Классификация языков программирования

Основные данные о работе

Версия шаблона	2.1
ЦДОР
Вид работы	Творческое эссе
Название дисциплины	Информационные технологии (курс 3)
Тема	Классификация языков программирования
Фамилия
Имя
Отчество
№ контракта

 

Основная часть

Классификация языков программирования

 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.

 Со времени создания первых  программируемых машин человечество  придумало уже более двух с  половиной тысяч языков программирования. Каждый год их число пополняется  новыми. Некоторыми языками умеет  пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты иногда применяют в своей работе более десятка разнообразных языков программирования.

 Создатели языков по-разному  толкуют понятие язык программирования. Среди общих мест, признаваемых большинством разработчиков, находятся следующие:

·Функция: язык программирования предназначен для написания компьютерных программ, которые применяются для передачи компьютеру инструкций по выполнению того или иного вычислительного процесса и организации управления отдельными устройствами.

·Задача: язык программирования отличается от естественных языков тем, что предназначен для передачи команд и данных от человека компьютеру, в то время  как естественные языки используются лишь для общения людей между собой. В принципе, можно обобщить определение "языков программирования" - это способ передачи команд, приказов, чёткого руководства к действию; тогда как человеческие языки служат также для обмена информацией.

·Исполнение: язык программирования может использовать специальные конструкции для определения и манипулирования структурами данных и управления процессом вычислений.

 Всё множество языков программирования  можно разделить на две группы: языки низкого уровня и языки  высокого уровня.

 Язык программирования низкого  уровня – это язык программирования, созданный для использования  со специальным типом процессора  и учитывающий его особенности.  В данном случае «низкий уровень»  не значит «плохой». Имеется в  виду, что язык близок к машинному коду (он позволяет непосредственно реализовать некоторые команды процессора).

 К языкам низкого уровня  относятся языки Ассемблера. Свое  название они получили от имени  системной программы Ассемблер,  которая преобразует исходные  программы, написанные на таких языках, непосредственно в коды машинных команд. Термин «ассемблер» произошел от английского слова assembler – сборщик частей в одно целое. Частями здесь служат операторы, а результатом сборки – последовательность машинных команд. Процесс сборки называется ассемблированием.

 Ассемблер машинно-зависимый  язык, он отражает особенности  архитектуры конкретного типа  компьютера. Исходная программа,  написанная на ассемблере, состоит  из одного или нескольких модулей,  а каждый модуль – из операторов.

 Язык Ассемблера объединяет  в себе достоинства языка машинных  команд и некоторые черты языков  высокого уровня. Ассемблер обеспечивает  возможность применения символических  имен в исходной программе  и избавляет программистов от  утомительного труда по распределению памяти компьютера для команд, переменных и констант, что неизбежно при программировании на языке машинных команд.

Ассемблер позволяет также гибко и полно  использовать технические возможности  компьютера, как и язык машинных команд. Транслятор исходных программ в Ассемблере проще транслятора, требующегося для языка программирования высокого уровня. На Ассемблере можно написать столь же эффективную по размеру и времени выполнения программу, как и программу на языке машинных команд. Это достоинство отсутствует у языков высокого уровня.

  Часто язык Ассемблера дополняется  средствами формирования макрокоманд,  каждая из которых эквивалентна  целой группе машинных команд. Такой язык называют языком  макроассемблера. Применение «макстроительных»  блоков и приближает язык Ассемблера к языкам высокого уровня.

  Языки программирования высокого  уровня заметно проще в изучении  и применении. Программы, написанные  с их помощью, можно использовать  на любой компьютерной платформе,  правда при условии, что для  нее существует транслятор данного языка. Эти языки вообще никак не учитывают свойства конкретного процессора и не предоставляют прямых средств для обращения к нему. В некоторых случаях это ограничивает возможности программистов, но зато и оставляет меньше возможностей для совершения ошибок.

  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.

  Не отягощенный формальностями, язык Фортран оказался достаточно  прост в изучении и потому  нашел широкое распространение  в среде ученых и инженеров. 

  Большинство крупных научно-технических  программ написано на Фортране  потому, что он обладает переносимостью и устойчивостью, а также благодаря наличию встроенных математических и тригонометрических функций. Неотъемлемой частью любой прикладной программы на языке Фортран является расширенная графическая библиотека, позволяющая использовать различные графические данные и изображения.

  Кобол – компилируемый язык  программирования  для «делового»  применения. Этот язык программирования  был разработан в 1959-1961 г.г.  прежде всего для исследований  в экономической сфере. Язык  позволяет эффективно работать с большим количеством данных, он насыщен разнообразными возможностями поиска, сортировки и распределения.

  О программах на Коболе, основанных  на широком использовании английского  языка, говорят, что они понятны  даже тем, кто не владеет  Коболом, поскольку тексты на этом языке программирования не нуждаются в каких-либо специальных комментариях. Такие программы принято называть самодокументирующимися.

  К числу других плюсов Кобола  относят его структурированность.  Довольно мощные компиляторы  с этого языка разработаны для персональных компьютеров. Некоторые из них столь эффективны, что программу, отлаженную на персональном компьютере, нетрудно перенести на большие ЭВМ.

  Алгол – компилируемый язык  программирования, впервые опубликованный  в 1960 г.

 От языка Фортран Алгол отличался значительно более строгими правилами синтаксиса, что позволило создавать с его помощью программы больших размеров, но вызвало существенные сложности в практическом применении для решения повседневных задач. Поэтому Алгол нашел применение не в инженерных, а в научных кругах, в первую очередь среди специалистов по прикладной математике, теоретической и экспериментальной физике. В этих сферах он использовался, пока его не сменил более удобный и не менее строгий язык Паскаль.

 Паскаль – компилируемый язык программирования, созданный в 1968-1970 г.г. в Швейцарском Федеральном институте технологии в Цюрихе Никласом Виртом.

 В основу языка Паскаль  были положены принципы, впервые  представленные Алголом, но правила  синтаксиса были несколько упрощены, и язык получил большую популярность. Особенно широкое распространение языка началось после 1984 г., когда был представлен удобный и эффективный компилятор Turbo Pascal.

 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.

 Сегодня Паскаль является  одним из трех основных языков  программирования. Строгость и четкость  делают его почти идеальным  для  академического изучения. Этот язык считается базовым  во многих неспециализированных  высших учебных заведениях и университетах мира.

 Бейсик – интерпретируемый  язык, хотя существуют некоторые  версии, для которых имеются компиляторы.  Он был создан в 1963 г. при  непосредственном участии в его  разработке американцев Джона  Кемени и Томаса Курца.

          Данный язык программирования считается простейшим. В принципе, Бейсик создавался в качестве учебного языка, средствами которого легко можно представить принципы создания алгоритмов.

 Однако простота языка программирования  оборачивалась, особенно в ранних  версиях, трудностями структурирования. Кроме того, Бейсик не допускал рекурсию – интересный прием, позволяющий составлять эффективные и в то же время короткие программы.

 Одно из удобств Бейсика  состоит в небольшом размере  интерпретатора: существуют реализации, в которых он занимает всего несколько кБайт. В простейших 8-разрядных компьютерах это свойство используют для встраивания интерпретатора в микросхему постоянного запоминающего устройства, и тогда компьютер сразу при включении готов к исполнению команд и программ Бейсика (не надо ничего загружать).

 Язык Бейсик хорошо подходит  для алгоритмического программирования. 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.

 Си - сотрудник фирмы Bell Labs Денис  Ритчи создал  в 1972 г. во время  совместной работы с Кеном   Томпсоном, как инструментальное  средство для реализации операционной  системы Unix, однако популярность этого языка быстро переросла рамки конкретной операционной системы и конкретных задач системного программирования. В настоящее время любая инструментальная и операционная система не может считаться полной, если в ее состав не входит компилятор языка Си.

 Ритчи не выдумывал Си  просто из головы, прообразом  послужил язык Би, разработанный  Томпсоном. Язык Си был разработан  как инструмент  для программистов-практиков.  В соответствии с этим главной  целью его автора было создание  удобного и полезного во всех отношениях языка.

 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. Хотя язык требует от программистов высокой дисциплины, он не строг в формальных претензиях и допускает краткие формулировки.

 Необычайную популярность язык  Си приобрел благодаря тому, что он, как и Паскаль, является языком структурного программирования, но позволяет генерировать более производительный и компактный рабочий код.

 Характерным недостатком языка  стала относительно высокая сложность  изучения по сравнению с  языками Паскаль и Бейсик.

 Язык Си++ был разработан в  1980 г. Бьерном Страуструпом в  компании Bell Labs.

 Си++ - компилируемый язык программирования. Он позволяет создавать программы  более компактные и эффективные,  чем, например Паскаль, но его  изучение сложнее. Поэтому Си++ обычно изучают в специализированных учебных заведениях, в которых готовят программистов.

 Сложность изучения языка  Си++ во многом связана с тем,  что в самом языке отсутствуют  средства для управления вводом  и выводом информации. И это  понятно, поскольку эти средства у  каждой модели компьютера свои, а Си++ является абстрактным языком, не ориентированным на конкретную модель компьютера. Поэтому часто язык изучают не на конкретных примерах, а на абстрактных теоретических конструкциях, что крайне неудобно для начинающих.

 Очевидно, что очень многое  Си++ позаимствовал у языка Си. Эти заимствования обеспечили  Си++ мощными средствами низкого  уровня, позволяющими решать сложные  задачи системного программирования. Но Си++ отличается от Си в  первую очередь разной степенью внимания к типам и структурам данных. Это связано с появлением понятий класса, производного класса и виртуальной функции. Это дает Си++ более эффективные возможности для контроля типов данных и обеспечивает модульность программы.

 Язык Си++ является средством объектного программирования, новейшей методики проектирования и реализации программ, которая в текущем десятилетии, скорее всего, заменит традиционное процедурное программирование.

 

Список использованных интернет-ресурсов

№ п/п	Наименование интернет-ресурса	Ссылка на конкретную используемую страницу интернет-ресурса
1	Языки программирования.	http://life-prog.ru/
2	Язык программирования. Материал из Википедии.	http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AF%D0%B7%D1%8B%D0%BA%D0%B8_%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BC%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F
3	Все о языках программирования.	http://www.altcode.ru/assembler/about/
4	В. П. Самойленко - Языки программирования и методы трансляции.	http://thelib.ru/books/v_p_samoylenko/yazyki_programmirovaniya_i_metody_translyacii.html
5	Основы информатики: Учебник для  вузов.	http://fictionbook.ru/author/vadim_vasilevich_liysenko/osnoviy_informatiki_uchebnik_dlya_vuzov/read_online.html?page=1