Языки программирования

Реферат на тему

 

«ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ» 
 
Содержание:

Введение	4
История развития языков программирования	5
Классификация языков программирования	7
Обзор универсальных языков программирования высокого уровня	9
Виды современных языков программирования	11
Дальнейшее развитие современных языков программирования	14
Заключение	18
Список использованной литературы	19

 

 

Введение

 

Развитие современного общество требует от каждого современного специалиста хорошего владения информационными технологиям, потому что эффективная деятельность в любой сфере человеческой жизни зависит от степени владения и умения использовать информацию. Каждый современный специалист должен уметь находить, анализировать и использовать все виды информационных технологий, в первую очередь  - компьютерную технику, для эффективной работы с которой необходимо владение языками программирования.

    Процессор компьютера  – это большая интегральная  микросхема. Все команды и данные  он получает в виде электрических  сигналов, которые хранятся в памяти компьютера в виде последовательности нулей и единиц, называемых машинным кодом.

    Написать программу в  машинном коде напрямую сложно, затраты превышают полученный  результат. Именно поэтому программы  создают с помощью языков программирования. Языки программирования – искусственные языки. Используемые конструкции языков программирования понятны транслятору и  обладают довольно жесткими требованиями по форме записи операторов (совокупность этих требований образует грамматику и синтаксис языка программирования). Нарушения формы записи приводят  тому, что транслятор не может правильно выполнить перевод и выдает сообщение об ошибке.

Прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных языков программирования. Широкое распространение разнообразных баз данных интернет-технологий, смарт-технологий ставит новые задачи, которые решаются созданием новых языков программирования или модернизацией имеющихся.

В работе исследуется типология языков программирования и история развития языков программирования.

История развития языков программирования

 

Считается, что первые языки программирования появились еще в девятнадцатом веке, для программирования различных станков. Но реальное развитие языков началось только во второй половине двадцатого века и имеет свои этапы, которые носят достаточно условный характер, поскольку развитие каждого типа языка имеет свое продолжение.

Машинный язык (40-50 годы XX в.).

Программы на машинном языке –последовательности единиц и нулей, зачастую имеющие значительную длину,  писались для первых вычислительных машин. Эти программы являлись машинно-зависимыми, поэтому для каждой вычислительной машины составлялась отдельная программа, имеющая свои особенности.

Ассемблер (начало 50-ых годов XX в.).

С появлением ассемблера вместо последовательности единиц и нулей программисты могли использовать слова (операторы), которые похожи на английские слова. Программы на ассемблере также являются машинно-зависимыми.

Для того, чтобы процессор мог выполнить программу, программа и данные должны быть загружены в оперативную память. Переводом с языков программирования в машинный код занимается специальная программа-транслятор. Трансляторы бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы. Интерпретатор последовательно переводит операторы языка программирования в машинный код с одновременным их выполнением. Компилятор первоначально переводит всю программу на машинный язык и только после этого его выполняет.

Ассемблер является компилируемым языком.

Первые языки программирования высокого уровня (середина 50-х годов).

Особенностью языков программирования высокого уровня является их машино-независимость.

Первоначально были разработаны несколько языков, которые каждый из которых имел свое предназначение. Например, FORTRAN  был предназначен для научных и технических расчетов, COBOL  был предназначен в основном для коммерческих приложений. Но самым популярным, основа которого используется и в наши дни являлся язык BASIC  - универсальный язык программирования, который позволял создавать программы для решения практически всех задач.

Структурные языки программирования.

С появлением персональных компьютеров появились новые языки программирования, которые позволили перейти к структурному программированию (использование операторов ветвления, выбора, цикла и практически отказ от частого использования операторов перехода (goto). К этим языкам относятся: язык Pascal , язык Си, которые позволяли быстро и эффективно создавать программный код. Программирование стало доступным для широких масс людей.

Языки объектно-ориентированного программирования(90-ые г. XX в.).

В основу объектно-ориентированных языков положены программные объекты, которые объединяют данные и методы их обработки. Основой этих языков явились структурированные языки программирования. Появление операционной системы Windows вызвали потребность в появлении интегрированных сред программирования, позволяющие визуально легко и эффективно создавать графический интерфейс приложений. Примерами этих языков явились язык С++ (1983) - продолжение языка Си, Delphi (1995), который был создан на основе языка Pascal, язык Visual Basic (1991), который был создан на основе языка BASIC.

Языки программирования для компьютерных сетей.

В средине 90-ых годов XX в. бурное развитие получила сеть Интернет, которая буквально за 7-8 лет полностью охватил весь мир. Это привело к созданию языков, обеспечивающие межплатформенную совместимость. К интернету могут быть присоединены  компьютеры имеющие разные операционные системы, но результат выполнения программ, должен быть одинаков. Решение было найден: в языках программирования ориентированных на создание веб-приложений, исходная программа компилируется в промежуточный код, который исполняется на компьютере встроенной в браузер виртуальной машиной:

язык Java - объектно-ориентированный язык был разработан фирмой Sun Microsystems для создания сетевого программного обеспечения (1995);

язык JavaScript – язык сценариев Web-страниц (компания Netscape). (1995)

Языки программирования на платформе .NET.

Интегрированная среда программирования Visual Studio .Net, разработанная корпорацией Microsoft, позволяет создавать приложения небольшого объема основой которых являются раздичные языки программиования: Basic, C++, Java.

 

1. Классификация языков программирования

 

Существуют несколько видов классификации языков программирования. Наиболее типичным является деление их на машинно-ориентированные и машинно-независимые. Машинно – ориентированные языки – это языки, синтаксис и возможности которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.).

Машинно-ориентированные языки по степени автоматического программирования подразделяются на классы:

- Машинный язык

- Языки символического кодирования

- Автокоды

Машинный язык является командным. В команде сообщается информация о местонахождении операндов и типе выполняемой операции.

В новых моделях ЭВМ намечается тенденция к повышению внутренних языков и  аппаратным путем реализовывать более сложные команды, приближающиеся к высоким языкам программирования.

Языки символического кодирования  так же, как и машинные языки, являются командными. Однако коды операций и адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность цифр, в них заменены на символы, которые позволяют легче запоминать смысловое содержание операции. Команды ЭВМ вместо истинных (физических) адресов содержат символические адреса.

Языки, включающие в себя все возможности символического кодирования, посредством расширенного введения макрокоманд — получили название Автокоды. Автокоды получили название Ассемблеры.

Машинно – независимые языки

Машинно – независимые языки – это средство описания алгоритмов решения задач и информации на языке, понятном человеку и подлежащей обработке специальным образом в трансляторе. Они удобны в использовании для большого числа пользователей и не требуют от них знания особенностей функционирования вычислительных машин, знания структур машины.

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.).

Языки высокого уровня принято делить на :

- Проблемно-ориентированные языки;

- Универсальные языки.

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 позволили бы специалистам в той или иной области иметь большой набор инструментов, для решения узкоспециализиованных задач. Эти языки, языки ориентированные на решение определенных проблем, должны обеспечить программиста средствами, позволяющими коротко и четко формулировать задачу и эффективно получать нужные результаты.

Проблемных языков очень много, поскольку они созданы только для решения определенного круга задач, например:

Фортран, Алгол – языки, созданные для решения математических задач;

Simula, Слэнг — для моделирования;

Лисп, Снобол – для работы со списочными структурами.

Универсальные языки

Универсальные языки были созданы для широкого круга задач: коммерческих, научных, моделирования и т.д.

Основной задачей создателей универсальных языком было обеспечение взаимодействия пользователя с электронной машиной, а также возможность решения самого разного круга задач.

 

2. Обзор универсальных языков программирования высокого уровня.

 

 Фортран – исторически первый  компилируемый язык программирования, разработанный в 1954-1958 г.г. Джимом  Бекусом. Базовые принципы, заложенные в основу этого языка, впоследствии легли в основу многих других языков программирования высокого уровня.

Его и сегодня широко применяют в расчетах на прочность, теплофизические, термодинамические, электротехнические и других расчетах.

Большинство крупных научно-технических программ написано на Фортране потому, что он обладает высокой устойчивостью, а также благодаря наличию большого числа встроенных математических и тригонометрических функций.

 Паскаль – компилируемый  язык программирования, созданный в 1968-1970 г.г. в Швейцарском Федеральном институте технологии в Цюрихе Никласом Виртом. Язык был создан в первую очередь как учебный язык программирования и реализовывал в себе принципы машины Тюринга.

 Язык Паскаль впервые ввел  некоторые принципиально новые типы данных и подвел программистов к  понятию о структурном программировании, что сказалось на самом стиле разработки программ. С распространением этого языка впервые появилось понятие о программировании, как о проектировании программ, которое в дальнейшем было развито другими языками и системами программирования. В дальнейшем развитие этого языка, а также языка Си привело к таким принципам создания программ как процедурно-ориентированное программирования, а также объектно-ориентированное прораммирование. Также данный язык служил основой первой визуальной среды программирования – Дельфи.

 Бейсик создавался в качестве  учебного языка, средствами которого  легко можно представить принципы  создания алгоритмов. Но данный язык быстро получил широкое распространение, поскольку на нем можно было создавать небольшие программы для решения самого широкого круга задач. Программа не занимала много места, поэтому в одно время практически все персональные компьютеры выпускались со встроенной программой Бейсик.

С его помощью можно создавать программы длиной до 100-200 операторов, но для более крупных проектов он не подходит, поскольку становится трудно следить за непрерывно возникающими связями между отдельными частями программы.

 Язык Си задумывался как язык промежуточный между языками высокого и низкого уровня. От компилятора пытались добиться производительности, близкой к производительности Ассемблера, но в то же время сохранить возможность переноса программ между компьютерными платформами, характерную для языков высокого уровня.