19. Языки программирования. Их классификации.

Языки программирования

Алгоритм решения задачи, заданный в виде последовательности команд на языке вычислительной машины (в кодах машины), называется машинной программой.Команда машинной программы или машинная команда — элементарная инструкция машине, выполняемая ею автоматически без каких-либо дополнительных указаний и пояснений.

Программирование — теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ. Процесс перевода алгоритма в машинную программу называетсятрансляцией.

Осуществление трансляции силами человека — задача очень сложная в силу большого объема работы и сложности системы команд современных ЭВМ. Поэтому в целях облегчения задачи трансляции появились промежуточные способы задания алгоритмов, получившие название языков программирования.

Первоначально появились программы, переводящие символические имена в машинные коды. Затем были созданы программы, транслирующие арифметические выражения и, наконец, в 1958 году появился транслятор Фортрана — первого широко используемого языка программирования. С тех пор было создано множество языков программирования.

Как и естественные языки, языки программирования имеют свой алфавит, синтаксис и семантику (смысловое содержание). В зависимости от уровня абстракции понятий, которыми оперируют языки программирования, их принято подразделять на языкинизкого и высокого уровня.

Языки программирования, оперирующие понятиями, близкими к исполнителю, называются языками низкого уровня. Наиболее распространенным языком низкого уровня является Ассемблер. Такие языки рассчитаны на определенную архитектуру ЭВМ и на определенный тип процессора. Они позволяют писать быстродействующие программы, которые используют минимальные ресурсы, однако, написание программ на них очень трудоемко.

Языки программирования, оперирующие понятиями математической или информационной модели (или близкими к ним) называются языками высокого уровня. Языками высокого уровня являются такие языки, как Паскаль, C++, Бейсик, Java и другие. Языки высокого уровня используются для написания сложных программ, они не привязаны к конкретной архитектуре ЭВМ, значительно легче в изучении и рассчитаны на широкий круг задач.

Ряд языков предназначен не для реализации вычислительных алгоритмов, а для «склеивания» частей, реализованных на других языках программирования. Такие языки называются скриптовыми.

Существует два основных вида трансляторов языков высокого уровня:интерпретаторы, которые сканируют и проверяют исходный код в один шаг, икомпиляторы, которые сканируют исходный код для производства текста программы на машинном языке, которая затем выполняется отдельно.

Интерпретаторы исполняют алгоритм медленнее, однако позволяют программисту контролировать ход исполнения программы, облегчают отладку и предоставляют разработчику ряд уникальных возможностей;

Программа на машинном языке, полученная с помощью компилятора, исполняется значительно быстрее, но ее отладка значительно труднее. В современном программировании все чаще применяется прием псевдо компиляции, когда программа компилируется в некий промежуточный псевдокод, который потом исполняется в специальном интерпретаторе, называемом средой исполнения. К таким языкам относятся Java, Visual Bask, языки семейства .NET.

Фортран

Язык Фортран был разработан фирмой IBM. Профессор Дж. Букс и группа американских специалистов в области программирования в 1954 году опубликовали первое сообщение о языке. Дословно название языка FORmula TRANslator — преобразование формул.

Фортран в 60-70-е годы являлся одним из самых распространенных языков в мире. Он имеет простую структуру, программа на Фортране записывается в последовательности предложений или операторов (описание некоего преобразования информации) и оформляется по определенным стандартам. Эти стандарты накладывают ограничения, в частности, на форму записи и расположения частей оператора в строке бланка для записи операторов. Программа, записанная на Фортране, представляет собой один или несколько сегментов (подпрограмм) из операторов. Сегмент, управляющий работой всей программы в целом, называется основной программой.

Фортран был задуман для использования в сфере научных и инженерно-технических вычислений. Однако на этом языке легко описываются задачи с разветвленной логикой (моделирование производственных процессов, решение игровых ситуаций и т. д.), некоторые экономические задачи и особенно задачи редактирования (составление таблиц, сводок, ведомостей и т. д.).

Бейсик

Бейсик является сокращением от «Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code» (BASIC) — Многоцелевой Символический Обучающий Код для Начинающих.

Бейсик значительно легче в изучении, чем другие языки, с ним легко работать, программы на нем пишутся обычно быстрее, чем на других языках программирования высокого уровня. Долгое время Бейсик был встроен в ПЗУ персональных компьютеров.

Бейсик считается деловым языком, снабженным мощными средствами решения специфических задач, которые обычно большинство пользователей решают при помощи небольших компьютеров, а именно: работая с файлами и выводя текстовое и графическое изображение на экране дисплея.

Исторически Бейсик обычно реализовался как интерпретатор. Однако сейчас существует множество реализаций Бейсика, использующих методы компиляции и псевдо компиляции.

Версия Бейсика от компании Microsoft — Visual Basic — является самым распространенным средством программирования в мире. Его пользуются более 20 миллионов программистов.

Си

Язык Си — универсальный язык программирования, для которого характерны экономичность выражения, современный поток управления и структуры данных, богатый набор операторов. Язык Си не является языком «очень высокого уровня» и не предназначается для некоторой специальной области применения. Отсутствие ограничений и универсальность языка делают его более удобным и эффективным для многих задач, чем языки, предположительно более мощные.

Язык Си, первоначально предназначавшийся для написания операционной системы UNIX на ЭВМ DEC PDP-11, был разработан и реализован на этой системе Деннисом Ричи. Операционная система, компилятор с языка Си и все прикладные программы системы UNIX написаны на Си. Большинство системного программного обеспечения современных компьютеров разрабатывается на Си и его разновидности Си++.

Паскаль

Язык Паскаль был создан Никлаусом Виртом в конце 60-х годов и назван в честь французского математика Блеза Паскаля. Паскаль по сравнению с другими языками программирования имеет упрощенный синтаксис. Однако Паскаль наиболее близок к идеальному алгоритмическому процедурному языку. Этот язык полностью реализует принципы структурного программирования.

Реализация Паскаля под названием Object Pascal и среда программирования Delphi являются одной из самых популярных систем программирования в мире.