Эволюция программирования

Эволюция языков программирования

• Языки программирования
• Уровни языков программирования
• Поколения языков программирования.
• Классификация и обзор языков программирования

Языки программирования

Для представления алгоритма в виде, понятном компьютеру, служат языки программирования - э то искусственные языки.

Совокупность требований для записи команд образуют синтаксис языка, а смысл каждой команды – семантику языка.

Нарушение формы записи программы приводят к синтаксической ошибке, а правильно написанная программа, но не отвечающая алгоритму, приводит к семантической ( логической ) ошибке.

Процесс поиска ошибок в программе называют тестированием программы, процесс устранения ошибок – отладкой программы.

Уровни языков программирования

Если язык программирования ориентирован на конкретный тип процессора и учитывает его особенности, то он называется языком программирования низкого уровня . Языком самого низкого уровня является язык Ассемблера, который представляет каждую машинную команду в виде символьных условных обозначений, называемых символьными мнемониками . Перевод программы на языке Ассемблера в машинный язык называется транслитерацией . Программа, написанная на языке низкого уровня, может быть использована только в такой среде, в которой она была создана.

Языки программирования высокого уровня ближе и понятнее человеку, чем компьютеру. В программах, созданных на языках высокого уровня, особенности компьютерных систем не учитываются, перенос программ на уровне исходных текстов на другие платформы не создает трудностей, если в них создан транслятор этого языка. Программы разрабатывать на языках высокого уровня проще, а ошибок допускается меньше.

Поколения языков программирования

• В первое поколение входят языки, созданные в начале 50-х годов, когда первые компьютеры только появились на свет. Это был первый язык ассемблера, созданный по принципу « одна инструкция – одна строка».
• Расцвет второго поколения языков программирования пришелся на конец 50-х – начало 60-х годов. Символический ассемблер, в котором появилось понятие переменной, стал первым полноценным языком программирования. Благодаря его возникновению заметно возросли скорость разработки и надежность программ.
• В 60-е годы появились универсальные языки программирования высокого уровня третьего поколения, обладающие относительной простотой, независимостью от конкретного компьютера и возможностью использования мощных синтаксических конструкций, что резко повысило производительность труда программистов. Подавляющее большинство языков этого поколения успешно применяется и сегодня.
• Период языков четвертого поколения начинается с начала 70-х годов и по настоящее время. Эти языки обычно ориентированы на специализированные области применения, где используются проблемно-ориентированные языки, оперирующие конкретными понятиями узкой предметной области. Как правило, в эти языки встраиваются мощные операторы, позволяющие одной строкой описать такую функциональность, для реализации которой в языках младших поколений потребовались бы тысячи строк исходного кода.
• Рождение языков пятого поколения произошло в середине 90-х годов. К ним относятся также системы автоматического создания прикладных программ с помощью визуальных средств разработки. Главная идея - возможность автоматического формирования результирующего текста на универсальных языках программирования. Инструкции же вводятся в компьютер в максимально наглядном виде с помощью методов, наиболее удобных для человека, не знакомого с программированием.

Классификация языков программирования

Языки программирования

Декларативные

Объектно-ориентированные

Процедурные

Логические

Визуальные

Объектные

Функциональные

Структурные

Операционные

Процедурное программирование

- есть отражение фон Неймановской архитектуры компьютера. Программа представляет собой последовательность команд, определяющих алгоритм решения задачи. Основная идея процедурного программирования - 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 программирования

• Фортран создан в начале 50-х годов 20-го века для программирования научно-технических задач; Кобол – создан в конце 60-х годов 20-го века для решения задач обработки больших объемов данных, хранящихся на различных носителях данных; Алгол (1960 год) – это многоцелевой расширенный язык программирования. В нем впервые введены понятия «блочная структура программы» и «динамическое распределение памяти»; BASIC – специализированный язык программирования для начинающих (середина 60 -х годов 20-го века). Характеризуется простотой освоения и наличием универсальных средств для решения научных, технических и экономических задач, а также задач, например, игровых.
• Фортран создан в начале 50-х годов 20-го века для программирования научно-технических задач;
• Кобол – создан в конце 60-х годов 20-го века для решения задач обработки больших объемов данных, хранящихся на различных носителях данных;
• Алгол (1960 год) – это многоцелевой расширенный язык программирования. В нем впервые введены понятия «блочная структура программы» и «динамическое распределение памяти»;
• BASIC – специализированный язык программирования для начинающих (середина 60 -х годов 20-го века). Характеризуется простотой освоения и наличием универсальных средств для решения научных, технических и экономических задач, а также задач, например, игровых.

Эти языки в какой – то мере были привязаны к конкретной архитектуре ЭВМ

Языки процедурного программирования

• PL-1 - многоцелевой универсальный язык (1963-1966гг) хорошо приспособлен для исследования и планирования вычислительных процессов, моделирования, решения логических задач, разработки систем математического обеспечения;
• Паскаль (PASCAL) (1968-1971гг). К его основным принципам можно отнести структурное программирование и программирование «сверху-вниз»;
• АДА (1979 г) - назван в честь первой программистки Ады Лавлейс- дочери Байрона. Его отличает модульность конструкций;
• СИ (начало 70-х годов). В СИ различия между выражениями и операторами сглажены и отсутствует понятие процедуры , а использование подпрограмм основано на понятии функции , которая может сочетать в себе возможности процедуры.

Декларативные языки программирования

• Функциональное программирование- это способ составления программ, в которых единственным действием является вызов функции. В нем не используется память, как место для хранения данных, а, следовательно, не используются промежуточные переменные, операторы присваивания и циклы. Программа, написанная на функциональном языке, представляет собой последовательность описания функций и выражений. Выражение вычисляется сведением сложного к простому. Все выражения записываются в виде списков. Первым языком стал язык Лисп ( LISP , LIST Processing- обработка списков) создан в 1959г. Этот язык позволяет обрабатывать большие объемы текстовой информации.

Декларативные языки программирования

• Логическое программирование - это программирование в терминах логики. В 1973 году был создан язык искусственного интеллекта Пролог ( PROLOG ) (Programming in Logic). 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. Логические программы не отличаются высоким быстродействием, так как процесс их выполнения сводится к построению прямых и обратных цепочек рассуждений разнообразными методами поиска.

Языки программирования баз данных

Языки программирования баз данных отличаются от алгоритмических языков прежде всего своим функциональным назначением. При работе с базами данных выполняются следующие операции:

• создание, преобразование и удаление таблиц в БД;
• поиск, отбор, сортировка по запросам пользователя;
• добавление новых записей и модификация существующих, удаление записей и др.

Для чего был создан структурированный язык запросов SQL (Structured Query Language). SQL – это стандартный язык работы с реляционными базами данных.

Сегодня в мире ведущими производителями СУБД являются: Microsoft (SQL Server), IBM (DB2), Oracle, Software AG (Adabas), Informix и Sybase.

Практически в каждой СУБД имеется свой встроенный язык работы с БД: в Oracle - PL/SQL, в Informix – INFORMIX 4GL, в Adabas – Natural и т.д.

Языки программирования для компьютерных сетей

• Языки программирования для компьютерных сетей являются интерпретируемыми. Интерпретаторы для них распространяются бесплатно, а сами программы – в исходных текстах. Такие языки называются скрипт – языками.
• Язык HTML (Hyper Text Markup Language) – универсальный язык разметки гипертекста, используемый для подготовки Web документов для Internet. Язык позволяет форматировать текст, добавлять графические образы, работать с таблицами и организовывать связь одного документа с другим с помощью механизма гиперссылок.
• Язык Perl (80 г) содержит многочисленные функции работы со строками, массивами, всевозможные средства преобразования данных.
• Язык PHP (1995-1997гг) обладает средствами доступа к БД и используется создателями динамических сайтов во всем мире.
• Язык Tcl/Tk (конец 80-х годов) предназначен для работы с абстрактными не типизированными объектами и позволяет создавать программы с графическим интерфейсом.
• Язык VRML (1994г) создан для организации виртуальных трехмерных интерфейсов в Интернете.
• Язык XML . С 1996г идет работа над созданием универсального языка структуры документов. Может стать заменой языка HTML .