Файл: Классификация языков программирования. Критерии выбора среды и языка разработки программ. (ОБЗОР ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ)).pdf

ВВЕДЕНИЕ

На современном этапе развития компьютерных технологий невозможно представить какого–либо высококвалифицированного специалиста, не владеющего информационными технологиями. Поскольку деятельность любого субъекта в значительной степени зависит от степени владения информации, а также способности эффективно ее использовать. Для свободной ориентации в информационных потоках современный специалист любого профиля должен уметь получать, обрабатывать и использовать информацию, прежде всего, с помощью компьютеров, а также телекоммуникаций и других новейших средств связи, в том числе и уметь, обращаться с языками программирования.

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

Объектом исследования послужили языки программирования и история развития языков программирования.

Целью курсовой работы является изучение классификации языков программирования и их развития.

Цели исследования:

1. Просмотреть общее сведения и уровни языков программирования.
2. Просмотреть историю развития языков программирования.
3. Сделать обзор современных языков программирования.

Задачи исследования:

1. Ознакомления с языками программирования.
2. Рассмотрение истории развития языков программирования.
3. Обзор современных языков программирования.

В первой главе рассматриваются общие сведения о языках программирования и история развития их.

Во второй главе рассматривается обзор современных языков программирования.

В данной курсовой работе использовался научно-исследовательские методы.

Применяемые технические средства: ПЭВМ: Core 2 Duo E6600 2.4 ГГц 2 x 4 Мб L2; 2 x 1024 Мб DDR3-1333МГц; NVIDIA GeForce 8600 GT 512 Мб; HDD Hitachi Deskstar 7K1000 1 Тб; Принтер: Canon LBP3010.

Программные средства ОС Windows XP Professional SP3. Данная курсовая работа выполнена в программе Microsoft Word 2003, а также были использованы другие программы: Microsoft PowerPoint, Nero StartSmart.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

1.1 Язык QBE и MS Access

QBE (Query by Example, запрос по образцу) — это способ создания запросов к БД, с использованием образцов значений в виде текстовой строки. Реализации QBE осуществляют преобразование пользовательского ввода в формальный запрос к базе данных, это позволяет создавать сложные запросы без необходимости изучать более сложные языки запросов (например, SQL).
Такой метод отбора данных впервые предложен сотрудником исследовательского центра IBM в 1970 году Моше Злуфом.
Эксплуатационным преимуществом поиска QBE является то, что для формирования запроса не требуется использовать специализированный язык запросов, синтаксис которого может оказаться сложным и недоступным пользователю. Пользователю выводится окно, в котором указаны все поля данных таблицы. Введение информации в конкретное поисковое поле ограничит поиск полным либо частичным совпадением по полю. Проверка условий осуществляется только по заполненным условиям на поля. Многие практические реализации QBE допускают также не только конъюнктивное соединение условий в заполненных полях, но и другие варианты соединения условий.[2]

---

Основные возможности языка QBE.

QBE позволяет задавать сложные запросы к БД путем заполнения предлагаемой СУБД запросной формы. Этот способ задания запросов обеспечивает наглядность и не требует указания алгоритма выполнения операции – достаточно описать образец ожидаемого результата.
В каждой из современных реляционных СУБД имеется своя реализация языка QBE. На языке QBE можно задавать однотабличные и многотабличные запросы.
С помощью QBE можно выполнять следующие основные операции:

• выборку данных
• вычисление над данными
• вставку новых записей
• удаление записей
• модификацию (изменение) данных

Результатом выполнения запроса является новая таблица, которая называется ответной (первые две операции), или обновленная исходная таблица (остальные операции). В реальных приложениях баз данных QBE используется в основном для выборки данных.
Выборка, вставка, удаление и модификация могут производиться безусловно или в соответствии с условиями, задаваемыми с помощью логических выражений. Вычисления над данными задаются с помощью арифметических выражений и порождают в ответных таблицах новые поля, называемые вычисляемыми.
Запросная форма обычно имеет вид таблицы, имя и названия полей которой совпадают с именем и названиями полей соответствующей исходной таблицы. Чтобы узнать имена доступных таблиц БД, в языке QBE предусмотрен запрос на выборку имен таблиц. Названия полей исходной таблицы могут вводиться в шаблон вручную или автоматически. Во втором случае используется запрос на выборку заголовков столбцов.
В современных СУБД, например, в Microsoft Access, многие действия по подготовке запросов с помощью языка QBE выполняются визуально с помощью мыши. В частности, визуальное связывание таблиц при подготовке запроса выполняется не элементами примеров, а просто «протаскиванием» мышью поля одной таблицы к полю другой.

По возможностям манипулирования данными при описании запросов указанные языки практически эквивалентны. Более того, на практике запрос, составленный на QBE, обычно транслируется в SQL - запрос и лишь затем выполняется.

Средства генерации запросов MS Access[4].

Microsoft Office Access или просто Microsoft Access — реляционная СУБД корпорации Microsoft. Имеет широкий спектр функций, включая связанные запросы, связь с внешними таблицами и базами данных. Благодаря встроенному языку VBA, в самом Access можно писать приложения, работающие с базами данных.

Основные компоненты MS Access:

• построитель таблиц;
• построитель экранных форм;
• построитель SQL-запросов (язык SQL в MS Access не соответствует стандарту ANSI);
• построитель отчётов, выводимых на печать.

---

Они могут вызывать скрипты на языке VBA, поэтому MS Access позволяет разрабатывать приложения и БД практически «с нуля» или написать оболочку для внешней БД. Microsoft Jet Database Engine, которая используется в качестве движка базы данных MS Access, является файл-серверной СУБД и потому применима лишь к приложениям, работающим с небольшими объёмами данных и при небольшом числе пользователей, одновременно работающих с этим данными. Непосредственно в Access отсутствует ряд механизмов, необходимых в многопользовательских БД, таких, например, как триггеры. Встроенные средства взаимодействия MS Access со внешними СУБД с использованием интерфейса ODBC снимают ограничения, присущие Microsoft Jet Database Engine.

Инструменты MS Access, которые позволяют реализовать такое взаимодействие, называются «связанные таблицы» (связь с таблицей СУБД) и «запросы к серверу» (запрос на диалекте SQL, который «понимает» СУБД). Корпорация Microsoft для построения полноценных клиент-серверных приложений на базе MS Access рекомендует использовать в качестве движка базы данных СУБД MS SQL Server. При этом имеется возможность совместить с присущей MS Access простотой инструменты для управления БД и средства разработки. Известны также реализации клиент-серверных приложений на базе связки Access 2003 c другими СУБД, в частности, MySQL Access, при работе с базой данных, иначе взаимодействует с жёстким (или гибким) диском, нежели другие программы. В других программах, файл-документ, при открытии, полностью загружается в оперативную память, и новая редакция этого файла (изменённый файл) целиком записывается на диск только при нажатии кнопки «сохранить». В Access новая редакция содержимого изменённой ячейки таблицы записывается на диск (сохраняется) сразу, как только курсор клавиатуры будет помещён в другую ячейку (или новая редакция изменённой записи записывается на диск сразу, как только курсор клавиатуры будет поставлен в другую запись (строку)). Таким образом, если внезапно отключат электричество, то пропадёт только изменение той записи, которую не успели покинуть. Целостность данных в Access обеспечивается также за счет механизма транзакций. Кнопка «Сохранить» в Access тоже есть, но в Access в режиме просмотра данных она нужна, в первую очередь, для сохранения изменённого режима показа таблицы или другого объекта — то есть, для сохранения таких изменений, как: изменение ширины столбцов и высоты строк, перестановка столбцов в режиме просмотра данных, «закрепление» столбцов и освобождение закреплённых столбцов, изменение сортировки, применение нового фильтра, изменение шрифта; цвета текста, сетки и фона и т.п.
Кроме того, в Access эта кнопка нужна в режиме «Конструктор» для сохранения изменений структуры объекта базы данных, сделанных в этом режиме. Даже если в процессе работы с файлом базы данных не применялся режим «Конструктор» и новые данные в базу данных не добавлялись (то есть если база данных только просматривалась), то всё равно файл базы данных имеет тенденцию со временем, в процессе работы с ним, всё больше и больше увеличиваться в размере. Очень способствует увеличению размера файла применение новых сортировок и фильтров (особенно если было применено несколько разных, сильно отличающихся друг от друга сортировок/фильтров).
Это приращение размера файла является, фактически, пустотой, но эта пустота лежит внутри файла, увеличивая его объём.
Чтоб вернуть файлу базы данных нормальный (минимальный) объём (то есть чтобы убрать из файла пустоту), в Access есть кнопка «Сжать и восстановить базу данных» — эту кнопку нужно время от времени нажимать (при нажатии этой кнопки никакая информация, никакие данные из файла базы данных не удаляются). Так же базу данных можно запустить с параметром /compact, что выполнит сжатие автоматически и закроет базу по окончании процесса[3].

---

Версии Microsoft Access:

1992 Access 1 для Windows 3.0

1993 Access 2.0 для Windows 3.1x (Office 4.3)

1995 Access 7 для Windows 95 (Office 95)

1997 Access 97 (Office 97)

1999 Access 2000 (Office 2000)

2001 Access 2002 (Office XP)

2003 Access 2003 (из комплекта программ Microsoft Office 2003)

2007 Microsoft Office Access 2007 (из комплекта программ Microsoft

Office 2007)

2010 Microsoft Office Access 2010 (из комплекта программ Microsoft

Office 2010)

2012 Microsoft Access 2013 (из офисного пакета приложений Microsoft

Office 2013)

QBE получил у пользователей столь широкое признание, что в настоящее время в той или иной мере он реализован практически во всех популярных СУБД, включая и Microsoft Access. Средства поддержки языка QBE в СУБД Microsoft Access весьма просты в эксплуатации и в то же время доставляют пользователям достаточно широкий спектр возможностей работы с данными.

1.2 Язык SQL

SQL (Structured Query Language, язык структурированных запросов) - универсальный язык, которыйприменяется для создания, модификации и управления данными в реляционных БД.

SQL в его исходном виде – это информационно-логический язык, а не язык программирования, но также он предусматривает возможность его процедурных расширений, с учётом чего его вполне можно рассматривать как язык программирования.

Стандартизация SQL.

Деятельность по стандартизации языка SQL началась практически одновременно с появлением первых его коммерческих реализаций.
Анализ документов говорит о том, что процесс стандартизации происходил сложно с использованием далеко не только научных доводов. В результате, принятый в 1989 г. Международный стандарт SQL во многих частях имеет общий характер и допускает достаточно широкое толкование. В этом стандарте полностью отсутствуют такие важные разделы, как манипулирование схемой БД и динамический SQL. Многие важные аспекты языка в соответствии со стандартом определяются в реализации.
Возможно, наиболее важными достижениями стандарта SQL являются четкая стандартизация синтаксиса и семантики операторов выборки и манипулирования данными и фиксация средств ограничения целостности БД, включающих возможности определения первичного и внешних ключей отношений и так называемых проверочных ограничений целостности. Средства определения внешних ключей позволяют легко формулировать требования так называемой целостности БД по ссылкам.
Стандарт SQL1 разделялся на два уровня. Первый уровень представлял собой подмножество второго уровня, описывавшего весь документ в целом. То есть, такая структура предусматривала, что не все спецификации стандарта SQL1 будут относиться к Уровню 1. Тем самым, поставщик, заявлявший о поддержке данного стандарта, должен был заявлять об уровне, которому соответствует его реализация языка SQL. Это значительно облегчило принятие и поддержку стандарта, поскольку производители могли реализовывать его поддержку в два этапа.

---

Осознавая неполноту стандарта SQL, на фоне завершения разработки этого стандарта представители различных организаций начали работу над стандартом SQL2. Работа также длилась несколько лет, было выпущено множество проектов стандарта, и в марте 1992 г. был выработан окончательный проект стандарта. Новый стандарт, озаглавленный как SQL92, представлял собой по сути расширение стандарта SQL1, включив в себя множество дополнений имевшихся в предыдущих версиях инструкций.
Данный стандарт существенно более полон и охватывает почти все необходимые для реализации аспекты: манипулирование схемой БД, управление транзакциями и сессиями (сессия - последовательность транзакций, в пределах которой сохраняются временные отношения), подключение к БД, динамический SQL. Наконец стандартизованы отношения-каталоги БД, что вообще-то не связано с языком непосредственно, но сильно влияет на реализацию языка.
В стандарте отсутствовали средства управления индексами. Конечно, эти средства обычно находятся в стороне от основных операторов, но нам не известна ни одна реализация, в которой бы их не было.
SQL92 как и SQL1 был разделён на несколько уровней, однако, во-первых, число уровней было увеличено с двух до трёх, а во-вторых они получили названия вместо порядковых цифр: начальный (entry), средний (intermediate), полный (full). Уровень «полный» как и Уровень 2 в SQL1 подразумевал весь стандарт целиком. Уровень «начальный» представлял собой подмножество уровня «средний», в свою очередь представлявшего собой подмножество уровня «полный». Уровень «начальный» был сравним с Уровнем 2 стандарта SQL1, но спецификации этого уровня были несколько расширены. Таким образом, цепочка включений уровней стандартов выглядела примерно следующим образом: SQL1 Уровень 1 - SQL1 Уровень 2 - SQL92 «Начальный» - SQL92 «Средний» - SQL92 «Полный».
После принятия стандарта SQL92 к нему были добавлены ещё несколько документов, расширявших функциональность языка. Так, в 1995 году был принят стандарт SQL/CLI (Call Level Interface, интерфейс уровня вызовов), впоследствии он был переименован в CLI95. В следующем году приняли стандарт SQL/PSM (Persistent Stored Modules, постоянно хранимые модули), который получил название PSM-96.

Типы данных SQL[7].

Данные, хранящиеся в столбцах таблиц SQL-ориентированной БД, являются типизированными, т. е. представляют собой значения одного из типов данных, предопределенных в языке SQL или определяемых пользователями путем применения необходимых средств языка. Для этого при определении таблицы каждому ее столбцу назначается тип данных, и в дальнейшем СУБД должна следить, чтобы в каждом столбце каждой строки присутствовали лишь допустимые значения.

---