Файл: Классификация языков программирования высокого уровня (Классификация языков программирования).pdf

Наиболее известные языки проектирования на 2009 год:

-Языки проектирования аппаратуры

-VHDL

-Verilog

-SystemC

-Дракон

-UML

Также существуют средства проектирования на базе:

-Handel-C

-CatapultC

Далее хочу рассказать о нескольких из них.

VHDL-один из первых, и до сих пор один из наиболее распространенных языков, создавался в начале восьмидесятых так же, как язык спецификации проектов. Однако очень скоро были созданы программы моделирования систем на основании описания в терминах этого языка, а в начале девяностых уже и прямые компиляторы VHDL -программ в аппаратные реализации различных классов. К настоящему времени сложилась определенная иерархия языков проектирования дискретных устройств. Критерием отнесения языка к определенному уровню является степень абстракции используемых в языке конструкций. В этом смысле можно наблюдать определенное соответствие типов языков проектирования с языками программирования. Языки реализации наиболее близко отражают результат проектирования, будь то исполняемая программа или проектируемое изделие. В языках программирования это программный (машинный) код, представляющий последовательность команд в том виде, в котором она считывается из памяти и интерпретируется процессором. Из языков проектирования этому уровню наиболее близко соответствуют языки описания соединений (таблицы соединений). Элементарные конструкции таких языков определяют набор блоков проектируемого изделия и порядок их соединений в том виде, в котором они будут воспроизведены в устройстве.

(24. Грушвицкий Р.И. Проектирование систем на микросхемах программируемой логики стр. 218 )

Handel-C — Си-подобный язык программирования, имеющий встроенные возможности для параллельных вычислений через FPGA. Язык Handel-C был разработан в 1996 году в Оксфордском университете. По синтаксису он очень напоминает стандартный язык С и во многом похож на него семантически. Однако поскольку этот язык предназначен для параллельного выполнения программы, конечно, присутствуют и новые свойства, такие как организация параллелизма и взаимодействие процессов. Изначально язык Handel-C был нацелен на рынок встроенных систем, однако последние несколько лет фокусируется внимание также и на рынке высокопроизводительных вычислений на основе реконфигурируемых систем. Для организации параллелизма в языке Handel-C используется концепция взаимодействующих последовательных процессов, разработанная Хоаром. В Handel-C для этого задано ключевое слово par. Оно позволяет организовать блок операторов, в котором все операторы будут выполняться параллельно. С помощью ключевого слова seq внутри блока par можно задавать последовательные блоки вычислений, таким образом, организуя набор параллельно работающих процессов, каждый из которых выполняется последовательно. В языке Handel-C помимо использования конструкции par существует ещё один способ создания параллельной программы - это задание нескольких функций main. Таким образом, можно обеспечивать параллельное выполнение нескольких независимых ветвей программы. Важной особенностью является то, что для каждого такого процесса (который задаётся функцией main) можно задавать свою частоту, с которой этот процесс будет выполняться на ПЛИС. Между разными процессами возможно взаимодействие посредством тех же самых каналов, которые используются в блоке par. В Handel-C отсутствует поддержка чисел с плавающей запятой, поскольку для их реализации требуется большой объём ресурсов ПЛИС. Разработчики Handel-C рекомендуют по возможности использовать числа с фиксированной запятой или целые числа, однако в случае, если работа с числами с плавающей запятой необходима, можно использовать предоставляемую ими внешнюю библиотеку.

(20. https://ru.bmstu.wiki/Handel-C )

2.7 Языки гипертекстовой разметки

HTML (HyperText Markup Language) – язык разметки гипертекста, используется для создания веб-страниц. При помощи html создается логическая структура документа, а также определяется как будет выглядеть тот или иной элемент страницы (рекомендуется для определения вида элементов использовать не html, а технологию CSS). Файл веб-страницы содержит текст ASCII и имеет расширение .htm или .htmlРазметка текста в файле осуществляется при помощи тегов (tag). Теги заключаются в треугольные скобки.Виды тегов:одиночные (непарные) теги <tag>. Например тег <br>, который используется для перехода на новую строку

Теги-контейнеры <tag></tag>. Например тег <b></b>. После открывающего тега весь текст будет полужирным, пока тег не будет закрыт.Тег может иметь атрибуты. Атрибуты уточняют действие тега. Атрибут всегда ставится в открывающем теге, т.к. браузер считывает информацию слева направо всерху вниз. Для некоторых тегов применение атрибутов обязательно. Так например тег вставки изображения <img> должен иметь атрибут, в котором будет указан путь к файлу изображения, иначе изображение не будет отображаться на странице <img src="путь_к_изображению">. Некоторые теги могут использоваться вообще без атрибутов.Теги можно писать как в верхнем <TAG>, так и в нижнем <tag> регистре, для браузера это значения не имеет. Также не имеет значения, писать ли весть текст в одну строку или начинать каждый абзац или предложение с новой строки. Для читабельности кода рекомендуется всегда использовать один регистр (например нижний), начинать каждый новый элемент с новой строки и вставлять в код комментарии.

( 21. Author N.N. Microsoft access 2003 Шаг за шагом Практическое пособие стр. 370)

Новые версии популярных браузеров так же распознают нестандартные теги HTML и другие форматы файлов, такие, как Dynamic Hypertext Markup Language (DHTML) и Extensible Markup Language (XML).

2.8 Языки моделирования систем

При моделировании динамических систем на ЭВМ в первую очередь необходимо представить их математические модели в виде программ. Следовательно, большое значение при реализации модели имеет правильный выбор языка моделирования.

Язык моделирования должен обеспечить:

1) удобство описания процесса функционирования системы,

2) удобство ввода исходных данных,

3) составление и варьирование структуры, параметров модели,

4) реализуемость как детерминированного, так и статистического моделирования.

Эффективность языков моделирования существенно зависит от наличия диалоговых и графических средств. Удобство языка моделирования во многом определяется ориентацией на определенную предметную область. И, наконец, языки моделирования должны обеспечивать решение всех задач исследования и анализа результатов. Отсюда большое разнообразие языков моделирования. Был создан не один десяток языков и систем моделирования.

В 50-е и 60-е годы прошлого века моделирование осуществлялось с помощью универсальных алгоритмических языков программирования. Таких как Фортран, Алгол, т.е. языков общего назначения. Применение таких языков требует высокой программистской квалификации. Вместе с тем программы получаются большими, громоздкими, требующими длительной отладки моделей. Ограничены возможности перестроить, видоизменить модель при необходимости. В результате такой способ программирования моделей малоэффективен, ненагляден и затруднителен для широкого пользователя. Позднее стали появляться системы моделирования, в основе которых был расширенный универсальный язык программирования. Расширение универсального языка, надстройка его учитывала специфику решаемого круга задач, специфику моделируемого объекта. К таким языковым средствам моделирования относится DSL (Digital Simulation Language) фирмы IBM для моделирования непрерывных систем. Дальнейшим развитием стала система CSMP, в основе которой были заранее запрограммированные функциональные блоки, наподобие блоков на аналоговых машинах. Расширенный ФОРТРАН в системе CSMP включал возможности обращения манипуляции этими блоками при разработке программы, реализующей ту или иную модель. Здесь широко используются операторы Фортрана. Однако в подобных системах большинство трудностей моделирования сохранилось. Подобные языки называют еще моделирующими языками высокого уровня или универсальными моделирующими языками. Разработан ряд моделирующих языков высокого уровня для моделирования дискретных систем, систем массового обслуживания. Таких, как SIMULA, SIMSCRIPT, GPSS, CSL и др. SIMULA представляет собой расширение языка АЛГОЛ, SIMSCRIPT — расширение Фортрана. Наибольшее распространение из этих языков получил язык GPSS. В GPSS важное место занимает обработка таких объектов, как транзакты (сообщения, заявки, запросы).Языки моделирования цифровых систем в основном обеспечивают задачи разработки цифровой аппаратуры. Их называют HDL или на русском языке — языки описания аппаратуры (ЯОА). Наиболее известным и эффективным ЯОА сегодня является язык VHDL.VHDL является единым, общим языком описания моделей и проектирования электронных устройств, начиная с вентильного, регистрового уровней и кончая уровнем описания вычислительных систем. Но основное назначением языка VHDL — описание заданий на моделирование. Для моделирования непрерывных динамических систем получил распространение язык CSMP, который реализует пакетный режим взаимодействия с пользователем. Появились и другие языки и системы моделирования непрерывных процессов, такие как MIDAS, PACTOLUS, CSSL. К отечественным языкам и системам моделирования непрерывных динамических систем относятся МАСЛИН и МАСС (разработанные сотрудниками МЭИ). Примерами языков, реализующих комбинированное моделирование являются GASP, НЕДИС и МИКС. GASP является расширением языка ФОРТРАН. Здесь непрерывные алгоритмы моделируются дифференциальными уравнениями, а дискретные процессы представляются в виде событий, наступление которых зависит от процесса функционирования системы. Событие — переход системы из одного состояния в другое в соответствии

с принятыми правилами. НЕДИС — язык моделирования непрерывно-дискретных систем разработан сотрудниками Института кибернетики Академии наук Украины. НЕДИС создан на основе алгоритмических языков высокого уровня и относится к системам программирования универсального типа, т.е. языки GASP и НЕДИС относятся к процедурным языкам программирования.МИКС (моделирование имитационное комбинированных систем) представляет собой удобное средство моделирования. Как и язык МАСЛИН, МАСС система МИКС имеет в своей основе блочно-ориентированный язык с непроцедурной технологией программирования, позволяющей легко и быстро моделировать исследуемую систему, осуществлять быстрое преобразование модели, воспроизводить реально действующие сигналы и организовать вычислительный эксперимент. Блочные языки и соответствующие программные модули позволяют легко реализовать динамическое распределение памяти посредством размещения во внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) больших библиотек модулей, извлекать их по мере необходимости, пересылать их в оперативную память.Нельзя не упомянуть здесь такие программные системы как MathCad, Matlab, Matrix, которые нашли применение для решения большого круга задач с помощью программ, реализующих широко используемые математические методы решения разнообразных уравнений и систем, задач оптимизации, линейного программирования, для отладки типовых алгоритмов регулирования, для решения задач идентификации и проектирования. Для нас интерес представляют средства моделирования, встроенные в упомянутые системы. В этих комплексных системах используются такие средства моделирования как SYSTEM BULD и SIMULINK. Языки моделирования этих средств блочно-ориентированные и близки к языку моделирования системы МАСС. Но поскольку SYSTEM BULD и SIMULINK являются подсистемами комплексных систем, то освоение технологии работы с ними требует дополнительных знаний помимо знания языка моделирования. Например, SIMULINK не может работать без матричной системы MATLAB. Другими словами, средствам моделирования в этих системах принадлежит вторичная роль.

(22. https://all4study.ru/modelirovanie/kratkij-obzor-sovremennyx-yazykov-i-sistem-modelirovaniya.html )

Заключение.

Исходя из описанного ранее, языки программирования очень важная составляющая для созидания, упрощения ,автоматизации. Так же каждый из ЯП лучше всего подходит для разного типа задач. Например, язык java это универсальный язык программирования который используют различные компании в своем корпоративном сервером ПО. Написанные на java приложения можно найти практически везде ,от наших с вами смартфонов до автомобилей Tesla.