Файл: История развития программирования в России (Сущность языков программирования и история возникновения программирования).pdf

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе развития компьютерных технологий процесс формирования новых систем записей алгоритмов, а именно языка программирования становится более актуальной. Основной целью появления такого языка является упрощение программного языка. Вдобавок, технологический процесс является результатом непрерывного развития информационных и мобильных технологий. Компьютерные технологии становятся неотъемлемой частью современного нашего общества, причиной чего является создание новых ПО с помощью различных языков программирования.

Вопросы, связанные с историей возникновения программирования, основными принципами и подходами при создании языков программирования рассматривались многими учёными, такими как Абрамов С.А., Зима Е.В., Грызлов В.И., Грызлова Т.П. и другие.

Следует отметить, что в последние годы как в России и в Узбекистане вопросам, связанных с историей возникновения программирования, основными принципами и подходами при создании языков программирования проявляется особый интерес, на данную тему написаны магистерские и кандидатские диссертации.

Актуальность данной темы обусловлена тем, что прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов – языков программирования.

Целью данной курсовой работы является изучение истории возникновения программирования и основных принципов и подходов при создании языка программирования.

Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

1. Ознакомление с языками программирования.

2. Рассмотрение истории развития языков программирования.

3. Анализ современных языков программирования.

В первой разделе рассматриваются общие сведения о языках программирования и истории развития языков программирования.

Во второй разделе рассматриваются основные принципы и подходы при создании языков программирования.

Объектом исследования являются изучение возникновения программирования, основных принципов и подходов при создании языков программирования.

Предметом исследования является язык программирования.

Методология и методика исследования.

Теоретической и методологической основой курсовой работы послужили теоретические положения и методологические подходы отечественных и зарубежных ученых.

Для обоснования выдвинутых в курсовой работе положений использовались методы системный подход, методы экспертных оценок.

---

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. исследование языков программирования:

2. рассмотрение истории развития языков программирования:

3. анализ современных языков программирования.

Практическая значимость результатов исследования заключена в том, что его основные положения, выводы и рекомендации могут быть использованы:

- в процессе дальнейших научных исследований по различным аспектам языков программирования;

- в преподавании дисциплин «основы программирования».

язык программирование поколение объектный

ГЛАВА 1. НАУЧНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

1.1 Сущность языков программирования и история возникновения программирования

Быстрое и обширное развитие IT-сферы повлекло за собой создание множества языков программирования, решающих проблему общения человека с компьютером. Это создает множество вопросов и проблем требующих ответов и решений. Из них одной наиболее интересных и важных является проблема дальнейшего развития языков, путей по которым их эволюция может пойти, какие языки будут более значимы в будущем. Начиная работу необходимо четко обозначить цель: выявление преимуществ наиболее перспективных языков программирования с точки зрения выявления дальнейшей положительной эволюции. Как известно, чтобы предугадать что-либо в будущем, нужно знать историю возникновения программирования, проанализировав которую, можно выявить тенденции дальнейшего развития.

Итак, обратимся к истории языков программирования, а она у них очень богатая[4].

Если рассматривать историю создания языков программирования сначала появилось программирование в машинных кодах, когда программист являлся единственным посредником между остальными людьми и машиной. Затем появились мнемонические представления машинного кода, ассемблер и, наконец, макроассемблер. В конце 50-х годов возникли языки формульного программирования, из которых наиболее замечательным был Фортран, позже в 60-х, произошло смещение к нечисленным методам - появился ALGOL, и наконец, к 70-м годам произошла структурная революция -ALGOL-Wи Паскаль. Потом "модульное" программирование - Модула и Модула-2. Также в это же время рождается знаменитый язык Си, идет новая революция логического программирования -PROLOG и экспертные системы. Например, в Америку проводится знаменитый конкурс, на котором побеждает ADA, а Япония толкует о проекте машин пятого поколения, основанных на SmallTalk. В итоге происходит объектно-ориентированная революция, появляются С++, Оберон, Eiffel и Модула-3.

---

Общественные тенденции развития языков программирования при историческом подходе проследить вполне возможно, однако изложение получается сумбурным и путаным. После Фортрана появились BASIC и VISUALBASIC. Паскаль также, по сравнению со многими другими языками, является немолодым языком программирования, но все-таки популярен в настоящие дни. Также можно столкнуться, что существует большое количество работ на ЯПKOBOL.

Рисунок 1 - Языки программирования^[1]

Как видно из рисунка 1. программирование делится на два вида: процедурное и непроцедурное. Процедурное программирование, в свою очередь, делится на операционное и структурное. К операционному относятся такие языки, как Ассемблеры, Фортран, Бейсик, Си. К структурному Паскаль, Модула.

Непроцедурное делится га объектное (Смолток, С++, Делфи) и декларативное, которое состоит из логического и функционального.

Сплошная картина получается очень неоднозначная. Поэтому для достижения цели необходимо досконально изучить, проанализировать исторических период программирования. При этом необходимо раскрыть особенности создании языков программирования.

Операциональное программирование основывается на детальном описании решения той или иной задачи, т.е. формулировки алгоритма и необходимой специальной записи.

Структурное программирование похоже на операциональное направление, дополняя и фиксируя некоторые полезные приемы технологии программирования.

Объектно-ориентированный язык состоит из множества независимых объектов, где каждый объект ведет себя подобно отдельному компьютеру, их можно использовать для решения задач как «черные ящики», не вникая во внутренние механизмы их функционирования.

В декларативном языке программирования указываются исходные информационные структуры, взаимосвязи между ними и то, какими свойствами должен обладать результат. В этом языке «алгоритм» заменяется «командой»[8].

Рисунок 2 - Языки, участвующие в создании программы^[2]

Как видно из рисунка 2 в создании программы участвуют изначально участвовали машинные языки, потом ассемблеры, затем языки программирования высокого уровня и языки моделирования.

В эпоху ускоренного развития информационно-коммуникационных технологий требует подготовка квалифицированных кадры, которые обладающие языков программирования. Внедрение нынешних технологий, оборудования и ИКТ способствует дальнейшему повышению точности и оперативности краткосрочного и долгосрочного прогнозирования.

---

Общеизвестно, что в древние времена человечество использовало приспособление, которые подобны счетам под названием якаб (ЯП). В частности такие устройства часто использовались в страна Древнего Востока. В середине 15 века такие ученые как Г. Лейбниц (1673г.), Б. Паскаль (1642г.) и В. Шиккард (1623г.) создали механические вычислительные устройства, которые были предшественниками общеизвестного арифмометра. Поэтапно в течении нескольких веков данные вычислительные машины были усовершенствованы.

Но такого понятия как программа и программирование не применялось. В начале 20 века, а именно в 1830-х годах английский ученый Кембриджского университета Ч.Бэббидж, посредством анализа результатов обработки переписи населения Франции, а также теоретического исследования процесса выполнения вычислений выработал основы архитектуру вычислительной машины.

В процессе работы над аналитической машины, а именно «Машины для исчисления разностей», Чарльз Бэббидж сделал прогноз на существующие сегодня идеи и принципы организации и функционирования современных ЭВМ. В частности, принцип программного управления. Работы Ч. Бэббиджа дала фундаментом дальнейших изучений в работах таких ученых как Аде Лавлейс (1815-1852гг).В 1843 году переведя работы Бэббиджа, она сформулировала основные принципы программирования аналитической машины, в которой было разработана первая программа (1843) и определила необходимость применения машины в создании двоичной системы счисления вместо десятичной, а также постулаты программирования, которые учитывают повтор одной и той же последовательности команд при установлении определенных условий.

А. Лавлейс предложила такие термины как «Рабочая ячейка» и «Цикл». Вдобавок, она составила первые программы необходимые для решения системы двух уравнений и определения «чисел Бернулли» по разработанному алгоритму, а также предположила, что в недалеком будущем будут созданы машины, которые будут сочинять музыкальные произведения, рисовать картины и изображения и использоваться в повседневной деловой практике. Именно по этой причине А. Лавлейс в современной научной литературе считается основателем научного программирования и является первым в мире программистом.

В 1854 году английский математик Джордж Буль опубликовал книгу «Законы мышления», основной научной идеей которой является «алгебра высказываний» (Булева алгебра). В начале 80-х годов 20 века работа Д.Буль стала основой построения теории релейно-контактных схем и конструирования сложных дискретных алгоритмов. На практика «Булева алгебра» многогранно повлияла на бурное развитие вычислительной техники, которая в результате стала инструментом выработки и анализа сложных схем, рычагом оптимизации большого количества логических элементов из которой на сегодняшний день состоит современная машина ЭВМ.

---

Также идеи Ч.Бэббиджа стали основой изучения программирования для американского ученого Г.Холлерит, который посредством построения счетно-аналитической машина и перфокарта проанализировал результаты переписи населения США на 1980 год. Впервые для определения результатов было использовано машина на электричестве.

В 1896 году ученым Холлеритом была создана предприятие по выпуску вычислительной машины (перфорационная машина и перфокарт). В 1936 году английский математик А. Тьюринг ввел в научную культуру понятие «машина Тьюринга», в качестве формального уточнений интуитивного понятия алгоритма. Тьюринг с помощью электронной машины Тьюринга показал реализацию алгоритма, т.е. существование возможности построения универсальной IBM. Машину Тьюринга можно считать как бы идеализированной моделью универсальной IBM.

В 40-х годах 20 века в качестве механической элементной базой многие ученые начали использовать электрические вычислительные машины. Впервые электромеханические машины начали производить в Германии под руководством К. Цузе (Ц-3) и в США – Г.Айкен (МАРК-1). А первая электронная машины была создана в США (1946г) группой инженеров во главе доктора Дж.Мочли (ЭНИАК – электронный числовой интегратор и калькулятор). В 1949 году в Англии была создана машина «EDSAC», которая обладала автоматическим программным управлением, внутренними запоминающими устройствами и другими основными элементами. Вопросы логических схем были решены в 1940-х годах А.Берксом, Г. Гольдстайном и Дж. фон Нейманом. Основной вклад внес американский ученый Дж. фон Нейман, который в разработке использовал ЭНИАК [11]. Он предложил мысль хранения команд управления и памяти машины, а также определил главные постулаты факторы построения современных IBM. IBM с функцией сохранения программ оказались намного эффективней, гибкой и быстродействующей в сравнении тогдашними конкурентами. В 1951 году впервые были налажены поставки по производству серийных электронных машин УНИВАК (Универсальная автоматическая вычислительная машина).

В то же самое время IBM начали производство серийных машин IBM/701. Во время СССР первыми авторами IBM, изобретенной в 1948 году, являются И. Брук и Б. Рамеев. А первая советская IBM с сохраняющейся программой создана в 1951 году под руководством С. Лебедева (МЭСМ - малая электронная счетная машина). А в 1953 году в Советском Союзе было начато производство серийных машин БЭСМ-1 и «Стрела». После создания цифровых машин с программным обеспечением в науке появилась новая область в прикладной математике, а именно – программирование.

---