Паскаль - язык структурно-ориентированного программирования

Язык Паскаль (Pascal), начиная с момента своего создания Н.Виртом в 1971 г., играет особую роль и в практическом программировании, и в его изучении. В нем реализованы принципы структурного программирования. Паскаль является классическим языком программирования, который первоначально был создан как учебный язык и лишь позже стал применяться для решения научных задач.

Трансляторы для программ, написанных на Паскале, разработаны для различных компьютеров и в настоящее время имеют множество разновидностей.

Различия между версиями языка Паскаль порой весьма велики. Так, базовая версия Вирта имеет многократно меньшие возможности чем, скажем, версия Турбо-Паскаль 7.0.

Любая Паскаль-программа является текстовым файлом с собственным именем и с расширением .pas. Паскаль-программа имеет вид последовательности символов латинских и русских букв, арабских цифр, знаков операций, скобок, знаков препинания и некоторых дополнительных символов. В ней можно выделить описания данных и операторы, описывающие действия, которые надо выполнить машине над этими данными.

Каждый раздел начинается со служебного слова, назначение которого зафиксировано в Паскале так, что его нельзя употреблять для других целей.

4.2 Бейсик - язык операционально и проблемно - ориентированного программирования

Бейсик относится к языкам операциональным, рожденным от Фортрана, в которых необязательно (хотя и вполне возможно) организовывать строго упорядоченные программные структуры.

Первая версия Бейсик относится к 1964 г. После 1967 г. к разработке этого языка подключились крупные фирмы, и были созданы версии для систем с разделением времени, для сетевых информационных систем, для мощных ЭВМ третьего поколения (включая отечественную версию «Бейсик ЕС»), для малых ЭВМ.

Будучи созданным для непрофессиональных программистов, Бейсик (Basic) живет уже четверть века и продолжает иметь множество пусть не поклонников, но пользователей. Бейсик характерен необычайным обилием версий, которые иногда настолько отличаются друг от друга, что могли бы считаться разными языками.

Бейсик оказался пригоден для первых учебных и бытовых ЭВМ с малым объемом оперативной памяти и невысоким уровнем системного программного обеспечения. Зачастую Бейсик-интерпретатор выполнял и функции операционной системы.

Бурное развитие микропроцессорной техники в 70-х, затем в 80-х годах и связанные с этим проблемы совместимости заставили разработчиков задуматься о стандарте Бейсика для персональных компьютеров. Бейсик стал системой программирования со всеми сервисными утилитами и инструментарием программиста.

Особый интерес представляет система помощи - help (подсказок), имеющая контекстную структуру с возможностью копирования примеров из текста подсказок, что позволяет осваивать работу с языком программирования практически самостоятельно.

По работе с графикой, возможностям обработки строк (текстов) Бейсик не уступает Паскалю, а по возможностям организации диалога, пожалуй, даже превосходит.

4.3 Общая характеристика языка Си

Язык программирования Си (С) - это универсальный язык с богатым набором операторов и компактным способом записи выражений. Благодаря гибкости и выразительности своих конструкций Си с момента своего появления (1972 г.) завоевал наибольшую популярность в среде профессиональных программистов и широко используется при разработке системных и прикладных программ. Си сочетает в себе черты, как языка высокого уровня, так и машинно-ориентированного языка, допуская программиста ко всем машинным ресурсам, чего не обеспечивают такие языки, как Бейсик и Паскаль

Си был создан Денисом Ритчи как инструмент для разработки операционной системы UNIX и реализован в рамках этой операционной системы. Название языка имеет случайное происхождение: «С» - третья буква английского алфавита - его предшественником был язык В.

Язык Си представляет собой удачный компромисс между желанием располагать теми возможностями, которые обычно предоставляют программисту столь понятные и удобные языки высокого уровня, и стремлением эффективно использовать особенности компьютера. Кроме набора средств, присущих современным языкам программирования высокого уровня (структурность, модульность, определяемые типы данных) в него включены средства для программирования «почти» на уровне ассемблера (использование указателей, побитовые операции, операции сдвига). Язык Си предоставляет программисту наибольшую свободу, содействуя устранению многих ошибок в программах еще на стадии их трансляции.

С помощью Си можно сделать то, что на Паскале сделать невозможно - например, написать фрагмент операционной системы, утилиты и т.п. В то же время, прикладные программы, написанные на Паскале, отличаются большей надежностью, чем написанные на Си; их легче читать, передавать от одного программиста другому для совершенствования и сопровождения.

4.4 Общая характеристика языка Пролог

Язык Пролог (Prolog) является представителем семейства языков логического программирования и в сравнении с традиционными языками программирования, предназначенными для записи алгоритмов, обладает существенными особенностями:

- программа на Прологе не является алгоритмом, а представляет собой запись условия задачи на языке формальной логики;

- язык Пролог предназначен не для решения вычислительных или графических задач, а для решения логических задач, для моделирования процесса логического умозаключения человека;

- Пролог требует особого стиля мышления программиста, что затрудняет изучение его теми, кто уже привык к процедурному программированию.

Язык Пролог в 1980-х годах был включен в ряд советских вузовских и школьных учебников информатики для изучения элементов математической логики, принципов логического программирования и проектирования баз знаний и моделей экспертных систем.

В японском проекте создания компьютеров 5-го поколения (обладающих искусственным интеллектом) Пролог положен в основу аппаратной организации и разработки программного обеспечения. Изучению языка Пролог очень способствует предшествующее изучение математической логики.

Все это позволяет отнести Пролог в существующем делении языков программирования к языкам сверхвысокого уровня.

4.5 Общая характеристика языка Лисп

Язык функционального программирования Лисп (Lisp) создан Дж. Маккарти в 1962 г. Подавляющее большинство программ искусственного интеллекта составлено на языке Лисп. Его популярность особенно велика в США. В нашей стране этот язык не получил широкого распространения, однако в настоящее время популярность этого языка быстро растет. Лисп - один из самых старых используемых языков программирования, но у него многое еще впереди.

Язык Лисп - один из первых языков обработки данных в символьной форме. Его название происходит от английских слов «lis t p rocessing» - «обработка списков». В Лиспе и программа, и обрабатываемые ею данные представляются в одной и той же форме - в форме списка. Таким образом, программы могут обрабатывать и преобразовывать другие программы и даже самих себя.

Используемый в Лиспе, так называемый, функциональный подход к программированию основывается на той простой идее, что вся обработка информации и получение искомого результата могут быть представлены в виде вложенных и/или рекурсивных вызовов функций, выполняющих некоторые действия, так что значение одной функции используется как аргумент другой. Значение этой функции становится аргументом следующей и т.д. пока не будет получен конечный результат - решение задачи.

Имеется большое число систем программирования на Лиспе, реализованных для компьютеров различных типов. Как правило, это интерпретирующие системы, работающие в интерактивном (диалоговом) режиме.

Лекция 12
СИСТЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

1 Средства создания программ

2 Интегрированные программные среды

3 Виды систем программирования

СРЕДСТВА СОЗДАНИЯ ПРОГРАММ

Системы программирования (инструментальные программы) - это комплекс программных средств, предназначенный для работы с программами на одном из языков программирования. Системы программирования предоставляют сервисные возможности программистам для разработки их собственных компьютерных программ.

Инструментальные программы отличаются друг от друга назначением и возможностями.

К системам (или средствам) автоматизации программирования (САП) относят:

- языки программирования;

- текстовый редактор;

- компилятор или интерпретатор;

- обширные библиотеки стандартных программ и функций;

- загрузчик программ (Load), позволяющий выбрать из директория нужный текстовый файл программы;

- запускатель программ (Run), осуществляющий процесс выполнения программы;

- отладчик (Debug), выполняющий сервисные функции по отладке и тестированию программы;

- диспетчер файлов (File), предоставляющий возможность выполнять операции с файлами: сохранение, поиск, уничтожение и т.п.;

- интегрированную среду разработки;

- встроенную справочную службу;

- мощные графические библиотеки; утилиты для работы с библиотеками и другие вспомогательные программы.

В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования нужно иметь следующие компоненты.

Язык программирования

Языки программирования служат средством передачи информации, средством записи текстов исходных программ. Поэтому в состав программ общего ПО они не входят.

Текстовый редактор

Текстовый редактор — это программа, используемая специально для ввода и редактирования текстовых данных.

Текст программы записывается с помощью ключевых слов, обычно происходящих от слов английского языка, и набора стандартных символов для записи всевозможных операций, формировать этот текст можно в любом редакторе, получая в итоге текстовый файл с исходным, текстом программы. Но лучше использовать специализированные редакторы, которые ориентированы на конкретный язык программирования. Подобные редакторы созданы для всех популярных языков и дополнительно могут автоматически проверять правильность синтаксиса программы непосредственно во время ее ввода.

Трансляторы

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

Различают трансляторы двух типов: интерпретаторы и компиляторы.

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

Интерпретатор (англ. interpreter — истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой.

Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.

В реальных машинах технологии компиляции и интерпретации перемешаны или обобщены одной программой – транслятором.

На этом этапе уже возможно получение готовой программы, но чаще всего в ней не хватает некоторых компонентов, поэтому компилятор обычно выдает промежуточный объектный код (двоичный файл, стандартное расширение.OBJ).