и PDS 7.1 компании Microsoft, появившиеся в конце 80-х годов [1].

В 1960 году командой во главе с Петером Науром (Peter Naur) был создан язык программирования Algol. Данный язык дал начало целому роду Алгол-подобных языков (важный представитель – Pascal). Алгол (ALGOrithmic Language – алгоритмический язык); сыграл огромную роль в теории, хотя для фактического программирования на данный момент почти не употребляется.

ПЛ/1 (PL/I Programming Language – язык программирования первый) разработан в 1964-1965 годах компанией IBM. ПЛ/1 относится к количеству многоцелевых языков, т. е. позволяет решать задачи из различных областей: численные расчеты, текстовая обработка, финансовые задачи и т. д. По собственным возможностям он перекрывает такие языки, как Фортран, Алгол-60 (предназначенный для численных расчетов), Кобол (для финансовых задач), хотя в силу ряда обстоятельств вытеснить данные языки ПЛ/1 не сумел.

ПЛ/1 содержит все главные сборки, характерные для так именуемых языков высокого уровня, а также ряд специфичных средств, комфортных для практического программирования. Язык напоминает конструктор с огромным количеством элементов – пользователю достаточно изучить исключительно те доли языка, которые ему фактически нужны.

Тогда как, ПЛ/1 имеет и ряд недочетов, затрудняющих изучение и внедрение языка. Главные из них таковы, во-первых, имеется большое количество дублирующих друг друга средств их трудно запомнить, не понятно, что когда использовать, помимо всего этого, это снижает как скорость трансляции, так и скорость исполнения программ. Во-вторых, программы получаются не совершенно машинно-независимыми [11].

В 1972 году в период сотрудничества с Кеном Томпсоном Работник компании Bell Labs Денис Ритчи создал язык Си (С – «си»), как инструментальное средство для реализации операционной системы Unix, но известность данного языка стремительно переросла рамки определенной операционной системы и определенных задач системного программирования.

В текущее время любая инструментальная и операционная система не имеет возможности считаться абсолютной, в случае если в ее состав не входит компилятор языка Си.

Ритчи не придумывал Си просто из головы – прототипом служил язык Би созданный Томпсоном. Язык программирования Си был разработан как инструмент для программистов-практиков. Согласно с данным основной целью его создателя было создание комфортного и нужного во всем языка.

Си считается орудием системного программиста и разрешает глубоко влезать в самые изящные механизмы обработки информации на ЭВМ. Хотя язык просит от программиста высокой выдержки, он не жесток в формальных претензиях и допускает короткие формулировки.