Файл: История развития программирования в России (История развития вычислительной техники).pdf

В 1961-1962 году Дж. Маккартни в Массачусетском технологическом институте был создан язык функционального программирования Lisp, открывший в программировании одно из альтернативных направлений, предложенных Дж. Фон Нейманом.

На начало 1970-х годов существовало более 700 языков высокого уровня и около 300 трансляторов для автоматизации программирования.

С начала 1980-х годов для подготовки и обработки числовой информации стали использоваться табличные процессоры. В 1979 году Д. Брикклин предложил первую программу для работы с электронными таблицами VisiClac. В 1985 появился табличный процессор Exel «Microsoft»

Разработано большое количество стандартных реляционных систем управления базами данных, на основе которых стоят реляционные базы данных в различных предметных областях.

Для многих организаций разработаны так называемые офисные пакеты, в которых на основе единой ОС функционируют приложения, включающие в себя системы для работы с различными видами информации.

Программирование на языках высокого уровня гораздо удобнее для человека, чем в терминах машины. В результате появления Фортрана и Кабола программирование стало доступным широкому труду специалистов.

Несмотря на наличие такого большинства языков, лишь некоторые из них массово применялись, породили многочисленных потомков или оказали существенное влияние на систему понятий и дальнейшее развитие предметной области.

Мощным толчком в развитии новых направлений в программировании послужило объединение компьютерных и телекоммуникационных технологий.

За рубежом в 1960-х годов появились первые вычислительные сети, с которых началась техническая и технологическая революция, т.к. была предпринята попытка объединить технологию сбора, хранения, передачи и обработки информации на ЭВМ с техникой связи. В Европе в те годы были созданы международные сети EIN и Евро-нет, затем появились национальные сети. В 1972 году в Вене была создана сеть МИПСА, к которой присоединились в 1979 году 17 стран Европы, СССР, США, Канада и Япония. В 1980-х годах в нашей стране была создана система телеобработки статистической информации, обслуживающая государственные и республиканские органы статистики.

3 Языки программирования высокого уровня

3.1 Понятие языка высокого уровня

Язык программирования – это нотация для записи компьютерных программ.

К языкам низкого уровня относятся языки ассемблера. В языке ассемблера используются символьные обозначения команд, которые легко понятны и быстро запоминаются. Вместо последовательности двоичных кодов адресов данных, используемых при выполнении команды, - символьные имена этих данных, выбранные программистом.

Язык высокого уровня играет роль посредника между человеком и компьютером, позволяя человеку общаться с компьютером более привычнее для человека способом.

Язык высокого уровня – язык программирования, который обеспечивает описание задачи в наглядном, легко воспринимаемом виде, удобном для программиста.

Первым общепризнанным языком высокого уровня можно по праву назвать Fortran, первая версия которого появилась в ноябре 1954 года.

Языки программирования высокого уровня:

• процедурные;
• функциональные;
• логические;
• объектно-ориентированные.

3.2 Процедурные языки программирования

Процедурные (алгоритмические) языки (Fortran, Cobol, Algol, Basic, Pascal, C и др.) предназначены для однозначного описания алгоритмов. Для решения задачи процедурные языки требуют в той или иной форме явно записать процедуру ее решения. Программа на процедурном языке программирования состоит из последовательности операторов (инструкций), задающих те или иные действия.

Фортран (FORTRAN, FORmula TRANslation) – язык программирования высокого уровня, разработанный фирмой IBM в 1956 году для описания алгоритмов решения вычислительных задач. Наиболее распространенными версиями этого языка являются Фортран IV, Фортран 77 и Фортран 90. Последние версии Фортрана используются для программирования компьютеров с параллельной архитектурой.

Кобол (COBOL, COmmon Business-Oriented Languauge) – язык программирования высокого уровня, разработанный в конце 1959-х гг. ассоциацией КАДАСИЛ для решения коммерческих и экономических задач. Руководителем проекта по созданию Кобола была Грейс Хоппер. Язык позволяет эффективно работать с большим количеством данных, он насыщен разнообразными возможностями поиска, сортировки и распределения. Довольно мощные компиляторы с этого языка разработаны для персональных компьютеров. Отличается развитыми средствами работы с файлами. Поскольку команды программ, написанных на Коболе, используют обычную английскую лексику и синтаксис, язык считался одним из самых простых. В настоящее время практически не используется.

Алгол (ALGOL, ALGOrithmic Language) - язык программирования высокого уровня, ориентированный на описание алгоритмов вычислительных задач. Был создан в 1958 году специалистами западно-европейских стран для решения научных задач. Версия этого языка Алгол-60 была принята Международной конференцией в Париже и получила широкое распространение. Версия Алгол-68, разработанная группой специалистов Международной федерации по обработке информации в 1968 году, получила статус международного универсального языка программирования, ориентированного на решение не только вычислительных, но и информационных задач. Позиционировался как универсальный язык для описания произвольных алгоритмов обработки данных высокой сложности. В России были энтузиасты, которые активно использовали его в работе, и язык на основе Алгол 68 стал некогда базовым для программирования отечественного компьютера «Эльбрус». Хотя этот язык не получил широкого распространения, он долгие годы являлся стандартом для описания алгоритмов в научной литературе.

Бейсик (BASIC, Beginner`s All-purpose Symbolic Instruction Code) – язык программирования высокого уровня, разработанный в 1963–1964 годах в Дартмутском колледже Томасом Куртом и Джоном Кемени. Первоначально предназначался для обучения программированию. Язык создавался как инструмент, с помощью которого студенты-программисты могли самостоятельно создавать компьютерные программы для решения своих задач. Отличался простотой благодаря наличию упрощенных конструкций языка Фортран и встроенных математических функций. В большинстве версий Бейсика используется интерпретатор для преобразования конструкций языка в машинный код, что позволяет запускать программы без промежуточной трансляции. В начале 1999 года корпорация Microsoft выпустила версию Visual Basic (VB 6.0), предназначенную для создания многокомпонентных приложений для систем уровня предприятий. Этот язык напоминал оригинальный только синтаксисом, но был значительно более современным. В настоящее время Бейсик – это не один язык, а целое семейство языков, отличающихся временем создания, парадигмами программирования и синтаксисом, зачастую до полной потери совместимости программ.

Паскаль (PASCAL, Program Applique a la Selection et la Compilation Automatique de la Litterature) – французский язык программирования высокого уровня, разработанный в конце 1960-х годов швейцарским профессором, ставшим Нобелевским лауреатом, Никласом Виртом. Язык предназначался для первоначального обучения программированию в университете. Назван в честь французского математика XVII века Блеза Паскаля. Для IBM PC наиболее популярной являлась система программирования Delphi фирмы Borland. Особенностями языка являются строгая типизация и наличие средств структурного программирования. Кроме того, язык представлял ряд встроенных структур данных: записи, массивы, файлы, множества и указатели. Диалект Обджект Пассклаль, разработанный в 1985 году, поддерживает объектно-ориентированное программирование. Существует ряд современных компиляторов, и в настоящее время язык достаточно популярен.

Си (C) – язык программирования высокого уровня, разработанный Денисом Ритчи в начале 1970-х годов на основе языка BCPL. Стал базовым языком операционной системы Unix^[8]. До сих пор является одним из наиболее популярных языков программирования. Язык программирования Си – универсальный язык программирования, который завоевал популярность у программистов, благодаря сочетанию возможностей языков программирования высокого и низкого уровней. Большинство программистов предпочитают использовать язык Си для серьезных разработок потому, что их привлекают такие особенности языка, как свобода выражения мыслей, мобильность и чрезвычайная доступность. Язык Си дает возможность программисту осуществлять непосредственный доступ к ячейкам памяти и регистрам компьютера, требуя при этом знания особенностей функционирования ЭВМ. Язык Си оказал существенное влияние на развитие индустрии программного обеспечения, а его синтаксис стал основой для таких языков программирования как С++, С#, Джава и др.

3.3 Функциональные языки программирования

Функциональные языки (LISP, ML, Erlang, Haskell) – программа на таком языке представляет собой совокупность описаний функций и выражений, которые необходимо вычислить. Функциональное программирование не использует концепцию памяти как хранилища значений переменных. Операторы присваивания отсутствуют, вследствие чего переменные обозначают не области памяти, а объекты программы, что полностью соответствует понятию переменной в математике. Наличие стройной математической основы обеспечивает возможность использования алгебраических методов создания структуры, преобразования и исследования программ. Это в какой-то мере приближает их к описанию структуры мышления человека.

Лисп (LISP, LISt Processing) – язык программирования высокого уровня, разработанный в 1960 году Джоном Маккарти и предназначенный для манипулирования перечнями элементов данных. Использовался в университетских лабораториях США для решения задач, связанных с искусственным интеллектом. Язык Лисп – семейство языков программирования, основанных на представлении программы системой линейных списков символов, которые притом являются основной структурой данных языка. Лисп считается вторым после Фортрана старейшим высокоуровневым языком программирования. После появления Лиспа различными авторами был предложен целый ряд других алгоритмических языков ориентированных на решение задач в области искусственного интеллекта.

3.4 Логические языки программирования

Логические языки (Prolog) – ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания. В логическом программировании нужно только специфицировать факты, на которых алгоритм основывается, а не определять последовательность шагов, которые требуется выполнить. Логические программы отличаются принципиально низким быстродействием, так как вычисления осуществляются методом проб и ошибок (посредством поиска с возвратами).

Пролог (PROLOG, PROgramming in LOGic) – язык программирования высокого уровня, предназначенный для разработки систем и программ искусственного интеллекта. Был разработан в 1971 году в университет Марселя. Последняя его версия – Prolog 6.0. Пролог – один из старейших и все еще один из наиболее популярных языков логического программирования, хотя он значительно менее популярен, чем основные императивные языки. Он используется в системах обработки естественных языков, исследованиях искусственного интеллекта, экспертных системах, онтологиях и других предметных областях, для которых естественно использование логической парадигмы.

3.5 Объектно-ориентированные языки программирования

Объектно-ориентированные (C++, С#, Java и др.) – в основе этих языков лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над ними. Описание действительности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур. Прототипом объектно-ориентированного программирования явился язык SIMULA-67. Но оформилось оно в самостоятельный стиль программ с появлением языка SMALLTALK (1972), первоначально предназначенного для реализаций функций машинной графики.

Си++ (С++) – язык программирования высокого уровня, созданный Бьярном Страустрапом на базе языка Си. Является его расширенной версией, реализующей принципы объектно-ориентированного программирования. Язык Си++ - компилируемый строго типизированный язык программирования общего назначения. Поддерживает разные парадигмы программирования: процедурную, обобщенную, функциональную, наибольшее внимание уделено поддержке объектно-ориентированного программирования. Целью создания дополнения С возможностями, удобными для масштабной разработки ПО, с сохранением гибкости, скорости и портабельности С. Объектная модель языка программирования С++ представляет программисту большие возможности. Так, например, в ней используется сокрытие компонентов в пределах класса, реализованы перегрузка операций, существует возможность использования статистических компонентов, создания шаблонов функций и классов и др.