Структуры и типы данных языков программирования.

Язык программирования — формальная знаковая система, предназначенная для записи программ. Программа обычно представляет собой некоторый алгоритм в форме, понятной для исполнителя (например, компьютера). Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при составлении компьютерной программы. Он позволяет программисту точно определить то, на какие события будет реагировать компьютер, как будут храниться и передаваться данные, а также какие именно действия следует выполнять над этими данными при различных обстоятельствах.

Классификация языков программирования: Классификация языков программирования Языки программирования это формальная знаковая система, предназначенная для описания алгоритмов в форме, которая удобна для исполнителя. Языки низкого уровня Языки высокого уровня Машинно-ориентированные языки Алгоритмические языки (машинные коды, Ассемблер) вместо команды ассемблера ADD языки высокого уровня позволяют написать нормальное математическое выражение со знаком «+», например, a=b+c.

Каждый язык программирования предназначен для решения определенного класса задач:: Каждый язык программирования предназначен для решения определенного класса задач: Фортран – старейший язык программирования, предназначен для решения математических задач. Кобол – для решения экономических задач Бейсик, Pascal – для обучения Java (джава) – язык сетевого программирования. Для системного программирования наиболее подходят языки C, C++ и Ассемблер. C и – язык разработанный для написания операционной системы UNIX (обычно ядро операционных систем писали на Assembler).

Системы программирования: Системы программирования Системы программирования – это комплексы программ и прочих средств, предназначенных для разработки и их эксплуатации на конкретном языке программирования для конкретного вида ЭВМ. Система программирования включает: + библиотека подпрограмм, + Help

Выделяют два вида трансляторов: интерпретаторы и компиляторы. Интерпретатор переводит на язык машинных кодов поочередно каждый оператор исходной программы, проверяет правильность записи оператора и немедленно выполняет его. В отличие от интерпретатора компилятор осуществляет перевод на машинный язык всей исходной программы.

Синтаксис и семантика Каждый язык программирование обладает своими лексическими, синтаксическими и семантическими правилами, которые необходимо соблюдать при составлении компьютерной программы. Синтаксис – описывает структуру программ как наборов символов (обычно говорят — безотносительно к содержанию).

Семантика – определяет смысловое значение предложений алгоритмического языка. Поиск ошибок происходит с помощью логического анализа работы программы и ее тестирования.

3. Трансляция, компиляция и интерпретация
Трансляция программы — преобразование программы, представленной на одном из языков программирования, в программу на другом языке и, в определённом смысле, равносильную первой. При трансляции выполняется перевод программы, понятной человеку, на язык, понятный компьютеру. Выполняется специальными программными средствами (транслятором).

Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов. С точки зрения выполнения работы компилятор и интерпретатор существенно различаются. Если цель трансляции – преобразование всего исходного текста на внутренний язык компьютера (т.е. получение некоторого нового кода) и только, то такая трансляция называется такжекомпиляцией. Исходный текст называется также исходной программой или исходным модулем, а результат компиляции – объектным кодом или объектным модулем. Если же трансляции подвергаются отдельные операторы исходных текстов и при этом полученные коды сразу выполняются, такая трансляция называется интерпретацией. Поскольку трансляция выполняется специальными программными средствами (трансляторами), последние носят название компилятора или интерпретатора, соответственно.

Цель трансляции — преобразовать текст с одного языка на другой, который понятен адресату текста. В случае программ-трансляторов, адресатом является техническое устройство (процессор) или программа-интерпретатор.

Трансляторы подразделяют на:

Адресный. Функциональное устройство, преобразующее виртуальный адрес в реальный адрес

Диалоговый. Обеспечивает использование языка программирования в режиме разделения времени.

Многопроходной. Формирует объектный модуль за несколько просмотров исходной программы.

Обратный. То же, что детранслятор (декомпилятор, дизассемблер).

Однопроходной. Формирует объектный модуль за один последовательный просмотр исходной программы.

Оптимизирующий. Выполняет оптимизацию кода в создаваемом объектном модуле.

Синтаксически-ориентированный (синтаксически-управляемый). Получает на вход описание синтаксиса и семантики языка и текст на описанном языке, который и транслируется в соответствии с заданным описанием.

Тестовый. Набор макрокоманд языка ассемблера, позволяющих задавать различные отладочные процедуры в программах, составленных на языке ассемблера

Компиляция — преобразование программой-компилятором исходного текста программы, написанного на языке высокого уровня в машинный язык, в язык, близкий к машинному, или в объектный модуль. Результатом компиляции является объектный файл с необходимыми внешними ссылками для компоновщика.

Компилятор читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется.

Виды компиляции

Пакетная. Компиляция нескольких исходных модулей в одном пункте задания.

Построчная. То же, что и интерпретация.

Условная. Компиляция, при которой транслируемый текст зависит от условий, заданных в исходной программе. Так, в зависимости от значения некоторой константы, можно включать или выключать трансляцию части текста программы.

Интерпретация — процесс непосредственного покомандного выполнения программы без предварительной компиляции, «на лету»; в большинстве случаев интерпретация намного медленнее работы уже скомпилированной программы, но не требует затрат на компиляцию, что в случае небольших программ может повышать общую производительность.

Типы интерпретаторов

Простой интерпретатор анализирует и тут же выполняет (собственно интерпретация) программу покомандно (или построчно), по мере поступления её исходного кода на вход интерпретатора. Его достоинство - мгновенная реакция. Недостаток — такой интерпретатор обнаруживает ошибки в тексте программы только при попытке выполнения команды (или строки) с ошибкой.

Интерпретатор компилирующего типа — это система из компилятора, переводящего исходный код программы в промежуточное представление, например, в байт-код или p-код, и собственно интерпретатора, который выполняет полученный промежуточный код (так называемая виртуальная машина). Его достоинство – большее быстродействие выполнения программ (за счёт выноса анализа исходного кода в отдельный, разовый проход, и минимизации этого анализа в интерпретаторе). Недостатки — большее требование к ресурсам и требование на корректность исходного кода.

Модуль 9