Понятие языка программирования. Классификация языков программирования

Содержание

Вопрос 1…………………………………………………………………..2

Вопрос 2…………………………………………………………………..8

Вопрос 3………………………………………………………………….11

Задача………………………………………………………………….…14

Приложения………………………………………………………………16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Понятие языка программирования. Классификация языков программирования.

Физические принципы работы электронных устройств ЭВМ таковы, что компьютер может воспринимать команды, состоящие только из единиц и нулей, т. е. машинный код. На начальной стадии развития ЭВМ человеку было необходимо составлять программы на языке, понятном компьютеру, в машинных кодах. Каждая команда состояла из кода операций и адресов операндов, выраженных в виде различных сочетаний единиц и нулей. Как показала в дальнейшем практика общения с компьютером, такой язык громоздок и неудобен. При пользовании им легко допустить ошибку, записав не в той последовательности 1 или 0. Программу очень трудно контролировать. Кроме того, при программировании в машинных кодах надо хорошо знать внутреннюю структуру ЭВМ, принцип работы каждого блока. И самое плохое в таком языке, что программирование в машинных кодах требует от программиста много времени, труда, повышенного внимания. Это привело к необходимости найти такое средство, которое позволит более просто наладить общение человека и компьютера. И такое средство было найдено: различные символические языки и соответствующие им трансляторы (системы программирования). Транслятор представляет собой программу, на основе которой машина преобразует вводимые в нее программы на машинный язык, поскольку вычислительная машина может выполнять программы, записанные только на языке машины, и алгоритмы, заданные на другом языке, должны быть перед их выполнением переведены на машинный язык. Также система программирования может включать в себя: библиотеки стандартных подпрограмм, отладчик, компоновщик и другие сервисные средства. Алфавит и синтаксис языков программирования определяется исходя из стремления приблизить их к языку человека, но вместе с тем обеспечить возможность перевода записи алгоритма с языка программирования на машинный язык. В отличие от языка человека языкам программирования свойственна строгость синтаксических и семантических правил. В мире насчитывается несколько сотен символических языков программирования различных структур и возможностей, которые могут быть классифицированы по различным признакам. Главным квалификационным признаком языков и, следовательно, систем программирования является принадлежность к одному из оформившихся к настоящему времени стилей программирования, каждому из которых соответствует своя собственная модель вычислений. Языки программирования бывают: Процедурные, Функциональные, Логические, Объектно-ориентированные. Ведущими разработчиками систем программирования в настоящее время являются фирмы Microsoft и Borland International. Языки программирования высокого уровня имеют следующие особенности: Алфавит значительно шире машинного, что делает его гораздо более выразительным и существенно повышает наглядность и понятность текста; Набор операций, допустимых для использования, не зависит от набора машинных операций, а выбираются из соображений удобства формулирования алгоритмов решения задач определенного класса; Конструкция команд (операторов) отражает содержательные виды обработки данных, и задаются в удобном для человека виде; Используется аппарат переменных и действия над ними; Поддерживается широкий набор типов данных Программа на процедурном языке программирования состоит из последовательности операторов (инструкций), задающих те или иные действия. Одним из важнейших квалификационных признаков процедурных языков является их уровень, характеризующий степень близости языка программирования и машинного языка. За начало отсчета уровней принимается машинный язык, уровень которого равен нулю. Язык человека рассматривается как язык наивысшего уровня.     Рассмотрим некоторые языки программирования в порядке увеличения их уровня.    Двоичный язык - в настоящее время программистами не применяется Шестнадцатеричный язык-упрощение за счет представления четырех двоичных цифр одной шестнадцатеричной. Используется в качестве дополнения к языкам высокого уровня для программирования критичных к времени выполнения фрагментов алгоритмов. Язык Ассемблера - предназначен для представления в удобочитаемой символической форме программ, написанных на машинном языке. Язык Макроассемблера - расширение языка Ассемблера. Позволяет определять и использовать новые, более мощные команды. Язык программирования C - разработан в начале 70-х. Сочетает достоинства современных высокоуровневых языков (в части структур данных и управляющих структур) и возможность доступа к аппаратным средствам машины на уровне языка Ассемблера. Однако синтаксис языка таков, что затрудняет программирование и понимание составленных программ. Язык Basic (Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code-многоцелевой язык символических инструкций для начинающих). Разработан в 1964 г. для использования новичками. Первоначально работа велась только в режиме интерактивной (диалоговой) интерпретации. В смысле строгости и стройности является антиподом языка Pascal. Несмотря на это, Basic очень популярен, в особенности на ПК. Существует множество его диалектов, несовместимых между собой. Современные диалекты Basic’а весьма развиты и мало чем напоминают  своего предка. Язык Fortran (Formula Translator) разработан в 1956 г. Считается “рабочей лошадью” научных работников за счет своей “приспособленности” к ведению сложных вычислений и широко используется до настоящего времени, несмотря на свою ограниченность и ”корявость”. Язык Pascal разработан в 1970 г. Норбертом Винером, назван в честь французского математика Блеза Паскаля. В Паскале полностью реализована концепция структурного программирования не только путем упорядочения связей между фрагментами программы, но и за счет структуризации данных. Один из наиболее популярных языков программирования.  Язык  Modula-2 создан в 1979 г. также Норбертом Винером. По существу - развитие Паскаля. Его особенности состоят в высокой модульности программ и наличии средств описания параллельных процессов. Язык Ada разработан в 1979 г. по заказу Министерства обороны США для использования во встроенных системах с управляющими ЭВМ, что требует режима поддержки режима реального времени. Назван в честь Августы Ады Лавлейс (дочери Байрона), которая была ассистентом Чарльза Бэббиджа и по праву считается первым в мире программистом. Рассматривается как универсальный язык программирования. Данный язык вводит строгую дисциплину программирования, что препятствует написанию “плохих программ”. Несмотря на достоинства, программистов отталкивает его громоздкость Язык Logo разработан с целью обучения детей и используется в настоящее время. Отличается простотой, но весьма богатыми возможностями, среди которых процедуры, графические средства и т. д. Существует ряд языков, некогда популярных, но утративших свои позиции в настоящее время:  PL/1-конгломерат языков Fortran, Algol, Cobol –предназначен для больших ЭВМ и на ПК практически не используется. Язык достаточно сложен и имеет такие свойства, которые не стимулируют написание корректных, надежных и наглядных программ; Cobol - ориентирован на обработку коммерческой информации;Snobol - предназначен для обработки текстовых данных. Языки семейства Algol - не представлены на ПК по не вполне ясным причинам, т. к. обладает богатым набором средств, высокой строгостью и стройностью, но и большой сложностью. Реализация языка надолго затянулась, и он пережил самого себя. Функциональные языки программирования. Программа на таком языке представляет  собой совокупность описаний функций и выражения, которые необходимо вычислить. Оно вычисляется посредством редукции (т. е. серии упрощений). Функциональное программирование не использует концепцию памяти как хранилища значений переменных. Операторы присваивания отсутствуют, вследствие чего переменные обозначают не области памяти, а объекта программы, что полностью соответствует понятию переменной в математике. Наличие стройной математической основы обеспечивает возможность использования алгебраических методов создания структуры, преобразования и исследования программ. Это в какой-то мере приближает их к описанию структуры мышления человека. Примером функционального языка является язык LISP (ListProcessing - обработка списков) Разработан и реализован в Массачусетском технологическом институте в 1959 г. Рассматривается специалистами как основной язык программирования систем искусственного интеллекта. Логическое программирование Логика и программирование долгое время были непересекающимися областями исследований. Только в 1973 впервые было опубликовано описание языка  PROLOG (PROgramming in LOGic- программирование в терминах логики) Центральным понятием в логическом программировании является отношение. Программа представляет собой совокупность определений отношений между объектами и цели. В логическом программировании нужно только специфицировать факты, на которых алгоритм основывается, а не определять последовательность шагов, которые требуется выполнить. Логические программы отличаются принципиально низким быстродействием. Так как вычисления осуществляются методом проб и ошибок (посредством поиска с возвратами). В настоящее время для ПК существует около двух десятков реализации PROLOG’а, некоторые из которых оформлены в виде интегрированных сред. Объектно-ориентированное программирование. Корни объектного ориентирования уходят в одну из ветвей логики, в которой первичной является не отношение, а объект. Прототипом объектно-ориентированного программирования явился язык SIMULA-67. Но оформилось оно в самостоятельный стиль программ ирония с появлением языка (SMALLTALK-1972 г.), первоначально предназначенного для реализаций функций машинной графики. Этот стиль программирования характеризуется богатыми графическими возможностями и средой программирования, развитой модульной структурой программ. Именно модульность упрощает разработку сложных программных продуктов. Как пример объектно-ориентированного языка можно назвать VisualBasic  и Delfi. Характеристики языков программирования. Элементы объектной модели. Каждый стиль программирования имеет свою концептуальную базу. Каждый стиль требует своего умонастроения и способа восприятия решаемой задачи. Для объектно-ориентированного стиля концептуальная база — это объектная модель. Она имеет четыре главных элемента:  абстрагирование (Абстракция выделяет существенные характеристики некоторого объекта, отличающие его от всех других видов объектов и, таким образом, четко определяет его концептуальные границы с точки зрения наблюдателя); инкапсуляция (определяет четкие границы между различными абстракциями); модульность (это разделение программы на фрагменты, которые компилируются по отдельности, но могут устанавливать связи с другими модулями); иерархия (упорядочение абстракций, расположение их по уровням). Эти элементы являются главными в том смысле, что без любого из них модель не будет объектно-ориентированной. Кроме главных, имеются еще три дополнительных элемента: типизация (способ защититься от использования объектов одного класса вместо другого, или, по крайней мере, управлять таким использованием); параллелизм (позволяет различным объектам действовать одновременно);  сохраняемость (способность объекта существовать во времени, переживая породивший его процесс, и (или) в пространстве, перемещаясь из своего первоначального адресного пространства).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

базы данных и (СУБД)

База данных – это информационная модель, позволяющая упорядоченно хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Программное обеспечение, предназначенное для работы с базами данных, называется система управления базами данных (СУБД). СУБД используются для упорядоченного хранения и обработки больших объемов информации.

СУБД организует хранение информации таким образом, чтобы ее было удобно:

- просматривать,

- пополнять,

- изменять,

- искать нужные сведения,

- делать любые выборки,

- осуществлять сортировку в любом порядке.

Классификация баз данных:

По характеру хранимой информации:

- Фактографические (картотеки),

- Документальные (архивы)

По способу хранения данных:

- Централизованные (хранятся на одном компьютере),

- Распределенные (используются в локальных и глобальных компьютерных сетях).

По структуре организации данных:

- Табличные (реляционные),

- Иерархические,

Информация в базах данных структурирована на отдельные записи, которыми называют группу связанных между собой элементов данных. Характер связи между записями определяет два основных типа организации баз данных: иерархический и реляционный.

 

В иерархической базе данных записи упорядочиваются в определенную последовательность, как ступеньки лестницы, и поиск данных может осуществляться последовательным «спуском» со ступени на ступень. Иерархическая база данных по своей структуре соответствует структуре иерархической файловой системы.

Реляционная база данных, по сути, представляет собой двумерную таблицу.

Столбцы таблицы называются полями: каждое поле характеризуется своим именем и топом данных. Поле БД – это столбец таблицы, содержащий значения определенного свойства.

В реляционной БД используются четыре основных типов полей:

 

- Числовой,

- Символьный (слова, тексты, коды и т.д.),

Дата (календарные даты в форме «день/месяц/год»),

- Логический (принимает два значения: «да» - «нет» или «истина» - «ложь»).

Строки таблицы являются записями об объекте. Запись БД – это строка таблицы, содержащая набор значения определенного свойства, размещенный в полях базы данных.

Системы управления базами данных позволяют объединять большие объемы информации и обрабатывать их, сортировать, делать выборки по определенным критериям и т. п.

 Современные СУБД дают возможность  включать в них не только  текстовую и графическую информацию, но и звуковые фрагменты и  даже видеоклипы.

Простота использования СУБД позволяет создавать новые базы данных, не прибегая к программированию, а пользуясь только встроенными функциями. СУБД обеспечивают правильность, полноту и непротиворечивость данных, а также удобный доступ к ним.

Популярные СУБД - FoxPro, Access for Windows, Paradox. Для менее сложных применений вместо СУБД используются информационно-поисковые системы (ИПС), которые выполняют следующие функции:

- хранение большого объема информации;

- быстрый поиск требуемой информации;

- добавление, удаление и изменение хранимой информации;

- вывод ее в удобном для человека виде. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Внешние запоминающие устройства

Внешние запоминающие устройства принято именовать звонкой аббревиатурой ВЗУ. Фактически они являют собой информационные базы внушительного объема, в которых информация хранится, как говорится, до востребования. Одной из главных особенностей данных приспособлений можно считать энергонезависимость. Отличий огромное количество, вот главные из них: Оперативная память безраздельно связана с процессором, чего нельзя сказать о внешней памяти; Внешние запоминающие устройства могут хранить гораздо больше информации, чем ОЗУ, тем не менее, их быстродействие гораздо ниже; Разновидности внешних запоминающих устройств более вариативны, нежели ОЗУ. Кроме того, их функционирование может существенно отличаться. ВЗУ иногда называют накопителями. Так вот данные накопители могут использоваться в качестве устройств как вывода, так и ввода информации. Виды внешних запоминающих устройств Накопители состоят из двух конструктивных элементов. Первый – носитель, которые является так называемой «базой хранения». Второй – привод, служащий «связным звеном», благодаря нему мы можем считывать или записывать информацию на ВЗУ. К тому же можно привести еще одну классификацию, согласно которой ВЗУ делятся на два класса, в зависимости от доступа к данным: Последовательный доступ; Прямой доступ. Фактически долговременная память используется не всегда, соответственно она являет собой некое хранилище. Наиболее масштабную нишу среди ВЗУ занимают «магнитные». Второй по численности группой, являются оптические носители, а венчают эту классификацию магнитооптические устройства. Магнитные ленты или привет из прошлого! Способ хранения магнитных лент был традиционен. Их попросту наматывали на специализированные катушки. Главным их удобством, хотя перебирать особо не приходилось, считалась возможность установки подающих катушек без каких-либо дополнительных перемоток. Девять специализированных дорожек использовались для записи данных на магнитные ленты. Выделяли три основных показателя плотности: 8, 32 и 63 бит/мм. В зависимости от этого показателя использовались различные методы записи. Эволюция развития ВЗУ Помимо пресловутых магнитных лент, со временем начали использовать и другие ВЗУ. Некоторые из них успешно используются до сих пор, другие же давно стали устаревшими. К примеру, магнитные диски и барабаны. Главным их преимуществом по сравнению с магнитными лентами являлось быстродействие поиска данных, то есть определенной информации на этих самых носителях. В то же время нельзя не отметить их дороговизну, что стало причиной нерентабельности магнитных дисков и барабанов. Выделяют и еще одну разновидность накопителей, в конструкции которых используются сменные магнитные диски. Примечательно, но здесь ВЗУ запись осуществляется только на внутренние поверхности, внешние же остаются нетронутыми. Современным пользователям ЭВМ это ВЗУ покажется, по меньшей мере, архаическим, но когда-то его считали ультрасовременным и необычайно удобным. Речь идет о НГМД, под этой аббревиатурой зашифрован дисковод, который использовал в качестве носителей дискеты. Эти самые дискеты были универсальны, то есть могли быть использованы на любом компьютере. Самой популярной дискетой считался флоппи-диск. Еще одно почетное место среди накопителей занимает винчестер. Удивительно, но первый винчестер был продан еще 57 лет назад. Его вес составлял, ни много ни мало, целую тонну. Геометрические параметры этого »чудо-устройства» были не менее поразительны, нежели вес. Разумеется, вскоре винчестеры были модернизированы, они успешно используются до сегодняшних дней. Об инновационных, то есть современных ВЗУ речь пойдет в следующем разделе. Характеристика современных внешних запоминающих устройств Среди них можно отметить множество приспособлений, которыми мы пользуемся в ежедневном обиходе, например, CD-ROM или DVD-ROM. Они используют компакт диски разного формата. С каждым годом их характеристики улучшаются. На современном DVD18 можно хранить уже около семнадцати Гб. Отдельную нишу занимает так называемый Blu-ray. Подобные диски могут хранить колоссальное количество информации, вплоть до пятидесяти четырех Гб. Современная техника уже не может обойтись без карт памяти. Карты памяти, как и другие носители, существенно модернизированы за последние годы. Внешние запоминающие приспособления и устройства – неотъемлемый конструктивный элемент ЭВМ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача

 

1.

№ п/п	Наименование статей расходов	План 2007г., млн. руб.	Выполнено, млн. руб.	Процент выполнения плана	Коэффициент корректировки плана
1	2	3	4	5	6
2	Сырье и материалы	3017	3121	103,4471329	1,05
3	Полуфабрикаты	26335	26334	99,99620277	1,05
4	Топливо и энергия	341	353	103,5190616	1,05
5	Зарплата	3670	3448	93,95095368	1,1
6	Управленческие расходы	1738	1634	94,01611047	1,1
7	Общепроизводственные расходы	2926	3109	106,254272	1,01
8	Прочие расходы	276	444	160,8695652	1,01
	Итого	38303	38443

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

№ п/п	Наименование статей расходов	Сумма млн.руб.	Процент к итогу
1	2	3	4
2	Сырье и материалы	3277,05	0,080960533
3	Полуфабрикаты	27650,7	0,683119085
4	Топливо и энергия	370,65	0,009157023
5	Зарплата	3792,8	0,093702296
6	Управленческие расходы	1797,4	0,044405322
7	Общепроизводственные расходы	3140,09	0,077576893
8	Прочие расходы	448,44	0,011078849
	Итого	40477,13