Файл: Понятие переменной в программировании. Виды и типы переменных (КРАТКИЙ ОБЗОР И КЛАССИФИКАЦИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ).pdf

В 1970 г. швейцарский ученый Никлаус Вирт разработал язык Паскаль для новой операционной системы UNIX, установленной на компьютере CDC 6000. Язык нашел широкое применение и послужил базой для создания паскалеподобных языков: дда, Модула-2, Оберон — два последних были разработаны также Никлаусом Виртом. В 1975 г. Вирт и Йенсен выпустили классическое описание языка «Pascal User and Report». В 1983 г. появляется Турбо Паскаль фирмы Borland. Выпустив семь версий этого пакета, фирма Borland/Inprise стала выпускать систему визуальной разработки Delphi для ОС Windows.

Язык Си создан Д. Ритчи и Б. Керниганом в 1972 г. В 1979 г. Бьерном Страуструпом разработан «Си с классами», а в 1983 г. — Си++. Этот язык в основном является языком Си со специальными синтаксическими расширениями для определения и управления объектами, введена поддержка абстракции данных, проверка типов аргументов функций и макроподстановка функций. Язык, повсеместно эффективно используемый для объектно-ориентированного программирования, постоянно совершенствуется. Были разработаны языки, основанные на Си, такие как Objective-C, C-talk, Complete С.

Языки Си и Паскаль стали самыми популярными языками для структурного программирования, подняв его на новый уро¬вень упорядоченности и производительности .

Язык Ада разработан группой французских ученых под руко¬водством Ж. Ишбиа в период 1975—1980 гг. по заказу Министер¬ства обороны США для создания бортовых систем управления военными объектами. Конечная версия международного стан¬дарта языка была опубликована в 1987 г. Последний стандарт описывает версию языка Ада-95. Она является первой в мире объектно-ориентированной системой программирования, на ко¬торую был введен международный стандарт —ISO/les 8652:1985 (Е). По своей структуре язык Ада очень похож на Паскаль и име¬ет возможность использовать неоднородные структуры, разделе¬ние памяти, реализовывать неявные функции преобразования типов. Язык ориентирован на тщательный контроль программ, чтобы надежность военных систем была максимальной. Ада располагает большим набором данных (например, ch — символьный, такого типа нет ни в Фортране, ни в Алголе-60), возможностью строить новые типы данных, не предусмотренные Язык оказался достаточно универсальным и применяетРИ только для решения военных задач.

Язык Модула-2 создан в 1979 г. Никлаусом Виртом, в ж сочетается простота Паскаля и средства модулизации Главное свойство языка — хорошо продуманная структура программ. Характерной чертой является раздельная компиляция, позволя щая разрабатывать и хранить в библиотеках программы, которые можно использовать повторно. Язык прост для изучения и экс плуатации.

Язык Оберон создан Никлаусом Виртом в 1987 г. как попытка достичь идеала универсального языка программирования. В Ш имеются средства обогащения комбинированных типов данных средства объектно-ориентированного программирования I пас’ ширяемые записи. Язык обеспечивает строгий контроль на этапе трансляции. В 1992 г. X. Мессенбек предложил расширенную вер. сию языка — Оберон-2. В настоящее время семейство оригиналь¬ных Оберон-систем известно под названием Oberon V4.

В системах программирования (Delphi, C++ Builder фирмы Borland, Visual Basic, Visual C++ фирмы Microsoft и др.) и в средах программирования (Турбо Паскаль и др.) хорошо предстаатен визуальный интерфейс, позволяющий пользователям легко общаться с системой. Визуальная среда программирования включает средства разработки программ: компилятор, текстовый редактор, компоновщик, отладчик, справочную систему и библиотеку программ.

Языки проектирования программ — системы визуального про-граммирования — имеют самый высокий уровень абстракции [1]. Они являются самым современным и эффективным средством создания программных продуктов и рассматриваются как средст¬ва описания задач. В число наиболее популярных входят следую¬щие системы программирования: Visual Basic, Delphi, C++Builder, Visual C++, базирующиеся соответственно на языках Бейсик, Паскаль и Си++. Как правило, они имеют интегрированную сре¬ду разработки (IDE — Integrated Development Environment), включающую текстовый редактор, конструктор форм и набор других инструментов, позволяющих значительно сократить объем работ по созданию программных продуктов.

В 1991—1993 гг. Microsoft создает первую визуальную среду' программирования — систему программирования Visual Basic, позволяющую достаточно просто создавать Wmdows программы. Visual Basic обладает средствами визуального проектирования, упрощает программирование на языке Бейсик и использует все графические функции Windows [6].

Visual Basic стал одним из первых языков, поддерживающих событийно-управляемое программирование, позволяющее программисту не описывать каждый шаг, а только указать, как реагировать на различные события, создавая набор управляемых взаимодействующих процедур- Visual Basic связан с приложением Windows — Microsoft Office, он снабжен встроенными средствами похзержки баз данных Access. В Visual Basic появились инструменты, позволяющие упростить работу с Интернетом, быстро подключить указанные программы к Глобальной сети, придавая им функции навигаторов . В последнее время некоторые серверы и браузеры поддерживают язык Visual Basic Script.

Отдельно следует выделить язык dBase фирмы Borland, который представляет собой гибрид объектно-ориентированного if традиционных языков и применяется для реал и кшии баз Данных. При их создании реализуют объектный дизайн и обычные приемы обработки записей. Был создан целый ряд эффективных dBase-подобных систем управления базами данных

В 1995 г. фирма Borland создает систему программирования Delphi, а фирма Microsoft — Visual C++

Высший на сегодняшний день уровень языков — языки описания сценариев. При их использовании повышается производительность труда. Это уже система программирования, позволяющая общаться человеку с машиной напрямую с минимальной его подготовкой. Обеспечивается легкий доступ к множеству су-ществующих объектов, есть возможность манипулирования ты-сячами объектов, облегчается труд программиста.

Языки описания сценариев — подвид пакетных файлов, подоб¬ных макросам, в которых объединены отдельные команды, управ¬ляющие операционной средой в соответствии со списком, являю¬щимся программой. Основное назначение этих языков — связы¬вать различные компоненты и приложения друг с другом. Здесь нашел применение бестиповой подход к описанию данных, что значительно упрощает установление связей между компонентами и ускоряет разработку прикладных программ. Эти языки пред значсны для комбинирования компонентов, набор которьгу дается заранее с помощью графического интерфейса пользователя для, Интернета или инфраструктуры разработки и технологии сценариев.

Perl (Pract ical Extraction and Report Language — язык для тического извлечения данных и составления отчетов) — язык обработки произвольных больших текстов и файлов. Его ча используют для написания системных программ. С помощью языка можно не только сканировать текстовые файлы, но и oбрабатывать двоичные данные. Синтаксис языка близок к синтаксису Си. Perl позволяет использовать регулярные выражения создавать объекты, вставлять фрагменты программ на Perl в Я граммы на Си и Си++, осуществлять доступ к базам данных.

Популярность объектно-ориентированного языка Си++. вела к рождению множества новых языков для современного Интернета. С развитием Глобальной сети появилась проблема переноса программ с одной платформы на другую. Для ее решения и создания мобильных сетевых программных продуктов фирмой Sun Microsystems в 1991 г. был создан новый язык Java — универсальный, объектно-ориентированный язык, позволяющий описывать любые задачи, включая обслуживание веб-странии. Для функционирования он требует компиляции и вспомогательных файлов. По синтаксису и технологии програм-мирования очень похож на Си++. Программы, написанные на языке Java, независимы от архитектуры ЭВМ. Это достигается путем транслирования программ в промежуточный язык, назы-ваемый байт-иодом. Java имеет защиту от компьютерных вирусов и несанкционированного доступа. Главным отличием Java-npo- грамм, которые называются Java-апплетами, является использо-вание библиотеки Java-клэссов, обеспечивающих разработку безопасных распределенных систем. В 2003 г. компания Sun объ-явила о появлении нового продукта Joe, предназначенного для существенного облегчения встраивания Java-клиентов в инфор-мационные системы Интернета.

HTML — языке гипертекстовой разметки, язык для программирования во Всемирной паутине, язык да написания программного кода для веб-страниц. Первую версию HTML в 1990 г. разработал Тим Бернерс-Ли — сотрудник Европейской лаборатории физики элементарных частиц. По существу, это язык форматирования, определяющий, как на веб-странице будут размещены текст, графика, таблицы. Можно также создавать ссылки между различными частями информации. Основу HTML представляет обычный текст, в который вставляются управляющие символы (теги). Получаем веб-страницу. Этот объект может содержать информацию различного вида, просмотреть которую можно с помощью специальных программ-браузе- ров (internet Explorer, Netscape Navigator и др.). Найти веб-страницу можно с помощью универсального указателя ресурсов (URL — Universal Resource Locator). Для доступа к веб-странице используется протокол передачи гипертекста HTTP (Hyper-Text Transfer Protocol), т. e. сначала указывается протокол, а затем имя сервера и путь к файлу веб-страницы.

SQL — язык структурированных запросов, непроцедурный язык высокого уровня позволяет решать задачи получения информации из таблиц БД и манипулировать данными в таблицах. Используется для создания интерфейса БД. Реализован в популярных СУБД. Стал стандартным языком запросов. В 1992 г. объявлен международным стандартом. SQL включает язык определения схемы (SQL-DDL) и язык манипулирования данными (SQL-DML). Язык позволяет задать только то, что нужно делать, а само ис¬полнение отдельных операций возложено на СУБД. Особен¬ность языка заключается в так называемой трехзначной логике. Кроме булевых значений «истина» и «ложь», выражение может принимать значение null (пустое значение) — специальный кол, который используется при отсутствии данных.

В конце 1990-х годов в фирме Microsoft под руководством Андерса Хейльсберга был разработан язык Си шарп (С#). Альфа версия выпущена в 2000 г., а в 2001 г. окончательная версия вошла в пакет Visual Studio.Net 7. Язык унаследовал лучшие свойства языков Си и Си++. Си шарп работает в среде исполнения .NET Framework, что обеспечивает переносимость программ в многоязыковое программирование. Программы на Си# могут быть скомпилированы в среде Visual C++ [5].

В настоящее время программирование на персональных ЭВМ ведется в основном на языках Бейсик, Паскаль и Си (как правило, их последних версиях), а на больших и мини-ЭВМ все еше применяются языки Фортран и PL/1. Для перспективных ЭВМ нового поколения прототипом будущего языка программирования считается Пролог. Появление более быстрых ЭВМ и более совершенных языков описания сценариев, удобных графических интерфейсов пользователя и компонентных архитектур, популярность Интернета расширяют сферу применения языков описания сценариев для различных приложений.

1.2 Связи алгоритма и языка программирования

Чтобы алгоритм стал понятен ЭВМ, его следует закодировать — перевести на строго формализованный язык, т. е. язык программирования. Кодирование — процесс достаточно механический, но требует твердого знания команд и синтаксиса языка програм мирова н ия.

Алгоритм, записанный на языке программирования, называ¬ется программой для ЭВМ [3]. Языки эти формальные, специально созданные для общения человека с компьютером. Каждый язык программирования имеет алфавит, словарный запас, грамматику, синтаксис и семантику. Алфавит — фиксированный набор символов, допускаемых для составления текста программы на этом языке. Синтаксис система правил, определяющих допус-тимые конструкции языка программирования из букв алфавита. Семантика — система правил однозначного толкования отдель¬ных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести выполнение процесса обработки данных. Если программа написана в машинных кодах, то она может сразу исполняться ЭВМ. Но писать такие программы сложно, они очень громоздки и плохо воспринимаются человеком.

Если формальный язык, на котором написана программа, не может сразу быть воспринят компьютером, то создают специаль- НЬ1е пРогРаммы (трансляторы: компиляторы или интерпретаторы), осуществляющие автоматический перевод программ с языка программирования в машинные коды.

Программы-компиляторы (разновидность трансляторов) вы. полняют основные этапы компиляции.

• вводят исходный код (специальные символы, слова и мате-матические выражения);

• преобразуют его в объектный код;

• подключают с помощью редактора связей необходимые стандартные программные модули из библиотек;

• заставляют компьютер выполнять соответствующие команды на машинном языке (исполняемый код — рабочая программа).

Программы, записанные на любом языке программирования, сначала с помощью трансляторов переводят в машинный код. Его можно посмотреть во время работы с помощью про- грамм-отладчиков, позволяющих находить ошибки в программе. Машинный код записывается в шестнадцатеричной системе счисления, двузначными числами или обозначениями, каждому из которых отведен байт, находящийся в своей ячейке памяти. Таким образом, программа в машинном коде представляет собой набор байтов, которые процессор понимает и различает: команды, числа, символы, адреса.