К преимуществам компиляторов относятся: В чем состоят достоинства и недостатки интерпретаторов и компиляторов?

4. Основные принципы построения трансляторов. Трансляторы, компиляторы и интерпретаторы – общая схема работы. Современные компиляторы и интерпретаторы.

Основные
принципы построения трансляторов.

Трансляторы,
компиляторы, интерпретаторы – общая
схема работы.

Определение
транслятора, компилятора, интерпретатора

Для
начала дадим несколько определений —
что же все-таки такое есть уже мно­гократно
упоминавшиеся трансляторы и компиляторы.

Формальное
определение транслятора

Транслятор
—
это программа, которая переводит входную
программу на исход­ном (входном) языке
в эквивалентную ей выходную программу
на результирую­щем
(выходном) языке. В этом определении
слово «программа» встречается три раза,
и это не ошибка и не тавтология. В работе
транслятора, действительно, уча­ствуют
всегда три программы.

Во-первых,
сам транслятор является программой¹
— обычно он входит в состав системного
программного обеспечения вычислительной
системы. То есть транс­лятор
— это часть программного обеспечения
(ПО), он представляет собой на­бор
машинных команд и данных и выполняется
компьютером, как и все прочие программы
в рамках операционной системы (ОС). Все
составные части трансля­тора
представляют собой фрагменты или модули
программы со своими входны­ми
и выходными данными.

Во-вторых,
исходными данными для работы транслятора
служит текст входной программы
— некоторая последовательность
предложений входного языка про­граммирования.
Обычно это символьный файл, но этот файл
должен содержать текст
программы, удовлетворяющий синтаксическим
и семантическим требова­ниям
входного языка. Кроме того, этот файл
несет в себе некоторый смысл, оп­ределяемый
семантикой входного языка.

В-третьих,
выходными данными транслятора является
текст результирующей программы.
Результирующая программа строится по
синтаксическим правилам, заданным
в выходном языке транслятора, а ее смысл
определяется семантикой выходного
языка. Важным требованием в определении
транслятора является эк­вивалентность
входной и выходной программ. Эквивалентность
двух программ означает
совпадение их смысла с точки зрения
семантики входного языка (для исходной
программы) и семантики выходного языка
(для результирующей про­граммы).
Без выполнения этого требования сам
транслятор теряет всякий прак­тический
смысл.

Итак,
чтобы создать транслятор, необходимо
прежде всего выбрать входной и
выходной языки. С точки зрения
преобразования предложений входного
язы­ка
в эквивалентные им предложения выходного
языка транслятор выступает как переводчик.
Например, трансляция программы с языка
С в язык ассемблера по сути
ничем не отличается от перевода, скажем,
с русского языка на английский, с
той только разницей, что сложность
языков несколько иная (почему не
суще­ствует
трансляторов с естественных языков —
см. раздел «Классификация язы­ков
и грамматик», глава 9). Поэтому и само
слово «транслятор» (английское:
translator)
означает «переводчик».

Результатом
работы транслятора будет результирующая
программа, но только в
том случае, если текст исходной программы
является правильным — не со­держит
ошибок с точки зрения синтаксиса и
семантики входного языка. Если исходная
программа неправильная (содержит хотя
бы одну ошибку), то резуль­татом
работы транслятора будет сообщение об
ошибке (как правило, с допол­нительными
пояснениями и указанием места ошибки
в исходной программе). В
этом смысле транслятор сродни переводчику,
например, с английского, кото­рому
подсунули неверный текст.

Теоретически
возможна реализация транслятора с
помощью аппаратных средств. Автору
встречались
такого рода разработки, однако широкое
практическое применение их не из­вестно.
В таком случае и все составные части
транслятора могут быть реализованы в
виде аппаратных
средств и их фрагментов — вот тогда
схема распознавателя может получить
вполне
практическое воплощение!

Определение
компилятора.

Отличие
компилятора от транслятора

Кроме
понятия «транслятор» широко употребляется
также близкое ему по смыс­лу
понятие «компилятор».

Компилятор
— это
транслятор, который осуществляет перевод
исходной програм­мы
в эквивалентную ей объектную программу
на языке машинных команд или на
языке ассемблера.

Таким
образом, компилятор отличается от
транслятора лишь тем, что его ре­зультирующая
программа всегда должна быть написана
на языке машинных ко­дов.или на языке
ассемблера. Результирующая программа
транслятора, в общем случае,
может быть написана на любом языке —
возможен, например, транслятор программ
с языка Pascal
на язык С. Соответственно, всякий
компилятор являет­ся
транслятором, но не наоборот — не всякий
транслятор будет компилятором. Например,
упомянутый выше транслятор с языка
Pascal
на С компилятором яв­ляться
не будет¹.

Само
слово «компилятор» происходит от
английского термина «compiler»
(«со­ставитель»,
«компоновщик»). Видимо, термин обязан
своему происхождению способности
компиляторов составлять объектные
программы на основе исход­ных
программ.

Результирующая
программа компилятора называется
«объектной программой» или
«объектным кодом». Файл, в который она
записана, обычно называется «объ­ектным
файлом». Даже в том случае, когда
результирующая программа порож­дается
на языке машинных команд, между объектной
программой (объектным файлом) и исполняемой
программой (исполняемым файлом) есть
существенная разница.
Порожденная компилятором программа не
может непосредственно выполняться
на компьютере, так как она не привязана
к конкретной области па­мяти,
где должны располагаться ее код и данные
(более подробно — см. раздел «Принципы
функционирования систем программирования»,
глава 15)².

Компиляторы,
безусловно, самый распространенный вид
трансляторов (многие считают
их вообще единственным видом трансляторов,
хотя это не так). Они име­ют
самое широкое практическое применение,
которым обязаны широкому рас­пространению
всевозможных языков программирования.
Далее всегда будем говорить
о компиляторах, подразумевая, что
выходная программа написана на

Естественно,
трансляторы и компиляторы, как и все
прочие программы, разраба­тывает
человек (люди) — обычно это группа
разработчиков. В принципе они могли бы
создавать его непосредственно на языке
машинных команд, однако объем
кода и данных современных компиляторов
таков, что их создание на язы­ке
машинных команд практически невозможно
в разумные сроки при разумных трудозатратах.
Поэтому практически все современные
компиляторы также соз­даются
с помощью компиляторов (обычно в этой
роли выступают предыдущие версии
компиляторов той же фирмы-производителя).
И в этом качестве ком­пилятор
является уже выходной программой для
другого компилятора, которая ничем не
лучше и не хуже всех прочих порождаемых
выходных программ².

Определение
интерпретатора. Разница между
интерпретаторами
и трансляторами

Кроме
схожих между собой понятий «транслятор»
и «компилятор» существует принципиально
отличное от них понятие интерпретатора.

Интерпретатор
— это
программа, которая воспринимает входную
программу на исходном
языке и выполняет ее.

В
отличие от трансляторов интерпретаторы
не порождают результирующую про­грамму
(и вообще какого-либо результирующего
кода) — и в этом принципиаль­ная
разница между ними. Интерпретатор, так
же как и транслятор, анализирует текст
исходной программы. Однако он не порождает
результирующей программы, а
сразу же выполняет исходную в соответствии
с ее смыслом, заданным семанти­кой
входного языка. Таким образом, результатом
работы интерпретатора будет результат,
заданный смыслом исходной программы,
в том случае, если эта про­грамма
правильная, или сообщение об ошибке,
если исходная программа неверна.

Конечно,
чтобы исполнить исходную программу,
интерпретатор так или иначе должен
преобразовать ее в язык машинных кодов,
поскольку иначе выполнение программ
на компьютере невозможно. Он и делает
это, однако полученные ма­шинные
коды не являются доступными — их не
видит пользователь интерпрета­тора.
Эти машинные коды порождаются
интерпретатором, исполняются и унич-

¹
Следует особо упомянуть, что сейчас в
современных системах программирования
стали появляться
компиляторы, в которых результирующая
программа создается не на языке машинных
команд и не на языке ассемблера, а на
некотором промежуточном языке. Сам по
себе этот промежуточный язык не может
непосредственно исполняться на
компьюте­ре,
а требует специального промежуточного
интерпретатора для выполнения написан­ных
на нем программ. Хотя в данном случае
термин «транслятор» был бы, наверное,
более
правильным, в литературе употребляется
понятие «компилятор», поскольку
про­межуточный язык является языком
очень низкого уровня, будучи родственным
машин­ным
командам и языкам ассемблера.

Здесь
возникает извечный вопрос «о курице и
яйце». Конечно, в первом поколении са­мые
первые компиляторы писались непосредственно
на машинных командах, но потом, с
появлением компиляторов, от этой практики
отошли. Даже самые ответственные части
компиляторов
создаются, как минимум, с применением
языка ассемблера — а он тоже об­рабатывается
компилятором. тожаются
по мере надобности — так, как того
требует конкретная реализа) интерпретатора.
Пользователь же видит результат
выполнения этих кодов -есть результат
выполнения исходной программы (требование
об эквивалент сти
исходной программы и порожденных
машинных кодов и в этом случае, ( условно,
должно выполняться).

Более подробно
вопросы, связанные с реализацией
интерпретаторов и их от чием от
компиляторов, рассмотрены далее в
соответствующем разделе.

Назначение
трансляторов, компиляторов и
интерпретаторов. Примеры реализации

Первые
программы, которые создавались еще для
ЭВМ первого поколения, сались
непосредственно на языке машинных
кодов. Это была поистине аде работа.
Сразу стало ясно, что человек не должен
и не может говорить на яз машинных
команд, даже если он специалист по
вычислительной технике. монических
(преимущественно англоязычных) обозначений
этих команд. ( давать программы уже стало
значительно проще, но исполнять сам
мнемс (язык
ассемблера) ни один компьютер неспособен,
соответственно, возникла обходимость
в создании компиляторов. Эти компиляторы
элементарно про но
они продолжают играть существенную
роль в системах программировани сей
день. Более подробно о языке ассемблера
и компиляторах с него расска: далее
в соответствующем разделе.

Следующим
этапом стало создание языков высокого
уровня. Языки высо] уровня (к ним относится
большинство языков программирования)
предста ют собой некоторое промежуточное
звено между чисто формальными язык и
языками естественного общения людей.
От первых им досталась строгая с мализация
синтаксических структуру предложений
языка, от вторых — зн тельная
часть словарного запаса, семантика
основных конструкций и выражс (с
элементами математических операций,
пришедшими из алгебры).

Появление
языков высокого уровня существенно
упростило процесс програи рования,
хотя и не свело его до «уровня домохозяйки»,
как самонадеянно п гали
некоторые авторы на заре рождения языков
программирования¹.
Снатаких
языков были единицы, затем десятки,
сейчас, наверное, их насчитывается более
сотни. Процессу этому не видно конца.
Тем не менее по-прежнему преоб­ладают
компьютеры традиционной, «неймановской»,
архитектуры, которые уме­ют
понимать только машинные команды,
поэтому вопрос о создании компилято­ров
продолжает быть актуальным.

Как
только возникла массовая потребность
в создании компиляторов, стала раз­виваться
и специализированная теория. Со временем
она нашла практическое приложение
во множестве созданных компиляторов.
Компиляторы создавались и
продолжают создаваться не только для
новых, но и для давно известных язы­ков.
Многие производители от известных,
солидных фирм (таких, как Microsoft
или
Inprise)
до мало кому знакомых коллективов
авторов выпускают на рынок все
новые и новые образцы компиляторов. Это
обусловлено рядом причин, кото­рые
будут рассмотрены далее.

Наконец,
с тех пор как большинство теоретических
аспектов в области ком­пиляторов
получили свою практическую реализацию
(а это, надо сказать, про­изошло
довольно быстро, в конце 60-х годов),
развитие компиляторов пошло по пути их
дружественности человеку — пользователю,
разработчику программ на языках высокого
уровня. Логичным завершением этого
процесса стало создание систем
программирования — программных
комплексов, объединяющих в себе кроме
непосредственно компиляторов множество
связанных с ними компонен­тов
программного обеспечения. Появившись,
системы программирования быстро
завоевали
рынок и ныне в массе своей преобладают
на нем (фактически, обособ­ленные
компиляторы — это редкость среди
современных программных средств). О
том, что представляют собой и как
организованы современные системы
про­граммирования,
см. в главе «Современные системы
программирования». Ныне компиляторы
являются неотъемлемой частью любой
вычислительной сис­темы.
Без их существования программирование
любой прикладной задачи было бы
затруднено, а то и просто невозможно.
Да и программирование специали­зированных
системных задач, как правило, ведется
если не на языке высокого уровня (в этой
роли в настоящее время чаще всего
применяется язык С), то на языке
ассемблера, следовательно, применяется
соответствующий компилятор. Программирование
непосредственно на языках машинных
кодов происходит ис­ключительно
редко и только для решения очень узких
вопросов. Несколько
слов о примерах реализации компиляторов
и интерпретаторов, а также о том, как
они соотносятся с другими существующими
программными средствами. Компиляторы,
как будет показано далее, обычно несколько
проще в реализации, чем
интерпретаторы. По эффективности они
также превосходят их — очевидно, что
откомпилированный код будет исполняться
всегда быстрее, чем происходит
интерпретация
аналогичной исходной программы. Кроме
того, не каждый язык программирования
допускает построение простого
интерпретатора. Однако ин­терпретаторы
имеют одно существенное преимущество
— откомпилированный код
всегда привязан к архитектуре
вычислительной системы, на которую он
ори­ентирован,
а исходная программа — только к семантике
языка программирова­ния,
которая гораздо легче поддается
стандартизации. Этот аспект первоначаль­но
не принимали во внимание. Первыми
компиляторами были компиляторы с
мнемокодов. Их потомки — со­временные
компиляторы с языков ассемблера —
существую практически для всех
известных вычислительных систем. Они
предельно жестко ориентированы на
архитектуру. Затем появились компиляторы
с таких языков, как FORTRAN,
ALGOL-68,
PL/1.
Они были ориентированы на большие ЭВМ
с пакетной обра­боткой
задач. Из вышеперечисленных только
FORTRAN,
пожалуй, продолжает использоваться
по сей день, поскольку имеет огромное
количество библиотек различного
назначения [7]. Многие языки, родившись,
так и не получили широ­кого
распространения — ADA,
Modula,
Simula
известны лишь узкому кругу спе­циалистов.
В то же время на рынке программных систем
доминируют компиля­торы языков,
которым не прочили светлого будущего.
В первую очередь, сейчас это С и C++. Первый
из них родился вместе с операционными
системами типа UNIX,
вместе с нею завоевал свое «место под
солнцем», а затем перешел под ОС других
типов. Второй удачно воплотил в себе
пример реализации идей объектно-ориентированного
программирования на хорошо зарекомендовавшей
себя прак­тической
базе¹.
Еще можно упомянуть довольно
распространенный Pascal,
кото­рый
неожиданно для многих вышел за рамки
чисто учебного языка для универ­ситетской
среды.

История
интерпретаторов не столь богата (пока!).
Как уже было сказано, изна­чально
им не предавали существенного значения,
поскольку почти по всем пара­метрам
они уступают компиляторам. Из известных
языков, предполагавших интерпретацию,
можно упомянуть разве что Basic,
хотя большинству сейчас из­вестна
его компилируемая реализация Visual
Basic,
сделанная фирмой Microsoft
[3,
63]. Тем не менее сейчас ситуация несколько
изменилась, поскольку вопрос о
переносимости программ и их
аппаратно-платформенной независимости
приоб­ретает все большую актуальность
с развитием сети Интернет. Самый известный
сейчас
пример — это язык Java
(сам по себе он сочетает компиляцию и
интерпре­тацию),
а также связанный с ним JavaScript.
В конце концов, язык HTML,
на ко­тором зиждется протокол HTTP,
давший толчок столь бурному развитию
Все­мирной
сети, — это тоже интерпретируемый язык.
По мнению автора, в области появления
новых интерпретаторов всех еще ждут
сюрпризы, и появились уже первые из них
— например, язык С# («си-диез», но название
везде идет как «Си шарп»),
анонсируемый фирмой Microsoft.

Об
истории языков программирования и
современном состоянии рынка компи­ляторов
можно говорить долго и много. Автор
считает возможным ограничиться уже
сказанным, поскольку это не является
целью данного пособия. Желающие могут
обратиться к литературе [7, 8, 14, 23, 30, 45,
66, 77, 81].

Этапы
трансляции. Общая схема работы
транслятора

На
рис. 13.1 представлена общая схема работы
компилятора. Из нее видно, что ъ
целом
процесс компиляции состоит из двух
основных этапов — синтеза и анализа.

На этапе анализа
выполняется распознавание текста
исходной программы, соз­дание и
заполнение таблиц идентификаторов.
Результатом его работы служит некое
внутреннее представление программы,
понятное компилятору.

На
этапе синтеза на основании внутреннего
представления программы и инфор­мации,
содержащейся в таблице (таблицах)
идентификаторов, порождается текст
результирующей
программы. Результатом этого этапа
является объектный код.

Кроме
того, в составе компилятора присутствует
часть, ответственная за анализ и
исправление ошибок, которая при наличии
ошибки в тексте исходной про­граммы
должна максимально полно информировать
пользователя о типе ошиб­ки и месте
ее возникновения. В лучшем случае
компилятор может предложить пользователю
вариант исправления ошибки.

Эти
этапы, в свою Очередь, состоят из более
мелких этапов, называемых фазами
компиляции.
Состав фаз компиляции приведен в самом
общем виде, их конкрет­ная
реализация и процесс взаимодействия

Во-первых,
он является распознавателем для языка
исходной программы. То ее он
должен получить на вход цепочку символов
входного языка, проверить принадлежность
языку и, более того, выявить правила, по
которым эта цепоч была
построена (поскольку сам ответ на вопрос
о принадлежности «да» и. «нет»
представляет мало интереса). Интересно,
что генератором цепочек входи го
языка выступает пользователь — автор
входной программы.

Во-вторых,
компилятор является генератором для
языка результирующей пр граммы.
Он должен построить на выходе цепочку
выходного языка по опре; ленным
правилам, предполагаемым языком машинных
команд или языком i
семблера.
Распознавателем этой цепочки будет
выступать уже вычислительн система,
под которую создается результирующая
программа.

Далее
дается перечень основных фаз (частей)
компиляции и краткое описан их
функций. Более подробная информация
дана в подразделах, соответству щих
этим фазам.

Лексический
анализ (сканер)
— это часть компилятора, которая читает
лите] программы
на исходном языке и строит из них слова
(лексемы) исходного яз ка.
На вход лексического анализатора
поступает текст исходной программ а
выходная информация передаётся для
дальнейшей обработки компилятор на
этапе синтаксического разбора. С
теоретической точки зрения лексическ
анализатор
не является обязательной, необходимой
частью компилятора. Од1 ко
существует причины, которые определяют
его присутствие практически всех
компил

Компилятор — Википедия. Что такое Компилятор

Компиля́тор — программа или техническое средство, выполняющее компиляцию^[1][2][3].

Компиля́ция — сборка программы, включающая трансляцию всех модулей программы, написанных на одном или нескольких исходных языках программирования высокого уровня и/или языке ассемблера, в эквивалентные программные модули на низкоуровневом языке, близком машинному коду (абсолютный код, объектный модуль, иногда на язык ассемблера)^[2][3][4] или непосредственно на машинном языке или ином двоичнокодовом низкоуровневом командном языке и последующую сборку исполняемой машинной программы. Если компилятор генерирует исполняемую машинную программу на машинном языке, то такая программа непосредственно исполняется физической программируемой машиной (например компьютером). В других случаях исполняемая машинная программа выполняется соответствующей виртуальной машиной. Входной информацией для компилятора (исходный код) является описание алгоритма или программы на предметно-ориентированном языке, а на выходе компилятора — эквивалентное описание алгоритма на машинно-ориентированном языке (объектный код)^[5].

Компили́ровать — проводить трансляцию машинной программы с предметно-ориентированного языка на машинно-ориентированный язык.^[3].

Виды компиляторов

Виды компиляции^[2]

• Пакетная. Компиляция нескольких исходных модулей в одном задании.
• Построчная. Машинный код порождается и затем исполняется для каждой завершённой грамматической конструкции языка. Внешне воспринимается как интерпретация, но устройство имеет иное.
• Условная. Компиляция, при которой транслируемый текст зависит от условий, заданных в исходной программе директивами компилятора. (Яркий пример — работа препроцессора языка С и производных от него.) Так, в зависимости от значения некой константы некая заданная часть исходного текста программы транслируется или не транслируется.

Структура компилятора

Процесс компиляции состоит из следующих этапов:

1. Трансляция программы — трансляция всех или только изменённых модулей исходной программы.
2. компоновка машинно-ориентированной программы.

В первом случае компилятор представляет собой пакет программ, включающий в себя трансляторы с разных языков программирования и компоновщики. Такой компилятор может компилировать программу, разные части исходно текста которой написаны на разных языках программирования. Нередко такие компиляторы управляются встроенным интерпретатором того или иного командного языка. Яркий пример таких компиляторов — имеющийся во всех UNIX-системах (в частности в Linux) компилятор make.

Во втором случае компилятор де-факто выполняет только трансляцию и далее вызывает компоновщик как внешнюю подпрограмму, который и компонует машинно-ориентированную программу. Этот факт нередко служит поводом считать компилятор разновидностью транслятора, что естественно неверно, — все современные компиляторы такого типа поддерживают организацию импорта программой процедуры (функции) из уже оттранслированого программного модуля, написанного на другом языке программирования. Так в программу на С/С++ можно импортировать функцию написанную например Pascal или Fortran. Аналогично и напротив написанная на С/С++ функция может быть импортирована в Pascal- или Fortran-программу соотвественно. Это как правило было бы невозможно без поддержки многими современными компиляторами организации обработки входных данных в процедуру (функций) в соответствии с соглашениями других языков программирования. Например современные компиляторы с языка Pascal помимо соглашения самого Pascal поддерживает организацию обработки процедурая/функцией входных в соответствии с соглашениями языка С/С++. (Чтобы на уровне машинного кода написанная на Pascal процедура/функция работала с входными параметрами в соответствии с соглашениями языка С/С++, — оператор объявления такой Pascal-процедуры/Pascal-функции должен содержать ключевое слово cdecl.) Примерами таких компиляторов являются компиляторы со всех без исключения языков программирования, используемые непосредственно.

Трансляция программы как неотъемлемая составляющая компиляции включает в себя:

1. Лексический анализ. На этом этапе последовательность символов исходного файла преобразуется в последовательность лексем.
2. Синтаксический (грамматический) анализ. Последовательность лексем преобразуется в дерево разбора.
3. Семантический анализ. Дерево разбора обрабатывается с целью установления его семантики (смысла) — например, привязка идентификаторов к их декларациям, типам, проверка совместимости, определение типов выражений и т. д. Результат обычно называется «промежуточным представлением/кодом», и может быть дополненным деревом разбора, новым деревом, абстрактным набором команд или чем-то ещё, удобным для дальнейшей обработки.
4. Оптимизация. Выполняется удаление излишних конструкций и упрощение кода с сохранением его смысла. Оптимизация может быть на разных уровнях и этапах — например, над промежуточным кодом или над конечным машинным кодом.
5. Генерация кода. Из промежуточного представления порождается код на целевом машинно-ориентированном языке.

Генерация кода

Генерация машинного кода

Большинство компиляторов переводит программу с некоторого высокоуровневого языка программирования в машинный код, который может быть непосредственно выполнен физическим процессором. Как правило, этот код также ориентирован на исполнение в среде конкретной операционной системы, поскольку использует предоставляемые ею возможности (системные вызовы, библиотеки функций). Архитектура (набор программно-аппаратных средств), для которой компилируется (собирается) машинно-ориентированная программа, называется целевой машиной.

Результат компиляции — исполнимый программный модуль — обладает максимально возможной производительностью, однако привязан к конкретной операционной системе (семейству или подсемейству ОС) и процессору (семейству процессоров) и не будет работать на других.

Для каждой целевой машины (IBM, Apple, Sun, Эльбрус и т. д.) и каждой операционной системы или семейства операционных систем, работающих на целевой машине, требуется написание своего компилятора. Существуют также так называемые кросс-компиляторы, позволяющие на одной машине и в среде одной ОС генерировать код, предназначенный для выполнения на другой целевой машине и/или в среде другой ОС. Кроме того, компиляторы могут оптимизировать код под разные модели из одного семейства процессоров (путём поддержки специфичных для этих моделей особенностей или расширений наборов команд). Например, код, скомпилированный под процессоры семейства Pentium, может учитывать особенности распараллеливания инструкций и использовать их специфичные расширения — MMX, SSE и т. п.

Некоторые компиляторы переводят программу с языка высокого уровня не прямо в машинный код, а на язык ассемблера. (Пример: PureBasic, транслирующий бейсик-код в ассемблер FASM.) Это делается для упрощения части компилятора, отвечающей за генерацию кода, и повышения его переносимости (задача окончательной генерации кода и привязки его к требуемой целевой платформе перекладывается на ассемблер), либо для возможности контроля и исправления результата компиляции (в т. ч. ручной оптимизации) программистом.

Генерация байт-кода

Результатом работы компилятора может быть программа на специально созданном низкоуровневом языке двоично-кодовых команд, выполняемых виртуальной машиной. Такой язык называется псевдокодом или байт-кодом. Как правило, он не есть машинный код какого-либо компьютера и программы на нём могут исполняться на различных архитектурах, где имеется соответствующая виртуальная машина, но в некоторых случаях создаются аппаратные платформы, напрямую выполняющие псевдокод какого-либо языка. Например, псевдокод языка Java называется байт-кодом Java и выполняется в Java Virtual Machine, для его прямого исполнения была создана спецификация процессора picoJava. Для платформы .NET Framework псевдокод называется Common Intermediate Language (CIL), а среда исполнения — Common Language Runtime (CLR).

Некоторые реализации интерпретируемых языков высокого уровня (например, Perl) используют байт-код для оптимизации исполнения: затратные этапы синтаксического анализа и преобразование текста программы в байт-код выполняются один раз при загрузке, затем соответствующий код может многократно использоваться без перекомляции.

Динамическая компиляция

Из-за необходимости интерпретации байт-код выполняется значительно медленнее машинного кода сравнимой функциональности, однако он более переносим (не зависит от операционной системы и модели процессора). Чтобы ускорить выполнение байт-кода, используется динамическая компиляция, когда виртуальная машина транслирует псевдокод в машинный код непосредственно перед его первым исполнением (и при повторных обращениях к коду исполняется уже скомпилированный вариант).

Наиболее популярной разновидностью динамической компиляции является JIT. Другой разновидностью является

Состав системного программного обеспечения

Программное обеспечение компьютера – это совокупность программ, процедур, инструкций, а так же связанной с ними технической документацией, позволяющих использовать ЭВМ для решения поставленных задач.

Программное обеспечение призвано:

— обеспечить работоспособность ЭВМ;

— обеспечить взаимодействие пользователя с ЭВМ;

— расширить ресурсы вычислительной системы;

— повысить эффективность используемых ресурсов;

— повысить производительность и качество труда пользователя.

Между отдельными программами математического или программного обеспечения (ПО) компьютерной системы, как и между ее узлами и блоками, существует тесная взаимосвязь. Такая взаимосвязь обеспечивается распределением ПО между несколькими взаимодействующими уровнями. Каждый вышележащий уровень, опираясь на программное обеспечение нижележащих уровней, повышает функциональность всей системы.

Взаимосвязь между уровнями и программами системного ПО можно представить с помощью схемы (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Уровни и программы системного программного обеспечения

Базовое ПО в архитектуре компьютера занимает особое положение. С одной стороны, его можно рассматривать как составную часть аппаратных средств, с другой стороны, оно является одним из программных модулей операционной системы.

Основу системного ПО составляют программы, входящие в операционные системы (ОС) компьютеров. Задача таких программ — управление работой всех устройств компьютерной системы и организация взаимодействия отдельных процессов, протекающих в компьютере во время выполнения программ. Сюда относятся и программы, обеспечивающие отображение информации на дисплее в удобном для пользователя виде, диалоговые программы для общения на ограниченном естественном языке, а также системы трансляции, переводящие на машинный язык программы, написанные на языках программирования.

Другой комплекс программ — служебные. Это различные сервисные программы, используемые при работе или техническом обслуживании компьютера, — редакторы, отладчики, диагностические программы, архиваторы, программы для борьбы с вирусами и другие вспомогательные программы. Данные программы облегчают пользователю взаимодействие с компьютером. К ним примыкают программы, обеспечивающие работу компьютеров в сети. Они реализуют сетевые протоколы обмена информацией между машинами, работу с распределенными базами данных, телеобработку информации.

Вся совокупность программ, образующих ту программную среду, в которой работает компьютер и называется системным программным обеспечением. И чем богаче системное ПО, тем продуктивнее становится работа на компьютере.

Однако в программную среду, наряду с полезными, могут входить и программы, нарушающие ее работу. Это различные программы для несанкционированного доступа к данным и программам, компьютерные вирусы и другие программные средства, с помощью которых «взламывается» защита программной среды.

Рассмотрим более подробно программы, входящие в системное программное обеспечение компьютера.

Базовое программное обеспечение.Базовое ПО, или BIOS, представляет программа, которая отвечает за управление всеми компонентами, установленными на материнской плате. Фактически BIOS является неотъемлемой составляющей системной платы и поэтому может быть отнесена к особой категории компьютерных компонентов, занимающих промежуточное положение между аппаратурой и программным обеспечением.

Аббревиатура BIOS расшифровывается как Basic Input/Output System — базовая система ввода/вывода. Раньше в системе IBM PC основным назначением BIOS была поддержка функций ввода-вывода за счет предоставления ОС интерфейса для взаимодействия с аппаратурой. В последнее время ее назначение и функции значительно расширились.

Второй важной функцией BIOS является процедура тестирования (POST — Power On Self Test) всего установленного на материнской плате оборудования (за исключением дополнительных плат расширения), проводимая после каждого включения компьютера.

В процедуру тестирования входят:

— проверка работоспособности системы управления электропитанием;

— инициализация системных ресурсов и регистров микросхем;

— тестирование оперативной памяти;

— подключение клавиатуры;

— тестирование портов;

— инициализация контроллеров, определение и подключение жестких дисков.

В процессе инициализации и тестирования оборудования BIOS сравнивает данные системной конфигурации с информацией, хранящейся в CMOS — специальной энергозависимой памяти, расположенной на системной плате. Хранение данных в CMOS поддерживается специальной батарейкой, а информация обновляется всякий раз при изменении каких-либо настроек BIOS. Именно эта память хранит последние сведения о системных компонентах, текущую дату и время, а также пароль на вход в BIOS или загрузку операционной системы (если он установлен). При выходе из строя, повреждении или удалении батарейки все данные в CMOS-памяти обнуляются.

Третьей важной функцией, которую BIOS выполняет со времен IBM PC, является загрузка ОС. Современные BIOS позволяют загружать операционную систему не только с гибкого или жесткого диска, но и с приводов CD-ROM, ZIP, LS-120, SCSI-контроллеров. Определив тип устройства загрузки, BIOS приступает к поиску программы — загрузчика ОС на носителе или переадресует запрос на загрузку на BIOS другого устройства. Когда ответ получен, программа загрузки помещается в оперативную память, откуда и происходит загрузка системной конфигурации и драйверов устройств операционной системы.

С появлением процессоров Pentium BIOS стала выполнять еще одну функцию — управление потребляемой мощностью, а с появлением материнских плат форм-фактора (стандартизированный размер) ATX (Advanced Technology extended — расширенная продвинутая технология) — и функцию включения и выключения источника питания в соответствии со спецификацией ACPI (Advanced Configuration and Power Interface — продвинутый интерфейс конфигурирования и управления потребляемой мощностью). Существует также спецификация АРМ (Advanced Power Management — продвинутое управление потребляемой мощностью). Отличие их состоит в том, что ACPI выполняется в основном средствами ОС, а АРМ — средствами BIOS.

Фирм, занимающихся разработкой программного обеспечения для BIOS, очень мало. Из наиболее известных можно выделить три: Award Software (Award BIOS), American Megatrends, Inc. (AMI BIOS) и Microid Research (MR BIOS). Но на подавляющем большинстве компьютеров сегодня применяются различные версии BIOS компании Award Software. Пользовательский интерфейс разных версий и разных производителей BIOS может сильно отличаться, но системные вызовы строго стандартизированы.

Физически BIOS находится в энергонезависимой перепрограммируемой флэш-памяти, которая вставляется в специальную колодку на материнской плате (на этой микросхеме есть яркая голографическая наклейка с логотипом фирмы — разработчика ПО для BIOS).

Операционная система – это целый комплекс управляющих программ, выступающих в качестве и интерфейса между компонентами персонального компьютера и обеспечивающих эффективное использование ресурсов ЭВМ. Операционная система обеспечивает взаимосвязь и управление всеми элементами компьютера и выполняемыми программами. Загрузка операционной системы производиться при включении компьютера. Более подробно операционную системы мы рассмотрим в разделе 3.2.

Операционные оболочки (файловые менеджеры) – это программы, которые позволяют осуществить действия по управлению ресурсами компьютера в рамках более развитого, удобного и интуитивно понятного пользователю интерфейса. Это программные продукты, делающие общение пользователя с компьютером более комфортным. Это самостоятельные программы, целью которых является облегчение работы пользователя с операционной системой, с каталогами и файлами.

По своей сути все файловые менеджеры выполняют сходные функции – операции с файлами: копирование, перемещение, удаление, переименование, просмотр, сортировка, сравнение и многое других операций. Так же имеется возможность проведения групповых операций с файлами. Именно от менеджера зависит удобство работы, комфорт, и значит, и производительность труда пользователя. Различий между такими программами мало, и предпочтение той или иной определяется привычка пользователя.

Norton Commander–это самый первый и популярный в 1980-е годы был файловый менеджер, созданный всемирно известной компанией Symantec. В свое время он стоял своеобразным эталоном в компьютерной среде. Но прогресс не стоял на одном месте. С развитием компьютерной индустрии и появление более совершенной техники, и соответственно и нового программного обеспечения, Нортон отдал свои позиции другим менеджерам, более функциональным и совершенным.

Far manager–создан автором известного архиватора WinRar Евгением Рошалем. Он создал специально для операционной системы Windows и работает независимо от установленной версии Windows. Программа понимает длинные имена файлов, корректно работает с русскими буквами. До настоящего времени эта программа остается одним из самых популярных менеджеров.

Windows Commander наравне с Far является такой же популярной программой, которая в настоящее время стала называться Total Commander. Программа глубоко интегрирована в операционную систему и позволяет получить доступ практически к любому файлу, имеет достаточно гибкие возможности по настойке, позволяет увеличивать свои возможности за счет установки дополнительных расширений.

Между Far manager и Total Commander много сходства, в них полностью совпадают основные клавиатурные команды. Различия состоят в основном во внешнем виде окон, в частности, в их цветовом оформлении.

Языки программирования. Даже наличии десятка тысяч готовых программ пользователям может понадобиться нечто такое, чего не делают или делают не так имеющиеся готовые программы. В этих случаях для разработки новых программ используются системы программирования – совокупность программ, используемых для автоматизации процесса разработки программ.

Языка программирования – это языки записи программ для ЭВМ. Первыми языками программирования были языки Алгол, Фортран, Бейсик, Паскаль.

Существующие в настоящее время языки программирования можно отнести к четырем группам. Следует заметить при этом, что нет такого языка, который удовлетворял бы всем областям программирования и интересам всех программистов. Такой язык в каждом случае приходиться выбирать разработчику программы, исходя из уровня квалификации и собственных предпочтений.

Языки программирования низкого уровня. Языки программирования низкого уровня – это машинные языки – (языки Ассемблера). Команды такого языка больше понятны процессору, чем пользователю. Язык Ассемблер предназначен для написания системных программ, используется в основном системными программистами, разрабатывающими программы, которые управляют работой вычислительной машины и автоматизирую процесс разработки прикладных программ.

Поскольку команды разных процессоров различны, то при использовании таких языков приходиться их выучивать для каждого конкретного процесса. По этим же причинам написание программы нельзя перенести на другой процессор. В настоящее время на низкоуровневых языках пишутся в основном драйверы устройств и составные части операционных систем для персонального компьютера и суперкомпьютера. К таким языка относятся языки Ассемблер и в некоторой мере Си.

Языки программирования высокого уровня. Языки программирования высокого уровня – это немашинные языки. Они более понятны нам, нежели компьютеру, однако это не мешает создавать на них практически все существующие программы для персональных компьютеров. Высокоуровневые языки программирования облегчают труд программистов, в них заложены важные функции, выполнение которых на языке низкого уровня потребовало бы тысячи строк кода.

Самым массовым языком считается Basic, разработанный в 1960-х годах в качестве учебного языка. Известны версии Visual Basic7 и QBasic. Язык программирования Pascal разработал Н.Вирт – основоположник множества идей программирования в конце 1970-х годов. В Паскале имеются возможности для создания крупных проектов, но он успешно применяется для небольших программ. Delphi2006 является на данный момент наиболее мощной визуальной средой Паскаля.

К языкам высокого уровня относятся:

Процедурно-ориентированные языки. Являются средством записи процедур или алгоритмов обработки информации для определенного класса задач. К ним относятся языки – Фортран, Бейсик, Си (С), Паскаль.

Проблемно-ориентированные языки. Появились в связи с постоянным расширением области применения вычислительной техники и возникновением целых классов новых задач, для которых надо было найти решение. К ним относятся языки – Лисп, Пролог.

Объектно-ориентированные языки. Представляют собой развитие версии процедурных и проблемных языков. Программирование с помощью языков данной группы простое и наглядное. К языкам этой группы относятся – Visual Basic, Delphi, Visual Fortran, С++(С), Prolog.

Для операционной системы Windows фирма Microsoft создала в середине 1990-х годов семейство языков Visual Basic как базового средства разработки программного обеспечения для персональных компьютеров.

Языки Web-программирования. Развитие сети Интернет привело к появлению качественно новых языков – языков программирования для сетей:

— HTML;

— Java;

— Javascript;

— PHP;

— Perl.

Основной и самый первый язык этого класса – это HTML, язык для формирования документа. Подавляющее число Интернет-языков подчиняются его правилам и зависят от него.

Язык Java – это машинонезависимый язык программирования для корпоративных сетей ЭВМ, создания фирмой Sun.

Язык Javascript – это язык гипертекстовых подпрограмм (скриптов), которые могут выполняться браузерами на любых персональных ЭВМ, подключенных к локальной или глобальной сети ЭВМ. Этот язык признан международных стандартом языка скриптов для всех браузеров.

PHP – это наиболее популярный интерпретируемый Интернет-язык. На нем основаны многие Web-сайты. Он довольно прост, позволяет создавать неплохие системы управления сайтами.

Perl. По мощности значительно превосходит тип Си. В него введено множество функций работы со строками, массивами, всевозможные средства преобразования данных.

Языки программирования баз данных. Реляционные базы данных – это наборы таблиц, состоящие из строк и столбцов. Каждая таблица имеет фиксированное число столбцов, задаваемых в ее описании, и переменное число строк, которое можно меняться при работе с базой данных.

От остальных языков программирования языки программирования баз данных отличаются своей задачей – управлять базами данных. Структурированный язык запросов SQL является единым языком работы с базами данных. Этот язык понимаю любые системы управления базами данных (СУБД), но помимо этого во многих СУБД имеется также свой уникальный язык, ориентированный именно на эту СУБД и не переносимый на другие.

Основными типами запросов в языке SQL является:

— создание таблиц и баз данных;

— выборка информации из баз данных;

— редактирование информации в базе данных;

— администрирование баз данных.

Как и многие языки программирования, SQL имеет несколько разновидностей. Так, My SQL – это усовершенствованный SQL, ориентированный в основном на Web-разработки, хотя может использоваться и как обычная база данных.

Интерпретирующие и компилирующие языки.Создавать программы на машинном языке программирования достаточно сложно. Для облегчения этого процесса были разработаны немашинные языки – языки программирования высокого уровня, которые работают посредством трансляционных программ.

Трансляторы бывают двух видов:

1. Программы – интерпретаторы предназначены для непосредственного, покомандного выполнения программ для ЭВМ без перевода их на машинный язык. Они сканируют и проверяют исходный код программы. Интерпретатор сначала сканирует каждый оператор с целью прочтения его содержимого, а затем выполняет запрошенную операцию. Интерпретатор всегда готов для вмешательства в программу с целью контроля за правильностью выполнения действий. В этом – достоинства программы. Недостатком программы следует счистить малую скорость работы. Поскольку все комментарии и другие формальные детали постоянно находятся в памяти компьютера и занимают там много места, много времени тратится на выяснение того, что надо делать, вместо того, чтобы прост делать. Интерпретаторы нельзя отделить от программы, которые ими прогоняются.

2. Программы – компиляторы – это программы перевода программ для ЭВМ на машинный язык. Это трансляторы текста на машинный язык. Программа оценивает текст в соответствии с синтаксической конструкцией языка и переводит его на машинный язык. Компилятор не исполняет заданные программы, он сам из разрабатывает. После прогона программы компиляторы больше не нужны. Основное преимущество компиляторов пред интерпретаторами состоит в значительном сокращении времени прогона программ.

Драйверы и утилиты. Это группа программ, обеспечивающих решение задач технического обслуживания и служебного взаимодействия устройств и оказания пользователю услуг общего характера.

Средств аппаратного обеспечения вычислительной техники очень много, и предусмотреть все варианты их взаимодействия невозможно. Именно за счет приложения к устройству программного средства управления – драйвера обеспечивается требуемая гибкость аппаратных и программных конфигураций вычислительных систем.

Выпуская любое устройство, разработчики прикладывают к нему несколько драйверов, предназначенных для основных операционных систем (они прикладываются к устройству при продаже аппаратного обеспечения на диске). Таким образом, операционная система может использовать драйверы, либо полученные от разработчиков устройств, либо драйверы из собственной базы данных, либо полученные из Интернет. Драйверы имеют точку входа для взаимодействия с прикладными программами. Загрузка таких программ может производиться вручную или автоматически.

Системные утилиты – это программы, которые работают на системном уровне, расширяют возможности операционных систем и операционных оболочек (в части подключения новых периферийных устройств, кодирования информации и управления ресурсами компьютера).

Системные утилиты обеспечивают:

— диагностику персонального компьютера – проверяют конфигурацию компьютера и работоспособность его устройств;

— оптимизацию дисков – обеспечивают более быстрый доступ к информации, хранящейся на жестком диске;

— очистку дисков – обеспечивают нахождение и удаление ненужной информации;

— ускорение доступа к данным на диске путем организации в оперативной памяти Кеш-буфера, содержащего наиболее часто используемые части диска;

— динамическое сжатие дисков – увеличивают объем информации, хранящейся на жестком диске путем ее сжатия;

— упаковку данных на жестком диске за счет применения специальных методов сжатия информации.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Бондаренко В.В., Козич В.Г., Плахотная Л.А. Достоинства и недостатки параллельного программирования

Бондаренко Владислав Витальевич¹, Козич Виталий Геннадьевич², Плахотная Людмила Александровна^3
1Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, студент
²Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, студент
³Приамурский государственный университет имени Шолом-Алейхема, старший преподаватель кафедры информационных систем, математики и методик обучения

Bondarenko Vladislav Vitalievich¹, Kozich Vitaliy Gennadievich², Plakhotnaya Ludmila Alexandrovna^3
1Sholom-Aleichem Priamursky State University, student
²Sholom-Aleichem Priamursky State University, student
³Sholom-Aleichem Priamursky State University, Senior Teacher of the Department of Information Systems, Mathematics and teaching methods

Библиографическая ссылка на статью:
Бондаренко В.В., Козич В.Г., Плахотная Л.А. Достоинства и недостатки параллельного программирования // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 6 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/06/69538 (дата обращения: 14.09.2020).

Многие специалисты определяют параллельное программирование как технику программирования, при которой используются все преимущества многоядерных или многопроцессорных систем. При этом параллельное программирование является одним из методов параллелизма, наравне с распределенным программированием. В настоящее время по определенным техническим причинам стало невозможным увеличивать тактовую частоту процессора. Однако есть другой способ увеличения производительности – размещение нескольких ядер в процессоре, но это требует другого подхода в программировании.

Камерон Х., Трейси Х. написали книгу «Параллельное и распределенное программирование на С++», в которой рассмотрели принципы параллельного программирования, его преимущества и недостатки, а также реализацию на языке программирования C++ [1]. Понятие алгоритма, а также теоретические сведения о параллельных вычислениях были даны в книге авторов Бурова И.Г., Демьянович Ю.К. [2]. Корнеев В.В. дал представление о MPP-компьютерах и аспектах применения этих систем [3]. Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. посвятили себя обсуждению ключевых проблем современных параллельных вычислений [4]. Давлеткалиев Р. в своей статье рассказал об основах параллельных вычислений и рассмотрел архитектуру современных вычислительных систем [5]. На сайте компании NVIDIA представлена информация о технологии CUDA [6]. Облачный сервис Playkey предоставляет возможность играть в компьютерные игры с использованием современных технологий распределенного программирования [7]. Плахотная Л.А. разработала методы организации самостоятельной работы студентов по курсу «Основы технологий параллельного программирования», в рамках которого было проведено данное исследование [8]. Очень часто технологии параллельного программирования применяются в организации систем баз данных [9].

Для того, чтобы создавать программное обеспечение, отвечающее современным требованиям, необходимо обладать практическими знаниями параллельного и распределенного программирования. Пользователь должен быть всегда уверен в надежности и мгновенности работы программы, поэтому к ней предъявляются очень жесткие требования по производительности. Современные компьютеры оснащены многоядерными процессорами, но ввиду отсутствия подходящего программного обеспечения это не имеет никакого смысла. Люди хотят использовать больше функций при работе за компьютером, притом одновременно. Например, писать доклад, слушать музыку и параллельно что-либо устанавливать. Для удовлетворения всех требований создаваемые программы должны быть более производительными и интеллектуальными, а программное обеспечение следует проектировать с тем учётом, чтобы можно было воспользоваться всеми преимуществами многопроцессорных систем.

Если несколько задач выполняются в течение одного и того же интервала времени, то они выполняются параллельно. Но это вовсе не значит, что задачи обязательно должны выполняться в один момент времени. Например, две задачи могут выполняться в течение одной секунды, но каждая из них будет выполняться в определенные доли секунды. Первая задача будет выполняться в первую десятую часть секунды, вторая во вторую десятую, затем снова первая в третью десятую секунды и так далее. Другими словами, здесь мы видим последовательное поочередное выполнение задач, но обе завершаются к концу секунды и так как для нас доли секунды не заметны и не играют роли, то нам кажется, что они выполняются параллельно. Именно таким способом выполняются задачи в однопроцессорной среде. В многопроцессорной среде при наличии свободных процессоров задачи выполняются параллельно в один и тот же момент времени. Цель параллелизма – обеспечить компьютеру все возможности для совершения большого объема работы за тот же интервал времени. Поэтому программное обеспечение должно создаваться, ориентируясь не на выполнение одной задачи, а на выполнение нескольких задач за некоторый промежуток времени. Также распараллеливание процессов позволяет достичь более простой и удобной структуры программы, организовав её в виде ряда небольших параллельно выполняемых операций.

Программное обеспечение, которое качественно спроектировано с учётом всех требований параллелизма, зачастую выполняется в разы быстрее, чем та же программа, но с последовательной архитектурой. Решение некоторых важных задач представляются в естественном виде коллекции параллельных задач. Данная особенность характерна для многих научных областей таких, как математическое и научное программирование, проектирование искусственного интеллекта. Для разработчика это значит снижение трудозатрат, так как технологии параллельного программирования позволяют напрямую реализовывать алгоритмы и структуры данных, созданных ранее учёными. Часто используют специальное оборудование, напичканное сотнями и даже тысячами процессорами, каждый из которых выполняет свою конкретную задачу, что позволяет достигнуть невероятной производительности вычислений.

В качестве примера можно привести видеокарты от компании NVIDIA, которые имеют продвинутую технологию параллельных вычислений CUDA. Данные видеокарты содержат в себе несколько тысяч ядер CUDA, каждое из которых производит параллельное вычисление. Платформа параллельных вычислений CUDA обеспечивает набор расширений для языков C и C++, которые позволяют работать как с параллелизмом данных, так и с параллелизмом задач. На сегодняшний день CUDA очень широко используется программистами, учёными и исследователями во многих областях, включая обработку видео и изображений, биологию и химию, симуляцию различных субстанций, таких, как вода, сейсмический анализ, трассировку лучей и многое другое.

Такие устройства называются MPP-компьютерами (Massively Parallel Processors) и с их помощью также можно моделировать экологическую систему, проводить исследования космического пространства, моделировать геном человека.

Применение подобных технологий параллельного программирования приводит к новым архитектурам программного обеспечения, которое специально разрабатывается для параллельных сред.

Существует ещё другой метод параллелизма – распределённое программирование. Этот метод позволяет воспользоваться компьютерными и программными ресурсами, размещенных в Интернете. Другими словами, можно сказать, что какая-то программа выполняется на удалённом компьютере и на компьютере пользователя, а затем сервер передаёт данные на компьютер, где они объединяются с локальными данными. Распределенное программирование в той или иной степени включает в себя сетевое программирование и подразумевает общение посредством сетевого соединения между программами клиента и сервера. Таким образом основным преимуществом данного метода является доступ к компьютерным ресурсам, которые могут находиться даже на другом континенте. При этом всё, что нужно обычному пользователю – иметь домашний компьютер или смартфон с необходимым программным обеспечением.

В этой сфере сейчас очень бурно развиваются облачные технологии. Их существует огромное множество, но в качестве примера приведем одну из них. Playkey – очень интересная облачная технология для потокового передачи видео, которая дарит возможность играть в самые технологичные компьютерные игры с любого устройства. Игра запускается на удалённом сервере, а пользователю транслируется видеопоток на его устройство. Таким образом игра использует ресурсы компьютера не пользователя, а удалённого сервера. Всё что нужно для работы – это стабильное Интернет-соединение. Также существуют множество облачных сервисов для хранения и получения доступа к данным: Google Drive, Dropbox, OneDrive и другие.

В базовой модели программирования все инструкции выполняются поочередно, то есть у каждой задачи есть порядок и каждая из них должна ожидать своей очереди. Такая линейная структура программы очень твердо закрепилась в умах многих разработчиков, что они даже не могут допустить другого положения вещей. Отсюда происходят различные проблемы при создании программного продукта ещё на стадии проектирования. Это один из главных недостатков на сегодняшний день и для того, чтобы исправить ситуацию, необходимо изменить парадигму мышления программиста. Ведь в мире параллельного программирования всё обстоит по-другому. Но даже в этом случае не исключаются проблемы при кодировании: параллельное программирование имеет ряд особенностей и трудностей и не всякий процесс можно распараллелить ввиду разного рода ограничений и требований. Вот основные проблемы, с которыми возможно придётся столкнуться при параллельном программировании:

1. Гонка данных. Когда два процесса пытаются одновременно изменить общую область данных, создаётся некая неопределенность, и конечный результат будет зависеть от того, какая задача обратится к этой области данных первой.
2. Бесконечная отсрочка. Одна или несколько задач ожидают связи от другой задачи до своего выполнения. Если такая связь между задачами не налажена, то задачи будут бесконечно ожидать завершения друг от друга.
3. Взаимоблокировка. Может произойти при параллельно выполняемых задачах, имеющих общий доступ к данным. Возможно ситуация, при которой каждая из задач будет ожидать пока другая не освободит доступ к данным.
4. Организация связи. Порой бывает очень трудно наладить связь между задачами, если они выполняются на компьютерах различных типов (разные операционные системы, технологии и языки программирования), что делает поиск и обработку ошибок ещё сложнее.
5. Отказ оборудования. Если какие-то процессоры дадут сбой, то возникает проблема, при которой необходимо решить, как будут вести себя другие процессоры, чтобы не прекращать работу программы.
6. Излишний параллелизм. Выражение «чем больше процессоров, тем лучше» не соответствует действительности. Организация синхронизации всех процессоров при их большом количестве может показаться затруднительной. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо выявить оптимальное количество процессоров, чтобы не навредить быстродействию работы.

Таким образом в подведение итогов еще раз кратко рассмотрим основные преимущества и недостатки параллельного программирования.

Преимущества:

—     возможность выполнения нескольких задач в один момент времени;

—     более высокая скорость работы приложений;

—     простая и удобная структура программы.

Недостатки:

—     трудности для новичков, связанные с иным типом мышления при программировании;

—     неопределенность приоритета задач;

—     трудности взаимосвязи между задачами;

—     взаимоблокировка задач;

—     проблемы при отказе оборудования;

—     необходимость подбора оптимального количества процессоров.

Несомненно, параллельное программирование является интенсивно развивающейся областью компьютерных наук и позволяет с большей эффективностью создавать высокопроизводительные системы, разрабатывать качественно новые архитектуры аппаратных средств и структурировать программный код при проектировании. Однако существует ряд минусов, касающихся технической стороны, которые могут отпугнуть начинающих программистов. Поэтому важно на сегодняшний день изменить парадигму мышления программиста в сторону параллелизма, чтобы избежать разного рода недоразумений при создании программного обеспечения. Для этого следует создавать современные и эффективные методики обучения по дисциплинам связанными с параллельным программированием.

Библиографический список

1. Камерон Х., Трейси Х. Параллельное и распределенное программирование на С++. М.: Вильямс, 2004. 672 с.
2. Бурова И.Г., Демьянович Ю.К. Алгоритмы параллельных вычислений и программирование. СПб.: СПбГУ, 2007. 208 с.
3. Корнеев В.В. Параллельные вычислительные системы. М.: Нолидж, 1999. 320 с.
4. Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления. СПб.: ВХВ-Петербург, 2002. 608 с.
5. Введение в параллельные вычисления // Habrahabr URL: https://habrahabr.ru/post/126930/ (дата обращения: 24.04.2016).
6. Параллельные вычисления CUDA | Что такое CUDA? | NVIDIA // NVIDIA URL: http://www.nvidia.ru/object/cuda-parallel-computing-ru.html (дата обращения: 01.05.2016).
7. Playkey | игры онлайн // PLAYKEY URL: http://playkey.net/ (дата обращения: 01.05.2016).
8. Плахотная Л. А. Организация самостоятельной работы студентов специальности «Информатика» в рамках курса по выбору «Основы технологии параллельного программирования» // Актуальные вопросы методики преподавания математики и информатики: сборник научных трудов третьей Международной научно-практической конференции, 16 апреля 2008 г. Биробиджан: Изд-во ДВГСГА, 2008. С. 113-116.
9. Плахотная Л.А., Бондаренко В.В. О технологиях организации интерфейса к базе данных // Современная техника и технологии. 2015. № 6

Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Владислав Витальевич»

IT Novella — Особенности языка программирования С++

Jan. 25, 2019, 5:59 a.m.

C++ — компилируемый статически типизированный язык программирования общего назначения. Поддерживает разные парадигмы программирования, но, в сравнении с его предшественником — языком Си, — наибольшее внимание уделено поддержке объектно-ориентированного и обобщённого программирования.

В 1990-х годах язык стал одним из наиболее широко применяемых языков программирования общего назначения.

Рассмотрим достоинства и недостатки языка, чтобы понять, что делает его столь мощным и универсальным инструментом в руках программиста.

Но прежде всего, необходимо подчеркнуть, что оценивать достоинства и, в особенности, недостатки C++ необходимо в контексте тех принципов, на которых строился язык, и требований, которые к нему изначально предъявлялись.

Достоинства.

C++ — чрезвычайно мощный язык, содержащий средства создания эффективных программ практически любого назначения, от низкоуровневых утилит и драйверов до сложных программных комплексов самого различного назначения. В частности: поддерживаются различные стили и технологии программирования, включая традиционное директивное программирование, ООП, обобщённое программирование, метапрограммирование (шаблоны, макросы).

Предсказуемое выполнение программ является важным достоинством для построения систем реального времени. Весь код, неявно генерируемый компилятором для реализации языковых возможностей (например, при x нулевое значение, а потом интерпретирует его как значение условия в операторе if. Так как нуль соответствует логическому значению «ложь», блок операторов в условной конструкции не выполнится никогда. Ошибки такого рода трудно выявлять, но во многих современных компиляторах предлагается диагностика некоторых подобных конструкций.

Операции присваивания (=), инкрементации (++), декрементации (—) и другие возвращают значение. В сочетании с обилием операций это позволяет, хотя и не обязывает, создавать трудночитаемые выражения. Наличие этих операций в Си было вызвано желанием получить инструмент ручной оптимизации кода, но в настоящее время оптимизирующие компиляторы обычно генерируют оптимальный код и на традиционных выражениях. С другой стороны, один из основных принципов языков Си и C++ — позволять программисту писать в любом стиле, а не навязывать «хороший» стиль.

Макросы (#define) являются мощным, но опасным средством. Они сохранены в C++ несмотря на то, что необходимость в них, благодаря шаблонам и встроенным функциям, не так уж велика. В унаследованных стандартных Си-библиотеках много потенциально опасных макросов.

Некоторые преобразования типов неинтуитивны. В частности, операция над беззнаковым и знаковым числами выдаёт беззнаковый результат.

C++ позволяет пропускать break в ветви оператора switch с целью последовательного выполнения нескольких ветвей. Такой же подход принят в языке Java. Есть мнение, что это затрудняет понимание кода. Например, в языке C# необходимо всегда писать либо break, либо использовать goto case N для явного указания порядка выполнения.

Препроцессор, унаследованный от Си, очень примитивен. Это приводит с одной стороны к тому, что с его помощью нельзя (или тяжело) осуществлять некоторые задачи метапрограммирования, а с другой, вследствие своей примитивности, он часто приводит к ошибкам и требует много действий по обходу потенциальных проблем. Некоторые языки программирования (например, Scheme и Nemerle) имеют намного более мощные и более безопасные системы метапрограммирования (также называемые макросами, но мало напоминающие макросы Си/C++).

Плохая поддержка модульности (по сути, в классическом Си модульность на уровне языка отсутствует, её обеспечение переложено на компоновщик). Подключение интерфейса внешнего модуля через препроцессорную вставку заголовочного файла (#include) серьёзно замедляет компиляцию при подключении большого количества модулей (потому что результирующий файл, который обрабатывается компилятором, оказывается очень велик). Эта схема без изменений скопирована в C++. Для устранения этого недостатка, многие компиляторы реализуют механизм прекомпиляции заголовочных файлов (англ. Precompiled header).

К собственным недостаткам C++ можно отнести:

·Сложность и избыточность, из-за которых C++ трудно изучать, а построение компилятора сопряжено с большим количеством проблем. В частности:

Многие конструкции С++ позволяют делать то же самое, что и конструкции Си, также присутствующие в С++. Это иногда сбивает с толку новичков. Например, приведение типов при помощи dynamic_cast позволяет привести указатель или ссылку строго в пределах иерархии классов. Это делает код более надёжным, декларативным и позволяет находить приведения в пределах иерархии при помощи инструментов типа grep. Однако вследствие требования высокой степени совместимости с Си старое приведение типов всё ещё поддерживается.

o Иногда шаблоны приводят к порождению кода очень большого объёма. Для снижения размера машинного кода можно специальным образом подготавливать исходный код. Другим решением является стандартизованная ещё в 1998 году возможность экспорта шаблонов. Некоторые авторы считают, что её трудно реализовать и поэтому она доступна не во всех компиляторах. «Раздувание» машинного кода вследствие использования шаблонов часто преувеличивается, и современные компиляторы во многих случаях успешно устраняют это явление.

Метапрограммирование на основе шаблонов C++ сложно и при этом ограничено в возможностях. Оно состоит в реализации средствами шаблонов C++ интерпретатора примитивного функционального языка программирования, выполняющегося во время компиляции. Сама по себе данная возможность весьма привлекательна, но такой код весьма трудно воспринимать и отлаживать. Менее распространённые языки Lisp/Scheme, Nemerle имеют более мощные и одновременно более простые для восприятия подсистемы метапрограммирования. Кроме того, в языке D реализована сравнимая по мощности, но значительно более простая в применении подсистема шаблонного метапрограммирования.

Явная поддержка функционального программирования присутствует только в будущем стандарте c++0x. Данный пробел устраняется различными библиотеками (Loki, Boost), использующими средства метапрограммирования для расширения языка функциональными конструкциями (например, поддержкой лямбд/анонимных методов), но качество подобных решений значительно уступает качеству встроенных в функциональные языки решений. Такие возможности функциональных языков, как сопоставление с образцом, вообще крайне сложно эмулировать средствами метапрограммирования.

Некоторые считают недостатком языка C++ отсутствие встроенной системы сборки мусора. С другой стороны, средства C++ позволяют реализовать сборку мусора на уровне библиотеки. Противники сборки мусора полагают, что RAII является более достойной альтернативой. С++ позволяет пользователю самому выбирать стратегию управления ресурсами.

Замечание для программистов на С

Чем лучше программист знает С, тем труднее будет для него при программировании на С++ отойти от стиля программирования на С. Так он теряет потенциальные преимущества С++.

Но гораздо важнее стараться думать о программе как о множестве взаимосвязанных понятий, представляемых классами и объектами, чем представлять ее как сумму структур данных и функций, что-то делающих с этими данными.

преобразовании переменной к другому типу), определён в стандарте. Также строго определены места программы, в которых этот код выполняется. Это даёт возможность замерять или рассчитывать время реакции программы на внешнее событие.

Автоматический вызов деструкторов объектов при их уничтожении, причём в порядке, обратном вызову конструкторов. Это упрощает (достаточно объявить переменную) и делает более надёжным освобождение ресурсов (память, файлы, семафоры и т. п.), а также позволяет гарантированно выполнять переходы состояний программы, не обязательно связанные с освобождением ресурсов (например, запись в журнал).

Пользовательские функции-операторы позволяют кратко и ёмко записывать выражения над пользовательскими типами в естественной алгебраической форме.

Язык поддерживает понятия физической (const) и логической (mutable) константности. Это делает программу надёжнее, так как позволяет компилятору, например, диагностировать ошибочные попытки изменения значения переменной. Объявление константности даёт программисту, читающему текст программы дополнительное представление о правильном использовании классов и функций, а также может являться подсказкой для оптимизации. Перегрузка функций-членов по признаку константности позволяет определять изнутри объекта цели вызова метода (константный для чтения, неконстантный для изменения). Объявление mutable позволяет сохранять логическую константность при использовании кэшей и ленивых вычислений.

Используя шаблоны, возможно создавать обобщённые контейнеры и алгоритмы для разных типов данных, а также специализировать и вычислять на этапе компиляции.

Возможность имитации расширения языка для поддержки парадигм, которые не поддерживаются компиляторами напрямую. Например, библиотека Boost.Bind позволяет связывать аргументы функций.

Возможность создания встроенных предметно-ориентированных языков программирования. Такой подход использует, например библиотека Boost.Spirit, позволяющая задавать EBNF-грамматику парсеров прямо в коде C++.

Используя шаблоны и множественное наследование можно имитировать классы-примеси и комбинаторную параметризацию библиотек. Такой подход применён в библиотеке Loki, класс SmartPrt которой позволяет, управляя всего несколькими параметрами времени компиляции, сгенерировать около 300 видов «умных указателей» для управления ресурсами.

Кроссплатформенность: стандарт языка накладывает минимальные требования на ЭВМ для запуска скомпилированных программ. Для определения реальных свойств системы выполнения в стандартной библиотеке присутствуют соответствующие возможности (например, std::numeric_limits ). Доступны компиляторы для большого количества платформ, на языке C++ разрабатывают программы для самых различных платформ и систем.

Эффективность. Язык спроектирован так, чтобы дать программисту максимальный контроль над всеми аспектами структуры и порядка исполнения программы. Ни одна из языковых возможностей, приводящая к дополнительным накладным расходам, не является обязательной для использования — при необходимости язык позволяет обеспечить максимальную эффективность программы.

Имеется возможность работы на низком уровне с памятью, адресами.

Высокая совместимость с языком Си, позволяющая использовать весь существующий Си-код (код на Си может быть с минимальными переделками скомпилирован компилятором C++; библиотеки, написанные на Си, обычно могут быть вызваны из C++ непосредственно без каких-либо дополнительных затрат, в том числе и на уровне функций обратного вызова, позволяя библиотекам, написанным на Си, вызывать код, написанный на С++).

Недостатки.

Отчасти недостатки C++ унаследованы от языка-предка — Си, — и вызваны изначально заданным требованием возможно большей совместимости с Си. Это такие недостатки, как:

Синтаксис, провоцирующий ошибки:

Операция присваивания обозначается как =, а операция сравнения как ==. Их легко спутать, при этом операция присваивания возвращает значение, поэтому присваивание на месте выражения является синтаксически корректным, а в конструкциях цикла и ветвления появление числа на месте логического значения также допустимо, так что ошибочная конструкция оказывается синтаксически правильной.

С++ — язык общего назначения и задуман для того, чтобы настоящие программисты получили удовольствие от самого процесса программирования. За исключением второстепенных деталей он содержит язык С как подмножество. Язык С расширяется введением гибких и эффективных средств, предназначенных для построения новых типов. Программист структурирует свою задачу, определив новые типы, которые точно соответствуют понятиям предметной области задачи. Такой метод построения программы обычно называют абстракцией данных. Информация о типах содержится в некоторых объектах типов, определенных пользователем. С такими объектами можно работать надежно и просто даже в тех случаях, когда их тип нельзя установить на стадии трансляции. Программирование с использованием таких объектов обычно называют объектно-ориентированным. Если этот метод применяется правильно, то программы становятся короче и понятнее, а сопровождение их упрощается.

Ключевым понятием С++ является класс. Класс — это определяемый пользователем тип. Классы обеспечивают упрятывание данных, их инициализацию, неявное преобразование пользовательских типов, динамическое задание типов, контролируемое пользователем управление памятью и средства для перегрузки операций. В языке С++ концепции контроля типов и модульного построения программ реализованы более полно, чем в С. Кроме того, С++ содержит усовершенствования, прямо с классами не связанные: символические константы, функции-подстановки, стандартные значения параметров функций, перегрузка имен функций, операции управления свободной памятью и ссылочный тип. В С++ сохранены все возможности С эффективной работы с основными объектами, отражающими аппаратную «реальность» (разряды, байты, слова, адреса и т.д.). Это позволяет достаточно эффективно реализовывать пользовательские типы.

Объектно-ориентированное программирование — это метод программирования, способ написания «хороших» программ для множества задач. Если этот термин имеет какой-то смысл, то он должен подразумевать: такой язык программирования, который предоставляет хорошие возможности для объектно-ориентированного стиля программирования.

Нельзя сказать, что один язык лучше другого только потому, что в нем есть возможности, которые в другом отсутствуют. Часто бывает как раз наоборот. Здесь более важно не то, какими возможностями обладает язык, а то, насколько имеющиеся в нем возможности поддерживают избранный стиль программирования для определенного круга задач.

Язык С++ проектировался для поддержки абстракции данных и объектно-ориентированного программирования в добавление к традиционному стилю С. Впрочем, это не значит, что язык требует какого-то одного стиля программирования от всех пользователей.

Язык C++ явился мощным и стремительным рывком в развитии программирования. C++ и по сей день занимает господствующее положение среди языков программирования в мире. Огромное множество профессиональных программистов использует именно его при разработке разного рода проектов. Очевидно, этот язык будет сохранять свое положение ещё не один год, при этом по-прежнему развиваясь и совершенствуясь.

При написании данной статьи использовались книги:

1. «Бьерн Страуструп — «Язык программирования С++»

2.Павловская Т.А. — «C и C++. Программирование на языке высокого уровня».

Преимущества и недостатки C ++ | Сделайте следующий шаг!

C ++, несомненно, является одним из старейших и наиболее эффективных языков программирования, который все еще продолжает доминировать в сфере программирования. Каждому новичку интересно узнать о преимуществах и недостатках C ++, на основе которых он может начать свой путь программирования. Чтобы предсказать их следующий шаг, важно знать преимущества и ограничения.

Итак, чего вы ждете? Нырнем вместе!

Преимущества и недостатки C ++

Каждая монета имеет две стороны, теперь пришло время раскрыть грани C ++, в его преимуществах и недостатках —

Преимущества C ++

1.Портативность

C ++ предлагает функцию переносимости или независимости от платформы, которая позволяет пользователю легко запускать одну и ту же программу в разных операционных системах или интерфейсах.

Предположим, вы пишете программу в ОС LINUX и по какой-то очевидной причине переключаетесь на ОС Windows, вы сможете запускать ту же программу в Windows без каких-либо ошибок. Эта функция оказывается очень удобной для программиста.

2. Объектно-ориентированный

Одним из самых больших преимуществ C ++ является возможность объектно-ориентированного программирования, которая включает такие концепции, как классы, наследование, полиморфизм, абстракцию данных и инкапсуляцию, которые обеспечивают возможность повторного использования кода и делают программу еще более надежной.

Не только это, он помогает нам справляться с проблемами реального мира, рассматривая данные как объект. В C отсутствовала эта функция, и поэтому он был создан, что оказалось очень важным.

Эта особенность породила множество перспектив трудоустройства и технологий. Интересно отметить, что C ++ был создан путем объединения функций не только C, но и Simula 67, первого объектно-ориентированного языка программирования.

Давайте освоим концепцию инкапсуляции данных в C ++

3.Мультипарадигма

C ++ — это язык программирования с несколькими парадигмами. Термин «парадигма» относится к стилю программирования. Он включает логику, структуру и процедуру программы. G энергичный, императивный и объектно-ориентированный — это три парадигмы C ++.

Давайте теперь попробуем понять, что означает универсальное программирование. Общее программирование означает использование одной идеи для нескольких целей . Императивное программирование , с другой стороны, относится к использованию операторов, которые изменяют состояние программы.

4. Манипуляции на низком уровне

Поскольку C ++ тесно связан с C, который является процедурным языком, тесно связанным с машинным языком, C ++ допускает низкоуровневые манипуляции с данными на определенном уровне. Встроенные системы и компилятор созданы с помощью C ++.

Получите бесплатную серию руководств по C , чтобы освоить его всего за несколько дней

5. Управление памятью

C ++ дает программисту полный контроль над управлением памятью.Это можно рассматривать и как актив, и как пассив, поскольку это увеличивает ответственность пользователя за управление памятью, а не за ее управление сборщиком мусора. Эта концепция реализована с помощью DMA (динамического распределения памяти) с использованием указателей.

6. Поддержка большого сообщества

C ++ имеет большое сообщество, которое поддерживает его, предоставляя онлайн-курсы и лекции, как платные, так и бесплатные. По статистике, C ++ — шестой по популярности и отслеживаемый тег в StackOverflow и GitHub.

7. Совместимость с C

C ++ в значительной степени совместим с C. Практически каждая безошибочная программа на C является действительной программой на C ++. В зависимости от используемого компилятора каждая программа C ++ может работать с файлом с расширением .cpp.

8. Масштабируемость

Масштабируемость относится к способности программы масштабироваться. Это означает, что программа C ++ может работать как с малым, так и с большим объемом данных. Мы также можем создавать ресурсоемкие приложения.

Недостатки C ++

1. Использование указателей

Указатели в C / C ++ — это относительно сложная для понимания концепция, которая потребляет много памяти. Неправильное использование указателей, таких как «дикие» указатели, может привести к аварийному завершению работы системы или ее аномальному поведению.

2. Проблема безопасности

Хотя объектно-ориентированное программирование обеспечивает большую безопасность обрабатываемых данных по сравнению с другими языками программирования, которые не являются объектно-ориентированными, такими как C, некоторые проблемы безопасности все еще существуют из-за доступности дружественных функций, глобальных переменных и указателей. .

3. Отсутствие сборщика мусора

Как обсуждалось ранее, C ++ дает пользователю полный контроль над управлением памятью компьютера с помощью DMA. В C ++ отсутствует функция сборщика мусора для автоматической фильтрации ненужных данных.

4. Отсутствие встроенной резьбы

C ++ не поддерживает никаких встроенных потоков. Потоки — это относительно новая концепция в C ++, которой изначально не было. Теперь C ++ может поддерживать лямбда-функции.

Сводка

В этой статье мы обсудили различные плюсы и минусы C ++.Можно с уверенностью сказать, что, разобравшись с пониманием преимуществ и недостатков C ++, теперь вы готовы сделать правильный выбор для изучения C ++.

Следующая статья — 7 умных приложений на C ++, которые вы должны знать

Надеюсь, вам понравилась информация. Вы также можете внести свой вклад в эту статью, поделившись предложениями и отзывами для наших читателей.

Преимущества и недостатки программирования на C — Откройте для себя секреты C

C — один из самых старых языков, который нельзя заменить никаким другим языком, так как — это ядро ​​каждой машины .В 21 веке, когда на рынке преобладают такие языки, как Java, Python , вам не следует беспокоиться о том, насколько актуален язык программирования C, и если вы все еще не уверены, перейдите к этому руководству «Преимущества и недостатки C », Чтобы узнать, насколько мощным является язык C. Что ж, у всего есть свои сильные стороны и ограничения, которые делают его уникальным.

«Не судите о книге по обложке».

Итак, давайте начнем обсуждение преимуществ и недостатков C.

Преимущества и недостатки языка C

Прежде всего, давайте обсудим , что делает язык C матерью всех языков. Существуют различные преимущества программирования на C, которые зависят от этих положительных моментов, которые, безусловно, могут лучше определять функциональность C.

1. Преимущества языка программирования C

1.1. Строительный блок для многих других языков программирования

C считается самым фундаментальным языком, который необходимо изучить, если вы начинаете с любого языка программирования.Многие языки программирования, такие как Python, C ++, Java и др., Построены на основе языка C.

1,2. Мощный и эффективный язык

C — надежный язык, поскольку он содержит множество типов данных и операторов, предоставляющих обширную платформу для выполнения всех видов операций.

Сделайте перерыв и изучите различные типы данных в C

1,3. Портативный язык

C очень гибкий, или, можно сказать, машинно-независимый, что помогает вам запускать код на любой машине без каких-либо изменений или всего лишь нескольких изменений в коде.

1,4. Встроенные функции

В ANSI C всего 32 ключевых слова, имеющих множество встроенных функций. Эти функции полезны при создании программы на C.

.

1,5. Расширение качества

Еще одна важная способность языка C — расширяться. Мы уже выяснили, что язык C имеет свой набор из функций в библиотеке C . Таким образом, становится проще использовать эти функции. Мы можем добавить наши собственные функции в стандартную библиотеку C и упростить код.

1,6. Структурированный язык программирования

C является структурным. Это означает, что задачи или сложные проблемы разделены на более мелкие блоки или функции. Эта модульная структура помогает упростить и упростить тестирование и обслуживание.

1,7. Средний уровень

C — это язык программирования среднего уровня, что означает, что он поддерживает программирование как высокого, так и низкого уровня. Он поддерживает использование ядер и драйверов в низкоуровневом программировании, а также поддерживает системные программные приложения на языке программирования высокого уровня.

1,8. Реализация алгоритмов и структур данных

Использование алгоритмов и структур данных в C сделало вычисления программ очень быстрыми и плавными. Таким образом, язык C может использоваться в сложных вычислениях и операциях, таких как MATLAB.

1.9. Язык процедурного программирования

C следует надлежащей процедуре для своих функций и подпрограмм. Поскольку он использует процедурное программирование, C становится легче идентифицировать структуру кода и решать любую проблему в определенной серии кода.В процедурном программировании переменные C и функции объявляются перед использованием.

1.10. Распределение динамической памяти

C обеспечивает динамическое распределение памяти, что означает, что вы можете свободно выделять память во время выполнения. Например, если вы не знаете, сколько памяти требуется объектам в вашей программе, вы все равно можете запустить программу на C и одновременно назначить память.

Изучите базовую структуру программы C за 7 минут

1.11. Системное программирование

C следует системе программирования. Это означает, что программирование выполняется для аппаратных устройств.

Итак, с этим мы знаем, что почему Си считается очень мощным языком, а — . Почему важно знать преимущества Си?

Когда мы изучаем что-то новое, становится важным знать преимущества, которые мы получаем от этой технологии. Это позволяет нам повысить наш интерес и реализовать наши знания на практике.Теперь перейдем к «преимуществам и недостаткам языка программирования C».

2. Недостатки языка программирования C

Мы уже обсуждали преимущества C.

Вы можете подумать, почему мы не приближаемся к языку практически и не изучаем теоретическую часть в каждом уроке. Это потому, что, если вы поймете основные функции языка и методы или работу языка программирования, вам станет легко узнать, подходит ли этот язык для вашей карьеры в или нет.

Кроме того, имея базовые знания языка C, вы можете понять выполнение любой программы.

Итак, теперь давайте посмотрим, каковы ограничения языка программирования C —

1. Концепция ООП

C — очень обширный язык, но он не поддерживает концепцию ООП (наследование, полиморфизм, инкапсуляция, абстракция, сокрытие данных). C просто следует подходу процедурного программирования.

2. Оперативная проверка

В языке программирования C ошибки не обнаруживаются после каждой строки кода.Вместо этого компилятор показывает все ошибки после написания программы. Это делает проверку кода очень сложной в больших программах.

3. Понятие пространства имен

C не реализует концепцию пространств имен. Пространство имен структурировано как цепочка команд, позволяющая повторно использовать имена в разных контекстах. Без пространств имен мы не можем объявить две переменные с одинаковыми именами.

Но в программировании на C эта функция отсутствует, и, следовательно, вы не можете определить переменную с тем же именем в C.

4. Отсутствие обработки исключений

Обработка исключений — одна из наиболее важных функций языков программирования. При компиляции кода могут возникать различные аномалии и ошибки. Обработка исключений позволяет выявить ошибку и принять соответствующие ответы. Однако C не демонстрирует этой важной особенности.

5. Конструктор или деструктор

C не имеет конструктора или деструктора.

Конструкторы и деструкторы

поддерживают базовую функциональность объектно-ориентированного программирования.Обе являются функциями-членами, которые создаются, как только создается объект класса. Позже вы будете подробно изучать конструктор и деструктор.

6. Низкий уровень абстракции

C — это небольшой базовый машинный язык с минимальным сокрытием данных и исключительной видимостью, что влияет на безопасность этого языка.

Сводка

На этом мы заканчиваем наш учебник «Преимущества и недостатки программирования на языке C». Мы надеемся, что вы нашли это руководство полезным для развития простого понимания плюсов и минусов C.Вы могли понять, насколько мощен C в процессе реализации и выполнения, и в то же время, как он отстает от других языков в определенных аспектах.

Узнайте о важности препроцессоров в C

Сообщите нам, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, оставьте комментарий в разделе комментариев ниже. Мы будем рады услышать от вас всех.

Преимущества и недостатки интерактивной системы

Интерактивные системы — это компьютеры, которые принимают ввод от людей.Человек отправляет команды или данные компьютерам путем набора текста или любых жестов. Примеры — MS Word или электронная таблица. Операционная система, поддерживающая интерактивное поведение, известна как интерактивные операционные системы . Примерами интерактивных операционных систем являются операционная система Mac и Windows.

Интерактивные операционные системы также могут получать ввод через графический интерфейс. Чтобы узнать больше о графическом пользовательском интерфейсе, проверьте Преимущества и недостатки графического пользовательского интерфейса .

Для разработки интерактивной системы используется ориентированная на клиента коммуникация, которая включает средства массовой информации и совместный процесс между технологиями и людьми. Цель интерактивной системы — простота, уникальные цели и привлекательный интерфейс. Интерактивные медиа играют важную роль в разработке интерфейса. Интерактивные носители включают текст, анимацию, видео, анимированные изображения и кнопки, видеоигры и т. Д.

Преимущества и недостатки интерактивных систем

Преимущества интерактивных систем

• Это помогает людям с ограниченными возможностями выполнять свои задачи, такие как iPad и другие интерактивные устройства используемый.Например, в новейшем домашнем кондиционере люди с ограниченными возможностями могут контролировать температуру в комнате, проверять напряжение переменного тока, таймер переменного тока с мобильного или планшетного устройства.
• Интерактивные системы просты в использовании.
• Эти системы используются на этапе тестирования также как элементы интерфейса тестирования, и перед запуском продукта все элементы могут быть точно проверены.
• Он используется в медицинской области, например, в сердечном устройстве и различных микросхемах, используемых в организме, которые посылают сигналы на экран компьютера.
• В маркетинге работает лучше, чем в старом маркетинге, таком как телевидение, радио или газеты. Он сразу же получает отклик в аудитории.
• Также хорошо работает в рекламных предложениях, которые мы видим на различных веб-сайтах. Если пользователь выполняет какие-либо действия на веб-сайтах, может появиться всплывающее окно, предлагающее пользователю скидки на продукты.
• Это помогает бизнесу установить долгосрочные отношения между клиентами.
• Интерактивные инструменты обеспечивают постоянную поддержку клиентов простым способом.
• Получение обратной связи от клиента также осуществляется с помощью интерактивной системы, например, онлайн-опросы и опросы.
• Вознаграждение за больше покупок также осуществляется с помощью интерактивных инструментов. Получая вознаграждение, покупатель чувствует себя более комфортно, и это вызывает у него интерес и доверие к компании.
• Обучение является частью каждого человека, и человек продолжает свое обучение на протяжении всей своей жизни. Теперь учиться в современной жизни стало легко. Электронное обучение — это новый способ обучения, который включает проекторы, интерактивные экраны и презентации.Аудитория проявляет интерес к классу, и они становятся активными и новаторскими. При таком способе обучения презентация отклик аудитории становится выше. Благодаря высокой реакции аудитории они не скучают и сосредотачивают свое внимание. Коммуникация становится выше во время выступления спикера, и аудитория и спикер обмениваются большим количеством вопросов и ответов. Благодаря интерактивной технологии от аудитории получается более реалистичная обратная связь. Для обучения аудитории используются более интерактивные и наглядные элементы, такие как интересные видеоролики, анимированная графика, графики, что делает обучение интересным и значимым.
• Интерактивные системы используются для распознавания голоса, и на рынке доступно множество инструментов, которые хорошо себя зарекомендовали в этой области.
• Привлекательное портативное программное обеспечение доступно для загрузки и использования в Интернете. Это программное обеспечение работает в Интернете и работает путем ввода данных пользователем в сочетании с данными из Интернета.

Недостатки интерактивных систем

• Интерактивные системы могут вызывать дополнительное шумовое загрязнение, например распознавание голоса в общественных местах.
• Эти системы легко сломать и поцарапать прикосновением к интерфейсу.
• Создание сложных и красивых графических интерактивных систем — дело сложное и требует больше времени.
• В настоящее время некоторые телефонные системы интерактивны, они записывают и распознают голос. Но людям пожилого возраста сложно общаться с этими системами. Эти системы сложно спроектировать и работать с ними неточно.
• Преобразование текста в речь — это еще один тип интерактивной системы, в которой пользователь взаимодействует, вводя текст.Некоторый текст невозможно преобразовать так, как мы его произносим, ​​из-за разницы в культуре. Текст речи в реальном времени труден для понимания и требует высококвалифицированных специалистов для озвучивания.
• Во время приема звонков от клиентов программное обеспечение для преобразования текста в речь должно точно отвечать, и если покупатель проявляет интерес к продукту, то направить его по точному пути трудно, и для разговора может потребоваться живой представитель.
• Автоматические вызовы также управляются интерактивными системами.Иногда люди заняты своей работой и, получая автоматические звонки, не чувствуют себя в безопасности. Эти звонки совершаются с компьютеров компании для проведения кампаний, которые иногда приводят к плохим результатам.
• Некоторому интерактивному веб-программному обеспечению для работы требуется подключение к Интернету, что ограничивает доступ пользователя. Иногда веб-программное обеспечение должно предоставлять общественности информацию, которая влияет на бизнес компании.
• Некоторому интерактивному программному обеспечению для нормальной работы требуются дополнительные аппаратные ресурсы и память.
• В интерактивном маркетинге, если у покупателя уже есть продукт, он просто уйдет, не проявив интереса.
• Некоторые интерактивные системы стоят дороже из-за их установки и настройки, например, интерактивная доска. Это также плохо влияет на глаза пользователя. Подготовка контента для интерактивной доски также сложна.

Язык C ++: особенности, использование, приложения и преимущества

C ++ — это объектно-ориентированный язык программирования высокого уровня, который помогает программистам писать быстрые переносимые программы.C ++ предоставляет широкую поддержку библиотеки в виде стандартной библиотеки шаблонов (STL).

Возможности языка C ++

Некоторые из интересных особенностей C ++:

• Объектно-ориентированный : C ++ — объектно-ориентированный язык программирования. Это означает, что основное внимание уделяется «объектам» и манипуляциям с ними. Информация о том, как работают эти манипуляции, абстрагируется от потребителя объекта.
• Поддержка расширенных библиотек : Благодаря стандартной библиотеке шаблонов C ++ (STL) доступно множество функций, которые помогают быстро писать код.Например, есть стандартные библиотеки для различных контейнеров, таких как наборы, карты, хеш-таблицы и т. Д.
• Скорость : C ++ является предпочтительным выбором, когда задержка является критическим показателем. Компиляция, а также время выполнения программы на C ++ намного быстрее, чем у большинства других языков программирования общего назначения.
• Скомпилировано : Код C ++ должен быть сначала скомпилирован в код низкого уровня, а затем выполнен, в отличие от интерпретируемых языков программирования, где компиляция не требуется.
• Поддержка указателей : C ++ также поддерживает указатели, которые широко используются в программировании и часто недоступны на нескольких языках программирования.

Это один из самых важных языков программирования , потому что почти все программы / системы, которые вы используете, имеют ту или иную часть кодовой базы, написанной на C / C ++. Будь то Windows, будь то программное обеспечение для редактирования фотографий, будь то ваша любимая игра, будь то веб-браузер, C ++ играет неотъемлемую роль почти во всех приложениях, которые мы используем.

Использование / применение языка C ++

После изучения возможностей C ++ давайте взглянем на некоторые интересные области, в которых C ++ широко используется.

Операционные системы

Будь то Microsoft Windows, Mac OSX или Linux — все они написаны на C ++. C / C ++ является основой всех известных операционных систем благодаря тому, что это строго типизированный и быстрый язык программирования, что делает его идеальным выбором для разработки операционной системы.Более того, C довольно близок к языку ассемблера, что дополнительно помогает при написании модулей операционной системы низкого уровня.

Браузеры

Механизмы рендеринга различных веб-браузеров запрограммированы на C ++ просто потому, что скорость, которую он предлагает. Механизмам рендеринга требуется более быстрое выполнение, чтобы пользователям не приходилось ждать, пока контент появится на экране. В результате в таких системах с малой задержкой в ​​качестве языка программирования используется C ++.

Библиотеки

Многие библиотеки высокого уровня используют C ++ в качестве основного языка программирования.Например, несколько библиотек машинного обучения используют C ++ в качестве серверной части из-за его скорости. Tensorflow, одна из наиболее широко используемых библиотек машинного обучения, использует C ++ в качестве внутреннего языка программирования. Такие библиотеки требовали высокопроизводительных вычислений, потому что они включают умножение огромных матриц с целью обучения моделей машинного обучения. В результате производительность становится критической. В таких библиотеках на помощь приходит C ++.

Графика

Все графические приложения требуют быстрого рендеринга и, как и в случае с веб-браузерами, здесь также C ++ помогает уменьшить задержку.Программное обеспечение, использующее компьютерное зрение, обработку цифровых изображений, графическую обработку высокого класса — все они используют C ++ в качестве внутреннего языка программирования. Даже популярные игры, в которых много графики, используют C ++ в качестве основного языка программирования. Скорость, которую предлагает C ++ в таких ситуациях, помогает разработчикам расширять целевую аудиторию, поскольку оптимизированное приложение может работать даже на устройствах низкого уровня, которые не имеют доступной высокой вычислительной мощности.

Банковские приложения

Одна из наиболее популярных систем банковского обслуживания — Infosys Finacle использует C ++ в качестве одного из языков программирования.Банковские приложения обрабатывают миллионы транзакций ежедневно и требуют поддержки с высоким уровнем параллелизма и малой задержкой. C ++ автоматически становится предпочтительным выбором в таких приложениях из-за его скорости и поддержки многопоточности, которая предоставляется через различные стандартные библиотеки шаблонов, которые входят в состав набора для программирования C ++.

Облачные / распределенные системы

Крупные организации, которые разрабатывают облачные системы хранения и другие распределенные системы, также используют C ++, поскольку он очень хорошо соединяется с оборудованием и совместим с большим количеством машин.В облачных системах хранения используются масштабируемые файловые системы, которые работают близко к оборудованию. C ++ становится предпочтительным выбором в таких ситуациях, потому что он близок к оборудованию, а также многопоточные библиотеки в C ++ обеспечивают высокий уровень параллелизма и нагрузочную способность, что очень необходимо в таких сценариях.

Базы данных

Postgres и MySQL — две из наиболее широко используемых баз данных написаны на C ++ и C, предшественнике C ++. Эти базы данных используются почти во всех известных приложениях, которые мы все используем в повседневной жизни — Quora, YouTube и т. Д.

Встроенные системы

Различные встроенные системы, такие как медицинские машины, умные часы и т. Д., Используют C ++ в качестве основного языка программирования из-за того, что C ++ ближе к аппаратному уровню по сравнению с другими языками программирования высокого уровня.

Телефонные коммутаторы

Поскольку это один из самых быстрых языков программирования, C ++ широко используется при программировании телефонных коммутаторов, маршрутизаторов и космических зондов.

Компиляторы

Компиляторы различных языков программирования используют C и C ++ в качестве языков программирования серверной части. Это связано с тем, что и C, и C ++ являются языками относительно более низкого уровня, ближе к аппаратному обеспечению и поэтому являются идеальным выбором для таких систем компиляции. Это несколько применений и приложений языка программирования C ++. Теперь давайте узнаем больше о преимуществах C ++ перед другими языками программирования.

Преимущества языка C ++

C ++ имеет следующие 2 функции, которые делают его предпочтительным для большинства приложений:

• Скорость : C ++ быстрее, чем большинство других языков программирования, и обеспечивает отличную поддержку параллелизма.Это делает его полезным в тех областях, где производительность весьма критична, а требуемая задержка очень мала. Такие требования постоянно возникают на серверах с высокой нагрузкой, таких как веб-серверы, серверы приложений, серверы баз данных и т. Д. C ++ играет ключевую роль в таких серверах.
• Ближе к оборудованию : C ++ ближе к оборудованию, чем большинство других языков программирования, таких как Python и т. Д. Это делает его полезным в тех областях, где программное обеспечение тесно связано с оборудованием, и на уровне программного обеспечения требуется поддержка на низком уровне .

Хотите изучить C ++? Ознакомьтесь с лучшими учебниками по C ++, рекомендованными сообществом программистов на Hackr.io. Сообщите, есть ли у вас какие-либо вопросы о функциях, использовании, приложениях и преимуществах языка программирования C ++ в комментариях.

Читают и люди:

Понимание плюсов и минусов: что такое компьютерное обучение?

В сегодняшних классах кажется, что мы постоянно сражаемся с технологиями.

С одной стороны, технологии произвели революцию в том, как учителя преподают, а ученики учатся.

С другой стороны, это может отвлекать от учебного процесса.

Если вы такой же учитель, как я, то знаете, что может быть огромной болью оторвать учащихся от смартфонов или компьютеров и заставить их обратить внимание на урок.

Все, что вы можете видеть, — это их головы, пока они пишут и публикуют сообщения в социальных сетях — и вы просто знаете, что они не публикуют сообщения о неправильных глаголах, которым вы их в настоящее время обучаете!

К счастью, есть способ включить ту же самую технологию, которая отвлекает ваших учеников, в классную среду и использовать ее, чтобы помочь им лучше учиться.

Загрузить: Эта запись в блоге доступна в виде удобного портативного PDF-файла, который вы можете
можно взять куда угодно. Щелкните здесь, чтобы получить копию. (Загрузить)

Большинство детей (и взрослых!) В наши дни проводят большую часть своего времени за компьютерами, планшетами и телефонами как дома, так и в школе, поэтому неудивительно, что компьютеры становятся частью классной комнаты.

Компьютерное обучение (или CAL) полностью модернизировало способ обучения студентов как в обычном классе, так и в условиях изучения языка.Компьютерное обучение может сделать уроки намного более интерактивными и увлекательными, и может вызвать интерес даже у самых сопротивляющихся учеников.

Однако это не означает, что CAL не лишена недостатков. Та же индивидуальность и веселье, благодаря которым CAL работает хорошо, может также привести к изоляции учащихся, а также отвлечь их от урока, в котором они участвуют.

Прежде чем вы решите, станет ли обучение с помощью компьютера вашим новым обучением методологии, давайте посмотрим, что именно такое клиентская лицензия, и какие преимущества и недостатки могут быть связаны с ее использованием в вашем классе.

Что такое компьютерное обучение?

Компьютерное обучение включает в себя множество различных технологий и идей, но их достаточно легко понять. Школа Intense, специализирующаяся на компьютерах и информационных технологиях, описывает это просто как «использование электронных устройств / компьютеров для обучения и обучения».

Вас может шокировать, узнав, что та или иная форма обучения с помощью компьютера проводится в классах с 1960-х годов.CAL не только включает компьютеры, но и включает использование другой электроники, такой как проигрыватели компакт-дисков и MP3 (или проигрыватели пластинок в 1960-х годах), DVD-плееры, планшеты, смартфоны и телевизоры. Эти инструменты можно использовать, чтобы лучше проиллюстрировать мысль, которую пытается донести учитель или профессор, или для повышения заинтересованности студентов.

Подумайте об этом: разве вы не узнали бы больше, посмотрев иностранный фильм для своего языкового класса, чем просто поговорив об этом?

Компьютерное обучение также включает в себя онлайн-курсы и дополнительные материалы курса, используемые в колледжах, домашнем обучении и дистанционном обучении.По сути, любой тип технологий, которые можно использовать для обучения, скорее всего, попадает под действие компьютерного обучения.

Самое замечательное в этом методе обучения состоит в том, что его можно применять в классах любого типа, от художественного класса в детском саду до класса медицинской школы, в котором учащиеся используют компьютерные модели, чтобы научиться работать с человеческим телом. Это также может помочь учащимся заниматься дома самостоятельно или в дополнение к другим занятиям. Это может привести к гораздо более индивидуальному опыту, а также к более глубокому пониманию передаваемых знаний.

Звучит интересно? Воплотите в жизнь ваши уроки CAL, добавив FluentU в школьную программу. FluentU позволяет учить языки, используя реальные материалы, такие как песни, рекламные объявления, новостные статьи и отрывки из популярных фильмов и телешоу. Это не только делает изучение языка увлекательным, но и создает полностью захватывающий опыт, позволяющий учащимся лучше понять культуру, лежащую в основе языка.

Хотите работать из дома? Сохранить гибкий график? Окажите положительное влияние? Быть частью вдохновляющего сообщества, основанного на сотрудничестве?

Нажмите здесь, чтобы присоединиться к нашей команде!

Как компьютерное обучение может помочь студентам в знании языков?

Хотя использование клиентских лицензий может быть полезно в любом классе, оно особенно полезно в классах изучения языков.

На самом деле, он настолько эффективен, что тоже получил свое собственное сокращение! CALL, или Computer Assisted Language Learning, быстро становится одним из предпочтительных инструментов обучения среди преподавателей иностранных языков.

Используя CALL, преподаватели языка могут помочь своим ученикам сохранить больший словарный запас и грамматику, заставляя их смотреть видео, играть в компьютерные игры или даже пользоваться Интернетом, используя только их целевой язык. Это также позволяет учащимся более активно использовать целевой язык, что помогает им выучить его более естественно, чем просто заучивание наизусть.Слова и правила языка становятся для них чем-то более полезным, поэтому они лучше их запоминают.

Вот лишь несколько примеров того, как компьютерное обучение может использоваться, чтобы помочь учащимся изучать языки:

Визуальное обучение

Многие учащиеся обучаются наглядно и получают большую пользу от просмотра изображения или примера терминов, обсуждаемых в класс. Компьютеры очень помогают в этом, потому что в распоряжении учителей есть весь Интернет.Вы можете легко найти в Интернете изображения фруктов, животных или даже цветов, чтобы помочь учащимся понять, что вы имеете в виду, и получить изображение, которое будет ассоциироваться со словом, которое вы описываете.

Вы также можете использовать видео с DVD, YouTube или ваши личные проекты, чтобы проиллюстрировать точку зрения. Наблюдение за тем, как что-то действительно происходит или действительно используется в видео, делает его более реальным для учащегося, поэтому он запоминает это намного дольше.

Аудирование

Аудирование — жизненно важная часть изучения любого языка.CAL помогает в этом, позволяя вам воспроизводить музыку или записывать разговоры, чтобы ваши ученики могли слушать язык, который используется естественно и в реальных ситуациях. Затем они могут подражать ораторам или певцам и обретать собственный голос на своем новом языке.

Тесты

Компьютеры — отличный способ сдавать экзамены студентам. Вы можете создать свой собственный тест и попросить их сесть за компьютер в классе, чтобы сдать его, или вы можете найти заранее написанные тесты и другие экзаменационные материалы в Интернете и использовать их на своих уроках.Выполнение тестов на компьютере может помочь учащимся чувствовать себя менее торопливым и заставить их почувствовать себя более уединенными, чем в переполненном классе.

Игры

Игры — это, пожалуй, один из лучших способов использования клиентских лицензий в классе. Изучающие иностранные языки (особенно молодые) любят играть в компьютерные игры или решать головоломки на своем изучаемом языке.

Для них это не похоже на обучение — это похоже на развлечение. Они даже не осознают, что становятся умнее, пытаясь перейти на следующий уровень или разгадывать сложный кроссворд, хотя на самом деле они учатся и запоминают больше, чем в противном случае!

Поиск в Интернете

Еще один интересный способ использовать целевой язык учащегося в классе — это попросить их выполнить поиск в Интернете на указанном языке.Такие мероприятия, как WebQuest, начинаются с того, что учитель задает ученикам запрос, который нужно найти в поисковой системе. Затем ученики должны найти ответ, используя только их изучаемый язык, что может стать настоящей (но забавной!) Задачей!

Онлайн-курсы

И последнее, но не менее важное: CAL может включать онлайн-курсы. Эти курсы можно пройти в свободное от учебы время дома, возможно, как часть полного курса обучения в колледже, или они могут быть приняты в качестве дополнения к языковому курсу, который они уже проходят лично.В Интернете можно найти сотни бесплатных или платных языковых курсов, и многие из них могут быть чрезвычайно эффективными.

Прежде чем мы углубимся в преимущества клиентской лицензии, давайте рассмотрим несколько недостатков, о которых следует помнить.

Некоторые недостатки компьютерного обучения

Хотя CAL может показаться безупречным методом, у него есть несколько недостатков. Вот некоторые из недостатков использования компьютерного обучения на ваших уроках.

Это может быть дорого

Стоимость, возможно, является самым большим препятствием для использования клиентских лицензий в классе.Компьютеры, электронные устройства и программное обеспечение дороги. Таким образом, наличие компьютера для каждого ученика — нереальная цель для некоторых классов.

Учителям может быть сложно реализовать

Каждый раз, когда электроника вовлекается в что-то, все усложняется, по крайней мере, на начальном этапе. Учителя должны сами научиться использовать технологию, прежде чем они смогут использовать ее для своих учеников, а иногда надлежащее обучение может занять много драгоценного времени. У всех нас был учитель, который тратит кучу времени во время урока, потому что не знает, как пользоваться компьютером или диапроектором… никто не хочет быть этим учителем!

CAL Действия не всегда соответствуют целям учителя

При использовании сторонних программ, видео или уроков иногда бывает трудно найти ту, которая точно соответствует вашим потребностям или стилю преподавания.Бывают случаи, когда в онлайн-викторине нет точных слов, которые вы хотите проверить, или когда в видео, которое вы смотрите, используются все части речи, которые вам нужно выделить. Учителя должны найти способ интегрировать CAL в свои уроки, не позволяя ему диктовать изучаемый материал, и иногда найти баланс бывает непросто.

Это может привести к изоляции среди студентов

Хотя индивидуальный индивидуальный подход к обучению — это хорошо, изоляция, к которой он может привести, — нет.Только представьте себе класс, полный студентов, каждый за своим компьютером, не смотрящих друг на друга, а взаимодействующих только с компьютером перед ними. Общение — важная часть использования языка, и мы узнаем новое о языке, взаимодействуя друг с другом. Студентам нужны другие студенты, чтобы помочь им учиться, и CAL может воспрепятствовать этому.

Тем не менее, CAL может стать невероятным обучающим ресурсом, если интегрировать его в классную комнату. Используя его в качестве дополнения к вашей учебной программе , а не , CAL может изменить способы изучения учащимися языков — или изучают что-либо, если на то пошло!

5 преимуществ обучения с использованием компьютера

Существует множество причин использовать клиентские лицензии в классе.

Вот несколько способов, с помощью которых CAL может расширить возможности ваших учеников:

1. Она предназначена для каждого человека

С помощью CAL каждый ученик может идти в своем собственном темпе и добиваться прогресса в свое время. Компьютерные уроки или игры обычно адаптируются к индивидууму в зависимости от его собственного прогресса, а не по установленному стандарту, поэтому каждый ученик может получить более индивидуальный опыт.

2. Он способствует активному взаимодействию и использованию целевого языка

Сидеть в классе, повторять слова и составлять глагольные таблицы — это нормально, но настоящее обучение приходит, когда вы используете эти знания в реальной ситуации.Учащиеся, активно использующие язык, который они пытаются выучить, помогает им лучше запоминать определенные слова или фразы.

3. Это позволяет студентам увидеть свой прогресс

Опять же, чувство успеха и удовлетворения являются ключевыми факторами, побуждающими студентов учиться больше. Из-за этого CAL — отличный метод для использования в классе. Учащиеся легко видят, чего они добиваются. Каждый раз, когда они решают головоломку или переходят на следующий уровень в игре или онлайн-курсе, они чувствуют, что у них все хорошо, что позволяет им заниматься уроками.

4. Он разбивает сложные темы на более мелкие части

Иногда учителям сложно разбить сложные темы, потому что они не знают, как это лучше всего делать. Однако компьютерные игры и уроки делают это за вас и разбивают материал на небольшие куски, которые легче усвоить и сохранить.

5. Это интересно и увлекательно

Давайте будем правдой: скучающий ученик — плохой ученик. В то время как некоторые студенты обожают лекции, многим другим требуется больше стимулов, чтобы оставаться вовлеченными и активно учиться.CAL идеально подходит для этого, потому что он предлагает множество способов для каждого отдельного студента участвовать и сохранять интерес к рассматриваемой теме.

Объединяя все вместе

В конце концов, каждый учитель должен решить, подходит ли компьютерное обучение для его уроков. Пока все «за» и «против» оцениваются справедливо, использование компьютеров в классе может быть отличным способом использования новых технологий и повышения качества обучения языку.

Джессика А.Скотт — писатель и сертифицированный инструктор TEFL из Луисвилля, Кентукки. В то время как ее первая любовь — письмо, ее вторая любовь — изучение итальянского языка, цель, которую она преследует со второго курса в Университете Луисвилля. Вы можете узнать больше о Джессике на сайте www.jessicascottauthor.com .

Загрузить: Эта запись в блоге доступна в виде удобного портативного PDF-файла.
можно взять куда угодно. Щелкните здесь, чтобы получить копию.(Загрузить)

Если вам понравился этот пост, что-то мне подсказывает, что вам понравится FluentU, лучший способ обучения языкам с помощью реальных видео.

Зарегистрируйтесь бесплатно!

Какие преимущества сборочной линии? (с иллюстрациями)

Сборочная линия — это форма массового производства, при которой компоненты добавляются в определенном и эффективном порядке для создания готового продукта в конце линии. В отличие от ремесленного производства, которое требует, чтобы рабочие с широким спектром навыков работали для одновременной сборки продукта, сборочные линии изолируют добавление каждого компонента и создают готовую деталь с помощью ряда упорядоченных конкретных шагов.Хотя сборочная линия не пользуется всеобщей популярностью, преимущества сборочной линии могут быть значительными и могут включать в себя более широкие возможности трудоустройства, более однородную продукцию, повышение эффективности и даже возможность повышения заработной платы.

Сборочные линии позволяют производить продукцию серийно.

Одно из самых больших преимуществ конвейерного производства состоит в том, что оно снижает требования к квалификации рабочих. При изготовлении куклы мастеру, возможно, придется уметь лепить тело, прикреплять волосы, раскрашивать лицо и шить одежду. Однако сборочное производство изолирует одну конкретную задачу или набор задач для каждого рабочего, что означает, что легче обучать новых рабочих, а овладение навыком может происходить быстрее. Кроме того, автоматические сборочные линии может быть проще создать, чем версии для мастеров, потому что машины могут выполнять только ограниченное количество конкретных задач.

Для сборки компонентов компьютеров используются современные сборочные линии.

Преимущество принципа изоляции задач заключается в том, что он позволяет легче понять, где происходят сбои в эффективности.Если продукты движутся по графику до тех пор, пока не достигнут определенной точки на линии, легко увидеть, что снижение скорости происходит в определенной точке. Это может упростить решение проблем эффективности, поскольку проблемы могут быть очевидны сразу и иметь конкретные решения, которые можно быстро применить.

Изоляция задач на сборочных линиях упрощает определение того, где происходят сбои в производстве.

Увеличенное производство и лучшая однородность — два других преимущества методов сборки. Поскольку линия оптимизирована по скорости и эффективности, а задачи ограничены, большинство линий могут выпускать продукцию намного быстрее, чем традиционные методы производства. Поскольку все продукты собираются в одном порядке и с одинаковой скоростью одними и теми же специалистами, различия в качестве также менее вероятны.С продуктами, которые необходимо производить в больших количествах и с большой скоростью, сборочные линии могут быть наиболее эффективным выбором производственной структуры.

С точки зрения заработной платы у сборочных линий есть как преимущества, так и недостатки. Поскольку работники на конвейере обычно менее квалифицированы и образованы, их диапазон заработной платы обычно ниже, чем у образованных мастеров с несколькими навыками.С другой стороны, экономия, вызванная эффективностью, быстрым производством и автоматизацией, может означать, что неквалифицированным или полуквалифицированным рабочим платят больше, чем их коллегам на рабочих местах, не связанных со сборкой.

Одним из последних преимуществ сборочной линии является легкость перехода от неквалифицированной рабочей силы к квалифицированной.