Файл: Классификация языков программирования высокого уровня (Классификация и характеристика языков).pdf

Конечно, в те времена не было компьютеров в современном понимании. Не было языков программирования, кроме машинного, не было даже приличных операционных систем. Да и машинные коды было возможно вводить лишь с пульта, так что появление первого в мире компилятора языка Фортран казалось фантастикой.

Начало было положено – компьютеры становились все мощнее и портативнее, а математики с разработчиками писали все новые и новые языки программирования. Своего апофеоза «зоопарк» языков программирования достиг в России в 90-х годах, и тому были причины. Во-первых, появились первые персоналки – новые и красивые игрушки; во-вторых, софт традиционно был бесплатным, что давало возможность «попробовать все»; и, наконец, самое главное – было много свободного времени на работе, чтобы развлекаться и получать зарплату. До кризисов оставалось еще долго.

В то время программисты от мала до велика изучали компиляторы языков, делали для себя вывод и выбор. А выбирать было из чего – в 2000 году в мире насчитывалось около 7000 языков программирования. И большинство из них – студенческие самоделки или языки, далеко ушедшие от нужд народа в науку. Хотя в то время еще были живы и здравы корифеи-разработчики и теоретики языков, программисты мало обращали внимания на строгую классификацию языков. В их понятии, категории были такими: системные языки, языки общего назначения и те, которые интересны лишь военным и ученым. В последнюю категорию сваливали все, что не давалось изучить за пару часов – Ada, APL, Prolog, Forth, Smalltalk и т.п.

Для освоения «системных» языков нужно было какое-никакое, а математическое образование, так как с их помощью писались операционные системы, драйверы, резидентные программы, компиляторы и первые хакерские программы вместе с вирусами. Это было сложно, но некоторым о большем и мечтать не хотелось.

А остальным осталась категория языков общего назначения, с помощью которых писали программы насущные, полезные и не очень сложные: расчет зарплаты, управление заводскими установками, создание утилит, расчетные и инженерные программы. Иногда даже игры, если после работы оставалось свободное время. Напомним, что персоналки в основном стояли на работе, а дома оккупировали бытовые компьютеры. Именно в то время и начались первые «холивары» – священные войны на тему «какой язык лучше». Ответов тогда никто ни от кого не ждал, поэтому предлагается объективно взглянуть на эти языки того времени.

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.

Целью данной работы является изучение языков программирования высокого уровня.

Предметом работы являются виды языков программирования.

Объектом исследования послужили языки программирования

Задачи работы:

Дать понятие языка программирования:

Привести классификацию языков программирования;

Изучить популярные языки программирования.

Методами исследования является общенаучный диалектический метод познания и вытекающие из него частно-научные методы: исторический, социологический, логический, системно-структурный

ГЛАВА 1. ПОНЯТИЕ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

1.1 Сущность и значение языков программирования

Программирование – это целая наука, позволяющая создавать компьютерные программы. Она включает в себя огромное количество различных операций и алгоритмов, которые образуют единый язык программирования. Итак, что же это такое и какими бывают языки программирования? В статье даны ответы, а также приведен обзорный список языков программирования.

Язык программирования— инструмент, относящийся к категории машинно-независимых. Что это означает? Дело в том, что языки программирования делятся на несколько категорий. Есть машинный код: набор алгоритмов, что предназначены для управления пользователем непосредственно аппаратными элементами компьютера. Их сущность будет полностью машинно-зависимой: для конкретных типов ПК подойдут только определенные алгоритмы [6].

Их цель – преобразовать наши команды в понятный для компьютера язык. Принцип их работы заключается в том, что они задают некое число заранее определённых электрических разрядов, серия которых несёт за собой последствие в виде решения поставленной задачи. В обиходе эти компиляторы называют языками программирования, то есть языками, понятными и для программистов, и для компьютеров.

Развиваться именно как компьютерные программы эти языки начали в середине 60-х – начале 70х, когда были созданы первые настоящие компьютеры, способные исполнять несколько различных функций. Со временем количество компиляторов увеличивалось по мере того, как расширялись направления работы компьютеров. Например, некоторые из них использовались исключительно для создания операционных систем, другие – только для написания программного обеспечения разнообразных направлений [3].

Процесс написания элементарного калькулятора — уже достаточно сложная процедура, требующая определённых знаний и навыков. Мы не будем рассматривать конкретные примеры создания программ. Вместо этого сравним самые популярные из ныне существующих языков программирования, которые используют профессионалы. Их десять:

C++ (1983)

Python (1990)

Visual Basic (1991)

PHP (1994)

Delphi (1995)

Java (1995)

JavaScript (1995)

Ruby (1995)

ActionScript (1998)

Nemerle (2006)

Язык программирования — формальная знаковая система, предназначенная для описания алгоритмов в форме, которая удобна для исполнителя (например, компьютера). Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при составлении компьютерной программы. Он позволяет программисту точно определить то, на какие события будет реагировать компьютер, как будут храниться и передаваться данные, а также какие именно действия следует выполнять над этими при различных обстоятельствах.

1.2 Характеристика языков программирования высокого уровня

Языки программирования высокого уровня – это машинно-независимые языки, которые согласно ГОСТ 19781-90, используют понятия и структуры удобные для восприятия человеком [8].

Программы на языках высокого уровня могут исполняться на различных типах микропроцессоров, т.е. обладают свойством переносимости.

Компиляторы, которые обеспечивают переносимость и эффективность программного обеспечения, существенно усложняются. Например, назначение регистров в языках высокого уровня выполняется с помощью компиляторов, а в ассемблере регистры указываются в самой команде либо в программе создается процедура формирования адреса регистра.

Строка программного кода с оператором языка программирования высокого уровня транслируется примерно в три – семь машинных команд, что увеличивает размер программного обеспечения и оказывает влияние на время исполнения программного кода.

Высокоуровневый язык программирования - язык, нацеленный на скорость и удобство разработки (удобство программиста) в том числе за счёт понижения эффективности использования памяти и процессорного времени. Основная черта высокоуровневых языков - это абстракция, то есть введение смысловых конструкций, кратко описывающих такие структуры данных и операции над ними, описания которых на машинном коде (или другом низкоуровневом языке программирования) очень длинны и сложны для понимания [7].

Первым языком программирования высокого уровня считается компьютерный язык Plankalkül разработанный немецким инженером Конрадом Цузе ещё в период 1942—1946 гг. Однако транслятора для него не существовало до 2000 г. Первым в мире транслятором языка высокого уровня является ПП (Программирующая Программа), он же ПП-1, успешно испытанный в 1954 г. Транслятор ПП-2 (1955 г., 4-й в мире транслятор) уже был оптимизирующим и содержал собственный загрузчик и отладчик, библиотеку стандартных процедур, а транслятор ПП для ЭВМ Стрела-4 уже содержал и компоновщик (linker) из модулей. Однако, широкое применение высокоуровневых языков началось с возникновением Фортран а и созданием компилятор а для этого языка (1957).

Высокоуровневые языки программирования были разработаны для платформенной независимости сути алгоритмов. Зависимость от платформы перекладывается на инструментальные программы — трансляторы, компилирующие текст, написанный на языке высокого уровня, в элементарные машинные команды (инструкции). Поэтому, для каждой платформы разрабатывается платформенно-уникальный транслятор для каждого высокоуровневого языка, например, переводящий текст, написанный на Delphi в элементарные команды микропроцессоров семейства x86.

Так, высокоуровневые языки стремятся не только облегчить решение сложных программных задач, но и упростить портирование программного обеспечения. Использование разнообразных трансляторов и интерпретаторов обеспечивает связь программ, написанных при помощи языков высокого уровня, с различными операционными системами программируемыми устройствами и оборудованием, и, в идеале, не требует модификации исходного кода (текста, написанного на высокоуровневом языке) для любой платформы [12].

Такого рода оторванность высокоуровневых языков от аппаратной реализации компьютера помимо множества плюсов имеет и минусы. В частности, она не позволяет создавать простые и точные инструкции к используемому оборудованию. Программы, написанные на языках высокого уровня, проще для понимания программистом, но менее эффективны, чем их аналоги, создаваемые при помощи низкоуровневых языков. Одним из следствий этого стало добавление поддержки того или иного языка низкого уровня (язык ассемблера) в ряд современных профессиональных высокоуровневых языков программирования.

Языки высокого уровня делятся на:

процедурные (алгоритмические) (Basic, Pascal, C и др.), которые предназначены для однозначного описания алгоритмов; для решения задачи процедурные языки требуют в той или иной форме явно записать процедуру ее решения;

логические (Prolog, Lisp и др.), которые ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания;

объектно-ориентированные (Object Pascal, C++, Java и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над нами. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути описывает часть мира, относящуюся к этой задаче. Описание действительности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур.

ГЛАВА 2. ОБЗОР САМЫХ ПОПУЛЯРНЫХ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

2.1 Классификация и характеристика языков

1) С++

Это один из первых, и невероятно популярный до сих пор язык, которым просто обязан владеть каждый программист. Не обязательно начинать изучение программирования именно с него, но со временем С++ всё равно станет одним из наиболее используемых компиляторов. С момента своего создания этот язык прошёл несколько стандартизаций и обновлений, благодаря чему остаётся актуальным и в наше время. Основным его плюсом является полная универсальность – на С++ можно писать всё. Именно благодаря этому его так часто используют профессионалы. Также можно отметить сравнительную простоту компилятора – если вы уже овладели С, Python или Java, то работать с С++ для вас не составит труда [2].

Однако критиков у языка также достаточно. Основные их аргументы – это неудобный синтаксис и то, что иногда результатом работы с С++ является слишком длинный программный код, что влечёт за собой некоторые неудобства в дальнейшей работе с программой.

Правда, вторая проблема была частично решена в 1998 году, когда были введены дополнительные шаблоны компилятора. В целом, что бы ни говорили критики, а С++ вот уже почти 30 лет остаётся одним из наиболее популярных языков программирования в мире.