История развития языков программирования

История развития языков программирования

Цель урока:

• познакомить с поколениями языков программирования;

•систематизировать знания учащихся о языках программирования, проследить эволюцию ЯП в связи с развитием техники;

•формировать навыки работы в группе и монологическую речь учащихся.

Учащиеся должны знать: этапы развития языков программирования.

Учащиеся должны уметь: различать языки программирования разных поколений.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Постановка целей и задач урока

III. Проверка домашнего задания

Опрос учащихся по контрольным вопросам §31

IV. Изучение нового материала

Существуют различные классификации языков программирования.

По наиболее распространенной классификации все языки программирования, в соответствии с тем, в каких терминах необходимо описать задачу, делят на языки низкого и высокого уровня.

Если язык близок к естественному языку программирования, то он называется языком высокого уровня, если ближе к машинным командам, – языком низкого уровня.

В группу языков низкого уровня входят машинные языки и языки символического кодирования: Автокод, Ассемблер. Операторы этого языка – это те же машинные команды, но записанные мнемоническими кодами, а в качестве операндов используются не конкретные адреса, а символические имена. Все языки низкого уровня ориентированы на определенный тип компьютера, т. е. являются машинно–зависимыми.

Машинно–ориентированные языки – это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.).

К языкам программирования высокого уровня относят Фортран (переводчик формул – был разработан в середине 50–х годов программистами фирмы IBM и в основном используется для программ, выполняющих естественно – научные и математические расчеты), Алгол, Кобол (коммерческий язык – используется, в первую очередь, для программирования экономических задач), Паскаль, Бейсик (был разработан профессорами Дармутского колледжа Джоном Кемени и Томасом Курцом.), Си (Деннис Ритч – 1972 году), Пролог (в основе языка лежит аппарат математической логики) и т.д.

Эти языки машинно – независимы, т.к. они ориентированы не на систему команд той или иной ЭВМ, а на систему операндов, характерных для записи определенного класса алгоритмов. Однако программы, написанные на языках высокого уровня, занимают больше памяти и медленнее выполняются, чем программы на машинных языках.

Программу, написанную на языке программирования высокого уровня, ЭВМ не понимает, поскольку ей доступен только машинный язык. Поэтому для перевода программы с языка программирования на язык машинных кодов используют специальные программы – трансляторы.

Существует три вида транслятора: интерпретаторы (это транслятор, который производит пооператорную обработку и выполнение исходного кода программы), компиляторы(преобразует всю программу в модуль на машинном языке, после чего программа записывается в память компьютера и лишь потом исполняется) и ассемблеры (переводят программу, записанную на языке ассемблера, в программу на машинном языке).

Языки программирования также можно разделять на поколения:

– языки первого поколения: машинно–ориентированные с ручным управлением памяти на компьютерах первого поколения.

– языки второго поколения: с мнемоническим представлением команд, так называемые автокоды.

– языки третьего поколения: общего назначения, используемые для создания прикладных программ любого типа. Например, Бейсик, Кобол, Си и Паскаль.

– языки четвертого поколения: усовершенствованные, разработанные для создания специальных прикладных программ, для управления базами данных.

– языки программирования пятого поколения: языки декларативные, объектно–ориентированные и визуальные. Например, Пролог, ЛИСП (используется для построения программ с использованием методов искусственного интеллекта), Си++, Visual Basic, Delphi.

Языки программирования также можно классифицировать на процедурные и непроцедурные.

В процедурных языках программа явно описывает действия, которые необходимо выполнить, а результат задается только способом получения его при помощи некоторой процедуры, которая представляет собой определенную последовательность действий.

Среди процедурных языков выделяют в свою очередь структурные и операционные языки. В структурных языках одним оператором записываются целые алгоритмические структуры: ветвления, циклы и т.д. В операционных языках для этого используются несколько операций. Широко распространены следующие структурные языки: Паскаль, Си, Ада, ПЛ/1. Среди операционных известны Фортран, Бейсик, Фокал.

Непроцедурное (декларативное) программирование появилось в начале 70-х годов 20 века, К непроцедурному программированию относятся функциональные и логические языки.

В функциональных языках программа описывает вычисление некоторой функции. Обычно эта функция задается как композиция других, более простых, те в свою очередь делятся на еще более простые задачи и т.д. Один из основных элементов функциональных языков – рекурсия. Оператора присваивания и циклов в классических функциональных языках нет.

В логических языках программа вообще не описывает действий. Она задает данные и соотношения между ними. После этого системе можно задавать вопросы. Машина перебирает известные и заданные в программе данные и находит ответ на вопрос. Порядок перебора не описывается в программе, а неявно задается самим языком. Классическим языком логического программирования считается Пролог. Программа на Прологе содержит, набор предикатов – утверждений, которые образуют проблемно–ориентированную базу данных и правила, имеющие вид условий.

Можно выделить еще один класс языков программирования – объектно–ориентированные языки высокого уровня. На таких языках не описывают подробной последовательности действий для решения задачи, хотя они содержат элементы процедурного программирования. Объектно–ориентированные языки, благодаря богатому пользовательскому интерфейсу, предлагают человеку решить задачу в удобной для него форме.

Первый объектно-ориентированный язык программирования Simula был создан в 1960-х годах Нигаардом и Далом.

Ява – язык для программирования Internet, позволяющий создавать безопасные, переносимые, надежные, объектно–ориентированные интерактивные программы. Язык Ява жестко связан с Internet, потому, что первой серьезной программой, написанной на этом языке, был браузер Всемирной паутины.

В последнее время, говоря о программировании в Internet, часто имеют в виду создание публикаций с использованием языка разметки гипертекстовых документов HTML. Применение специальных средств (HTML–редакторов) позволяет не только создавать отдельные динамически изменяющиеся интерактивные HTML–документы, используя при этом данные мультимедиа, но и редактировать целые сайты.

Предлагаемый материал не представляет особой сложности для учащихся, поэтому можно предложить самостоятельную исследовательскую работу с материалом учебника, интернет-ресурсами. Понятие «транслятор» и виды трансляторов учащимся знакомы из курса информатики для 9 класса.

 (После краткого ознакомления учащихся с материалом учебника, класс делится на 5 групп в соответствии с количеством поколений языков программирования. Каждая группа более подробно готовит материал по одному из поколений и готовит его защиту в любой форме: в виде презентации, текстового документа, плаката, оформленного вручную и т.д. Затем заслушиваются представители каждой группы, все участвуют в обсуждении)

Постановка проблемы.

 • Как вы думаете, каковы на сегодняшний день тенденции развития ПО? (Результаты обсуждения вывести на доску, сделать выводы)

V. Практическая работа за компьютером. Выполнение заданий из учебника.

VI Подведение итогов. Оценивание практической работы, работы в группах (оценки получают положительные, что будет способствовать хорошему усвоению материала и послужит стимулом к дальнейшей активной работе на уроках).

VII Домашнее задание. Изучить содержание §32, контрольные вопросы и задания.

Использованная литература. Ресурсы Интернета:

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1

Описание слайда:

Уильям (Билл) Гейтс

№ слайда 2

Описание слайда:

Информатика Hard Ware (технические средства) Soft Ware (программные средства) Brain Ware (алгоритмические средства) MS Windows MS Office Turbo Pascal и др. Термин предложен А. А. Дородницыным формальный исполнитель программы задача алгоритм Кодирование на языке программирования

№ слайда 3

Описание слайда:

Языки программирования, их классификация. Системы программирования

№ слайда 4

Описание слайда:

языки повторение Русский язык Английский язык Немецкий язык Японский язык … Язык математики Язык физики Язык химии Язык географии … естественные языки формальные языки Алфавит – минимальный набор однозначно определенных символов из которых формируется сообщение.

№ слайда 5

Описание слайда:

формальный исполнитель программы задача алгоритм Язык программирования должен быть формализованным Язык программирования должен служить для записи алгоритма Язык программирования – формализованный язык для записи алгоритма, предназначенного для исполнителя – компьютера. Программа для компьютера – запись алгоритма на языке программирования. Кодирование на языке программирования

№ слайда 6

Описание слайда:

Три составляющих языка программирования: Алфавит – фиксированный для данного языка набор основных символов. Синтаксис – набор правил, устанавливающих, какие комбинации символов являются осмысленными предложениями на этом языке. Семантика – определяет смысловое значение предложений языка.

№ слайда 7

Описание слайда:

110001101010010000 Формальный исполнитель программ. Обрабатывает информацию в двоичном коде Программист Программа на машинно- независимом языке транслятор ассемблер

№ слайда 8

Описание слайда:

Классификация языков программирования Языки программирования машинные машинно–ориентированные (языки ассемблера) машинно-независимые (высокого уровня) По степени детализации процедурные (Basic, Pascal) логические (Prolog, Lisp) объектно- ориентированные (Object Pascal, Java, C++) По способу программирования Языки низкого уровня Предназначены для однозначного описания алгоритмов, требуют явно выписать процедуру решения Ориентированы на систематическое и формальное описание задачи с тем, чтобы решение вытекало из описания. Программа представляет собой описание в форме взаимодействующих объектов

№ слайда 9

Описание слайда:

Автор и один из разработчиков языка программирования Pascal - швейцарский инженер и исследователь в области программирования Никлаус Вирт. Данный язык предназначался для обучения студентов программированию. Язык назван в честь французского ученого Блеза Паскаля.

№ слайда 10

Описание слайда:

7 Program A1; var a, b, s: integer; Begin Write (‘введите а’); Read (a); Write (‘введите b’); Read (b); S:=a+b; Write (‘S=’, S); End. ? Нужна специальная программа для создания и редактирования программ на том или ином языке программирования. Sin (300)=? информация

№ слайда 11

Описание слайда:

Program A1; var a, b, s: integer; Begin Write (‘введите а’); Read (a); Write (‘введите b’); Read (b); S:=a+b; Write (‘S=’, S); End. 01110001110010011110001000110011101001000110 Транслятор – программа, которая преобразует программу, написанную на языке высокого уровня в программу, состоящую из машинных команд. Интерпретатор – переводит и выполняет программу построчно Компилятор – читает программу целиком, переводит и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется

№ слайда 12

Описание слайда:

Program A1; var a, s: integer; Begin Write (‘введите а’); Red (a); Write (‘введите b’); Read (b); S:=a+b; Write (‘S=’, S); End Program A1; var a, b, s: integer; Begin Write (‘введите а’); Read (a); Write (‘введите b’); Read (b); S:=a+b; Write (‘S=’, S); End. Отладочная программа (т. е. программа, помогающая находить устранять ошибки в программе )

№ слайда 13

Описание слайда:

Многооконный режим работы «Дружественная» к пользователю диалоговая среда Библиотеки стандартных программ и функций Графические библиотеки Утилиты для работы с библиотеками Встроенная справочная служба И др.

№ слайда 14

Описание слайда:

Система программирования – система для разработки новых программ на конкретном языке программирования. Средства создания и редактирования программ. Компилятор или интерпретатор. Отладочные программы. Многооконный режим работы «Дружественная» к пользователю диалоговая среда Библиотеки стандартных программ и функций Графические библиотеки Утилиты для работы с библиотеками Встроенная справочная служба И др.

№ слайда 15

Описание слайда:

Где можно научиться программировать АГУ (математический) Прикладная математика И информатика Математика, компьютерные науки. АГУ (физический ) Вычислительные машины, комплексы, сети АлтГТУ Информатика и вычислительная техника (факультеты инженерной педагогики и информатики, инженерно-физический, информационных технологий и бизнеса ) БГПА Факультет математики и информатики

№ слайда 16

Описание слайда:

Домашнее задание: Конспект – знать. * Подготовить сообщение о каком-либо языке программирования: создатель языка, для каких целей создавался язык и т. д.