Лекция_13_Основы_программирования

ПЛАН:

1. Система программирования
2. Языки программирования низкого и высокого уровней

Система программирования – комплекс инструментальных программных средств, предназначенный для работы с программами на одном из языков программирования.
.

1. Система программирования

Язык программирования — формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ.

Состав системы программирования:
транслятор (компилятор или интерпретатор);
интегрированная среда разработки;
средства создания и редактирования текстов программ;
библиотеки стандартных подпрограмм и функций;
отладочные программы;
«дружественная" к пользователю диалоговая среда;
многооконный режим работы;
мощные графические библиотеки;
утилиты для работы с библиотеками;
встроенный ассемблер;
встроенная справочная служба;
другие специфические особенности.

Транслятор (англ. translator — переводчик) — это программа-переводчик. Она преобразует программу, написанную на одном из языков высокого уровня, в программу, состоящую из машинных команд. Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов.

Компилятор (англ. compiler — составитель, собиратель) читает всю программу целиком , делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.

Откомпилированные программы работают быстрее.

Интерпретатор (англ. interpreter — истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.
После того, как программа откомпилирована, исходная программа и компилятор больше не нужны. В то же время программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном запуске программы.

Интерпретируемые программы проще исправлять и изменять.

Интегрированная среда разработки (IDE) –
система программных средств, используемая
программистами для разработки программного
обеспечения.

Состав:
– текстовый редактор;
– компилятор и/или интерпретатор;
– средства автоматизации сборки;
– отладчик.

Отладчики – специальные средства,
позволяющие исследовать внутреннее
поведение программы.

Возможности:
– пошаговое исполнение программы с остановкой
после каждой команды (оператора);
– просмотр текущего значения любой переменной
или нахождение значения любого выражения;
– установка в программе «контрольных точек»,
т.е. пошаговое выполнение программы.

Языки программирования делятся на:
машинноориентированные языки (языки низкого уровня): Автокоды, Ассемблеры – позволяют управлять вычислительным процессом напрямую, при помощи машинных команд,
языки программирования высокого уровня.

Программы на машинном языке – очень длинные последовательности единиц и нулей, являлись машинно- зависимыми (т.е. для каждой ЭВМ необходимо было составлять свою программу)

Ассемблер обеспечивает возможность применения символических имен в исходной программе и избавляет программиста от утомительного труда (неизбежного при программировании на языке машинных команд) по распределению памяти компьютера
для команд, переменных и констант.

Процедурное программирование - представляет собой последовательность команд, определяющих алгоритм решения задачи. Основная идея - использование памяти для хранения данных. Основная команда - присвоение, с помощью которой определяется и меняется память компьютера. Программа производит преобразование содержимого памяти, изменяя его от исходного состояния к результирующему. 

Языки процедурного программированияОперационные языки (привязанные к конкретной архитектуре ЭВМ): Фортран (начало 50-х г.) - первый компилируемый язык для программирования научно-технических задач; Кобол (конец 60-х г.) - для решения задач обработки больших объемов данных, хранящихся на различных носителях данных; Алгол (1960 г.) – многоцелевой расширенный язык, в котором впервые введены понятия «блочная структура программы» и «динамическое распределение памяти»; BASIC (середина 60-х г.) - характеризуется простотой освоения и наличием универсальных средств для решения научных, технических, экономических и игровых задач.

Структурные языки (не привязанные к конкретной архитектуре ЭВМ): PL-1 (1963-1966гг.) - хорошо приспособлен для исследования и планирования вычислительных процессов, моделирования, решения логических задач, разработки систем математического обеспечения. PASCAL (1968-1971гг.) - популярный для ПК, в основу которого положен подход от общей задачи к частным (более простым и меньшим по объему). АДА (1979 г) - назван в честь первой программистки Ады Лавлейс. Его отличает модульность конструкций. СИ (начало 70-х г.) - первоначальный его вариант планировался как язык для реализации операционной системы Unix вместо языка Ассемблера. Особенность языка - это то, что различия между выражениями и операторами сглаживаются, что приближает его к функциональным языкам программирования.
 Модула (1980 г.) - для профессиональных системных программистов.

Объектно-ориентированное программирование (ООП) — это метод программирования, при использовании которого главными элементами программ являются объекты. Объединение данных и свойственных им процедур обработки в одном объекте, называется инкапсуляцией и является одним из важнейших принципов ООП.

Языки ООП Объектные языки:- С++ ,- Java. Визуальные языки (середина 90-х г.) - интерфейсная часть программного продукта создается в диалоговом режиме, практически без написания программных операторов:- Visual Basic, - Delphi, - C++ Builder, - Visual C++, - Object PAL,- dBase. Язык VBA (Visual Basic for Application) – язык приложений Microsoft Office (Excel, Word, Power Point и др), который соблюдает основной синтаксис языка и правила программирования языков Basic – диалектов, что позволяет создавать макросы для автоматизации выполнения некоторых операций и графический интерфейс пользователя, интеграцию между различными программными продуктами.

Языки программирования для компьютерных сетей являются интерпретируемыми. Интерпретаторы для них распространяются бесплатно, а сами программы – в исходных текстах. Такие языки называются скрипт – языками. - Perl (1987 г.) язык для обработки больших текстов и файлов и расшифровывается, как язык для практического извлечения данных и составления отчетов. С помощью него можно создать скрипт, который открывает один или несколько файлов, обрабатывает информацию и записывает результаты. - PHP (1995-1997гг.) обладает средствами доступа к БД и используется создателями динамических сайтов во всем мире. - Tcl/Tk (конец 80-х г.) состоит из мощных команд, предназначенных для работы с абстрактными нетипизированными объектами и позволяет создавать программы с графическим интерфейсом. - VRML (1994 г.) создан для организации виртуальных трехмерных интерфейсов в Интернете. - XML - с 1996 г. идет работа над созданием универсального языка структуры документов. Может стать заменой языка HTML.

Декларативные языки программирования – это функциональные и логические языки программирования. Функциональное программирование- это способ составления программ, в которых единственным действием является вызов функции. Программа, написанная на функциональном языке, представляет собой последовательность описания функций и выражений. Выражение вычисляется сведением сложного к простому. Все выражения записываются в виде списков.Логическое программирование - это программирование в терминах логики.

Лисп (1959 г) - позволяет обрабатывать большие объемы текстовой информации. Язык логического программирования:Пролог (1973 г.) - язык искусственного интеллекта. Программа на языке Пролог строится из последовательности фактов и правил, затем формулируется утверждение, которое Пролог пытается доказать с помощью правил. Язык сам ищет решение с помощью методов поиска и сопоставления, которые в нем заложены.

Язык функционального программирования: