1.3. Классификация языков программирования

1. По степени абстракции от архитектуры компьютера:

- языки программирования низкого уровня - машинный язык (язык машин­ных кодов). Используя такой язык, программист должен полностью владеть архитектурой ЭВМ;

- языки программирования среднего уровня - язык мнемонических кодов (язык ассемблера – символьная форма машинного языка с возможностями языков высокого уровня). Используя такие языки, необходимо владеть архитектурой ЭВМ, а также иметь специальную программу-переводчика инструкций пользовательской программы на язык машинных кодов, называемую транслятор;

- языки высокого уровня, или алгоритмические языки (Паскаль, Алгол, Фортран, Си). Алгоритмические языки имеют свой алфавит и синтаксис, а также трансляторы со встроенной средой программи­ро­вания, которая обладает развитыми средствами подготовки, редактирования, отладки и выполнения программ. Инструкции программы на алгоритмическом языке записываются в виде операторов.

2. По структурному строению программ:

- процедурно-ориентированные языки (Pascal, C и др.) – используется метод разбивки всей задачи на более простые подзадачи (процедуры или функции) и их независимая реализация. Достоинство - создание достаточно сложных программ.

- объектно-ориентированные языки (C++, Java и др.) – из области решаемой проблемы выделяются классы, объединяющие связанные каким-либо признаком данные и функции по их обработке. Далее создаются объекты данных классов, которые, взаимодействуя друг с другом, осуществляют решение поставленной задачи.

1.4. Размещение данных и программ в памяти пэвм

Данные и программы во время работы ПЭВМ размещаются в оперативной памяти, которая представляет собой последовательность пронумерованных ячеек. По указанному номеру процессор находит нужную ячейку, поэтому номер ячейки называется ее адресом. Минимальная адресованная ячейка (согласно стандарту IBM), с точки зрения программиста, состоит из 8 двоичных позиций, т.е. в каждую позицию могут быть записаны либо 0, либо 1. Объем информации, который помещается в одну двоичную позицию, называется битом. Объем информации, равный 8 битам, называется байтом.

Таким образом, в одной ячейке из 8 двоичных разрядов помещается объем информации в один байт. Поэтому объем памяти принято оценивать количеством байт (2¹⁰ байт = 1024 байт = 1 Кб, 2¹⁰ Кб = 1048576 байт = 1 Мб).

Для помещения данных в такие ячейки производится их запись с помощью нулей и единиц (кодирование). При кодировании каждый символ, введенный с клавиатуры, заменяется последовательностью из 8 двоичных разрядов в соответ­ствии со стандартной кодовой таблицей, т.е. символ занимает один байт. Например, в соответствии с таблицей кодов ASCII D  01000100; F  00100110; 4  00110100; ?  0011110.

При кодировании числа преобразуются в двоичное представление. Например,

2 = 12¹ + 02⁰ = 10₂; 5 = 12² + 02¹ + 12⁰ = 101₂; 256 = 12⁸ = 100000000₂.

При работе с числами различают:

1) целые: n;

2) вещественные:

- с фиксированной десятичной точкой: n.m;

- с плавающей десятичной точкой (экспоненциальная форма): n.mEp, где n, m - целая и дробная части числа, р - порядок; 0.xxxEp - нормализованный вид.

С увеличением числа количество разрядов для его представления в двоичной системе резко возрастает, поэтому для размещения большого числа выделяется несколько подряд расположенных однобайтных ячеек. В этом случае адресом такой расширенной ячейки является адрес первого байта. Один бит такой ячейки выделяется под знак числа. Числа, размещенные таким образом - целые.

Для хранения вещественных чисел их предварительно приводят к нормализованному виду. Например, 35,6 = 0.35610⁺², где 0.356 – ман­тисса, +2 – порядок. После этого переводят порядок и мантиссу в двоичную систему. Такое число запоминается в комбинированной ячейке, один байт которой содержит порядок, несколько других содержат мантиссу. Числа, размещенные таким образом - вещественные.

Программа – это последовательность команд (инструкций), которые помещаются в памяти и выполняются процессором в указанном порядке.

Команда размещается в комбинированной ячейке следующим образом. Первый байт содержит код операции (КОП) (например + или – или *), которую необходимо выполнить над содержимым ячеек памяти. В одной, двух или трех ячейках (операндах команды) по 2 или 4 байта содержатся адреса ячеек (А1, А2, А3), над которыми нужно выполнить указанную операцию. Номер первого байта команды называется ее адресом. Последовательность из этих команд называется программой в машинных кодах (рис. 2).

Рис. 2