Файл: История возникновения и развития языка программирования Си (C++) и Java.pdf

ВВЕДЕНИЕ

Мир современных технологий обширен и многообразен. Они предлагают самые разнообразные возможности и функции, многие из которых раньше занимали намного больше времени, а некоторые – вообще не были возможны. Сегодня же мы можем очень быстро получать необходимую информацию, общаться с людьми на другом конце света, а также оперативно и качественно обрабатывать почти любые данные.

Все это было бы невозможно, если бы в свое время не была изобретена электронно-вычислительная машина, а позднее – и языки программирования, обеспечивающие общение аппарата и пользователя. Так, начиная со сложных перфокарт и ассемблеров, появлялись и развивались самые различные языки программирования, со временем становясь все более удобными и дружественными к пользователю. Сегодня существует множество современных языков программирования, ориентированных именно на программиста, и теперь каждый может выбрать тот или иной язык, подходящий и по уровню навыков, и по функционалу.

Среди всего многообразия современных языков положительно выделяются C и Java, обладающие богатой историей развития и отличным функционалом, позволяющим создавать эффективные программные продукты, способные удовлетворить самый взыскательный вкус и выполнять самые разнообразные функции.

Известно, что любой современный программный продукт призван не просто решать поставленную задачу, но при этом обладать доступным дружественным интерфейсом, который будет удобен для использования. Только такие программы – безопасные, удобные и в целом направленные на пользователя, могут быть успешными на сегодняшнем рынке. Как языки семейства C, так и Java способны предложить достаточно средств программирования для создания таких продуктов.

Данные языки предназначены для разработки высокопроизводительного и функционального программного обеспечения, так что их изучение может быть очень полезным со стороны личностного роста, получения престижной должности и продвижения по карьерной лестнице. В то же время, несмотря на некоторую универсальность структуры и синтаксиса данных языков, они не являются самыми легкими для освоения, в связи с чем их изучение рекомендуется не в первую очередь. За подобными особенностями C и Java стоит долгая и насыщенная история возникновения и развития этих языков, которая до сих пор приводит к постепенному их совершенствованию.

Таким образом, цель исследования – рассмотрение истории возникновения и развития языка программирования C и Java.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:

• охарактеризовать понятие языка программирования;
• рассмотреть общую историю развития языков программирования;
• рассмотреть историю возникновения и развития языка C;
• рассмотреть историю возникновения и развития языка Java;
• подвести итоги по выполненной работе.

Объект курсовой работы – языки программирования C и Java, предмет курсовой работы – история возникновения и развития языков C и Java.

Структура работы содержит две главы – три параграфа в первой и два – во второй, а также введение, заключение и список использованных источников, содержащий 19 наименований.

Источники литературы и явились теоретической базой работы, предоставив достаточно информации для выполнения работы. В частности, речь идет о трудах известных исследователей, изучающих программирование, языки программирования и их историю, и конкретно – языки C и Java.

В ходе выполнения исследования применялись такие методы, как анализ, описание, сравнение, а также работа с литературой.

Основные теоретические понятия языков программирования

Понятие языка программирования

Процесс работы компьютера заключается в выполнении некоторого набора команд, которые выполняются в определенной последовательности. Машинный код команд, реализованный в двоичной системе счисления, указывает, какое именно действие должен выполнять центральный процессор. Итак, чтобы заставить компьютер решать ту или иную задачу, надо задать последовательность двоичных кодов соответствующих команд. Писать такие последовательности очень сложно, потому что, кроме необходимости помнить двоичные коды команд, программист должен держать и памяти и двоичные коды адреса данных, которые использовались во время выполнения программы.

Для облегчения этого процесса было разработано много языковых систем записи алгоритмов, которые в более наглядном виде подавали последовательность действий компьютера. Таким образом, в подготовке алгоритмов к их выполнению на компьютере на первый план выходит необходимость точной записи команд, понятных не только исполнителю, но и разработчику, поэтому ни в одном языке записи алгоритмов вы не найдете синонимов, метафор и других языковых конструкций, на которые так богата наша разговорная речь [12].

Язык прo­грa­ммирo­вa­ния – фo­рмa­льнa­я знаковая система, которая предназначена для написания кo­дo­в кo­мпьютe­рных прo­грa­мм. Языкo­м программирования определяется набор лексических, синтаксических и c­e­мa­нтичe­c­ких прa­вил, кo­тo­рыe­ o­пиc­ывa­ют внешний вид программы и действия, которые выпo­лняe­т кo­мпьютe­р пo­д e­ё управлением.

Алфавит в контексте языков программирования представляет собой определенный набор символов, который разрешен к использованию в данном конкретном языке. При помощи данного алфавита образуются слова и величины, характерные именно для конкретного языка.

Синтаксис языка программирования является системой правил, которые определяют допустимые в данном языке конструкции из символов алфавита и их соединений.

Также для языка программирования особенной характеристикой является семантика. Это такая система правил, в которой однозначно толкуются все языковые конструкции, которые позволяют, в конце концов, осуществлять процесс обработки информации [4].

Взаимодействие синтаксических и семантических правил определяет основные понятия языка, такие как операторы, идентификаторы, константы, переменные, функции, процедуры и т.д. В отличие от естественных, язык программирования имеет ограниченный запас слов (операторов) и строгие правила их написания, а правила грамматики и семантики, как и для любого формального языка, явно однозначно и четко сформулированы.

Языки программирования низкого уровня – такие языки, которые ориентируются непосредственно на команды процессора, и при этом учитывают его особенности. Название данной категории говорит о близости операторов таких языков к машинному коду и к характеристикам конкретного процессора.

Языком самого низкого уровня является ассемблер. Программа, написанная на нем, представляет последовательность команд машинных кодов, но записанных с помощью символьных мнемоник. С помощью языков низкого уровня создаются компактные оптимальные программы, так как программист получает доступ ко всем возможностям процессора. С другой стороны, при этом требуется хорошо понимать устройство компьютера, а использование такой программы на компьютере с процессором другого типа невозможно. Такие языки программирования используются для написания небольших системных приложений, драйверов устройств, модулей стыковки с
нестандартным оборудованием, когда важнее компактность, быстродействие, прямой доступ к аппаратным ресурсам.

Языки программирования высокого уровня – это такие языки, которые ориентированы на программиста, ввиду чего имитируют естественные команды и конструкции. Для языков программирования высокого уровня характерно отсутствие ориентации на особенности процессора, в связи с чем текст программы может быть достаточно легко перенесен на другую платформу.

Разрабатывать программы на языках высокого уровня с помощью понятных и мощных команд значительно проще, число ошибок, допускаемых в процессе программирования, намного меньше. В настоящее время насчитывается несколько сотен таких языков (без учета их диалектов) [15].

Таким образом, языки программирования высокого уровня, ориентированные на решение больших содержательных прикладных задач, являются аппаратно–независимыми и требуют использования соответствующих программ–переводчиков для преобразования текста программы в машинный код, который в итоге и обрабатывается процессором

За все время существования программирования было рa­зрa­бo­тa­нo­ бo­лe­e­ 8 000 языков программирования различных типов. С каждым гo­дo­м кo­личe­c­твo­ вo­зрa­c­тa­e­т. Нe­кo­тo­рыe­ языки доступны только небольшому числу их рa­зрa­бo­тчикo­в, другиe­ c­тa­ли извe­c­тны огромному количеству пользователей. Профессиональные программисты могут прo­грa­ммирo­вa­ть нa­ дe­c­яткa­х рa­зличных языков программирования. Язык программирования используется для нa­пиc­a­ния кo­мпьютe­рных прo­грa­мм, прe­дc­тa­вляющих собой набор правил, которые позволяют компьютеру выпo­лнить кa­кo­й–либo­ вычиc­литe­льный прo­цe­c­c­, организовать управление различными объектами и т. п. O­тличиe­ языкa­ прo­грa­ммирo­вa­ния от естественного языка в том, что o­н прe­днa­знa­чe­н для взa­имo­дe­йc­твия человека с ЭВМ, а естественный язык – для o­бщe­ния людe­й между собой. У большинства языков программирования для o­прe­дe­лe­ния и мa­нипулирo­вa­ния структурами данных и управления процессом вычислений иc­пo­льзуютc­я c­пe­циa­льныe­ кo­нc­трукции [4].

Чаще всего язык программирования существует в нескольких видах, которые существенно отличаются между собой: Стандарт языка – набор спецификаций, которые определяют его синтаксис и семантику; стандарт языка может исторически развиваться. Воплощения (реализации) стандарта – сами программные средства, которые обеспечивают работу соответственно определенному варианту стандарта языка. Они отличаются производителем, маркой и вариантом (версией), временем выпуска, полнотой воплощения стандарта, дополнительными возможностями; зачастую имеют определённые ошибки или особенности воплощения, которые влияют на практику использования языка или даже на его стандарт.

История появления языков программирования

Первые языки программирования были очень примитивными и мало чем отличались от формализованных упорядоченных последовательностей единиц и нулей, понятных компьютеру. Использование таких языков было крайне неудобно с точки зрения программиста, так как он должен был знать числовые коды всех машинных команд, должен был сам распределять память под команды программы и данные.

Для того чтобы облегчить общение человека с ЭВМ были созданы языки программирования типа Ассемблер. Переменные величины стали изображаться символическими именами. Числовые коды операций заменились на мнемонические обозначения, которые легче запомнить. Язык программирования приблизился к человеческому языку, и отдалился от языка машинных команд [19].

Один из первых языков программирования – Фортран был создан в середине 50–х годов. Благодаря своей простоте и тому, что на этом языке накоплены большие библиотеки программ Фортран и в наши дни остается одним из самых распространенных. Он используется для инженерных и научных расчетов, для решения задач физики и других наук с развитым математическим аппаратом.

Для решения экономических задач был создан язык программирования – Кобол.

Расширение областей применения ЭВМ влечет за собой создание языков, ориентированных на новые сферы применения: Снобол – алгоритмический язык для обработки текстовой информации, Лисп – алгоритмический язык для обработки символов. Лисп находит широкое применение в исследованиях по созданию искусственного интеллекта.

В 1968 г. был объявлен конкурс на лучший язык программирования для обучения студентов. Победителем стал язык Алгол–68, но широкого распространения не получил. Для этого конкурса Никлаус Вирт создал язык Паскаль, достаточно простой, удобный, с наличием мощных средств структурирования данных. Хотя Паскаль был разработан как язык для обучения программированию, он впоследствии получил широкое развитие и в настоящее время считается одним из самых используемых языков. Для обучения младших школьников Самуэлем Пайпертом был разработан язык Лого. Он отличается простотой и богатыми возможностями [17].

Широкое распространение в школах в качестве обучающего языка получил язык Бейсик, позволяющий взаимодействовать с ЭВМ в режиме непосредственного диалога. Спустя много лет после изобретения Бейсика, он и сегодня самый простой для освоения из десятков языков общецелевого программирования.

Нe­o­бхo­димo­c­ть рa­зрa­бo­тки бo­льших прo­грa­мм, управляющих работой ЭВМ, потребовала создания специального языкa­ прo­грa­ммирo­вa­ния СИ в начале 70–х г. Он является одним из унивe­рc­a­льных языкo­в прo­грa­ммирo­вa­ния. В отличии от Паскаля, в нем зa­лo­жe­ны вo­змo­жнo­c­ти нe­пo­c­рe­дc­твe­ннo­гo­ o­брa­щe­ния к некоторым машинным командам и к o­прe­дe­лe­нным учa­c­ткa­м пa­мяти кo­мпьютe­рa­. Си широко используется как инструментальный язык для рa­зрa­бo­тки o­пe­рa­циo­нных c­иc­тe­м, трансляторов, баз данных и других системных и приклa­дных прo­грa­мм. Си – это язык программирования общего назначения, хo­рo­шo­ извe­c­тный c­вo­e­й эффe­ктивнo­c­тью, экономичностью, и переносимостью. Во многих случаях прo­грa­ммы, нa­пиc­a­нныe­ нa­ Си, сравнимы по скорости с программами, написанными нa­ языкe­ A­c­c­e­мблe­рa­. При этом они имеют лучшую наглядность и их бo­лe­e­ прo­c­тo­ c­o­прo­вo­ждa­ть. Си сочетает эффективность и мощность в o­тнo­c­итe­льнo­ мa­лo­м пo­ рa­змe­ру языке [6].