Понятие о языке программирования

Введение

Прогресс компьютерных технологий определил процесс появления  новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов – языков программирования. Смысл появления  такого языка – оснащенный набор  вычислительных формул дополнительной информации, превращает данный набор в алгоритм.

Язык программирования служит двум связанным между собой целям: он дает программисту аппарат для  задания действий, которые должны быть выполнены, и формирует концепции, которыми пользуется программист, размышляя  о том, что делать. Первой цели идеально отвечает язык, который настолько "близок к машине", что всеми основными  машинными аспектами можно легко  и просто оперировать достаточно очевидным для программиста образом. Второй цели идеально отвечает язык, который  настолько "близок к решаемой задаче", чтобы концепции ее решения можно было выражать прямо и коротко.

Связь между языком, на котором  мы думаем/программируем, и задачами и решениями, которые мы можем представлять в своем воображении, очень близка. По этой причине ограничивать свойства языка только целями исключения ошибок программиста в лучшем случае опасно. Как и в случае с естественными языками, есть огромная польза быть, по крайней мере, двуязычным. Язык предоставляет программисту набор концептуальных инструментов, если они не отвечают задаче, то их просто игнорируют. Например, серьезные ограничения концепции указателя заставляют программиста применять вектора и целую арифметику, чтобы реализовать структуры, указатели и т.п. Хорошее проектирование и отсутствие ошибок не может гарантироваться чисто за счет языковых средств.

 

 

 

 

 

Понятие о языке программирования

 

Программирование в машинном коде — трудоемкий процесс, в ходе которого трудно избежать ошибок. Упростить  этот процесс можно, если автоматизировать работу, поручив часть ее самому компьютеру.

Сегодня для записи программ используют языки программирования. Язык программирования — это формальный язык для записи алгоритмов в виде, допускающем их автоматическую подготовку к выполнению на компьютере. Для  преобразования программы в машинный код служит специальное программное средство — транслятор.

В языках программирования высокого уровня не требуется знания  отдельных машинных команд. Каждая команда в языке программирования высокого уровня скрывает десятки и  сотни команд на языке ассемблера. Программисты получают возможность  сосредоточиться на алгоритме работы программы , не заботясь об аппаратной реализации компьютера, как было с языками первого поколения. В языках высокого уровня появились средства вызова подпрограмм и создания локальных переменных.

Язык программирования содержит три основных компонента: алфавит, синтаксис  и семантику. Эти компоненты определяют правила записи программ. Алфавит  языка — это набор символов, которые можно применять в  инструкциях языка программирования. Другие символы допустимы только в особых случаях, например в строковых константах.

Синтаксис языка определяет правила построения операторов. Любой  корректный оператор соответствует  этим правилам. Правила синтаксиса — формальные. Проверка правильности исходного текста и поиск синтаксических ошибок могут быть выполнены автоматически.

Семантика — это смысловое  содержание операторов языка программирования. Семантические правила определяют действия, описываемые различными операторами, и, в итоге, сущность всего алгоритма.

Языки высокого уровня ориентируются не на систему команд процессора, а на способ мышления, присущий человеку. Языки, удобные для людей, называют языками высокого уровня.

Сегодня абсолютное большинство  программ создается именно на основе языков высокого уровня. Эти языки имеют следующие достоинства:

   - Машинная независимость. Программа с одинаковым исходным текстом может быть подготовлена для выполнения на процессорах с разной системой команд. Транслятор языка программирования высокого уровня — это машинно-зависимая система, предназначенная для подготовки программы к выполнению в рамках конкретной платформы.

  -  Использование естественных обозначений (например, привычных математических знаков).

   - Эффективное представление этапов обработки данных средствами языка. Набор допустимых операций определен соображениями удобства, а не системой команд конкретного процессора.

 -   Расширенный набор поддерживаемых типов данных.

   - Готовые библиотеки стандартных подпрограмм для выполнения часто встречающихся действий.

 

Применение языков программирования высокого уровня для создания программ началось в 60-е годы XX века. С тех  пор по настоящее время создано  и используется множество языков программирования, как универсальных, так и ориентированных на определенные группы задач.

Классификация языков программирования

Каждый язык программирования имеет название. История этих названий восходит к моменту создания языков. Правила записи программ в некоторых  языках неоднократно менялись, но названия языков остались без изменений. В  настоящее время языки программирования высокого уровня делят на процедурные, логические и объектно-ориентированные. Несмотря на различия между языками, все они позволяют написать программу любого назначения. Но трудоемкость работы сильно зависит от выбора конкретного языка программирования.

Процедурные языки

К процедурным (или структурным) языкам относится большинство «классических» языков программирования, таких как FORTRAN, BASIC, Паскаль, Си. Эти языки удобны при создании относительно коротких программ. В процедурных языках программа  и данные рассматриваются как  отдельные, вообще говоря, не связанные  друг с другом элементы. Работа программы  состоит в последовательном выполнении операторов. Связь различных частей программы (процедур) между собой  осуществляется только через данные. Данные можно передавать из одной  процедуры в другую и обрабатывать совместно.

Логические языки

Логические языки программирования (ЛИСП, ПРОЛОГ и другие) представляют собой отдельную линию развития. Их используют при теоретическом  исследовании алгоритмов, в работах  по созданию искусственного интеллекта, в операциях с базами данных и  в сложных системах автоматического управления.

Программа на логическом языке  программирования представляет собой  набор данных и логических правил. Иногда ее можно рассматривать как  единое сложное логическое образование.

Работа программы состоит  в выполнении формальных логических преобразований и получении всех возможных выводов. Эту операцию можно рассматривать как «упрощение»  исходного сложного логического  выражения.

Объектно-ориентированные языки

Объектно-ориентированные  языки программирования (Visual BASIC, C++, Object Pascal, Java) — это новая ступень развития процедурных языков программирования. Они ориентированы на создание очень больших и сложных программ. Многие из этих языков созданы путем расширения синтаксических правил процедурного языка-предка.

 

Объектно-ориентированные  языки вводят понятие программного объекта, содержащего как данные, так и средства их обработки (методы). Такое объединение называют инкапсуляцией. Объекты программы образуют иерархическую  систему и могут наследовать  методы и элементы данных у других объектов.

Программы, написанные на объектно-ориентированном  языке программирования, обычно используют событийный механизм управления. Различные  воздействия на программные объекты  рассматриваются как последовательность событий. Работа программы состоит  в том, что объекты, составляющие программу, реагируют на эти события.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод

Изобретение языка программирования высшего уровня позволило нам  общаться с машиной, понимать её.

 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.

Размышляя над этим, хочется  верить в прогресс науки и техники, в высоко - компьютеризированное будущее  человечества, как единственного  существа на планете, пусть и не использующего  один, определенный разговорный язык, но способного так быстро прогрессировать  и развивать свой интеллект, что  и перехода от многоязыковой системы  к всеобщему пониманию долго  ждать не придется.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Макарова Н.В., Волкова  В.Б.  Информатика: Учебник для  вузов.- Спб.:Питер,2011. – 576с.

2. Хротко Г., Языки программирования высокого уровня.-М. 1995 г.- 92с.

3. . А.Г. Гейн. «Основы информатики и вычислительной техники». М.:

«Просвещение», 1997, 253 стр.

4. В.Ф. Ляхович. «Основы информатики». Ростов-на-Дону.:- Феникс, 2002, 636 стр.