Теория и практика языков программирования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

язык программирование паскаль бейсик

Введение

1. Понятие о языках программирования

1.1 Классификация языков программирования

1.2 Классы языков программирования

2. Развитие языков программирования

2.1 Первый этап развития

2.2 Второй этап развития

3. Достоинства и недостатки основных классов языков программирования

3.1 Ассемблер

3.2 Паскаль

3.3 Си

3.4 Си++

3.5 Фортран

3.6 Кобол

3.7 Бейсик

3.8 SQL

3.9 HTML

3.10 Java

Заключение

Список литературы

Введение

Если вы хотите создавать программы, которые будут выполняться на компьютере, то ниже приведен список современных языков программирования.

На вопрос "какой язык программирования лучше всего использовать" однозначного ответа нет. Такой ответ вам могут дать только профессора в учебных заведениях. Другой путь это если вы точно знаете, что хотите делать и как это будет выглядеть

Языки программирования - это формальные языки, специально созданные для общения человека с компьютером. Каждый язык программирования, равно как и "естественный" язык (русский, английский и т.д.), имеет алфавит, словарный запас свои грамматику и синтаксис, а также семантику.

Языки программирования претерпели большие изменения с тех пор, как в сороковых годах началось их использование. Они все еще продолжают изменяться и теперь даже быстрее, чем когда-либо ранее. Развиваться именно как компьютерные программы эти языки начали в середине 60-х - начале 70х, когда были созданы первые настоящие компьютеры, способные исполнять несколько различных функций. Со временем количество компиляторов увеличивалось по мере того, как расширялись направления работы компьютеров. Например, некоторые из них использовались исключительно для создания операционных систем, другие - только для написания программного обеспечения разнообразных направлений. Процесс написания элементарного калькулятора - уже достаточно сложная процедура, требующая определённых знаний и навыков.

Цели курсовой работы:

1. Просмотреть общее сведения и уровни языков программирования.

2. Просмотреть историю развития языков программирования.

3. Сделать обзор достоинств и недостатков языков программирования.



1. Понятие о языках программирования

Основные понятия в языках программирования.

Алфавит - фиксированный для данного языка набор основных символов, допускаемых для составления текста программы на этом языке.

Синтаксис - система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования из букв алфавита.

Семантика - система правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести процесс обработки данных.

Взаимодействие синтаксических и семантических правил определяют те или иные понятия языка, например, операторы, идентификаторы, переменные, функции и процедуры, модули и т.д. В отличие от естественных языков правила грамматики и семантики для языков программирования, как и для всех формальных языков, должны быть явно, однозначно и четко сформулированы.

Синтаксис - описывает структуру программ как наборов символов (обычно говорят -- безотносительно к содержанию).

Пример синтаксической ошибки: употребление оператора цикла For без To или Next, или отсутствие знака равенства в приведенной на рисунке программе.

Синтаксические ошибки распознаются встроенным синтаксическим анализатором.

Синтаксису языка противопоставляется его семантика. Синтаксис языка описывает "чистый" язык, в то же время семантика приписывает значения (действия) различным синтаксическим конструкциям.

Семантика - определяет смысловое значение предложений алгоритмического языка. Пример семантической ошибки:

1) For i As Integer = 1 To 10 Step -2

2) Если надо вычислить, то запись x = a / b * c содержит семантическую ошибку, т.к. приоритет операций деления и умножения одинаков, то вначале а делится на b, а затем полученный результат умножает на с.

Поиск этих ошибок происходит с помощью логического анализа работы программы и ее тестирования.

1.1 Классификация языков программирования

Языки программирования - искусственные языки. Они отличаются от естественных человеческих языков малым количеством слов, значение которых понятно транслятору (эти слова называются ключевыми), и довольно жесткими требованиями по форме записи операторов (совокупность этих требований образует грамматику и синтаксис языка программирования). Нарушения формы записи приводят к тому, что транслятор не может правильно выполнить перевод и выдает сообщение об ошибке.

Существуют два уровня языков программирования:

1. Языки низкого уровня

2. Языки высокого уровня

Язык программирования низкого уровня - это язык программирования, созданный для использования со специальным типом процессора и учитывающий его особенности. Он близок к машинному коду и позволяет непосредственно реализовать некоторые команды процессора. Они мало похожи на привычный человеку язык. Большие программы на таких языках пишутся редко. Но программы работают быстро, занимая маленький объем и допуская минимальное количество ошибок. Чем ниже и ближе к машинному уровень языка, тем меньше и конкретнее задачи, которые ставятся перед каждой командой.

Для каждого типа процессоров самым низким уровнем является язык ассемблера, который позволяет представить машинный код не в виде чисел, а в виде условных обозначений, называемых мнемониками. У каждого типа процессора свой язык ассемблера; его можно рассматривать одновременно и как особую форму записи машинных команд, и как язык программирования самого низкого уровня.

Достоинством языков низкого уровня является то, что с их помощью создают самые эффективные программы (краткие и быстрые). Недостаток таких языков в том, что их трудно изучать из-за необходимости понимать устройство процессора и в том, что программа, созданная на таком язык, неприменима для процессоров других типов.

Языки программирования высокого уровня заметно проще в изучении и применении. Программы, написанные с их помощью, можно использовать на любой компьютерной платформе 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.

Языки высокого уровня в большей степени ориентированы на человека; команды этих языков - понятные человеку английские слова.

Каждый язык используется для решения определённого типа задач:

1. Фортран - старейший язык программирования, предназначен для решения математических задач.

2. Кобол - для решения экономических задач

3. Delphi - универсальный.

4. Бейсик, Pascal - для обучения.

5. Java - язык сетевого программирования.

6. Для системного программирования наиболее подходят языки C, C++, C#. Cи - язык разработанный для написания операционной системы UNIX (обычно ядро операционных систем писали на Assembler).

Программа, написанная на языке программирования, представляет собой просто текст. Чтобы компьютер мог выполнять команды, содержащиеся в этой программе, надо перевести программу в набор понятных компьютеру инструкций, записанных в двоичной форме (в код). Такой перевод называется трансляцией.

По способу трансляции языки делятся на:

1. Компиляторы

2. Интерпретаторы

В компиляторах перевод всего текста программы в код осуществляется сразу, и создаются исполняемый файл, который затем можно неоднократно запускать.

В интерпретаторах при запуске программы каждая ее строчка последовательно переводится в код и выполняется; затем переводится в код и выполняется другая строчка, и так далее.

Рис. 1 - Схема языков программирования

1.2 Классы языков программирования

Различают несколько классов языков программирования:

1. Императивное

2. Декларативное

3. Функциональное

4. Логическое

1. Императивные языки программирования - Бейсик, Паскаль, Си и прочие (включая объектно-ориентированные). Характеризуются последовательным, пошаговым изменением состояния вычислителя. При этом управление изменениями полностью определено и полностью контролируемо.

Одна из характерных черт императивного программирования - наличие переменных с операцией "разрушающего присвоения". То есть, была переменная А, было у нее значение Х. Алгоритм предписывает на очередном шаге присвоить переменной А значение Y. То значение, которое было у А, будет "навсегда забыто".

Если задача описывается последовательным исполнением операций ("открыть кран, набрать воды"), то такие задачи идеальные кандидаты на императивную реализацию.

2. Декларативные языки программирования:

Функциональные языки программирования - LISP, ISWIM (If you See What I Mean), ML (Meta Language), Miranda.

В языках функционального программирования основными конструктивными элементами являются функции. Тексты программ на функциональных языках программирования описывают "как решить задачу", но не предписывают последовательность действий для решения.

Способ решения задачи описывается при помощи зависимости функций друг от друга без указания последовательности шагов.

3. Функциональное программирование, как и другие модели "неимперативного" программирования, обычно применяется для решения задач, которые трудно сформулировать в терминах последовательных операций. Это, например, задачи распознавания образов, общение с пользователем на естественном языке, реализация экспертных систем, автоматизированное доказательство теорем, символьные вычисления. Логические языки программирования - Prolog.

4. В логическом программировании программа представляет из себя некоторую теорию (описанную на достаточно ограниченном языке), и утверждение, которое нужно доказать. В доказательстве этого утверждения и будет заключаться исполнение программы.

Логическое программирование оказывается удобным для реализации сложных задач; например, диспетчерская система лондонского аэропорта Хитроу в настоящий момент переписывается на Прологе.

1. Процедурное

2. Объектно-ориентированное

Процедурные языки программирования - используют процедуры (подпрограммы, методы или функции). Процедуры содержат последовательность шагов для выполнения. В ходе выполнения программы любая процедура может быть вызвана из любой точки. При процедурном программировании программа разбивается на части в соответствии с алгоритмом: каждая часть (подпрограмма, функция, процедура) является составной частью алгоритма. Языки: Ада, Бейсик, Си, C++, С# (из Microsoft) КОБОЛ, Паскаль, Delphi, Фортран, Java, Перл, Visual Basic, PHP

Объектно-ориентированный подход к программированию - это подход к разработке программного обеспечения, основанный на объектах, а не на процедурах. При объектно-ориентированном программировании программа строится как совокупность взаимодействующих объектов. Языки: Java, Си, Visual Basic

Объект - это базовое понятие ООП. Любой объект принадлежит одному или нескольким классам, которые в свою очередь определяют, описывают поведение объекта.

Примеры классов: "Птицы", "Автомобили". Примеры объектов: "птица грач", "автомобиль Audi".

Каждый объект характеризуется свойствами, методами и событиями.

Свойства - описание объекта. Примеры атрибутов: "имя", "рост". Набор конкретных значений определяет текущее состояние объекта.

Метод - это действие объекта, изменяющее его состояние или реализующее другое его поведение. Пример методов: "назвать свое имя", "стать невидимым".

К концепции ООП относится:

Полиморфизм - это взаимозаменяемость объектов с одинаковым интерфейсом. Кратко смысл полиморфизма можно выразить фразой: "Один интерфейс, множество методов". В зависимости от типа объекта одно и то же сообщение может соответствовать различным действиям - методам для достижения требуемого результата.

Наследование - возможность порождать один класс от другого с сохранением всех свойств и методов класса-предка (иногда его называют суперклассом) и добавляя, при необходимости, новые свойства и методы. Наследование призвано отобразить такое свойство реального мира, как иерархичность.

Инкапсуляция - это принцип, согласно которому любой класс должен рассматриваться как чёрный ящик - пользователь класса должен видеть и использовать только интерфейс (от английского interface - внешнее лицо, т. е. список декларируемых свойств и методов) класса и не вникать в его внутреннюю реализацию. Этот принцип позволяет минимизировать число связей между классами и, соответственно, упростить независимую реализацию и модификацию классов. Смысл инкапсуляции состоит в том, что внешний пользователь не знает детали реализации объекта, работая с ним путём предоставленного объектом интерфейса.

1. Неструктурное

2. Структурное

Неструктурное программирование допускает использование в явном виде команды безусловного перехода (в большинстве языков GOTO). Типичные представители - ранние версии Бейсика и Фортрана. Однако в языках высокого уровня наличие команды перехода приводит к бесконечным переходам вверх-вниз, и программу трудно сопровождать и модифицировать.

В структурном программировании задача разбивается на большое число мелких подзадач, каждая из которых решается своей процедурой или функцией (декомпозиция задачи). При этом проектирование программы идет по принципу сверху вниз: сначала определяются необходимые для решения программы модули, их входы и выходы, а затем уже эти модули разрабатываются. Такой подход вместе с локальными именами переменных позволяет разрабатывать проект силами большого числа программистов.

Табл. 1 - Основные языки программирования

Язык	Основное использование	Описание
Ада	В обороне	Высокого уровня
Ассемблер	Работы, требующие детального контроля за аппаратным обеспечением, быстрого исполнения и программ малого размера	Быстрый и эффективный, но требующий определенных усилий и навыков
Бейсик	В образовании, бизнесе, дома	Прост в изучении
С	Системное программирование, универсальное программирование	Быстрый и эффективный, широко используется как универсальный язык
С++	В объектно-ориентированном программировании	Основан на языке С
Кобол	Программирование в бизнесе	Жестко ориентирован на коммерческие задачи, легко научиться, но очень много операторов
Форт	Управление приложениями	Использует инверсную польскую запись
Фортран	Научная работа и вычисления	Основан на математических формулах
Модула-2	Системное программирование и программирование в режиме реального времени, универсальное программирование	Высоко структурирован, предназначен заменить Паскаль для приложений "реального мира"
Оберон	Универсальное программирование	Компактный язык, соединяющий многие черты Паскаля и Модула-2
Паскаль	Универсальный язык	Высоко структурирован
Пролог	Искусственный интеллект	Символьно-логическая система программирования, в начале предназначенная для решения теорем, но сейчас используется чаще для решения задач, связанных с искусственным интеллектом



2. Развитие языков программирования

В пятидесятые годы двадцатого века с появлением компьютеров на электронных лампах началось бурное развитие языков программирования. Компьютеры, стоившие в то время значительно дороже, чем разработка любой программы, требовали высокоэффективного кода. Такой код разрабатывался вручную на языке Ассемблер.

2.1 Первый этап развития

Первые ЭВМ, созданные человеком, имели небольшой набор команд и встроенных типов данных, но позволяли выполнять программы на машинном языке. Машинный язык (МЯ) - единственный язык, понятный ЭВМ. Он реализуется аппаратно: каждую команду выполняет некоторое электронное устройство. Программа на МЯ представляет собой последовательность команд и данных, заданных в цифровом виде.

Этот этап в развитии языков программирования показал, что программирование является сложной проблемой, трудно поддающейся автоматизации, но именно программное обеспечение определяет в конечном счете эффективность применения ЭВМ. Поэтому на всех последующих этапах усилия направлялись на совершенствование интерфейса между программистом и ЭВМ - языка программирования.

Стремление программистов оперировать не цифрами, а символами, привело к созданию мнемонического языка программирования, который называют ассемблером. Этот язык имеет определенный синтаксис записи программ, в котором, в частности, цифровой код операции заменен мнемоническим кодом. Программа стала иметь более читаемую форму, но ее не понимала ЭВМ. Поэтому понадобилось создать специальную программу транслятор, который преобразует программу с языка ассемблера на машинный язык. Эта проблема потребовала, в свою очередь, глубоких научных исследований и разработки различных теорий, например, теорию формальных языков, которые легли в основу создания трансляторов. Практически любой класс ЭВМ имеет свой язык ассемблера. На сегодняшний день язык ассемблера используется для создания системных программ, использующих специфические аппаратные возможности данного класса ЭВМ.

2.2 Второй этап развития

Следующий этап характеризуется созданием языков высокого уровня (ЯВУ). Эти языки являются универсальными (на них можно создавать любые прикладные программы) и алгоритмически полными, имеют более широкий спектр типов данных и операций, поддерживают технологии программирования. На этих языках создается неисчислимое множество различных прикладных программ. Языки программирования высокого уровня делятся на несколько видов.

Среди принципиальных отличий ЯВУ от языков низкого уровня выделяют следующее:

1. использование переменных;

2. возможность записи сложных выражений;

3. расширяемость типов данных за счет конструирования новых типов из базовых;

4. расширяемость набора операций за счет подключения библиотек подпрограмм;

5. слабая зависимость от типа ЭВМ.

С усложнением языков программирования усложняются и трансляторы для них. Теперь в набор инструментов программиста, кроме транслятора, входит текстовый редактор для ввода текста программ, отладчик для устранения ошибок, библиотекарь для создания библиотек программных модулей и множество других служебных программ. Все вместе это называется системой программирования. Наиболее яркими представителями ЯВУ являются FORTRAN, PL/1, Pascal, C, Basic, Ada.

Как можно заметить, было создано большое число языков одного класса. Каждый из разработчиков ЯВУ стремился создать самый лучший и самый универсальный язык, который позволял бы быстро получать самые эффективные, надежные и безошибочные программы. Однако в процессе этого поиска выяснилось, что дело не в самом языке, а в технологии его использования. Поэтому дальнейшее развитие языков стало определяться новыми технологиями программирования.

Одновременно с развитием универсальных ЯВУ стали развиваться проблемно-ориентированные языки программирования, которые решали экономические задачи (COBOL), задачи реального времени (Modula-2, Ada), символьной обработки (Snobol), моделирования (GPSS, Simula, SmallTalk), численно-аналитические задачи (Analitic) и другие. Эти специализированные языки позволяли более адекватно описывать объекты и явления реального мира, приближая язык программирования к языку специалиста в проблемной области.

Другим направлением развития языков программирования является создание языков сверхвысокого уровня (ЯСВУ). С помощью языков программирования программист задает процедуру (алгоритм) получения результата по известным исходным данным, поэтому они называются процедурными языками программирования. На ЯСВУ программист задает отношения между объектами в программе, например, систему линейных уравнений, и определяет, что нужно найти, но не задает как получить результат.

Такие языки еще называют непроцедурными, так как сама процедура поиска решения встроена в язык (в его интерпретатор). Такие языки используются, например, для решения задач искусственного интеллекта (Lisp, Prolog) и позволяют моделировать мыслительную деятельность человека в процессе поиска решений.

К непроцедурным языкам относят и языки запросов систем управления базами данных (QBE, SQL).



3. Достоинства и недостатки основных классов языков программирования

Даже при наличии десятков тысяч программ для PC пользователям может потребоваться что-то такое, чего не делают (или делают, но не так) имеющиеся программы. В этих случаях следует использовать системы программирования, т.е. системы для разработки новых программ. Эти системы обычно включают компилятор, осуществляющий преобразование программ на языке программирования в программу в машинных кодах, или интерпретатор, осуществляющий непосредственное выполнение программы на языке программирования, редактор текстов программ, библиотеки полезных подпрограмм, отладчики, а иногда и различные вспомогательные программы.

Для популярных языков программирования (Си, Си++, Паскаль, Бейсик, Фортран и др.) имеется множество систем программирования, позволяющих создавать программы, работающие в среде DOS, Windows и др. В последнее время стали появляться системы программирования на языке Java, они позволяют создавать программы, вызываемые при просмотре Web-страниц в глобальной электронной сети Internet.

Особым классом систем программирования являются системы для создания приложений типа клиент-сервер. Эти системы позволяют быстро создавать информационные системы для подразделений и даже крупных предприятий. В них содержатся средства для создания пользовательского интерфейса, описания процедур обработки данных, заготовки для выполнения типовых действий по обработке данных и т.д. Эти системы, как правило, позволяют работать с самыми различными СУБД -- Oracle, Microsoft SQL Server и др.



3.1 Ассемблер

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.

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 программиста от утомительного труда (неизбежного при программировании на языке машинных команд) по распределению памяти компьютера для команд, переменных и констант.

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. Этот язык часто применяют для программирования систем реального времени, технологическими процессами и оборудованием, обеспечение работы информационно-измерительных комплексов. К таким системам обычно предъявляются высокие требования по объему занимаемой машинной памяти. Часто язык Ассемблера дополняется средствами формирования макрокоманд, каждая из которых эквивалентна целой группе машинных команд. Такой язык называют языком макроассемблера. Применение мак "строительных" блоков и приближает язык Ассемблера к языку высокого уровня.

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

3.2 Паскаль

Язык программирования Паскаль был разработан профессором кафедры вычислительной техники Швейцарского Федерального института технологии Николасом Виртом в 1968 году как альтернатива существующим и все усложняющимся языкам программирования, таким, как PL/1, Algol, Fortran. Интенсивное развитие Паскаля привело к появлению уже в 1973 году его стандарта в виде пересмотренного сообщения, а число трансляторов с этого языка в 1979 году перевалило за 80.

В начале 80-х годов Паскаль еще более упрочил свои позиции с появлением трансляторов MS-Pascal и Turbo-Pascal для ПЭВМ. С этого времени Паскаль становится одним из наиболее важных и широко используемых языков программирования. Существенно то, что язык давно вышел за рамки академического и узко профессионального интереса и используется в большинстве университетов высокоразвитых стран не только как рабочий инструмент пользователя. Важнейшей особенностью Паскаля является воплощенная идея структурного программирования. Другой существенной особенностью является концепция структуры данных как одного из фундаментальных понятий.

Основные причины популярности Паскаля заключаются в следующем:

- простота языка позволяет быстро его освоить и создавать алгоритмически сложные программы

- развитые средства представления структур данных обеспечивают удобство работы как с числовой, так и с символьной и битовой информацией

- наличие специальных методик создания трансляторов с Паскаля упростило их разработку и способствовало широкому распространению языка

- оптимизирующие свойства трансляторов с Паскаля позволяют создавать эффективные программы. Это послужило одной из причин использования Паскаля в качестве языка системного программирования

- в языке Паскаль реализуются идеи структурного программирования, что делает программу наглядной и дает хорошие возможности для разработки и отладки

При описании достоинств Паскаля нужно сказать, что он является прототипом для языков нового поколения (среди которых следует отметить языки Ada и Modula-II). Паскаль дает очень много в понимании сущности программирования, он прививает хороший стиль программирования, тщательную разработку алгоритма. Преимущества этого языка особенно ощутимы при написании достаточно сложных и мобильных (т. е. легко переносимых на другие PC) программ.

3.3 Си

Сотрудник фирмы Bell Labs Денис Ритчи создал язык Си в 1972 году 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 служил язык Би разработанный Томпсоном. Язык программирования 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.

Си является орудием системного программиста и позволяет глубоко влезать в самые тонкие механизмы обработки информации на ЭВМ. Хотя язык требует от программиста высокой дисциплины, он не строг в формальных претензиях и допускает краткие формулировки.

Си - современный язык. Он включает в себя те управляющие конструкции, которые рекомендованы теорией и практикой программирования. Его структура побуждает программиста использовать в своей работе нисходящее проектирование, структурное программирование и пошаговую разработку модулей.

Си - эффективный язык. Его структура позволяет наилучшим образом использовать возможности современных ПЭВМ. Программирование на этом языке отличается компактностью и быстротой исполнения.

Си - переносимый или мобильный язык. Это означает, что программа, написанные на этом языке для одной вычислительной системы, может быть перенесена с минимальными изменениями на другую.

Си - мощный и гибкий язык. Большая часть операционной системы Unix, компиляторы и интерпретаторы языков Фортран, Паскаль, Лисп, и Бейсик написаны именно с его помощью.

Си - удобный язык. Он достаточно структурирован, чтобы поддерживать хороший стиль программирования и вместе с тем не связан жесткими ограничениями.

В некотором смысле язык Си - самый универсальный, т.к. кроме набора средств, присущих современным языкам программирования высокого уровня (структурность, модульность, определенные типы данных), в него включены средства для программирования практически на уровне ассемблера. Большой набор операторов и средств требуют от программиста осторожности, аккуратности и хорошего знания языка со всеми иго преимуществами и недостатками.



3.4 Си++

Язык C++ появился в начале 80-х годов. Созданный Бьерном Страуструпом с первоначальной целью избавить себя и своих друзей от программирования на ассемблере, Си или различных других языках высокого уровня.

Очевидно, что больше всего C++ позаимствовал из языка Си, а также из непосредственного его предшественника языка BCPL. Эти заимствования обеспечили C++ мощными средствами низкого уровня, позволяющие решать сложные задачи системного программирования. Но что в первую очередь отличает C++ от Си - это разная степень внимания к типам и структурам данных. Это связанно с появлением понятий класса, производного класса и виртуальной функции, перенятых в свою очередь из языка Симула 67. Это дает в C++ более эффективные возможности для контроля типов и обеспечивает модульность программы.

По мнению автора языка, различие между идеологией Си и C++ заключается примерно в следующем: программа на Си отражает "способ мышления" процессора, а C++ - способ мышления программиста. Отвечая требованиям современного программирования, C++ делает акцент на разработке новых типов данных наиболее полно соответствующих концепциям выбранной области знаний и задачам приложения. Класс является ключевым понятием C++. Описание класса содержит описание данных, требующихся для представления объектов этого типа и набор операций для работы с подобными объектами.

В отличие от традиционных структур Си и Паскаля, членами класса являются не только данные, но и функции. Функции - члены класса имеют привилегированный доступ к данным внутри объектов этого класса и обеспечивают интерфейс между этими объектами и остальной программой. При дальнейшей работе совершенно не обязательно помнить о внутренней структуре класса и механизме работы встроенных функций. В этом смысле класс подобен электрическому прибору - мало кто знает о его устройстве, но все знают, как им пользоваться.

Язык С++ является средством объектного программирования, новейшей методики проектирования и реализации программ, которая в текущем десятилетии, скорее всего, заменит традиционное процедурное программирование. Главной целью создателя языка доктора Бьерна Страустрапа было оснащение языка С++ конструкциями, позволяющими увеличить производительность труда программистов и облегчить процесс овладения большими программными продуктами.

Абстракция, реализация, наследование и полиморфизм являются необходимыми свойствами которыми обладает язык С++, благодаря чему он не только универсален, как и язык Си, но и является объектным языком.

3.5 Фортран

Фортран широко распространенный язык, особенно среди пользователей, которые занимаются численным моделированием. Это объясняется несколькими причинами:

- существованием огромных фондов прикладных программ на Фортране, накопленных за эти годы, а также наличием огромного количества программистов, эффективно использующих этот язык;

- наличием эффективных трансляторов Фортрана на всех типах ЭВМ, причем версии для различных машин достаточно стандартизированы и перенос программ с машины на машину обычно не составляет больших трудностей;

- изначальной направленностью Фортрана на физико-математические и технические приложения; в частности, это проявилось в том, что в течение долгого времени он оставался единственным языком со встроенным комплексным типом переменных и большим набором встроенных функций для работы с такими переменными.

За прошедший период сформировалась новая методология и философия программирования. С начала 70-х годов Фортран подвергался заслуженной критике. В 1977 году был принят новый стандарт языка Фортран-77. На создание нового стандарта ушло много времени, но сейчас уже можно считать, что его разработка завершена и новый стандарт Фортран-90 начал входить в практику пользователей Фортрана. Только на машинах типа IBM PC существует несколько трансляторов, например, Watfor, Lap-Fortran и т. д. Но наибольшее распространение на машинах этого типа получили различные версии транслятор Fortran-77. Выпущенный в 1990 году транслятор MS-Fortran 5.0 практически полностью соответствует стандарту Fortran-90.

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

3.6 Кобол

Кобол - это сравнительно старый язык, разработанный 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. Подобные программы принято называть самодокументирующимися.

К числу других плюсов Кобола обычно 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.

Перечисляя минусы нельзя не вспомнить о том, что на Коболе можно запрограммировать лишь простейшие алгебраические вычисления. Для инженерных расчетов этот язык не годится. Еще одна причина, которая в какой-то мере сдерживает развитие языка, - это наличие в США специально созданного отраслевого комитета, вырабатывающего стандарты, за соблюдением которых следит правительственная комиссия. Как это всегда бывает в подобных случаях, фирмы, занимающиеся разработкой программного обеспечения, не торопятся подгонять свои заготовки к жестким требованиям комиссии, отсутствует конкуренция версий, а в итоге проигрывает распространение языка.

3.7 Бейсик

Бейсик (Basic - Beginner's All-Purpose Symbolic Instruction Code - "универсальный символический код инструкций для начинающих"). Прямой потомок Фортрана и до сих пор самый популярный язык программирования для персональных компьютеров. Появился Бейсик в 1963 году (назвать автора было бы трудно, но основная заслуга в его появлении несомненно принадлежит американцам Джону Кемени и Томасу Курцу). Как и любые преимущества, простота Бейсика 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.

Разработаны мощные компиляторы Бейсика, которые обеспечивают не только богатую лексику и высокое быстродействие, но и возможность структурного программирования. По мнению некоторых программистов, наиболее интересными версиями являются GWBASIC, Turbo-Basic и Quick Basic.

В свое время появление Quick Basic ознаменовало рождение второго поколения систем программирования на языке Бейсик. Он предоставлял возможность модульного и процедурного программирования, создания библиотек, компиляции готовых программ и прочее, что вывело его на уровень таких классических языков программирования, как Си, Паскаль, Фортран и др. Более того, в связи с отсутствием официального стандарта языка Бейсик, его реализация в виде Quick Basic стала фактическим стандартом. Безусловными лидерами среди различных версий Бейсика были Quick Basic 4.5 и PDS 7.1 фирмы Microsoft, появившиеся в конце 80-х годов.

3.8 SQL

SQL принципиально отличается от традиционных алгоритмических языков программирования прежде всего тем, что он относится к непроцедурным языкам. На языке типа Кобол или Си можно записать шаг за шагом все инструкции, необходимые для исполнения программы. Язык SQL позволяет задать только то, "что нужно делать", а само исполнение отдельных операций ("как делать") возлагается непосредственно на СУБД. Такой подход в значительной мере определяется самой философией реляционных баз данных. СУБД в данном случае рассматривается как "черный ящик", и что происходит внутри него, пользователя не должно касаться. Его должно интересовать только внесение в базу данных необходимых изменений и получение правильного ответа на запрос.

Другой особенностью SQL является так называемая трехзначная логика. В большинстве языков булево выражение может принимать только два значения: истина и ложь. Язык SQL позволяет записывать в базу данных значение NULL (пустое значение). NULL - это специальный код, который помещается в столбец таблицы, если по какой-нибудь причине в нем отсутствуют данные. Когда значение NULL участвует в операциях сравнения, булев результат будет ни истина и ни ложь, а неизвестно.

Строго говоря, SQL не является языком программирования согласно определению этого термина. SQL представляет собой субъязык данных, предназначенный для использования только в качестве интерфейса с БД. Сам по себе SQL не содержит тех средств, которые необходимы для разработки законченных программ. И может применяться в форме одной из трех прикладных реализаций:

1. Интерактивный (или автономный) SQL дает возможность пользователям непосредственно извлекать информацию из базы или записывать в нее данные. Информация, получаемая по запросу SQL, может быть выдана на экран, переадресована в файл или на принтер.

2. Статический SQL позволяет записать фиксированный исполняемый код SQL, он обычно используется в приложениях.

Есть две разновидности статического SQL: встроенный и модульный.

Встроенный SQL определен как код SQL, который включен в исходный текст программы, написанной на другом языке программирования. В реальной жизни большинство приложений разрабатываются на алгоритмических языка (например, Си или Кобол), однако для обращения к БД используется встроенный SQL.

В модульном варианте операторы SQL записаны в отдельных модулях, которые компонуются с модулями основного языка. В первый стандарт - SQL86 - был включен только модульный SQL, а встроенный SQL не нашел себе места в официальной части стандарта, хотя и был приведен в приложении. Сегодня встроенный SQL пользуется гораздо большей популярностью среди разработчиков, чем модульный, и стандарт SQL92 поддерживает обе версии статического SQL.

3. Динамический SQL дает возможность генерировать код SQL во время исполнения приложения и используется вместо статического SQL в тех случаях, когда при разработке приложения необходимый код SQL еще не может быть определен или зависит от того, какой выбор сделает пользователь.

Операторы динамического SQL обычно применяются в диалоговых средах для построения запросов и в графических средствах разработки приложений БД.

3.9 HTML

Термин HTML (HyperText Markup Language) означает "язык маркировки (разметки) гипертекстов". Первую версию HTML разработал сотрудник Европейской лаборатории физики элементарных частиц Тим Бернерс-Ли.

Язык HTML был необходим для статического размещения страниц во "Всемирной паутине" WWW (World Wide Web).

Со времени создания первой версии HTML претерпел некоторые изменения. Как и многое другое в компьютерном мире, версии, или спецификации, HTML оказались пронумерованными. Известны спецификации 2.0, 3.0 и 3.2.

3.10 Java

Язык Java зародился как часть проекта создания передового программного обеспечения (ПО) для различных бытовых приборов. Реализация проекта была начата на языке С++, но вскоре возник ряд проблем, наилучшим средством борьбы с которыми было изменение самого инструмента - языка программирования. Стало очевидным, что необходим платформо-независимый язык программирования, позволяющий создавать программы, которые не приходилось бы компилировать отдельно для каждой архитектуры и можно было бы использовать на различных процессорах под различными операционными системами.

Язык Java потребовался для создания интерактивных продуктов для сети Internet. Фактически, большинство архитектурных решений, принятых при создании Java, было продиктовано желанием предоставить синтаксис, сходный с Си и Cи++. В Java используются практически идентичные соглашения для объявления переменных, передачи параметров, операторов и для управления потоком выполнением кода. В Java добавлены все хорошие черты C++.

Три ключевых элемента объединились в технологии языка Java

- Java предоставляет для широкого использования свои апплеты (applets) -- небольшие, надежные, динамичные, не зависящие от платформы активные сетевые приложения, встраиваемые в страницы Web. Апплеты Java могут настраиваться и распространяться потребителям с такой же легкостью, как любые документы HTML.

- Java высвобождает мощь объектно-ориентированной разработки приложений, сочетая простой и знакомый синтаксис с надежной и удобной в работе средой разработки. Это позволяет широкому кругу программистов быстро создавать новые программы и новые апплеты.

- Java предоставляет программисту богатый набор классов объектов для ясного абстрагирования многих системных функций, используемых при работе с окнами, сетью и для ввода-вывода. Ключевая черта этих классов заключается в том, что они обеспечивают создание независимых от используемой платформы абстракций для широкого спектра системных интерфейсов.



Рис. 2 - Какой язык программирования выбрать



Заключение

Изобретение языков программирования высшего уровня, а также их постоянное совершенствование и развитие, позволило человеку не только общаться с машиной и понимать ее, но использовать ЭВМ для сложнейших расчетов в области самолетостроения, ракетостроения, медицины и даже экономики.

Несмотря на то, что современный уровень развития языков программирования находятся на высоком уровне, тенденция их развития, а также развития информационных технологий в целом, складывается таким образом, что можно предположить, что в ближайшем будущем, человеческие познания в этой сфере, помогут произвести на свет языки, умеющие принимать, обрабатывать и передавать информации в виде мысли, слова, звука или жеста.

В заключение подведем итог, что лучший вариант для начинающих это Visual Basic, но только для освоения принципов программирования, не имея никаких планов в дальнейшем. Так как переходить на другие языки будет сложно, потому что после Visual Basic, например, язык Си Вам покажется очень сложным (синтаксис, например). Хотя язык Си является отличным языком программирования, на нем пишутся высоконагружаемые приложения, так как программы на языке Си выполняются быстрей, чем те же самые программы, если бы их реализовать на других языках (исключение язык Assembler). Если все-таки планы на будущее имеются, и Вы хотите стать хорошим программистом, то однозначно нужно начинать с языка Си, изучив который Вам будет намного легче переходить к производным этого языка, таким как C++, C# или JAVA, которые очень распространены и широко используются в России.



Список литературы

1. "Теория и практика языков программирования" Сергей Орлов, 2013 - 688 с.

2. "Языки программирования. Концепции и принципы" Виталий Кауфман, 2010 - 464 с.

3. "Turbo Pascal для студентов и школьников" Светлана Ржеуцкая, Георгий Рапаков, 2012 - 352 с.

4. "Основы современного программирования. Учебное пособие" Сергей Зыков, 2012 - 444 с.

5. "Языки программирования" Ольга Голицына, Татьяна Партыка, Игорь Попов, 2010 - 400 с.

6. "Языки и методы программирования" Игорь Головин, Ирина Волкова, 2012 - 304 с.

7. http://5ballov.qip.ru/referats/preview/24779/?referat-evolyutsiya-yazyikov-programmirovaniya

8. "Программирование на языке высокого уровня" Сергей Синицын, Александр Михайлов, Олег Хлытчиев, 2010 - 400 с.

Размещено на Allbest.ru