Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО «Государственного аграрного университета Северного Зауралья»

Институт экономики и финансов

Кафедра экономико-математических методов и вычислительной техники

Реферат на тему:

«Языки программирования. Языки программирования низкого и высокого уровня»

Исполнитель: Шинкаренко Егор,

студент Б-ЭЭП11 группы

Руководитель: Отёкина Наталья Егоровна

Тюмень 2015



Содержание

Введение

1. Языки программирования

1.1 Языки низкого и высокого уровня программирования

1.2 Паскаль

1.3 Ассемблер

1.4 Си ++

1.5 Бейсик

1.6 Рефал

1.7 Java

2. Способы реализации языков программирования

3. Классификация языков программирования

3.1 Машинно-ориентированные языки

3.2 Машинно-независимые языки

Заключение

Список литературы



Введение

Связь между языком, на котором мы думаем, программируем, и задачами и решениями, которые мы можем представлять в своем воображении, очень близка. Язык предоставляет программисту набор концептуальных инструментов, если они не отвечают задаче, то их просто игнорируют. Хорошее проектирование и отсутствие ошибок не может гарантироваться чисто за счет языковых средств. Сегодня практически все программы создаются с помощью языков программирования.

Неотъемлемая часть современных ЭВМ - системы программного обеспечения, являющиеся логическим продолжением логических средств ЭВМ, расширяющим возможности аппаратуры и сферу их использования. Основное назначение программного обеспечения - повышение эффективности труда пользователя, а также увеличение пропускной способности ЭВМ посредством сокращения времени и затрат на подготовку и выполнение программ. язык программирование паскаль ассемблер

В своей работе мне хотелось бы разобрать несколько основных современных языков, таких как Паскаль, Ассемблер, С++, Бейсик, Рефал и Java, а также системы программирования и их составляющие.

Если проследить историю используемых сегодня языков программирования, таких как Си и Паскаль (а равно и менее популярных Бэйсик, Фортран или Ада), то окажется, что все они были созданы на рубеже 60-х и 70-х годов. Иными словами, возраст современных языков программирования (за исключением Явы, о которой разговор особый), перевалил за третий десяток, что для компьютерной индустрии является сроком экстремальным. Современные языки программирования старше Интернета, Windows и персонального компьютера минимум на десятилетие. При этом новые языки не переставали регулярно появляться, однако ни один из них не задержался в практике программирования, хотя приносимые ими новые идеи дополняли уже известные языки (как это произошло с объектно-ориентированным программированием).

Другой важной особенностью языкотворчества последних десятилетий можно считать прекращение попыток создания "универсального" языка программирования, призванного объединить в себе все последние достижения в области разработки языков (из попыток 60-х _ 70-х годов можно вспомнить Алгол, PL/1 или Аду). Крупные "языковые" проекты безвозвратно ушли в прошлое вместе с порожденными ими языками.

Наконец, появление персонального компьютера и ОС с графическим интерфейсом (прежде всего MacOS и Windows) переместило внимание разработчиков программного обеспечения из сферы языков программирования в другие области средств разработки ПО, такие, как визуальное или объектно-ориентированное программирование, сетевые протоколы или модели баз данных. Программист сегодня использует в качестве инструмента не столько язык, сколько конкретную систему программирования (например, Delphi), а какой язык является для нее базовым, не так уж важно.

Итак, интерес к языкам программирования снизился, а круг используемых языков стабилизировался. В некотором смысле можно считать, что в области языков программирования "все сказано", и развитие средств разработки ПО пойдет дальше другими путями. Наступил удачный момент для анализа современных языков программирования и выяснения достигнутых практических результатов.



1. Языки программирования

Язык программирования - формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, определяющих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (обычно - ЭВМ) под её управлением.

Языки программирования классифицируются в зависимости от самых разных критериев. Но чаще всего они подразделяются на языки высокого и низкого уровня. Чем ближе язык к естественному языку, тем более вели его шансы попасть в категорию языков высокого уровня. И наоборот, если язык ближе к машинным командам, в этом случае его называют языком низкого уровня. Поэтому всё множество языков программирования можно разделить на две группы: языки низкого уровня и языки высокого уровня.

1.1 Языки низкого и высокого уровня программирования

К языкам низкого уровня относятся языки ассемблера (от англ. to assemble - собирать, компоновать). В языке ассемблера используются символьные обозначения команд, которые легко понятны и быстро запоминаются. Вместо последовательности двоичных кодов команд записываются их символьные обозначения, а вместо двоичных адресов данных, используемых при выполнении команды, - символьные имена этих данных, выбранные программистом. Иногда язык ассемблера называют мнемокодом или автокодом.

Большинство программистов пользуются для составления программ языками высокого уровня. Как и обычный человеческий язык, такой язык имеет свой алфавит - множество символов, используемых в языке. Из этих символов составляются так называемые ключевые слова языка. Каждое из ключевых слов выполняет свою функцию, так же как в привычном нам языке нам языке слова, составленные из букв алфавита данного языка, могут выполнять функции разных частей речи. Ключевые слова связываются друг с другом в предложения по определённым синтаксическим правилам языка. Каждое предложение определяет некоторую последовательность действий, которые должен выполнить компьютер.

Язык высокого уровня выполняет роль посредника между человеком и компьютером, позволяя человеку общаться с компьютером более привычным для человека способом. Часто такой язык помогает выбрать правильный метод решения задачи.

Перед тем как писать программу на языке высокого уровня, программист должен составить алгоритм решения задачи, то есть пошаговый план действий, который нужно выполнить для решения этой задачи. Поэтому языки, требующие предварительного составления алгоритма, часто называют алгоритмическими языками.

1.2 Паскаль

В 1968 году Никлас Вирт (Niklaus Wirth) написал первый компилятор языка Pascal (Паскаль). Этот язык получил название в честь выдающегося французского математика Блеза Паскаля (Blaise Pascal). Язык Pascal -- удачный язык общего применения, подходящий для программирования как научных задач, так и задач, связанных с коммерческой деятельностью. Средства ввода/вывода этого языка несколько слабее, чем у таких коммерческих языков, как COBOL, поэтому он никогда не претендовал на его замещение. Тем не менее после первого опубликования Pascal был довольно основательным языком, который успешно справлялся со своей работой.

Популярность языка Pascal резко подскочила в 1970-х. Самое большое преимущество этого языка -- поддержка концепции структурного программирования, позволяющей делать программы более удобными для изменения. Идеология структурного программирования интегрирована в язык, поэтому программы на языке Pascal проще в обслуживании, чем программы, написанные на других языках того времени.

В течение 1970-х годов Pascal был «единственным языком программирования, который всех устраивал». Компания IBM с помощью языка PL/I делала попытку создать что-то подобное. Так же как и PL/I, Pascal не достиг наивысшей цели. Популярность языка Pascal упала так же быстро, как и выросла. В 1970-х наблюдался огромный рост применения языка Pascal, а в 1980-х -- резкий спад интереса к нему.

Несмотря на потерю занимаемого положения, Pascal открыл для других языков дорогу к поддержке структурных концепций, обслуживаемости программ и бесплатному использованию программ.

1.3 Ассемблер

Язык Ассемблера - это символическое представление машинного языка. Он облегчает процесс программирования по сравнению с программированием в машинных кодах. Некоторые задачи, например, обмен с нестандартными устройствами обработки данных сложных структур невозможно решить с помощью языков программирования высокого уровня. Это под силу ассемблеру. В принципе, язык Ассемблер является машинным языком. И программист, реализующий какую-либо задачу на язык высокого уровня, с помощью Ассемблера может определить осмысленно ли решение данной задачи, с точки зрения использования ЭВМ. Ассемблер имеет одну особенность, которая отпугивает многих начинающих языков программистов,- ассемблер является машинно-зависимым языком. Это означает, что пишущий на ассемблере работает непосредственно с ресурсами компьютера, что требует хорошего знания его архитектуры, логики работы операционной системы, а также большой аккуратности при написании программы.

Несмотря на то, что ассемблер является машинно-ориентированным языком, то есть языком низкого уровня, программист может применять его для работы, как на высоком, так и на среднем уровне. Низкий уровень программирования на ассемблере подразумевает прямое обращение к каналам ввода-вывода устройств, называемых портами ввода-вывода, и прямой доступ в оперативную память.Turbo Assembler, помимо полной поддержки транслятора фирмы Microsoft имеет дополнительные возможности, объединённые в режиме, названном разработчиками Ideal. Использование этого режима даёт возможность начинающему программисту применять более наглядный и простой стиль разработки программ. Более опытные программисты, пишущие на ассемблере, могут использовать такие возможности режима Ideal, как вложенные структуры, объединения.

Важной особенностью режима Ideal является применение проверки типов данных, подобно языкам высокого уровня, что позволяет выявить многие ошибки ещё на этапе трансляции.

Ассемблер предоставляет программисту полую свободу действий при разработке программы, что является и его достоинством, и недостатком, так как требует от разработчика знания системы команд данного компьютера и его операционной системы. Кроме того, несмотря на минимальный размер выполняемого файла при максимальной скорости работы, время, необходимое для создания программы, резко возрастает с увеличением объёма разрабатываемого проекта. Поэтому ассемблер был и остаётся языком программирования для профессионалов.

1.4 Си ++

Наследник C язык C++ быстро завоевал поддержку, являясь обновленной версией языка C. C++ был разработан шведским программистом по имени Бьярн Страуструп (Bjarne Stroustrup) в начале 1980-х. C++ имеет на вооружении несколько дополнительных команд и операторов, но основное отличие заключается в подходе к программированию.

Главная причина, по которой и сейчас C++ остается популярным, -- он поддерживает объектно-ориентированное программирование (ООП). ООП -- это иной способ написания программ, помогающий программисту писать программы быстрее и с наименьшим числом ошибок. ООП также позволяет повысить скорость обслуживания.

Так как Си++ восходит, главным образом, к Си. Поэтому сделанного в Си акцента на средствах низкого уровня достаточно, чтобы справляться с самыми насущными задачами системного программирования. Си, в свою очередь, многим обязан своему предшественнику BCPL.Си++ - это машинно-ориентированный язык программирования, задуманный так, чтобы сделать программирование более приятным для серьёзного программиста. За исключением второстепенных деталей Си++ является надмножеством языка программирования Си.

Позднее была проведена проверка определения Си++, чтобы удостовериться в том, что любая конструкция, допустимая и в Си, и в Си++, действительно означает в обоих языках одно и то же. В Си++ нет типов данных высокого уровня и нет первичных операций высокого уровня. В нём нет, например, матричного типа с операций обращения.

Если пользователю понадобится подобный тип, его можно определить в самом языке. По сути дела, основным, чем занимается программирование на Си++ - это определение универсальных и специально-прикладных типов.

Популярность объектно-ориентированного языка C++ дала начало множеству новых языков для современного Интернета. Причиной успешного развития языка Java (Джава) (и его производных, таких как JavaScript) является широкомасштабное использование в нем языка C++, и хотя C++ не поддерживает достаточной безопасности программирования web-сайтов, его объектно-ориентированная природа делает Java хорошим кандидатом для программирования объектов Интернета. Компания Sun Microsystems изменила язык C++, добавив в него элементы обеспечения достаточной безопасности и убрав ряд сомнительных возможностей C++. (Примером является множественность наследования, которая позволяет генерацию одного объекта программирования, такого как окно, из набора нескольких родительских окон с различными характеристиками. Подобная концепция сбивает с толку даже при формулировании ее на высоком уровне.)

1.5 Бейсик

BASIC был разработан в колледже города Дартмут (Dartmouth) и предназначался для обучения начинающих. Язык FORTRAN был сложным для студентов нематематических отделений. Джон Кимини (John Kemeny) и Томас Курц (Thomas Kurtz), учившиеся в Дартмуте, при разработке языка BASIC в качестве основы использовали FORTRAN. BASIC -- сокращение от Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code (универсальный код символических инструкций для начинающих) -- имя, которое говорит само за себя. BASIC, как правило, используется с интерпретатором, хотя современные версии BASIC являются компилирующими. Это позволяет новичкам сосредоточиться на языке программирования и не вникать в особенности компиляции. Как и все интерпретируемые языки, BASIC-программы выполняются медленнее, чем откомпилированные программы, поэтому программы на языке BASIC не используются в коммерческих приложениях.

Этот язык стал одним из самых распространённых. Бейсик был первоначально задуман как очень простой язык, который можно было бы очень быстро освоить. В язык были включены примитивные средства редактирования, с тем, чтобы избавить пользователя от необходимости разбираться во всех сложностях базовой операционной системы. Вначале Бейсик использовался только для обработки числовых величин, но позднее был расширен средствами обработки строковых переменных и снабжен набором процедур простого манипулирования символьными цепочками, который фактически стал стандартом. Простота Бейсика сделала его наиболее подходящим языком программирования для первых микро-ЭВМ. В настоящее время он является основным языком программирования персональных ЭВМ. К сожалению, почти каждая машина имеет свой собственный диалект Бейсика, поэтому мобильность программ на Бейсике обеспечить довольно трудно. В настоящее время во многие диалекты Бейсика включаются современные управляющие структуры типа: REPEAT…UNTIL, что вселяет определённый оптимизм.

1.6 Рефал

Несомненно, надо рассказать и о некоторых языках программирования созданных у нас на родине. Один из таких языков является Рефал, разработанный у нас в России (СССР), в 1966г. ИПМ АН СССР. Этот язык прост и удобен для описания манипуляций над произвольными текстовыми объектами.

Рефал широко применяется при разработке трансляторов с алгоритмических языков как универсальных и проблемно - ориентированных, так и автокодов. Кроме использования в задачах трансляции, Рефал имеет такие важные сферы применения, как машинное выполнение громоздких аналитических выкладок в теоретической физике и прикладной математике; проектирование «умных» информационных систем, осуществляющих нетривиальную логическую обработку информации; машинное доказательство теорем; моделирование целенаправленного поведения; разработка диалоговых обучающих систем; исследования в области искусственного интеллекта и т.п.

Программирование на Рефале имеет специфику, связанную, прежде всего, с тем, что Рефал является языком функционального типа в отличие от обычных операторных языков типа Алгол, Фортран и т.д.. Если программа на операторных языках - ни что иное, как совокупность приказов-операторов, то программа на Рефале представляет собой по существу описание связей и отношений между определенными Вследствие того, что в Рефале программист сам определяет структуру обрабатываемой информации, эффективность программы существенно зависит от удачного или неудачного выбора этой структуры. Для задания структур в Рефале используются скобки, а специфика всех реализаций языка такова, что использование скобок резко повышает эффективность выполнения программы. Это достигается с помощью адресного соединения скобок.

Определенной спецификой обладают и переменные типа «выражения» имеется в виду их способность удлиняться при отождествлении. Правильное использование переменных этого типа также позволяет значительно повысить эффективность Рефал - программы.

1.7 Java

Java -- объектно-ориентированный язык программирования, разрабатываемый компанией Sun Microsystems. Приложения Java обычно компилируются в специальный байт-код, поэтому они могут работать на любой виртуальной Java-машине (JVM) независимо от компьютерной архитектуры. Дата официального выпуска -- 23 мая 1995 года. Изначально язык назывался Oak («дуб») и разрабатывался Джеймсом Гослингом для программирования бытовых электронных устройств. Впоследствии он был переименован в Java и стал использоваться для написания клиентских приложений и серверного программного обеспечения. Назван в честь марки кофе Java, поэтому на официальной эмблеме языка изображена чашка с парящим кофе.

Достоинство выполнения программ в полной независимости байт-кода от операционной системы и оборудования позволяет выполнять Java-приложения на любом устройстве, для которого существует соответствующая виртуальная машина. Другой важной особенностью технологии Java является гибкая система безопасности благодаря тому, что исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной. Любые операции, которые превышают установленные полномочия программы (например, попытка несанкционированного доступа к данным или соединения с другим компьютером) вызывают немедленное прерывание.

К недостаткам концепции виртуальной машины относят то, что исполнение байт-кода виртуальной машиной может снижать производительность программ и алгоритмов, реализованных на языке Java. Данное утверждение было справедливо для первых версий виртуальной машины Java, однако в последнее время оно практически потеряло актуальность. Этому способствовал ряд усовершенствований: применение технологии трансляции байт-кода в машинный код непосредственно во время работы программы (JIT-технология) с возможностью сохранения версий класса в машинном коде, широкое использование платформенно-ориентированного (native-код) в стандартных библиотеках, аппаратные средства, обеспечивающие ускоренную обработку байт-кода (например, технология Jazelle, поддерживаемая некоторыми процессорами фирмы ARM).

Идеи, заложенные в концепцию и различные реализации среды виртуальной машины Java, вдохновили множество энтузиастов на расширение перечня языков, которые могли бы быть использованы для создания программ, исполняемых на виртуальной машине. Эти идеи нашли также выражение в спецификации общеязыковой инфраструктуры CLI, заложенной в основу платформы .NET компанией Microsoft.



2. Способы реализации языков программирования

Создать язык, удобный для написания программ, недостаточно. Для каждого языка нужен свой переводчик. Такими переводчиками являются специальные программы-трансляторы.

Транслятор - это программа, предназначенная для перевода программы, написанной на одном языке программирования, в программу на другом языке программирования. Процесс перевода называется трансляцией. Тексты исходной и результирующей программ находятся в памяти компьютера.Примером транслятора является компилятор. Компилятор - это транслятор текста на машинный язык, который считывает исходный текст. Он оценивает его в соответствии с синтаксической конструкцией языка и переводит на машинный язык. Другими словами, компилятор не исполняет программы, он их строит. Процесс такого перевода называется компиляцией.

Байт-код -- это промежуточный подход, при котором программа преобразуется в промежуточный двоичный вид, интерпретируемый некой «виртуальной машиной» во время исполнения.

Компилятор создаёт законченный результат - программу в машинных кодах. Затем эта программа выполняется. Откомпилированный вариант исходной программы можно сохранить на диске. Для повторного выполнения исходной программы компилятор уже не нужен. Достаточно загрузить с диска в память компьютера откомпилированный в предыдущий раз вариант и выполнить его.

Существует другой способ сочетания процессов трансляции и выполнения программы. Он называется интерпретацией. Суть процесса интерпретации состоит в следующем. Вначале переводится в машинные коды, а затем выполняется первая строка программы. Когда выполнение первой строки окончено, начинается перевод второй строки, которая затем выполняется и так далее. Управляет этим процессом программа-интерпретатор.

Интерпретатор - это программа, предназначенная для построчных трансляции и выполнения исходной программы. Такой процесс называется интерпретацией. По-другому можно сказать, что интерпретатор моделирует некоторую вычислительную виртуальную машину, для которой базовыми инструкциями служат не элементарные команды процессора, а операторы языка программирования. В процесс трансляции входит проверка исходной программы на соответствие правилам используемого в ней языка. Если в программе обнаружены ошибки, транслятор вводит сообщение о них на устройство вывода (обычно, на экран дисплея).

Интерпретатор сообщает о найденных им ошибках после трансляции каждой строки программы. Компилятор транслирует программу намного быстрее, чем интерпретатор, но сообщает о найденных им ошибках после завершения компиляции всей программы. Найти и исправить ошибки в этом случае труднее. Интерпретаторы рассчитаны на языки, предназначенные для обучения программированию, и используются начинающими программистами. Большинство современных языков предназначены для разработки сложных пакетов программ и рассчитаны на компиляцию.

Иногда один и тот же язык может использовать и компилятор, и интерпретатор. К числу таких языков относится, например, Бейсик. Как правило, программы-компиляторы и интерпретаторы называются так же, как и языки, для перевода с которых они предназначены. Слова Паскаль, Ада, Си могут относиться как к названиям языков, так и к названиям соответствующих программ.

Недостаток компилятора - трудоёмкость трансляции языков программирования, ориентированных на обработку данных сложных структур, часто заранее неизвестной или динамически меняющейся во время работы программы.С помощью интерпретатора, наоборот, допустимо в любой момент остановить программу, исследовать содержимое памяти, организовать диалог с пользователем, выполнить сколь угодно сложные преобразования и при этом постоянно контролировать состояние окружающей программно - аппаратной среды, благодаря чему достигается высокая надёжность работы.

Недостатком интерпретаторов является то, что они тихоходны. Ими затрачивается слишком много времени на разгадывание того, что делать, вместо того чтобы заниматься действительно делом. При исполнении программных операторов, интерпретатор должен сначала сканировать каждый оператор с целью прочтения его содержимого (что этот человек просит меня сделать?), а затем выполнить запрошенную операцию. Операторы в циклах сканируются излишне много. В реальных системах программирования перемешаны технологии и компиляции и интерпретации.Причиной вновь вспыхнувшего интереса к компиляторам стало появление быстрых и сложных 64-разрядных микропроцессоров, типичным представителем которых можно считать Intel Itanium. Ответственность за увеличение производительности, на которое потенциально способны будущие 64-разрядные процессоры, ложится на компиляторы нового поколения.Такие компиляторы уже создаются в исследовательских лабораториях ряда компаний -- Hewlett-Packard, Intel, MetaWare, Microsoft и других. В феврале прошлого года компания Silicon Graphics объявила о том, что ее оптимизированные компиляторы позволяют увеличить на 30-100% по сравнению с существующими продуктами производительность программ, работающих на компьютерах с процессорами Itanium и операционной системой Linux. Как и их предшественники, оптимизированные компиляторы преобразуют программы на высокоуровневом языке в машинный код. Помимо этого они гарантируют максимально эффективное использование памяти (и в первую очередь процессорного кэша и механизма распараллеливания). Например, процессоры Itanium предназначены для того, чтобы одновременно обрабатывать до шести команд на каждый такт процессора. В прошлом году Microsoft анонсировала C#, объектно-ориентированный язык программирования, согласованный с XML. Корпорация подает новый язык как логическое продолжение Си и C++ для Web-приложений. Ключевыми модулями станут Common Language Runtime для C# и специальный компилятор, который преобразует текст, написанный на традиционных языках Кобол, Perl, Фортран или других, в промежуточный язык, который будет работать на новой платформе Microsoft .Net. Может появиться новое поколение компиляторов, позволяющих увеличить производительность до уровня, позволяющего убедить профессионалов в необходимости использовать 64-разрядные аппаратные архитектуры. (См. приложение№1).



3. Классификация языков программирования

Двоичная Существующие языки программирования классифицируют по четырём основным группам: процедурные, объектно ориентированные, функциональные и логические. Дадим краткие определения каждого подхода.

Процедурное программирование - такое программирование, когда программа отделена от данных и состоит из последовательности команд, обрабатывающих данные. Данные как правило хранятся в виде переменных. Весь процесс вычисления сводится к изменению их содержимого.

Декларативные языки программирования - это языки объявлений и построения структур. К ним относятся функциональные и логические языки программирования. В этих языках не производится алгоритмических действий явно, то есть алгоритм не задается прграммистом, а строится самой программой. В декларативных языках задается, производится построение какой-либо структуры или системы, то есть декларируются (объявляются) какие-то свойства создаваемого объекта. Эти языки получили широкое применение в системах автоматизированного проектирования (САПР), в так называемых CAD-пакетах, в моделировнии, системах исккусственного интеллекта.

Объектно-ориентированное программирование - в этих языках переменные и функции группируются в так называемые классы (шаблоны). Благодаря этому достигается более высокий уровень структуризации программы. Объекты, порождённые от классов вызывают методы (функции или процедуры) друг друга и меняют таким образом состояние свойств (переменных). С формально-математической стороны объектно ориентированный способ написания программ базируется на процедурной модели программирования, но с содержательной стороны ООП базируется не на функции, а на объекте, как целостной системе, имеющей стандартный автоматический межобъектный интерфейс.

Сетевые языки - языки предназначенные для организации взаимодействия удаленных компьютеров в интенсивном интерактивном режиме, а поэтому они построены на принципах интерпретации, то есть построчной, интерактивной обработки строк программного кода, описывающего некоторый сценарий (скрипт) сетевого взаимодействия компьютеров, поэтому часто они называются скриптовыми языками, хотя скриптовые языки не обязательно являются сетевыми, к примеру, пакетные командные языки различных операционных сред.

3.1 Машинно-ориентированные языки

Машинно-ориентированные языки - это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.). Машинно-ориентированные языки позволяют использовать все возможности и особенности Машинно - зависимых языков: высокое качество создаваемых программ (компактность и скорость выполнения); возможность использования конкретных аппаратных ресурсов; предсказуемость объектного кода и заказов памяти; для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенности функционирования данной ЭВМ; трудоемкость процесса составления программ ( особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного от появления ошибок; низкая скорость программирования; невозможность непосредственного использования программ, составленных на этих языках, на ЭВМ других типов.Машинно-ориентированные языки по степени автоматического программирования подразделяются на классы.

Машинный язык. Отдельный компьютер имеет свой определенный Машинный язык (далее МЯ), ему предписывают выполнение указываемых операций над определяемыми ими операндами, поэтому МЯ является командным. Однако, некоторые семейства ЭВМ (например, ЕС ЭВМ, IBM/370/ и др.) имеют единый МЯ для ЭВМ разной мощности. В команде любого из них сообщается информация о местонахождении операндов и типе выполняемой операции.

В новых модулях ЭВМ намечается тенденция к повышению внутренних языков машинно-аппаратным путем реализовывать более сложные команды, приближающиеся по своим функциональным действиям к операторам алгоритмических языков программирования.

Языки Символического Кодирования. Языки Символического Кодирования (далее ЯСК), так же, как и МЯ, являются командными. Однако коды операций и адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность двоичных (во внутреннем коде) или восьмеричных (часто используемых при написании программ) цифр, в ЯСК заменены на символы (идентификаторы), форма написания которых помогает программисту легче запоминать смысловое содержание операции. Это обеспечивает существенное уменьшение числа ошибок при составлении программ.

Автокоды. Есть также языки, включающие в себя все возможности ЯСК, посредством расширенного введения макрокоманд - они называются Автокоды. В различных программах встречаются некоторые достаточно часто использующиеся командные последовательности, которые соответствуют определенным процедурам преобразования информации. Эффективная реализация таких процедур обеспечивается оформлением их в виде специальных макрокоманд и включением последних в язык программирования, доступный программисту. Макрокоманды переводятся в машинные команды двумя путями - расстановкой и генерированием. В постановочной системе содержатся «остовы» - серии команд, реализующих требуемую функцию, обозначенную макрокомандой. Макрокоманды обеспечивают передачу фактических параметров, которые в процессе трансляции вставляются в «остов» программы, превращая её в реальную машинную программу. В системе с генерацией имеются специальные программы, анализирующие макрокоманду, которые определяют, какую функцию необходимо выполнить и формируют необходимую последовательность команд, реализующих данную функцию. Обе указанных системы используют трансляторы с ЯСК и набор макрокоманд, которые также являются операторами автокода. Развитые автокоды получили название Ассемблеры. Сервисные программы и пр., как правило, составлены на языках типа Ассемблер. Более подробно о языке Ассемблер я расскажу в главе 5.Макрос. Язык, являющийся средством для замены последовательности символов описывающих выполнение требуемых действий ЭВМ на более сжатую форму - называется Макрос (средство замены). В основном, Макрос предназначен для того, чтобы сократить запись исходной программы. Компонент программного обеспечения, обеспечивающий функционирование макросов, называется макропроцессором. На макропроцессор поступает макроопределяющий и исходный текст. Реакция макропроцессора на вызов-выдача выходного текста. Макрос одинаково может работать, как с программами, так и с данными.

3.2 Машинно-независимые языки

Машинно-независимые языки - это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ и ВС.

Подобные языки получили название высокоуровневых языков программирования. Программы, составляемые на таких языках, представляют собой последовательности операторов, структурированные согласно правилам рассматривания языка (задачи, сегменты, блоки и т.д.). Операторы языка описывают действия, которые должна выполнять система после трансляции программы на МЯ. То есть, командные последовательности (процедуры, подпрограммы), часто используемые в машинных программах, представлены в высокоуровневых языках отдельными операторами. Программист получил возможность не расписывать в деталях вычислительный процесс на уровне машинных команд, а сосредоточиться на основных особенностях алгоритма.

Проблемно - ориентированные языки. С расширением областей применения вычислительной техники возникла необходимость формализовать представление постановки и решение новых классов задач. Необходимо было создать такие языки программирования, которые, используя в данной области обозначения и терминологию, позволили бы описывать требуемые алгоритмы решения для поставленных задач, ими стали проблемно - ориентированные языки. Эти языки - языки ориентированные на решение определенных проблем, должны обеспечить программиста средствами, позволяющими коротко и четко формулировать задачу и получать результаты в требуемой форме.

Проблемных языков очень много, например: Фортран, Алгол - языки, созданные для решения математических задач; Simula, Слэнг - для моделирования; Лисп, Снобол - для работы со списочными структурами. О них я расскажу дальше.

Универсальные языки. Универсальные языки были созданы для широкого круга задач: коммерческих, научных, моделирования и т.д. Первый универсальный язык был разработан фирмой IBM, ставший в последовательности языков Пл/1. Второй по мощности универсальный язык называется Алгол-68. Он позволяет работать с символами, разрядами, числами с фиксированной и плавающей запятой. Пл/1 имеет развитую систему операторов для управления форматами, для работы с полями переменной длины, с данными организованными в сложные структуры, и для эффективного использования каналов связи. Язык учитывает включенные во многие машины возможности прерывания и имеет соответствующие операторы. Предусмотрена возможность параллельного выполнение участков программ. Программы в Пл/1 компилируются с помощью автоматических процедур. Язык использует многие свойства Фортрана, Алгола, Кобола. Однако он допускает не только динамическое, но и управляемое и статистическое распределения памяти.

Диалоговые языки. Появление новых технических возможностей поставило задачу перед системными программистами - создать программные средства, обеспечивающие оперативное взаимодействие человека с ЭВМ их назвали диалоговыми языками. Эти работы велись в двух направлениях. Создавались специальные управляющие языки для обеспечения оперативного воздействия на прохождение задач, которые составлялись на любых раннее неразработанных (не диалоговых) языках. Разрабатывались также языки, которые кроме целей управления обеспечивали бы описание алгоритмов решения задач.

Необходимость обеспечения оперативного взаимодействия с пользователем потребовала сохранения в памяти ЭВМ копии исходной программы даже после получения объектной программы в машинных кодах. При внесении изменений в программу с использованием диалогового языка система программирования с помощью специальных таблиц устанавливает взаимосвязь структур исходной и объектной программ. Это позволяет осуществить требуемые редакционные изменения в объектной программе.

Одним из примеров диалоговых языков является Бейсик. Он использует обозначения подобные обычным математическим выражениям. Многие операторы являются упрощенными вариантами операторов языка Фортран. Поэтому этот язык позволяет решать достаточно широкий круг задач.

Непроцедурные языки. Непроцедурные языки составляют группу языков, описывающих организацию данных, обрабатываемых по фиксированным алгоритмам (табличные языки и генераторы отчетов), и языков связи с операционными системами. Позволяя четко описывать как задачу, так и необходимые для её решения действия, таблицы решений дают возможность в наглядной форме определить, какие условия должны быть выполнены, прежде чем переходить к какому-либо действию. Одна таблица решений, описывающая некоторую ситуацию, содержит все возможные блок-схемы реализаций алгоритмов решения.

Табличные методы легко осваиваются специалистами любых профессий. Программы, составленные на табличном языке, удобно описывают сложные ситуации, возникающие при системном анализе.



Заключение

Изобретение языка программирования высшего уровня позволило нам общаться с машиной, понимать её (если конечно Вам знаком используемый язык), как понимает американец немного знакомый с русским языком древнюю азбуку Кириллицы. Проще говоря, мы в нашем развитии науки программирования пока что с ЭВМ на ВЫ. Поверьте мне это не сарказм вы только посмотрите как развилась наука программирования с того времени, как появились языки программирования, а ведь язык программирования высшего уровня, судя по всему ещё младенец. Но если мы обратим внимание на темпы роста и развития новейших технологий в области программирования, то можно предположить, что в ближайшем будущем, человеческие познания в этой сфере, помогут произвести на свет языки, умеющие принимать, обрабатывать и передавать информации в виде мысли, слова, звука или жеста. Так и хочется назвать это детище компьютеризированного будущего: «языки программирования "высочайшего" уровня». Возможно, концепция решения этого вопроса проста, а ближайшее будущее этого проекта уже не за горами, и в этот момент, где нибудь в Запорожье, Амстердаме, Токио или Иерусалиме, перед стареньким 133MHz горбится молодой, никем не признанный специалист и разрабатывает новейшую систему искусственного интеллекта, которая наконец-то позволит человеку, с помощью своих машинных языков, вести диалог с машиной на ТЫ.

· Современные языки программирования обеспечивают огромные преимущества по сравнению с предшествующими языками. Они более структурированы и предоставляют интегрированную среду разработки.

· В 1970-х самым популярным языком общего применения был Pascal, но в 1980-х его применение резко сократилось.

· Язык C, разработанный компанией Bell Laboratories, является очень эффективным, но низкоуровневым языком программирования. Язык C -- это основа современных языков.

· Самым большим преимуществом языка C++ над его предшественником является поддержка объектно-ориентированного программирования.

· Visual Basic, наследник языка BASIC, обеспечивает наилучшую базу программирования для начинающих.

· Выбор используемого языка определяется многими факторами.

Большинство языков имеют специализацию и подходят для написания определенного типа программ. Выбор языка определяется исходя из направленности разрабатываемой программы. Кроме того, программист должен отдавать себе отчет в том, насколько этот язык распространен, на тот случай, если кому-то в будущем придется заниматься обслуживанием его программы.



Список литературы

1. "Информатика и ИКТ. 10-11", Н. Д. Угринович, Москва, 2006 г.;

2. Информационные технологии управления”: Инфоматика-М.Ф. Меняев: Омега-л, 2003 г.;

3. “Информатика”, базовый курс , 2-е издание./ Под ред. С.В. Симоновича-СПб. Питер, 2004.;

4. Леонтьев. Новейшая энциклопедия программного компьютера. -- Пресс,2003 г.;

5. Ассемблер для Windows , Пирогов В. Ю. 2007 г;

6. Магданурова Г. И, «Visual Basic на практике», 2008г.;

7. Васильев П. П. «Турбо Паскаль в примерах и задачах», 2002г.;

8. А.С. Есипов, «Информатика и информационные технологии», 2004г.;

9. В. В. Васильченко «FORTRAN. Программирование Windows-приложений на языке FORTRAN.», 2006 г;

10. Брюс Эккель «Философия Java», 2015г.

Размещено на Allbest.ru