Лекции (черновики).

Как известно для решения некоторой задачи необходимо построить алгоритм, то есть конечную последовательность действий по обработке исходных данных и приводящую к некоторому результату. Написать программу в машинном коде довольно сложное и кропотливое дело и чем труднее и объёмнее задача, тем больше возрастает трудоёмкость программирования. Языки программирования позволяют представить алгоритм в понятной для микропроцессора форме. Алгоритмическим языком программирования называется набор символов с заданными правилами образования из этих символов конструкций, с помощью которых описывается порядок выполнения алгоритма. Алгоритмические языки упрощают процесс разработки программ. Современные языки программирования позволяют решать широкий круг задач, но в определённых случаях предпочтительнее использовать специализированные языки программирования.

Для каждого языка программирования разрабатывается специальная программа, позволяющая переводить текст программы на соответствующем языке в исполнительную форму. Эта программа относится к классу специальных системных программ, называемых инструментальными или трансляторами.

Трансляторы подразделяются на два вида: компиляторы и интерпретаторы. Компилятор преобразует исходный текст программы в исполняемую форму и сохраняет его на внешнем запоминающем устройстве в виде исполняемого модуля (файл с расширением *.EXE). После трансляции исполняемый файл можно отправлять на исполнение самостоятельно. Процесс компиляции на самом деле состоит из двух частей – компиляция и компоновка. После компиляции получается объектный код (это машинный код, не привязанный к конкретным адресам памяти ЭВМ). Компоновка из объектного кода получает исполняемый машинный код.

Интерпретатор переводит исходный текст программы в команды микропроцессора и сразу отправляет его на выполнение, не сохраняя его на диске. Для разработки больших программ и программных комплексов целесообразно использовать компиляторы, так как они позволяют широкому кругу пользователей выполнять прикладные задачи без специальных знаний по трансляции программы.

Каждый язык программирования имеет свой синтаксис, который определяет правила записи и состав допустимых конструкций языка. Смысл же каждой конструкции языка образует его семантику. Семантика обеспечивает пользователя языка смысловыми правилами применения и интерпретации конструкций языка. Запись алгоритма в терминах алгоритмического языка называется исходным текстом программы. При изучении языка программирования необходимо изучить, какие величины допускается использовать в данном языке, как они должны быть представлены в тексте программы, какие операции над этими величинами можно задавать, как эти операции записываются в соответствии с правилами языка, каковы правила объединения отдельных конструкций вычислительного процесса.

При трансляции программы проверяется синтаксис программы и в случае отклонения от правил, трансляция прерывается и появляется сообщение об ошибке. При правильно написанной программе, но не отвечающей алгоритму использования команд языка, появляются логические ошибки. Если для обнаружения синтаксических ошибок достаточно произвести трансляцию программы, то для выявления логических используют специальные программы называемые отладчиками. Отладчики предоставляют программисту набор средств, позволяющих контролировать ход выполнения программы, наблюдать за изменением переменных, просматривать содержимое регистров микропроцессора, областей памяти и многие другие полезные при отладке функции. Процесс отладки и тестирования программ занимает время порой соизмеримое со временем разработки алгоритма и программы.

На сегодняшний день существует большое количество языков программирования. Они подразделяются на языки программирования низкого и высокого уровней, а также специализированные языки программирования (баз данных, скриптязыки). Терминология "низкий уровень" означает близость операторов языка к машинному коду. Наиболее используемый и популярный язык низкого уровня ассемблер. Каждый оператор языка представляет в виде мнемокодов команду микропроцессора, поэтому этот язык программирования называют машинноориентированным. Для каждого типа микропроцессора создаётся свой ассемблер, поддерживающий все его команды. При помощи языков низкого уровня создаются компактные и быстродействующие программы, однако, они зачастую привязаны к определённому виду архитектуры компьютера.

Терминология "высокий уровень" означает, что язык программирования приближен к мышлению человека. В них не учитываются особенности архитектуры конкретной модели компьютера, поэтому разрабатываемые программы легко переносятся на другие платформы. Разнообразие языков программирования обусловлено их специфическими особенностями и предназначением. Basic разработан в 60е годы как язык программирования для начинающих. Pascal, созданный в конце 70х для обучения программированию как систематической дисциплине. С для разработки программ системного назначения, обладающих преимуществами как языков программирования низкого уровня (компактность и эффективность разрабатываемых программ), так и преимуществами языков высокого уровня (независимость от машинных архитектур). Fortran первый компилируемый язык, созданный в 50е годы для научнотехнических расчётов. Cobol применяется для решения экономических задач. Приведённый перечень языков программирования высокого уровня не претендует на полноту, однако, наглядно показывает разнообразие и специфичность тех или иных языков программирования.

В конце 70х годов Никлаус Вирт, работавший доцентом на факультете информатики Стэндфордского университета, предложил язык Паскаль на конкурс по созданию нового языка программирования. В начале 80х, с появлением Turbo Pascal, произвёл переворот в программировании. Turbo Pascal объединил язык программирования с интегрированной средой разработки и отладки программ. Он, являясь продолжением языка ALGOL, положил основу таким языкам как Ada и Modul. Первая версия Turbo Pascal появилась в 1983 году и использовалась недолго. Через год вышла в свет вторая версия, получившая широкое распространение. В 1985 году вышла третья версия языка, удобная в эксплуатации и более быстродействующая. В четвертой версии появился встроенный компилятор, а в пятой встроенный отладчик. Разработанная в 1989 году версия 5.5, позволила перейти к поддержке объектноориентированной технологии программирования. Turbo Pascal 6.0 был расширен поддержкой многодокументного интерфейса, обладал встроенным ассемблером, что позволяло эффективно выполнять процедуры работы с устройствами компьютера на низком уровне. В 1992 году фирма Borland выпускает два пакета Borland Pascal 7.0 и Turbo Pascal 7.0. Эти пакеты позволяют не только использовать в разработке программ объектноориентированную методологию, но и разрабатывать приложения с поддержкой защищённого режима работы микропроцессора, а также создавать приложения для работы под популярную операционную среду "Windows". Дальнейшее своё продолжение Pascal получил в визуальной среде, поддерживающей технологию быстрой разработки приложений RAD (Rapid Application Development) Delphi. Delphi одно из наиболее распространённых в настоящий момент средств разработки программных продуктов, объединяющее средства визуального проектирования и объектный Pascal. Поскольку Pascal предназначен, в первую очередь, для изучения программирования как дисциплины, то многие профессиональные программисты начинали свой путь именно с изучения программирования на языке Pascal.

Дата добавления: 2015-08-13