Современные языки и системы программирования

Содержание

Введение ……………………………………………………………………....2

1 Язык и система программирования – понятие, сущность ……………….4    

2 Классификация языков программирования……………………………….6

   2.1 Машинно – ориентированные языки ………………………………....6

          2.1.1 Машинные языки ………………………………………………...6

          2.1.2 Языки символического кодирования …………………………...7

          2.1.3 Автокоды …………………………………………………………8

          2.1.4 Макрос …………………………………………………………….9

   2.2 Машинно – независимые языки ………………………………………..9

          2.2.1 Машинно – независимые языки …………………………………10

          2.2.2 Универсальные языки ……………………………………………10

          2.2.3 Диалоговые языки ………………………………………………...11

          2.2.4 Непроцедурные языки ……………………………………………12

3 Современные языки и системы программирования ………………………13

   3.1 Basic ………………………………………………………………………13

   3.2 Pascal ……………………………………………………………………...14

   3.3 Delphi ……………………………………………………………………..15

   3.4 Fortran …………………………………………………………………….17

   3.5 С и С++ …………………………………………………………………...18

   3.6 Java ………………………………………………………………………..20

Заключение ……………………………………………………………………..22

Список   использованных источников ...............................................................23  
 
 
 
 
 

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. Может показаться удивительным, но конкретный компьютер способен работать с программами, написанными на его родном машинном языке. Существует почти столько же разных машинных языков, сколько и компьютеров, но все они суть разновидности одной идей простые операции производятся со скоростью молнии на двоичных числах. Персональные компьютеры IBM используют машинный язык микропроцессоров семейства 8086, т.к. их аппаратная часть основывается именно на данных микропроцессорах. Можно писать программы непосредственно на машинном языке, хотя это и сложно. На заре компьютеризации(в начале 1950-х г.г.), машинный язык был единственным языком, большего человек к тому времени не придумал. Для спасения программистов от сурового машинного языка программирования, были созданы языки высокого уровня (т.е. немашинные языки), которые стали своеобразным связующим мостом между человеком и машинным языком компьютера. Языки высокого уровня работают через трансляционные программы, которые вводят "исходный код" (гибрид английских слов и математических выражений, который считывает машина), и в конечном итоге заставляет компьютер выполнять соответствующие команды, которые даются на машинном языке. Существует два основных вида трансляторов: интерпретаторы, которые сканируют и проверяют исходный код в один шаг, и компиляторы, которые сканируют исходный код для производства текста программы на машинном языке, которая затем выполняется отдельно.  
 
 
 
 
 
 
 

        

          
 
 

         1 Язык и система программирования – понятие, сущность    

         В настоящее время наблюдается стремительное развитие научной дисциплины, называемой программированием. При этом появляются не просто новые языки, появляются новые идеи, увеличивающие мощность и эффективность языков. Можно, не вдаваясь в подробности любого из существующих или только разрабатываемых языков, отметить следующую тенденцию: развитие языков идет в сторону повышения выразительности исходного текста программы. Это способствует сокращению размера программы и повышению ее надежности .

         Для повышения выразительности языка необходимо, чтобы язык содержал средства для выражения абстрактных понятий. Это помогает сделать большие программы более простыми для понимания. Поэтому поддержка абстракций является обязательным условием для любого современного языка программирования. При этом базис языка (множество предоставляемых языком возможностей, смысловых конструкций) должен иметь минимальную мощность.

         К наиболее общим понятиям, которыми оперирует программист при использовании конкретного языка программирования, относятся понятия программы и виртуальной машины. Программа должна удовлетворять требованиям (спецификациям) конкретного языка программирования и служит контейнером для хранения последовательности действий и множества данных. Виртуальная машина выступает в роли интерпретатора основных понятий, используемых в языке программирования и является средой существования программы. Все остальные абстракции, рассматриваемые в статье, группируются вокруг этих базовых абстракций.

         В ряде случаев можно рассматривать процесс программирования как процесс моделирования. При этом создается программа-модель, способная реализовывать поведение оригинала, описываемого в постановке задачи. Поэтому в дальнейшем заменителем для понятия программа будет выступать понятие модель, а для понятия виртуальная машина - понятие моделирующая среда.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

           
 
 
 
 
 
 
 
 

            2 Классификация языков программирования 

            2.1 Машинно – ориентированные языки 

       Машинно – ориентированные языки  – это языки, наборы операторов  и изобразительные средства которых  существенно зависят от особенностей  ЭВМ (внутреннего языка, структуры  памяти и т.д.). Машинно –ориентированные  языки позволяют использовать  все возможности и особенности  Машинно – зависимых языков:

    -    высокое качество создаваемых программ (компактность и скорость

          выполнения);                            

       -     возможность использования конкретных аппаратных ресурсов;

       -     предсказуемость объектного кода и заказов памяти;

       -     для составления эффективных программ необходимо знать систему

              команд и особенности функционирования данной ЭВМ;

       -     трудоемкость процесса составления программ ( особенно на   

              машинных      языках и ЯСК), плохо защищенного от появления

              ошибок;

        -     низкая скорость программирования;

          -     невозможность непосредственного использования программ,

                составленных на этих языках, на ЭВМ других типов.

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

           2.1.1 Машинный язык 

     Как я уже упоминал, в введении, отдельный  компьютер имеет свой определенный Машинный язык (далее МЯ),  ему  предписывают выполнение указываемых  операций над определяемыми ими  операндами, поэтому МЯ является командным. Однако, некоторые семейства ЭВМ (например, ЕС ЭВМ, IBM/370/ и др.) имеют единый  МЯ для ЭВМ разной мощности. В команде любого из них сообщается информация о местонахождении операндов и типе выполняемой операции.

     В новых моднлях ЭВМ намечается тенденция к повышению внутренних языков машинно – аппаратным путем  реализовывать более сложные  команды, приближающиеся по своим функциональным действиям к операторам алгоритмических  языков программирования. 

          2.1.2 Языки Символического Кодирования  

     Продолжим рассказ о командных языках, Языки  Символического Кодирования (далее  ЯСК), так же, как и МЯ, являются командными. Однако коды операций и  адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность двоичных  (во внутреннем коде) или восьмеричных (часто используемых при написании  программ) цифр, в ЯСК заменены на символы (идентификаторы), форма написания  которых помогает программисту легче  запоминать смысловое содержание операции. Это обеспечивает существенное уменьшение числа ошибок при составлении  программ.

     Использование символических адресов – первый шаг к созданию ЯСК. Команды ЭВМ  вместо истинных (физических) адресов  содержат символические адреса. По результатам составленной программы  определяется требуемое количество ячеек для хранения исходных промежуточных  и результирующих значений. Назначение адресов, выполняемое отдельно от составления  программы в символических адресах, может проводиться менее квалифицированным  программистом или специальной  программой, что в значительной степени  облегчает труд программиста. 

           

         2.1.3Автокоды  

          Есть также языки, включающие в себя все возможности ЯСК, посредством расширенного введения макрокоманд - они называются Автокоды.

     В различных программах встречаются  некоторые достаточно часто использующиеся командные последовательности, которые  соответствуют определенным процедурам преобразования информации. Эффективная  реализация таких процедур обеспечивается оформлением их в виде специальных  макрокоманд  и включением последних  в язык программирования , доступный  программисту. Макрокоманды переводятся  в машинные команды двумя путями – расстановкой и генерированием. В постановочной системе содержатся  «остовы» - серии команд, реализующих требуемую функцию, обозначенную макрокомандой. Макрокоманды обеспечивают передачу фактических параметров, которые в процессе трансляции вставляются в «остов» программы, превращая её в реальную машинную программу.

     В системе с генерацией имеются  специальные программы, анализирующие  макрокоманду, которые определяют, какую функцию необходимо выполнить  и формируют необходимую последовательность команд, реализующих данную функцию.

     Обе указанных системы используют трансляторы  с ЯСК и набор макрокоманд, которые также являются операторами  автокода.

     Развитые  автокоды получили название Ассемблеры. Сервисные программы и пр., как  правило, составлены на языках типа Ассемблер. Более полная информация об языке  Ассемблера см. ниже. 

       
 

     2.1.4 Макрос  

     Язык, являющийся средством для замены последовательности символов описывающих  выполнение требуемых действий ЭВМ  на более сжатую форму - называется Макрос (средство замены).

     В основном, Макрос предназначен  для  того, чтобы сократить запись исходной программы. Компонент программного обеспечения, обеспечивающий функционирование макросов, называется макропроцессором. На макропроцессор поступает макроопределяющий  и исходный текст. Реакция макропроцессора  на вызов-выдача выходного текста.

     Макрос  одинаково может работать, как  с программами, так и с данными. 

          2.2 Машинно – независимые языки  

     Машинно – независимые языки – это  средство описания алгоритмов решения  задач и информации, подлежащей обработке [8,10,12]. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ и ВС.

     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.). Операторы  языка описывают действия, которые  должна выполнять  система после  трансляции программы на МЯ.

     Т.о., командные последовательности (процедуры, подпрограммы), часто используемые в машинных программах, представлены в высокоуровневых языках отдельными операторами. Программист получил  возможность не расписывать в деталях вычислительный процесс на уровне машинных команд, а сосредоточиться на основных особенностях алгоритма. 

              2.2.1  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, используя  в данной области обозначения  и терминологию, позволили бы описывать  требуемые алгоритмы решения  для поставленных задач, ими стали  проблемно – ориентированные  языки. Эти языки, языки ориентированные  на решение определенных проблем, должны обеспечить программиста средствами, позволяющими коротко и четко  формулировать задачу и получать результаты в требуемой форме.