Файл: Современные языки программирования (Теоретические аспекты и техническое предназначение языков программирования).pdf

Введение.

На сегодняшний день, практически все сферы человеческой деятельности автоматизированы, по средствам использования персонального компьютера совместно с возможностями программного обеспечения и языков программирования. Таким образом, современные разработчики новейшего программного обеспечения и других компьютерных возможностей продолжают совершенствовать и разрабатывать новейшие программное обеспечение позволяющие все более эффективнее реализовывать какую-либо сферу человеческой деятельности за счет создание и совершенствования новых программных кодов на различных языках программирования.

Актуальность данной курсовой работы заключается в том, что знание и освоение современных языков программирования, и эффективное их использование позволяет реализовывать новейшие программные возможности с использованием персонального компьютера практически во всех сферах деятельности.

Целью данной работы является теоретическое изучение основ и возможностей современных языков программирования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:

1. Изучить теоретическое описание наиболее популярных языков программирования;
2. Рассмотреть исторические предпосылки как самого процесса программирования, так и появления языков программирования;
3. Изучить возможности современных языков программирования на примере языка структурированных запросов SQL.

Объектом данной работы являются современные языки программирования.

Предмет работы возможности использования современных языков программирования.

В рамках данной курсовой работы будет использован научно-исследовательский метод.

В процессе написания теоретической и практической части курсовой работы будут использованы труды отечественных авторов.

1. Теоретические аспекты и техническое предназначение языков программирования.

1.1. Теоретическое понятие и историческое развитие языков программирования.

---

Как известно, сами языки программирования не могут быть реализованы без применения персонального компьютера, таким образом, история развития языков программирования начинается с истории разработки ЭВМ.

Таким образом, первой ступенью в разработке программ и языков программирования являются 20-е годы 19 века. Именно на данном этапе Ч. Бэббидж, который на тот момент времени был английским исследователем, разработал и утвердил идею о возможности предварительной записи всех действий, произведенных на вычислительной машине [18, c. 490].

Необходимо также отметить факт того, что также в тот момент времени были также созданы электронно-вычислительные машины. Соответственно, на данных машинах были разработаны первые программы, автоматизирующие деятельность по средствам данных машин, которые, в свою очередь представляли собой запись на машинных кодах. Практически также, как и в настоящее время, программист того времени для того, чтобы написать действующую и работающую программу, должен был детально и довольно четко изучить все принципы работы и строения ЭВМ. Однако, данный факт именно на том промежутке времени достаточно серьезно затруднял работу на компьютере, или, другими словами, общение человека с ЭВМ, что было основанием для программистов реализовывать кодирование программ. Результатом данных заключений и данного периода была утвержденная мысль, о том, что человеку достаточно сложно реализовывать «общение» с компьютером на языке машинных команд, следовательно, среди разработчиков появилось убеждение о необходимости разработки языков программирования [8, c. 134].

К 50-м годам был разработан первый язык программирования, который имел название «Фортан», что в переводе с иностранного языка означало «переводчик формул». Как понятно, основное предназначение данного языка было в проведении математических, и в некоторых случаях естественнонаучных расчетов. Стоит отметить факт того, что данный язык программирования и на сегодняшний день используется довольно часто среди современных программистов, деятельность которых связана с проведением научных исследований [10, c. 192].

Следующим одним из первых разработанных языков программирования был Алгол (ALGOL от ALGOrithmic Language — алгоритмический язык), который был введен в практику в 1957 году. Как понятно с представленного перевода, данный язык был предназначен как средство обучения основам программирования.

В 1960 году был разработан Лисп, язык, предназначенный для обработки символьной информации. Как показывает история, по результатам эффективного использования было создано программное обеспечение, которое достаточно проще воспринималась человеком при работе с компьютером [ 4, c. 432].

---

В последующем, процесс создания и разработки языков программирования стал еще быстрее, что позволило достаточно скоро усовершенствовать в целом работу компьютера, или, другими словами, «общение» человека с компьютером. К более значимым разработкам того времени относятся:

• Язык программирования Бейсик (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code, или, сокращенно, BASIC), был разработан в середине 60-х годов, и на тот момент использовался среди начинающих программистов как обучающий [3, c. 208];
• PL/I (Programming Language One). Данный язык программирования был введен в практику в 1967 году. По мнению современных программистов, данный язык является наиболее мощным среди других современных языков программирования таких как СИ и Паскаль, на основании чего данный язык пользуется в современном мире популярностью среди опытных программистов и начинающих [5, c. 160];
• Начало 70-х годов характеризуется появлением языка программирования Форт (FORTH — четвертый). Этот язык стал применяться в задачах управления различными системами после того, как его автор Чарльз Мур написал на нем программу, предназначенную для управления радиотелескопом Аризонской обсерватории;
• Следующим по счету был введен в программирование язык Паскаль, который до недавнего времени в современном обществе был достаточно часто используемым;
• На основании представленного языка Паскаль, был разработан Ада. Наименование данного языка программирования было реализовано в честь его разработчика Ады Лавлейс [21, c. 304];
• На сегодняшний момент среди программистов вне зависимости от опыта их работы используется язык программирования С (СИ), который берет свое начало в 1972 году. Стоит отметить, что данный язык является одним из немногих, который не был запланирован для массового и долгого использования. Более того, данный язык был разработан с целью замены другого языка ассемблера, с целью разработки более эффективного программного обеспечения [12, c. 184];
• Также в 80-х годах был разработан язык, который используется и на сегодняшний день, а именно С++ (СИ ++), который можно охарактеризовать как объектно-ориентированное расширение ранее представленного языка С [16, c. 216];
• Язык программирования Java по сравнению с ранее представленными примерами является достаточно новым языком, так как был разработан и предложен к использованию в 1990-м году. Основной задачей перед разработчиками данного языка было совершенствование приложений, которые были разработаны с помощью С++, что позволяло исключить низкоуровневые возможности. Необходимо отметить достаточно важный факт того, что особенность данного языка программирования заключается в том, что он имеет возможность в компиляции данных не в машинный код, а в платформно-независимый байт-код (каждая команда занимает один байт).
• С# (Си Шарп). Данный язык является гибридом таких языков программирования как СИ и С++. Особенностью данного языка является то, что в нем реализованы исключительно все положительный моменты использования перечисленных языков и абсолютное устранение недостатков, которые вызывали трудности у пользователей при их использовании. Данный язык программирования, сегодня является практически самым популярным среди программистов [1, c. 192].

---

Необходимо не отметить факт того, что в последнее десятилетие заметно изменилось представления среди программистов самого понятия «метода» программирования. Другими словами, до конца прошлого столетия, среди программистов существовало представление о том, что на практике возможно реализовывать только один метод программирования — это написания программного кода. Однако, в последнее время, зарубежными разработчиками было определено, что для того, чтобы программировать не обязательно создавать прикладные пакеты и писать программный код. Результатом данного убеждения было внедрение объектно-ориентированного метода программирования, структурного метода и т.д.

1.2. Характеристика методов современного программирования.

Метод, в том числе и в программировании представляет собой совокупность процедур.

Как было указанно выше, в последнее десятилетие значительно изменилось понимание процессов и методов программирования, путем внедрения таких методов как объектно-ориентированный подход. На сегодняшний день, данный метод имеет значительно высокую популярность среди пользователей, особенно не имеющих большого опыта в написании программного кода. Как показывает практика, для реализации данного метода программирования используются достаточно большое количество программных продуктов, а именно Rational Rose, Rational Software, RUP, Demral , OОram и др.

Однако и другие методы программирования, подразумевающие обратные процедуры, в том числе написания программного кода являются достаточно часто применяемыми, а именно структурный, модульный и другие методы.

Таким образом, к основным методам современного программирования относятся:

1. Модульный, сборочный. Сначала необходимо пояснить причину двух названия при определении понятия одного метода программирования. Данный факт связан с тем, что модульный метод программирования прошел достаточно длинный путь своего становления и развития. Таким образом, данный метод, как и в настоящее время, реализуется на основании использования модулей, однако, первоначально, данное использование не позволяла программистам с помощью данного метода реализовывать большое количество функций, так как изначально данный метод мог функционировать в рамках библиотек стандартных подпрограмм общего назначения. В последующее время, после этапа совершенствования данного метода, программисты смогли реализовывать задачи касающиеся программирования современных библиотек, методов и вычисления матриц, однако по средствам использования различных модулей. В связи с появлением необходимости в объединении данных модулей, появилась необходимость в разработке сборочного метода программирования позволяющего реализовывать все недостающие функции объединения. Были созданы языки описания интерфейсов API (Application Program Interface), IDL (Interface Definition Language) и др. [2, c. 448];
2. Структурный. Данный метод является одним из примеров тех методов, которые практически не требуют от программиста навыков написания программного кода. Более того, на сегодняшний день для реализации данного метода программирования, существует программное обеспечение, позволяющее пользователю в случае необходимости генерировать программный код на основе его разработок. Как указывают многие авторы программисты, данный метод в большей степени можно охарактеризовать ни как метод программирования, а как метод проектирования определенных задач, которые ставит перед собой программист при написании какого-либо программного кода или других целей. Таким образом, основой данного подхода является декомпозиция какого-либо процесса. На сегодняшний день, самым популярным программным обеспечением при реализации данного метода программирования является ряд CASE-средств (SilverRun, Oracle Disigner, Erwin для прямой и обратной связи с Rational Rose и др.) [9, c. 832];
3. Следующим достаточно популярным методом программирования является объектно-ориентированный метод. Суть данного метода заключается в представлении объектов определённой задачи или ситуации, проектируемой программистом. Для более точного понимания данного метода программирования необходимо представить такое понятие как объект, под которым понимается определенное «нечто», что может быть определенным действием или участников (как живым, так и неживым предметом), в определенном процессе. Таким образом, объектно-ориентированное программирование подразумевает представление объектов в определенной последовательности, подробно отображающее какую-либо предметную область. Объекты могут быть объединены в классы. Также необходимо отметить, что каждый объект имеет атрибуты и операции, которые более подробно характеризуют его в классе.

---

Можно сказать, что объектно-ориентированное программирование представляет собой определенный способ проектирования классов объектов, а также взаимосвязь между данными классами [19, c. 291].

1. Наиболее существенным нововведением идеологии Microsoft .NET является компонентно-ориентированный подход к программированию. Во-первых, следует отметить то обстоятельство, что компонентно-ориентированный подход к проектированию и реализации программных систем и комплексов является в некотором смысле развитием объектно-ориентированного и практически более пригоден для разработки крупных и распределенных систем (например, корпоративных приложений). Компонентно-ориентированный подход может применяться во многих языках программирования с помощью стандартных конструкций (таких как: классы, интерфейсы, пакеты, модули). Существуют языки программирования, реализующие на конструктивном уровне компонентно-ориентированное программирование:

• В рамках языка «Java» — компонентно-ориентированное программирование реализуется посредством компонентов, называемых «JavaBeans», поддержанных в одной из ранних спецификаций языка;
• В платформе «.NET» — реализован компонентно-ориентированный подход, обеспечивающий создание и повторное использование компонентов для любого языка программирования, поддерживаемого платформой [20, c. 400].

По данной главе первоначально можно сделать вывод о достаточно важной значимости и необходимости в существовании и использовании языков программирования при реализации работы на современном компьютере, так как именно они являются основой разработки всех программных обеспечений которые сегодня используются среди всех компьютерных пользователей, в том числе не имеющих большого опыта. Также языки программирования являются основой при автоматизации всех существующих на сегодняшний день процессов человеческой деятельности с использованием современного компьютера.

Таким образом, в данной главе было выявлено, что основой в создании и разработки языков программирования послужила необходимость в более эффективном понимании и представлении команд пользователя которые было необходимо передать компьютеру для получения определенных результатов. «Пик» разработки языков программирования приходился с начала 20-х годов прошлого столетий. После создания возможности более удобного «общения» между человеком и компьютером, возникла необходимость в разработке методов их использования, которые совершенствуются и разрабатываются и на момент сегодняшнего дня.

---