Файл: История развития программирования в России ..pdf

Введение

Прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов – языков программирования. Смысл появления такого языка – упрощение программного кода. С каждым днём наш мир становиться более мобильным и информационным. Всё больше и больше компьютеры вступают в нашу повседневную жизнь и чтобы облегчить наше общение с ними создаётся новое ПО с помощью различных языков программирования. Целью данной курсовой работы является изучение истории возникновения программирования и основных принципов и подходов при создании языка программирования.

Объектом исследования в курсовой работе являются направления развития компьютерных технологий в России.

Предмет исследования – история развития программирования в России.

Целью исследования в курсовой работе является углубленное изучение истории развития программирования в России.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

1. изучить теоретические основы развития программирования;
2. рассмотреть вклад отдельных ученых в развитие программирования в России.

Методологической основой исследования являются учебная и методическая литература по программированию, статьи в периодической печати и Интернет-ресурсы.

ГЛАВА 1.Исторические аспекты развития программирования

1.1 Разработка языков программирования и компиляторов в СССР

Идеальный язык программирования — это такая же недостижимая мечта, как и идеальная жизнь. Но стремление к совершенству приводит к появлению вещей, которые делают нашу жизнь лучше. Скептики могут увидеть в этом изобретение очередного велосипеда. Но и это не бывает напрасным: если очередной велосипед не стал лучше прежнего, то сам процесс улучшает изобретателей. Велосипед может быть забыт и выкинут, а вот изобретатели приобретут инженерный опыт. 

Основоположником информатики в СССР, в частности раздела автоматизации программирования, является Алексей Андреевич Ляпунов, первым предложивший рассматривать программу как последовательность чередующихся этапов, на которых выполняется некая обработка данных. Этап Ляпунов предложил назвать оператором, а схемой счета — совокупность операторов и логических условий. Схема и совокупность спецификаций каждого оператора — это программа. Взгляд на программу в таком ключе стал революционным и сразу лег в основу первых трансляторов (компиляторов) или программирующих программ, как их тогда называли.
Первым в мире транслятором языка высокого уровня является ПП (Программирующая Программа), он же ПП-1, успешно испытанный в 1954 году. Транслятор ПП-2 (1955 год, 4 в мире транслятор) уже был оптимизирующим и содержал собственный загрузчик и отладчик, библиотеку стандартных процедур.

Первыми программами, принадлежащими системному программному обеспечению, были трансляторы — ассемблеры и автокоды на Западе, программирующие программы (ПП) у нас.

Сотрудники отдела программирования исследовали реализуемость операторных схем и определили основные типы операторов, соответствующие решаемым задачам: Ai — арифметические операторы, Pi — логические операторы, управляющие счетом, Fi — операторы переадресации, позволяющие переходить к следующему значению индекса.

Первые отечественные трансляторы носили мнемоническое название программирующих программ. В основе входного языка каждой из программирующих программ лежал общий концептуальный базис, фиксирующий типы операторов и общую идею их спецификации. Унификация языков не ставилась как практическая задача. 

Типы операторов соответствовали подавляющему большинству решаемых тогда задач, а именно — вычислительным задачам. Выделялись арифметические операторы Аi, ведущие вычисление по формулам, логические операторы Рi, осуществляющие управление счетом, операторы переадресации Fi, позволяющие переходить к следующему значению индекса (и обратные им операторы восстановления), все же неарифметические вычисления объединялись в так называемые нестандартные операторы Hi, для которых спецификацией был их машинный код. Специального подъязыка описания данных, зачатки которого появились в более поздних ФОРТРАНе и Алголе, не существовало.

Программирующая программа ПП-1 являлась одним из первых в мировой практике трансляторов и, по-видимому, имела самый высокий уровень входного языка.

Программирующая программа ПП-2, была создана под руководством М. Р.Шура-Буры в 1955 году для машины Стрела-1, основывалась на ПП-1 как прототипе. В ПП-2 были усовершенствованы алгоритмы трансляции и было уделено заметное внимание оптимизации программ — экономии выражений, оптимальному сочетанию переадресации и восстановления (иначе говоря, наилучшей реализации вычисления индексных выражений), оптимальному отведению памяти для так называемых рабочих ячеек. Это был, по-видимому, первый оптимизирующий транслятор.

Рис.1. Принцип взаимодействия узлов ЭВМ

ПП для БЭСМ развивала входной язык программирующих программ. Она объединяла схему и спецификацию операторов в одном тексте, был введен первый структурный оператор — оператор цикла (соответствующий современным циклам с параметром).

ПП-2 послужила идейной основой двух проектов — ПП для Стрелы 4 и ПП для Стрелы 7. Первая из них представляла собой зачаток настоящей системы программирования: помимо собственно транслятора она содержала систему сборки модулей и некоторые средства отладки. Транслятор получал такие фрагменты объектной программы, которые потом назовут модулями, а система сборки создавала программу из оттранслированных модулей и библиотечных программ.

В ПП для Стрелы 3 был реализован ряд идей — табличный подход к синтаксическому анализу, оптимальное (по числу рабочих переменных) программирование арифметических выражений. Был изобретен метод хеширования, который применялся к экономии арифметических выражений.

С трансляции начиналось не только системное, но и теоретическое программирование. Именно работы по входным языкам (операторным схемам) и трансляторам (программирующим программам) послужили толчком к созданию первой математической модели программ — схемам Янова. 

В конце пятидесятых прошлого столетия развивался и подход к автоматизации программирования с помощью библиотек стандартных программ. Были разработаны — стандартная составляющая программа — ССП ( осуществляла статическую загрузку и связывание стандартных программ из достаточно обширной библиотеки), интерпретирующая система (ИС), ИС-2 уже реализовывала некоторые функции будущих операционных систем, осуществляя динамическое связывание, подкачку и смену используемых подпрограмм, причем все это делалось с небольшими накладными расходами и весьма скромными запросами на память. Высокая эффективность ИС-2 и хорошо продуманный интерфейс с основной программой сделали ее (как и положено операционной системе) неотъемлемой частью комплекта поставки ЭВМ.

Не смотря на все свои достоинства, программирующие программы широкого практического использования не имели:

даже при их наличии почти во всем множестве архитектур, существовавшем в стране, доля программирования непосредственно в машинном языке была преобладающей. Переход к современному стилю программирования на языках программирования высокого уровня был осуществлен благодаря созданию первых алголовских трансляторов. Произошло так, что первая тройка отечественных алголовских трансляторов, созданная для наиболее массовой тогда ЭВМ М-20, различалась по своим потребительским возможностям так, что своей совокупностью они удовлетворяли практически все категории пользователей.

Появление системного программирования поставило задачу создания адекватных языков программирования. Все языки, появившиеся к началу 60 годов — Фортран, Кобол, Алгол-60 и другие, — не учитывали этой области программистской деятельности, и алголовские системы, будучи достаточно большими программными системами, писались еще в машинных кодах вручную. Адекватные языки нужны были не только для трансляторов, но и для всей возникающей области системного программирования: начали появляться и другие языковые процессоры, и первые операционные системы, и информационные системы — все то, что потом назовут базовым программным обеспечением.

1.2 Алгол

А. А. Берс, А. Ф. Рар «Становление Новосибирской школы программирования. Мозаика воспоминаний»:

Что на меня в Алголе 68 произвело наибольшее впечатление? Во-первых, это был первый язык, в котором был очень богатый список средств описания типов, и можно очень четко и формально описать структуры с вариантами и скомбинировать с массивами и т.д., и т.п., и все что по этому поводу проделывалось. Во-вторых, там был прекрасный механизм приведений, который позволял достаточно глубоко пользоваться описанными типами для того, чтоб перебрасывать по ним значения. И конечно, сама двухэтажная грамматика. И тут уже у меня возникло желание воспользоваться этим для того, чтобы делать хороший русский перевод.

Вообще в Алголе 68 была великолепно выдержана структура языка: словесные эквиваленты символов, закрывающие скобки для условных конструкций (например: пока глушков в цк в киеве будет процветать кц все ), выбирающие предложения, параллельные фразы, хорошо проведенная борьба с побочными эффектами, хотя в языке они не запрещались.

Как любил говаривать ван Вейнгаарден: «не пишите такие программы» и «ёсли у вас есть язык, то на нем надо уметь выражаться».

Да, еще одна замечательная вещь, которая там была — это выдача значения почти любой конструкцией, что позволяло широко пользоваться суперпозицией при построении выражений. Важно осознать тот факт, что значение, которое выражение выдает — однократно неповторимо и уникально и что оно может использоваться только двумя разными способами. Либо ты его подхватишь суперпозицией, либо должен спрятать как состояние объекта. В первом случае этому значению не надо давать обозначение, тогда его использование как бы от тебя скрыто. Потому что само это значение увидеть нельзя, и оно ничем не названо. С другой стороны, если ты его ничем не подхватишь, то оно исчезнет.

Рис. 2 – ГОСТ язык программирования АЛГОЛ

Сейчас в объектных языках всё очень хорошо: вы должны с помощью этого значения привести объект в определенное состояние. Приведя, вы можете из этого состояния вычитывать это значение столько раз, сколько вам надо, и получите, что оно обозначало. То есть вот эта композитная программа очень красиво позволяла писать синтаксические выражения, очень связного характера. И поскольку языки программирования всегда тащили за собой английский жаргон, причем не язык, а именно жаргон… Тут еще одна вещь была, на мой взгляд, существенной — это работа над созданием русских национальных вариантов Алгола 68. Ершов и я, мы стремились к тому, чтобы все можно написать и без латинских букв, чтобы программы можно было бы практически читать вслух, — вещь недоступная для предыдущих языков. А синтаксис вообще удалось перевести как математический стих — все правила сохранили, и мнемонический смысл, и точную форму.

И, в общем, язык получился довольно стройный. Но сложности ему добавляло, на мой взгляд, стандартное вступление. Это был еще более свернуто написанный программный текст с дополнительными надстройками макросного характера.

Единственный отечественный язык программирования, получивший общемировую известность, это язык Рефал. Однако распространённость этого языка мала. Первая версия Рефала была создана в 1966 году Валентином Турчиным в качестве метаязыка для описания семантики других языков. Впоследствии, в результате появления достаточно эффективных реализаций на ЭВМ, он стал находить практическое использование в качестве языка программирования. В настоящее время основными диалектами языка являются Рефал-2 (1970-е), Рефал-5 (1985) и Рефал+ (1990), отличающиеся друг от друга деталями синтаксиса и набором дополнительных средств, расширяющих первоначальный вариант.