Строения языка программирования: Разные языки программирования и их области применения. Лекция в Яндексе

Языки программирования

Языки программирования – неотъемлемая часть нашей жизни, это возможность взаимодействия человека с машиной, возможность общения друг с другом на понятном языке. Всё, что мы делаем на компьютере, так или иначе связано с ними. Просматривая информацию в браузере можно даже посмотреть программный код страницы. И что же мы увидим? Бесчисленное количество непонятных слов. Но в этом не так сложно разобраться. Эта статья поможет вам узнать много нового про языки программирования и преимущества каждого из них.

Для начала немного истории. Первый язык программирования — Plankalkül — появился в 1940-х годах. Он был разработан немецким инженером К. Цузе. Со временем вычислительная техника развивалась, и было создано огромное количество языков программирования, у каждого из которых есть своя область применения и преимущества. Попробуем в них разобраться.

Все языки программирования можно разделить на 4 типа:

1. Структурные.
2. Процедурные.
3. Объектно-ориентированные.
4. Функциональные.

Структурные языки программирования

В основе этих языков лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Любая программа состоит из трёх базовых управляющих структур: последовательность, ветвление, цикл. Рассмотрим основные структурные языки программирования: Basic, Pascal.

Basic

Этот язык программирования был придуман в 1963 году  преподавателями Дартмутского Колледжа Джоном Кемени и Томасом Куртцом. Основной задачей этого языка была возможность без опыта программирования создавать программы для своих задач. Сейчас же он превратился в обычный язык программирования с широким набором возможностей.

Преимущества языка Basic:

1. Простота в использовании для начинающих.
2. Ясные сообщения об ошибках.
3. Не требует понимания работы аппаратного обесппечения.

Pascal

Pascal – один из самых известных языков программирования. Он был создан Никлаусом Виртом в 1968—1969 годах и используется для обучения программированию в старших классах школы и в вузах. Это один из первых языков, для которых характерна строгая типизация, потому что, по мнению Вирта, язык должен способствовать дисциплинированному программированию. Поэтому Pascal так активно используют в обучении. К 1980-м годам Паскаль стал основой для многочисленных учебных программ.

Преимущества языка Pascal:

1. Лёгкий синтаксис.
2. Невысокие аппаратные и системные требования.
3. Универсальность.

Процедурные языки программирования

При процедурном программировании программа сводится к последовательному выполнению операторов для преобразования исходных данных в результаты. Это даёт возможность определять каждый шаг по ходу решения задачи. Самые популярные процедурные языки программирования – C и PureBasic.

C

Разработанный в 1969-1973 годах, этот язык программирования оказал существенное влияние на развитие индустрии программного обеспечения. Он доступен на самых различных платформах  и позволяет программистам довольно точно представлять, как выполняются их программы. C применяется при разработке операционных систем и приложений реального времени, которые требуют отзывчивости кода.

Преимущества языка C:

1. Небольшое число ключевых слов.
2. Простая языковая база.
3. Наличие указателей на функции.

PureBasic

Этот язык программирования создан в 1998 году на основе синтаксиса Basic. Он предназначен для создания программ на Linux, Windows, Mac OS. Благодаря лёгкому синтаксису PureBasic подойдёт новичкам, а его большие возможности позволяют работать на нём и продвинутым программистам. Особенностью этого языка является то, что у него есть 2 версии: бесплатная PureBasic Demo и платная PureBasic Full. PureBasic Demo имеет некоторые ограничения. Одно из них: нельзя скомпилировать код в котором больше 800 строк кода.

Преимущества языка PureBasic:

1. Маленький размер программ.
2. Код может быть скомпилирован на разных платформах.
3. Простой синтаксис, но при этом высокая функциональность.

Объектно-ориентированные языки программирования

Объектно-ориентированное программирование (ООП) основано на представлении программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определённого класса, а классы образуют иерархию наследования. В центре ООП находится понятие объекта. Объект — это сущность, которой можно посылать сообщения и которая может на них реагировать, используя свои данные. Объект — это экземпляр класса.

Основные понятия ООП:

1. Абстракция данных – выделение значимой информации и исключение незначимой.
2. Инкапсуляция – свойство языка, позволяющее связать данные с методами.
3. Наследование – свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью.
4. Класс – тип данных, который состоит из набора переменных элементарных типов и функций для работы с ними.
5. Объект – сущность в цифровом пространстве, имеющая определённые свойства и операции над ними.

На данный момент существует большое количество объектно-ориентированных языков программирования, т.к. они пользуются наибольшей популярностью у программистов. Рассмотрим некоторые из них.

C++

Один из самых популярных языков программирования, он появился в 1983 году, когда сотрудник фирмы Bell Labs Бьёрн Страуструп придумал ряд усовершенствований к языку C. Сейчас C++ используется, как правило, для разработки программного обеспечения. Его применяют для создания операционных систем, драйверов устройств, а также игр. Свой синтаксис он унаследовал от языка С. Кроме того, С++ оказал большое влияние на другие языки программирования, в первую очередь на Java и С#, о которых мы поговорим позже.

Преимущества языка С++:

1. Быстрота исполнения кода.
2. Универсальность. Можно разрабатывать программы для различных операционных систем.
3. Доступность. Существует огромное количество учебной литературы.

Java

Этот язык был разработан в 1995 году Джеймсом Гослингом. Сейчас Java используется для создания клиентских приложений и серверного ПО. Важной особенностью технологии этого языка является система безопасности, которая контролирует исполнение программы и прерывает операции, прерывающие установленные полномочия (например, несанкционированная попытка доступа к данным). Это, а также высокая скорость выполнения задач делают Java одним из популярнейших языков программирования.

Преимущества языка Java:

1. Безопасность.
2. Простота изучения.
3. Отсутствие зависимости от платформы.

JavaScript

Многие думают, что JavaScript тесно связан с Java, но это не так. Его синтаксис гораздо больше похож на синтаксис языка С. Первоначально он вообще назывался Mocha, затем – LiveScript и только потом получил название JavaScript. Одна из версий состоит в том, что в то время (1995 год) Java было модным словом. JavaScript обычно используется в браузерах. Он придаёт веб-страницам интерактивность. Также JavaScript – самый популярный язык программирования, предназначенный для разработки веб-приложений.

Преимущества языка JavaScript:

1. Понятен даже тем пользователям, которые не являются программистами.
2. Возможность запустить программу в браузере.
3. Программы подключаются к коду веб-страницы и сразу выполняются при загрузке.

C#

Его синтаксис наиболее близок к C++. C# был разработан в 1998-2001 годах инженерами компании Microsoft. Он применяется для создания мобильных приложений, программ для ПК и веб-сервисов. Microsoft уделяет много внимания поддержке языка, поэтому регулярно появляются дополнения и обновления, исправляются ошибки. Также C# позволяет автоматически очищать память от объектов, которые не используются.

Преимущества языка C#:

1. Понятность для новичков.
2. Поддержка большинства продуктов Microsoft.
3. Скорость работы.

Python

Этот язык, разработанный голландцем Гвидо ван Россумом в 1991 году, ориентирован на повышение читаемости кода. Вот несколько цитат из философии Python:

“Красивое лучше, чем уродливое.”

“Явное лучше, чем неявное.”

“Простое лучше, чем сложное.”

Действительно, Python обладает чётким синтаксисом, и благодаря этому код написанных на нём программ легко читаем. Также он активно развивается, и примерно раз в два с половиной года выходят новые версии языка. Python – универсальный язык программирования. Его можно использовать в разных сферах: от веб-разработки до работы с машинным обучением.

Преимущества языка Python:

1. Универсальность.
2. Легко читаемый синтаксис.
3. Реализован почти на всех платформах и операционных системах.

PHP

PHP был разработан в 1995 году датским программистом Расмусом Ледорфом. Сейчас этот язык активно применяется при разработке веб-приложений. Этому способствует большое количество дополнительных модулей и встроенных средств для веб-программирования. Синтаксис PHP похож на синтаксис языка C. PHP используют крупные сайты, например, Facebook и Wikipedia.

Преимущества языка PHP:

1. Простота кода.
2. Эффективные средства безопасности.
3. Высокая скорость работы.

Функциональные языки программирования

В функциональном программировании процесс вычисления определяется как вычисление значений функций в их математическом понимании. При этом не предполагается хранение состояния программы: достаточно вычисления результатов функций от исходных данных. Таким образом, в функциональном программировании нет переменных, и если мы вызываем функции с одинаковыми аргументами, то мы получим один и тот же результат: выходные данные зависят только от входных. Рассмотрим несколько функциональных языков программирования.

Scala

Этот функциональный язык программирования был создан в 2004 году лабораторией методов программирования Федеральной политехнической школы Лозанны. На Scala оказали сильное влияние языки Java и C#. Программы на нём могут легко взаимодействовать с Java-программами. Scala используется для поддержки программного обеспечения.

Преимущества языка Scala:

1. Взаимодействие с кодом, написанным на Java.
2. Приятный синтаксис.
3. Широкая область применения.

Erlang

Erlang разработан в 1987 году компанией Ericsson. Его основной особенностью является использование легковесных процессов в соответствии с моделью акторов (математическая модель параллельных вычислений). Это позволяет совершать миллионы таких процессов одновременно. У них нет общего состояния, но можно установить связь между ними для получения сообщений об их состоянии.

Преимущества языка Erlang:

1. Простота изучения.
2. Возможность обновления кода во время выполнения программы.
3. Отказоустойчивость программа.

Вот мы и закончили знакомство с языками программирования. Конечно, существует много языков помимо тех, которые представлены в статье, но эти являются основными. Каждый из них подходит под определённые задачи, и исходя из этого надо решать, какие языки программирования изучать.

Структура языка программирования — Студопедия.Нет

Между существующими языками программирования есть принципиальные расхождения в концепции построения языков, особенно это справедливо для более ранних языков, но все эти языки потому и называются языками программирования, что они с точки зрения внутренней системы построения имеют одинаковое формальное строение.

Рис. 26. Структура языка программирования.

Любой язык программирования состоит из предложений (операторов). Предложения (как и слова) определены над неким алфавитом С. Синтаксис языка описывает множество предложений над алфавитом С, которые внешне представляют правильно сформированные программы.

Синтаксис языка — это правила получения слов и предложений этого языка. Синтаксис схематически описывается с помощью определенных грамматических правил.

Знание формального языка (алфавита + синтаксиса) хотя и достаточно для установления синтаксической корректности программы, однако недостаточно для понимания ее назначения и способа действий. Значение и способ действия программы на языке программирования уточняются путем задания семантики.

Семантика языка — это правила интерпретации слов формального языка, т.е. установления значения отдельных языковых элементов.

Следует знать, почему возникают новые языки и совершенствуются старые: в первую очередь это происходит при поиске средства для быстрого написания сложных программ, которые к тому же не содержали ошибок. Известен пример, когда создание языка АДА (назван так в честь первой женщины-программиста Ады Лавлейс, дочери Байрона) было инициировано в 1974 году в Министерстве обороны США. Американские военные осознали, что они теряют много времени, усилий и денег на разработку и сопровождение встроенных компьютерных систем (например, систем наведения ракет), а трудноуловимые ошибки языков программирования приводят к настоящим катастрофам.

Декларативные языки были очень популярны в конце 80-х — начале 90-х годов прошлого столетия, они были названы языками программирования искусственного интеллекта для компьютеров пятого поколения. Однако надежды на их широкое распространение пока не оправдались. Возможно, потому, что существующие системы функционального и логического программирования не позволяют создавать быстро работающие программы для содержательных задач. Не исключено, что их время просто еще не наступило.

Стоит отметить, что Pascal первоначально создавался как учебный язык, но со временем получил широкое распространение в качестве стандартного языка и развитие в виде объектно-ориентированного языка с визуальной технологией программирования Delphi.

Контрольные вопросы

1. Что такое алгоритм? Как возникло это слово?

2. Перечислите свойства алгоритма.

3. Назовите базовые алгоритмические конструкции.

4. Приведите примеры линейных, циклических и разветвляющихся алгоритмов.

5. Запишите алгоритм поиска максимального из трех чисел различными способами (в различных формах).

6. Чем алгоритм отличается от программы?

7. Как описывается язык программирования?

8. Чем языки низкого уровня отличаются от языков высокого уровня?

9. Опишите классификацию языков программирования по концепции построения языка.

Задачи и упражнения

1. По заданной схеме алгоритма вычислить значение переменной Y при Х=2

2. Вычислить значение переменной P по схеме алгоритма циклического процесса с постусловием

3.  Нарисуйте блок-схему алгоритма поиска наибольшего общего делителя двух чисел.

4. Какое свойство алгоритма, заключается в том, что любое действие должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае?

5. Нарисуйте структурограмму для решения задачи вычисления величины подоходного налога физического лица. * Ставку налога в РФ выясните самостоятельно.

Основы программирования и основные языки программирования | Info-Comp.ru

Программирование для начинающих

Для начала я хотел бы сказать, что управлять компьютером и создавать программы может любой человек. Для создания компьютерных программ не нужно обладать невероят­ным интеллектом или ученой степенью в математических дисциплинах. Вам понадобится только желание в чем-то разобраться и терпение, чтобы не бросить занятия.

Умение писать программы — это такое же умение, как и умение плавать, танце­вать или жонглировать. Некоторым людям действительно удается делать это намного лучше, чем другим, но любой человек сможет достичь определенных результатов при должной практике. Именно по этой причине дети становятся асами программирова­ния в раннем возрасте. Дети не обязательно гениальны; они просто склонны позна­вать новое и не боятся ошибаться.

Несмотря на то, что компьютеры кажутся очень сложными электронными чудови­щами, расслабьтесь. Совсем немногие знают, как именно работают поисковые машины, которые позволяют вам быстро находить необходимую информацию в Internet, a некоторые люди и не разобрались, как управлять автомобилем. Точно так же прак­тически любой может научиться создавать программы, не вдаваясь в подробности о том, как именно работает компьютер.

Вообще говоря, программа указывает компьютеру, как решить ту или иную проблему. Поскольку в мире полно проблем, количество программ, которые могут написать люди, бесконечно.

Однако, для того чтобы сообщить компьютеру, как решить одну громадную про­блему, обычно вам придется рассказать компьютеру, как решить целый ряд мелких проблем, из которых и состоит большая проблема.
На самом деле программирование совсем несложно и не является чем-то загадочным и сверхъестественным. Если вы в состоянии написать пошаговые инструкции, которые по­зволят человеку найти ваш дом, вы сможете написать и компьютерную программу.

Самое сложное в программировании — определение небольших проблем, обра­зующих проблему, которую вам необходимо решить. Так как компьютеры абсолютно глупы, вам придется рассказать им, как выполнять любые действия.

Если вы считаете, что создавать программу интереснее, чем ее использовать, у вас есть все необходимое для того, чтобы создавать компьютерные программы. Если вы хотите изучить написание компьютерных программ, вам необходимы три следующих качества.

Стремление. Если вы чего-то очень сильно хотите, вы обязательно это получите (но если вы совершите что-то противозаконное, вы рискуете провести немало времени в тюрьме). Если вы хотите научиться про­граммировать, ваше желание обязательно вам поможет, независимо от того, сколько препятствий окажется у вас на пути.

Любознательность. Здоровая доза любознательности может подогревать ваше стремление к экспериментированию и дальнейшему совершенст­вованию навыков программирования даже после прочтения настоящей книги. Благодаря любопытству изучение программирования окажется для вас менее скучным и более интересным. А если вам интересно, вы обязательно изучите и запомните больше сведений, чем любой абсо­лютно незаинтересованный в этом человек (например, ваш начальник).
Воображение. Создание компьютерных программ — это навык, но во­ображение поможет сделать этот навык более совершенным и направ­ленным. Обладающий изрядной долей воображения начинающий про­граммист всегда будет создавать намного более интересные и полезные программы, чем замечательный программист без воображения. Если вы не знаете, что же делать со своими навыками программирования, ваш талант просто погибнет без воображения.

Стремление, любознательность и воображение — вот три самых важных качества, которыми должен обладать каждый программист. Если вы обладаете ими, вам стоит беспокоиться только о мелочах: какой язык программирования изучать (например, C++), что там с математикой и т.д.

Среди многих языков программирования вы всегда сможете найти именно тот язык, который подходит для решения данной задачи. При появлении нового типа проблем люди создают новые языки.

Конечно, на самом деле компьютер понимает только один язык, состоящий из ну­лей и единиц, который называется машинным языком. Обычно программа, написанная на машинном языке, выглядит приблизительно так:

0010 1010 0001 1101

ООН 1100 1010 1111

0101 ОНО 1101 0101

1101 1111 0010 1001

Далее, очень существенно, для какой цели выбирается язык — для обучения программированию либо для решения конкретной прикладной задачи. В первом случае язык должен быть простым для понимания, строгим и по возможности лишенным «подводных камней». Во втором — пусть сложным, но эффективным и выразительным инструментом для профессионала, знающего чего он хочет.

Теперь мне бы хотелось разъяснить вам, что следует отличать язык программирования (Basic, Pascal) от его реализации, которая обычно представлена в составе среды программирования (Quick Basic, Virtual Pascal) — набора средств для редактирования исходных текстов, генерации исполняемого кода, отладки, управления проектами и т.д. Синтаксис и семантика языка программирования фиксируется в стандарте языка. Каждая среда программирования предоставляет свой интерпретатор или компилятор с этого языка, который зачастую допускает использование конструкций, не фиксированных в стандарте.

Рассмотрим основные и популярные языки программирования

Assembler Это ярчайший представитель языков низкого уровня, набор понятий которого основан на аппаратной реализации. Это средство автоматизации для программирования непосредственно в кодах процессора. Машинные команды описываются в виде мнемонических операций, что позволяет добиться достаточно высокой модифицируемости кода. Поскольку набор команд на разных процессорах различен, то и о совместимости говорить не приходится. Использование ассемблера целесообразно в случаях, когда необходимо напрямую взаимодействовать с оборудованием, либо получить большую эффективность для некоторой части программы за счет более высокого контроля над генерацией кода.

Кобол — Язык программирования высокого уровня, разработанный в конце 1950-х гг. ассоциацией КАДАСИЛ для решения коммерческих и экономических задач. Отличается развитыми средствами работы с файлами. Поскольку команды программ, написанных на этом языке, активно используют обычную английскую лексику и синтаксис, Кобол рассматривается как один из самых простых языков программирования. В настоящее время используется для решения экономических, информационных и других задач.

Фортран — Язык программирования высокого уровня, разработанный фирмой IBM в 1956 г. для описания алгоритмов решения вычислительных задач. Относится к категории процедурно-ориентированных языков. Наиболее распространенными версиями этого языка являются Фортран IV, Фортран 77 и Фортран 90. Используется на всех классах ЭВМ. Последняя его версия также применяется на ЭВМ с параллельной архитектурой.

Ада — Язык программирования высокого уровня, ориентированный на применение в системах реального времени и предназначенный для автоматизации задач управления процессами и/или устройствами, например, в бортовых (корабельных, авиационных и др.) ЭВМ. Разработан по инициативе министерства обороны США в 1980-х гг. Назван в честь английского математика Ады Августы Байрон (Лавлейс), жившей в 1815-1851 гг.

BASIC (Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code) Рожденный в 60-е годы в Америке. Бейсик был задуман как простой язык для быстрого освоения. Бейсик стал фактическим стандартом для МикроЭВМ именно благодаря своей простоте как в освоении так и в реализации. Однако для достижения этого качества был принят ряд решений (отсутствие типизации, нумерация строк и неструктурное GOTO, и др.), негативно сказывающихся на стиле изучающих программирование. Кроме того, недостаток выразительных средств привел к появлению огромного количества диалектов языка, не совместимых между собой. Современные, специализированные версии Бейсика (такие как Visual Basic) несмотря на приобретенную «структурность» обладают все теми же недостатками, прежде всего — небрежностью по отношению к типам и описаниям. Пригоден для использования на начальном этапе обучения, как средство автоматизации (в случаях когда он встроен в соответствующие системы) либо как средство для быстрого создания приложений.

Pascal Разработанный известным теоретиком Н.Виртом на основе идей Алгола-68, Паскаль предназначался прежде всего для обучения программированию. Построенный по принципу «необходимо и достаточно», он располагает строгим контролем типов, конструкциями для описания произвольных структур данных, небольшим, но достаточным набором операторов структурного программирования. К сожалению, обратной стороной простоты и строгости является громоздкость описаний конструкций языка. Наиболее известная реализация — Turbo/Borland Pascal — несмотря на отличия от стандарта Паскаля, представляет из себя среду и набор библиотек, сделавшие из учебного языка промышленную систему для разработки программ в среде MS-DOS.

C и C++ В основе языка C — требования системного программиста: полный и эффективный доступ ко всем ресурсам компьютера, средства программирования высокого уровня, переносимость программ между различными платформами и операционными системами. С++, сохраняя совместимость с C, вносит возможности объектно-ориентированного программирования, выражая идею класса (объекта) как определяемого пользователем типа. Благодаря перечисленным качествам, C/C++ занял позицию универсального языка для любых задач. Но его применение может стать неэффективным там, где требуется получить готовый к употреблению результат в кратчайшие сроки, либо там, где невыгодным становится сам процедурный подход.

Delphi — это не продолжатель дела Borland Pascal / Borland C, его ниша — т.е. быстрое создание приложений (Rapid Application Developing, RAD). Подобные средства позволяют в кратчайшие сроки создать рабочую программу из готовых компонентов, не растрачивая массу усилий на мелочи. Особое место в таких системах занимают возможности работы с базами данных.

Лисп — Алгоритмический язык, разработанный в 1960 г. Дж. Маккарти и предназначенный для манипулирования перечнями элементов данных. Используется преимущественно в университетских лабораториях США для решения задач, связанных с искусственным интеллектом. В Европе для работ по искусственному интеллекту предпочитают использовать Пролог.

Пролог — Язык программирования высокого уровня декларативного, предназначенный для разработки систем и программ искусственного интеллекта. Относится к категории языков пятого поколения. Был разработан в 1971 г. в университете г. Марсель (Франция), относится к числу широко используемых и постоянно развиваемых языков. Последняя его версия Prolog 6.0

ЛОГО — Язык программирования высокого уровня, разработан в Массачусетском технологическом институте в ориентировочно 1970 г. для целей обучения математическим понятиям. Используется также в школах и пользователями ПЭВМ при написании программ для создания чертежей на экране монитора и управления перьевым графопостроителем.

Java Как яркий пример специализации, язык Java появился в ответ на потребность в идеально переносимом языке, программы на котором эффективно исполняются на стороне клиента WWW. В ввиду специфики окружения, Java может быть хорошим выбором для системы, построенной на Internet/Intranet технологии.

Алгол — Язык программирования высокого уровня, ориентированный на описание алгоритмов решения вычислительных задач. Был создан в 1958 г. специалистами западно-европейских стран для научных исследований. Версия этого языка Алгол-60 была принята Международной конференцией в Париже (1960 г.) и широко использовалась на ЭВМ 2-го поколения. Версия Алгол-68, разработанная группой специалистов Международной федерации по обработке информации (ИФИП) в 1968 г., получила статус международного универсального языка программирования, ориентированного на решение не только вычислительных, но и информационных задач. Хотя в настоящее время Алгол практически не используется, он послужил основой или оказал существенное влияние на разработку более современных языков, например, Ада, Паскаль и др.

Самого лучшего языка не существует. Если вы собираетесь стать профессионалом в написании программ, вам необходимо изучить один из языков программирования высокого уровня (наиболее популярен язык программирования C++), а также один из языков программирования баз данных (например, SQL). Изучив язык программиро­вания C++, вы не ошибетесь. Зная этот язык, вы всегда сможете найти работу в любой компании, занимающей­ся программированием.
Несмотря на большую популярность языка программирования C++, часто исполь­зуются и другие языки. На многих устаревших компьютерах до сих пор работают программы, написанные на языке программирования COBOL. Поэтому нужны про­граммисты, которые умеют усовершенствовать данные программы, а также писать но­вые. Очень часто крупные компании выплачивают таким программистам высокую за­работную плату.
Если вы собираетесь работать самостоятельно, предпочтительнее всего научиться создавать собственные программы для баз данных. Для этого вам понадобится изучить такие языки программирования, как SQL или VBA, которые используются в програм­ме Microsoft Access. Для того чтобы создавать Web-страницы, необходимо знать HTML, а также немного знать Java, JavaScript, VBScript и другие языки программиро­вания для Internet. Самым нужным будет тот язык программирования, который по­зволит решить поставленные перед вами задачи легко и быстро. Это может быть язык программирования C++, BASIC, Java, SQL или язык ассемблера.

В заключение отметим, что с профессиональной точки зрения не так важно на каком языке и в какой среде работает программист, сколько как он выполняет свою работу. Меняется аппаратура и операционные системы. Возникают новые задачи из самых различных предметных областей. Уходят в прошлое и появляются новые языки. Но остаются люди — те, кто пишет и те, для кого пишут новые программы и чьи требования к качеству остаются теми же вне зависимости от этих изменений.
Вот с вами мы и рассмотрели основы программирования и основные языки программирования.

Желаю удачи в освоение программирования!

Нравится3Не нравится

2.2. Структура и способы описания языков программирования высокого уровня

Во всяком
языке программирования определены
способы организации данных и способы
организации действий над данными. Кроме
того, существует понятие «элементы
языка», включающее в себя множество
символов (алфавит), лексемы и другие
изобразительные средства языка
программирования. Несмотря на разнообразие
указанных языков, их изучение происходит
приблизительно по одной схеме. Это
связано с общностью структуры различных
языков программирования высокого
уровня, которая схематически отражена
на рис. 5.

Надо
сказать, что в изучении естественных
языков и языков программирования есть
сходные моменты. Во-первых, для того
чтобы читать и писать на иностранном
языке, нужно знать алфавит
этого языка.
Во-вторых, следует знать правописание
слов и правила записи предложений, т.
е. то, что называется синтаксисом
языка.
В-третьих, важно понимать смысл слов и
фраз, чтобы адекватно реагировать на
них. Смысловое содержание языковой
конструкции называется семантикой.

Всякий
язык программирования имеет три основные
составляющие: алфавит,
синтаксис и семантику.

Соблюдение
правил в языке программирования должно
быть более строгим, чем в разговорном
языке. Человеческая речь содержит
значительное количество избыточной
информации. Не расслышав какое-то слово,
можно понять смысл фразы в целом.
Слушающий или читающий человек может
додумать, дополнить, исправить ошибки
в воспринимаемом тексте.

Компьютер
же — автомат, воспринимающий все
«всерьез». В текстах программ нет
избыточности, компьютер сам не исправит
даже очевидной (с точки зрения человека)
ошибки. Он может лишь указать на место,
которое «не понял», и вывести замечание
о предполагаемом характере ошибки.
Исправить же ошибку должен программист.

Для описания
синтаксиса языка программирования тоже
нужен какой-то язык

В этом
случае речь идет о метаязыке («надъязыке»),
предназначенном для описания других
языков. Наиболее распространенными
метаязыками в литературе по программированию
являются металингвистические формулы
Бекуса— Наура (язык БНФ) и синтаксические
диаграммы. В дальнейшем мы чаще всего
будем использовать язык синтаксических
диаграмм. Они более наглядны, легче
воспринимаются. В некоторых случаях
для удобства мы будем обращаться к
отдельным элементам языка БНФ.

В БНФ
всякое синтаксическое понятие описывается
в виде формулы, состоящей из правой и
левой части, соединенных знаком ::=, смысл
которого эквивалентен словам «по
определению есть». Слева от знака ::=
записывается имя определяемого понятия
(метапеременная), которое заключается
в угловые скобки < >, а в правой части
записывается формула или диаграмма,
определяющая все множество значений,
которые может принимать метапеременная.

Синтаксис языка
описывается путем последовательного
усложнения понятий: сначала определяются
простейшие (базовые), затем все более
сложные, включающие в себя предыдущие
понятия в качестве составляющих.

В такой последовательности,
очевидно, конечным определяемым понятием
должно быть понятие программы.

В записях
метаформул приняты определенные
соглашения. Например, формула БНФ,
определяющая понятие «двоичная цифра»,
выглядит следующим образом:

<двоичная цифра>::=0|1

Значок | эквивалентен
слову «или». Это определение можно
представить на языке синтаксических
диаграмм (рис. 6).

В диаграммах
стрелки указывают на последовательность
расположения элементов синтаксической
конструкции; кружками обводятся символы,
присутствующие в конструкции.

Понятие «двоичный
код» как непустую последовательность
двоичных цифр БНФ описывает так:

<двоичный
код>::=<двоичная цифра>|<двоичный

код><двоичная
цифра>

Определение, в
котором некоторое понятие определяется
само через себя, называется рекурсивным.
Рекурсивные определения характерны
для БНФ.

Синтаксическая
диаграмма двоичного кода представлена
на рис. 7.

Возвратная
стрелка обозначает возможность
многократного повторения. Очевидно,
что диаграмма более наглядна, чем БНФ.

Синтаксические
диаграммы были введены Н. Виртом и
использованы для описания созданного
им языка Паскаль.

Как развивались языки программирования — статьи на Skillbox

Автоматизация охватывает всё новые области, компьютеры все больше входят в нашу жизнь. И это многообразие задач переходит в многообразие программ, которые написаны на языках программирования.

Наиболее важным, но в то же время наиболее незаметным свойством любого инструмента является его влияние на формирование привычек людей, которые имеют обыкновение им пользоваться.

Когда этот язык — язык программирования, его влияние, независимо от нашего желания, сказывается на нашем способе мышления.

Эдсгер Дейкстра

Нидерландский учёный, труды которого оказали влияние на развитие информатики и информационных технологий

Язык программирования (ЯП) — формальный метод для записи компьютерных программ. Каждая такая программа — комбинация инструкций для вычислительной машины и данных, позволяющая выполнять расчеты и осуществлять управление.

Естественные языки используются для общения людей между собой, а языки программирования предназначены для управления компьютером, то есть для выражения человеческих идей в понятном для компьютера виде.

ЯП подчиняется той задаче, которая стоит перед компьютерной программой. Он зависит от оборудования, на котором выполняется алгоритм. Соответственно, практически для каждой задачи и каждого оборудования можно использовать наиболее подходящий ЯП. Вот почему языков программирования так много.

Фрагмент разностной машины Чарльза Бэббиджа, собранный его сыном из деталей, найденных в лаборатории отца. Металлические шестерни выполняют математические операции. Фото: Andrew Dunn, CC-BY-SA-2.0

С момента описания первого универсального программируемого устройства в 1835 году — им считается разностная машина Чарльза Бэббиджа — человечество создало более8000 языков программирования. Конкретно для этой машины первую программу написала в 1842 году леди Ада Лавлейс, ее считают первым в мире программистом. К сожалению, саму машину не удалось полностью собрать при жизни создателя из-за несовершенства технологий и дотошности Бэббиджа. Машина считывает данные с перфокарт и использует паровой двигатель как источник энергии. Если бы механизм собрали по плану, то он стал бы первым в мире компьютером.

Английский математик Августа Ада Кинг (урожденная Байрон) считается первым в мире программистом. Рисунок1832 года, автор неизвестен.

Языки программирования вбирают в себя специфические черты конкретных сфер программирования — характерные структуры данных, типичные процессы и терминологию. Когда мы слышим о появлении нового языка программирования, может возникнуть мысль: еще один язык? Почему нельзя сделать один-единственный, стандартный язык программирования?

Но нет, этого сделать нельзя. Наоборот, появление очередного языка — это свидетельство прогресса компьютерной науки. Значит, или компьютеру нашлось новое применение, или мы научились эффективнее выполнять старые задачи. Новый ЯП — доказательство достижений и новых возможностей самого мощного инструмента, который есть у человеческой цивилизации: компьютера.

С каждым новым языком процесс программирования становится более универсальным. Поэтому многообразие языков — это очень хорошо. Оно показывает прогресс и позволяет двигаться дальше.

Уже в начале XIX века появились первые «программируемые» механизмы: ткацкие станки, музыкальные шкатулки и т.д. Каждый из них программировался своим собственным набором инструкций. Так появились предметно-ориентированные языки программирования, которые в огромном количестве создаются до сих пор по мере появления новых устройств и аппаратного обеспечения.

Кроме предметно-ориентированных, существуют учебные языки программирования, которые созданы специально для обучения начинающих программистов. Например, из одного такого учебного языка ABC вырос популярный сейчас язык программирования Python. Поэтому он такой простой и понятный.

Текст программы для отображения «Hello, world» на языке Python

>>> print («Hello, world»)

Существуют эзотерические языки — своеобразные произведения искусства, которые невозможно применять на реальных задачах. Например, язык Malbolge специально создан для максимального затруднения написания программ.

Текст программы для отображения «Hello, world» на языке Malbolge

(=<`:9876Z4321UT.-Q+*)M’&%$H»!~}|Bzy?=|{z]KwZY44Eq0/{mlk**hKs_dG5[m_BA{?-Y;;Vb’rR5431M}/.zHGwEDCBA@98\6543W10/.R,+O<

Кроме упомянутых учебных, эзотерических и предметно-ориентированных языков, есть еще визуальные языки, где программирование состоит в манипулировании графическими элементами. В основном такие языки используются для создания программ с графическим интерфейсом. Есть еще специализированные языки СУБД, языки для промышленной автоматизации и другие ЯП относительно узкого назначения.

Выделяют такие подходы к программированию (на профессиональном языке они называются парадигмами): аспектно-ориентированные, структурные, процедурные, логические, объектно-ориентированные, функциональные, мультипарадигмальные языки.

Общепринятой классификации не существует, но исторически принято разделять ЯП на высокоуровневые и низкоуровневые языки.

Языки программирования высокого уровня освобождают программистов от необходимости детализировать программы до слишком мелких машинных команд и знать особенности конкретных вычислительных устройств.

Писать программы на них значительно проще. Если задать вопрос, какой язык программирования легче, то следует смотреть именно в сторону высокоуровневых учебных языков. Они понятны человеку практически без дополнительных пояснений. А вот чтобы компьютер понял инструкции, написанные на высокоуровневом языке, специальная программа-компилятор переводит их в язык машинных инструкций, то есть на низкоуровневый язык.

Компиляторы никогда не станут такими же умными, как люди, они не могут читать мысли программиста. Поэтому для написания максимально эффективной программы, которая идеально реализует замысел программиста, придется писать в машинных кодах.

Дональд Кнут в своей классической книге «Искусство программирования» приводил такой довод в пользу низкоуровневых языков: «Например, некоторые комбинаторные вычисления нужно повторять триллионы раз, и мы сэкономим приблизительно 11,6 дней работы за счет того, что сократим время вычислений во внутреннем цикле всего на одну микросекунду». Даже один сэкономленный такт вычислений дает огромную экономию в крупном масштабе!

Если вам попалась невероятно эффективная и быстрая программа — она наверняка написана с применением низкоуровневого языка.

Какие основные языки программирования — определить непросто. Существуют различные метрики для измерения популярности языков, каждая из которых отражает определенный аспект популярности языка:

1. Подсчет числа вакансий с упоминанием этого языка.
2. Количество проданных книг (учебников или справочников).
3. Оценка количества строк кода, написанных на языке (например, по статистике хостингов, где публикуются тексты программ).
4. Подсчет упоминаний языка в запросах поисковиков.

Например, журнал IEEE Spectrum попытался составить самый объективную картину популярности языков программирования по12 метрикам из10 источников. Вот как выглядела в 2017 году таблица, отранжированная по этим параметрам:

График популярности языков, IEEE Spectrum

По активности разработчиков на GitHub в 2017 году рейтинг выглядит так:

Количество правок кода в Open Source-проектах в 2017 году. Источник: GitHub

По каждой метрике может лидировать какой-то один язык, а по другой метрике — другой. Например, Cobol до сих пор доминирует в корпоративных дата-центрах, на нем написано много программ, хотя новых практически не пишут. Вариации языка C используются в системном программировании, а язык Java популярен для написания приложений под Android. Прочие языки регулярно используются для создания других разнообразных приложений.

За каким языком программирования будущее — покажет история, но исследователи отмечают, что по совокупности метрик в последнее время растет популярность Python, который сейчас вышел на 1-е место. Поднялись по рейтингу C# и Swift. По количеству вакансий для программистов C значительно опережает Python. В веб-программировании популярны JavaScript и PHP.

Важно!

Если ваша главная цель — найти высокооплачиваемую работу, то смотрите на соответствующие метрики и выбирайте правильный подход к изучению тех языков программирования, которые актуальны в конкретной области.

Курс «Профессия Веб-разработчик» предполагает, что по окончании годичной программы студент сможет устроиться джуниор-программистом. Программа обучение рассчитана на один год и составлена из трех основных курсов: «Веб-разработчик», «JavaScript с нуля» и «Базовые навыки PHP». По окончании курса студент получает глубокие комплексные знания, необходимые для профессиональной работы.

Курс «Профессия Веб-разработчик»

Практический годовой курс для тех, кто хочет стать профессиональным веб-разработчиком, запустить свой интернет-проект или веб-сервис и получить первые заказы на разработку.

• Живая обратная связь с преподавателями
• Неограниченный доступ к материалам курса
• Стажировка в компаниях-партнёрах
• Дипломный проект от реального заказчика
• Гарантия трудоустройства в компании-партнёры для выпускников, защитивших дипломные работы

Важнейшие структуры данных, которые вам следует знать к своему собеседованию по программированию

Никлаус Вирт, швейцарский ученый-информатик, в 1976 году написал книгу под названием «Алгоритмы + Структуры данных = Программы».

Через 40 с лишним лет это тождество остается в силе. Вот почему соискатели, желающие стать программистами, должны продемонстрировать, что знают структуры данных и умеют их применять.

Практически во всех задачах от кандидата требуется глубокое понимание структур данных. При этом не столь важно, выпускник ли вы (закончили университет или курсы программирования), либо у вас за плечами десятки лет опыта.

Иногда в вопросах на интервью прямо упоминается та или иная структура данных, например, «дано двоичное дерево». В других случаях задача формулируется более завуалированно, например, «нужно отследить, сколько у нас книг от каждого автора».

Изучение структур данных — незаменимое дело, даже если вы просто стараетесь профессионально совершенствоваться на нынешней работе. Начнем с основ.

Переведено в Alconost

Что такое структура данных?

Если коротко, структура данных — это контейнер, информация в котором скомпонована характерным образом. Благодаря такой «компоновке», структура данных будет эффективна в одних операциях и неэффективна — в других. Наша цель — разобраться в структурах данных таким образом, чтобы вы могли выбрать из них наиболее подходящую для решения конкретной стоящей перед вами задачи.

Зачем нужны структуры данных?

Поскольку структуры данных используются для хранения информации в упорядоченном виде, а данные — самый важный феномен в информатике, истинная ценность структур данных очевидна.

Не важно, какую именно задачу вы решаете, так или иначе вам придется иметь дело с данными, будь то зарплата сотрудника, биржевые котировки, список продуктов для похода в магазин или обычный телефонный справочник.

В зависимости от конкретного сценария, данные нужно хранить в подходящем формате. У нас в распоряжении — ряд структур данных, обеспечивающих нас такими различными форматами.

Наиболее распространенные структуры данных

Сначала давайте перечислим наиболее распространенные структуры данных, а затем разберем каждую по очереди:

1. Массивы
2. Стеки
3. Очереди
4. Связные списки
5. Деревья
6. Графы
7. Боры (в сущности, это тоже деревья, но их целесообразно рассмотреть отдельно).
8. Хеш-таблицы

Массивы

Массив — это простейшая и наиболее распространенная структура данных. Другие структуры данных, например, стеки и очереди, производны от массивов.

Здесь показан простой массив размером 4, содержащий элементы (1, 2, 3 и 4).

Каждому элементу данных присваивается положительное числовое значение, именуемое индексом и соответствующее положению этого элемента в массиве. В большинстве языков программирования элементы в массиве нумеруются с 0.

Существуют массивы двух типов:

• Одномерные (такие, как показанный выше)
• Многомерные (массивы, в которые вложены другие массивы)

Простейшие операции с массивами

• Insert — вставляем элемент на позицию с заданным индексом
• Get — возвращаем элемент, занимающий позицию с заданным индексом
• Delete — удаляем элемент с заданным индексом
• Size — Получаем общее количество элементов в массиве

Вопросы по массивам, часто задаваемые на собеседованиях

• Найти второй минимальный элемент массива
• Найти неповторяющиеся целые числа в массиве
• Объединить два отсортированных массива
• Переупорядочить положительные и отрицательные значения в массиве

Стеки

Всем известна знаменитая опция «Отмена», предусмотренная почти во всех приложениях. Задумывались когда-нибудь, как она работает? Смысл такой: в программе сохраняются предшествующие состояния вашей работы (количество сохраняемых состояний ограничено), причем, они располагаются в памяти в таком порядке: последний сохраненный элемент идет первым. Одними массивами такую задачу не решить. Именно здесь нам пригодится стек.

Стек можно сравнить с высокой стопкой книг. Если вам нужна какая-то книга, лежащая около центра стопки, вам сначала придется снять все книги, лежащие выше. Именно так работает принцип LIFO (Последним пришел — первым вышел).

Так выглядит стек, содержащий три элемента данных (1, 2 и 3), где 3 находится сверху — поэтому будет убран первым:

Простейшие операции со стеком:

• Push — Вставляет элемент в стек сверху
• Pop — Возвращает верхний элемент после того, как удалит его из стека
• isEmpty — Возвращает true, если стек пуст
• Top — Возвращает верхний элемент, не удаляя его из стека

Вопросы о стеке, часто задаваемые на собеседованиях

• Вычислить постфиксное выражение при помощи стека
• Отсортировать значения в стеке
• Проверить сбалансированные скобки в выражении

Очереди

Очередь, как и стек — это линейная структура данных, элементы в которой хранятся в последовательном порядке. Единственное существенное отличие между стеком и очередью заключается в том, что в очереди вместо LIFO действует принцип FIFO (Первым пришел — первым вышел).

Идеальный реалистичный пример очереди — это и есть очередь покупателей в билетную кассу. Новый покупатель становится в самый хвост очереди, а не в начало. Тот же, кто стоит в очереди первым, первым приобретет билет и первым ее покинет.

Вот изображение очереди с четырьмя элементами данных (1, 2, 3 и 4), где 1 идет первым и первым же покинет очередь:

Простейшие операции с очередью

• Enqueue() — Добавляет элемент в конец очереди
• Dequeue() — Удаляет элемент из начала очереди
• isEmpty() — Возвращает true, если очередь пуста
• Top() — Возвращает первый элемент в очереди

Вопросы об очередях, часто задаваемые на собеседованиях

• Реализуйте стек при помощи очереди
• Обратите первые k элементов в очереди
• Сгенерируйте двоичные числа от 1 до n при помощи очереди

Связный список

Связный список — еще одна важная линейная структура данных, на первый взгляд напоминающая массив. Однако, связный список отличается от массива по выделению памяти, внутренней структуре и по тому, как в нем выполняются базовые операции вставки и удаления.

Связный список напоминает цепочку узлов, в каждом из которых содержится информация: например, данные и указатель на следующий узел в цепочке. Есть головной указатель, соответствующий первому элементу в связном списке, и, если список пуст, то он направлен просто на null (ничто).

При помощи связных списков реализуются файловые системы, хеш-таблицы и списки смежности.

Вот так можно наглядно изобразить внутреннюю структуру связного списка:

Существуют такие типы связных списков:

• Односвязный список (однонаправленный)
• Двусвязный список (двунаправленный)

Простейшие операции со связными списками:

• InsertAtEnd — Вставляет заданный элемент в конце связного списка
• InsertAtHead — Вставляет заданный элемент в начале (с головы) связного списка
• Delete — Удаляет заданный элемент из связного списка
• DeleteAtHead — Удаляет первый элемент в связном списке
• Search — Возвращает заданный элемент из связного списка
• isEmpty — Возвращает true, если связный список пуст

Вопросы о связных списках, часто задаваемые на собеседованиях:

• Обратите связный список
• Найдите петлю в связном списке
• Возвратите N-ный узел с начала связного списка
• Удалите из связного списка дублирующиеся значения

Графы

Граф — это множество узлов, соединенных друг с другом в виде сети. Узлы также называются вершинами. Пара (x,y) называется ребром, это означает, что вершина x соединена с вершиной y. Ребро может иметь вес/стоимость — показатель, характеризующий, насколько затратен переход от вершины x к вершине y.

Типы графов:

• Неориентированный граф
• Ориентированный граф

В языке программирования графы могут быть двух видов:

• Матрица смежности
• Список смежности

Распространенные алгоритмы обхода графа:

• Поиск в ширину
• Поиск в глубину

Вопросы о графах, часто задаваемые на собеседованиях:

• Реализуйте поиск в ширину и поиск в глубину
• Проверьте, является граф деревом или нет
• Подсчитайте количество ребер в графе
• Найдите кратчайший путь между двумя вершинами

Деревья

Дерево — это иерархическая структура данных, состоящая из вершин (узлов) и ребер, которые их соединяют. Деревья подобны графам, однако, ключевое отличие дерева от графа таково: в дереве не бывает циклов.

Деревья широко используются в области искусственного интеллекта и в сложных алгоритмах, выступая в качестве эффективного хранилища информации при решении задач.

Вот схема простого дерева и базовая терминология, связанная с этой структурой данных:

Существуют деревья следующих типов:

• N-арное дерево
• Сбалансированное дерево
• Двоичное дерево
• Двоичное дерево поиска
• АВЛ-дерево
• Красно-черное дерево
• 2—3 дерево

Из вышеперечисленных деревьев чаще всего используются двоичное дерево и двоичное дерево поиска.

Вопросы о деревьях, часто задаваемые на собеседованиях:

Найдите высоту двоичного дерева
Найдите k-ное максимальное значение в двоичном дереве поиска
Найдите узлы, расположенные на расстоянии “k” от корня
Найдите предков заданного узла в двоичном дереве

Бор

Бор, также именуемый «префиксное дерево» — это древовидная структура данных, которая особенно эффективна при решении задач на строки. Она обеспечивает быстрое извлечение данных и чаще всего применяется для поиска слов в словаре, автозавершений в поисковике и даже для IP-маршрутизации.

Вот как три слова «top» (верх), «thus» (следовательно), and «their» (их) хранятся в бору:

Слова располагаются в направлении сверху вниз, и зеленые узлы «p», «s» и «r» завершают, соответственно, слова «top», «thus» и «their».

Вопросы о борах, часто задаваемые на собеседованиях:

• Подсчитайте общее количество слов, сохраненных в бору
• Выведите на экран все слова, сохраненные в бору
• Отсортируйте элементы массива при помощи бора
• Постройте слова из словаря, воспользовавшись бором
• Создайте словарь T9

Хеш-таблица

Хеширование — это процесс, применяемый для уникальной идентификации объектов и сохранения каждого объекта по заранее вычисленному индексу, именуемому его «ключом». Таким образом, объект хранится в виде «ключ-значение», а коллекция таких объектов называется «словарь». Каждый объект можно искать по его ключу. Существуют разные структуры данных, построенные по принципу хеширования, но чаще всего из таких структур применяется хеш-таблица.

Как правило, хеш-таблицы реализуются при помощи массивов.

Производительность хеширующей структуры данных зависит от следующих трех факторов:

• Хеш-функция
• Размер хеш-таблицы
• Метод обработки коллизий

Ниже показано, как хеш отображается на массив. Индекс этого массива вычисляется при помощи хеш-функции.

Вопросы о хешировании, часто задаваемые на собеседованиях:

• Найдите симметричные пары в массиве
• Отследите полную траекторию пути
• Найдите, является ли массив подмножеством другого массива
• Проверьте, являются ли массивы непересекающимися

Выше описаны восемь важнейших структур данных, которые определенно нужно знать, прежде чем идти на собеседование по программированию.

Удачи и интересного обучения! 🙂

О переводчике

Перевод статьи выполнен в Alconost.

Alconost занимается локализацией игр, приложений и сайтов на 68 языков. Переводчики-носители языка, лингвистическое тестирование, облачная платформа с API, непрерывная локализация, менеджеры проектов 24/7, любые форматы строковых ресурсов.

Мы также делаем рекламные и обучающие видеоролики — для сайтов, продающие, имиджевые, рекламные, обучающие, тизеры, эксплейнеры, трейлеры для Google Play и App Store.

Подробнее

языков программирования | Типы и примеры

Машинные языки и языки сборки

Машинный язык состоит из числовых кодов операций, которые конкретный компьютер может выполнять напрямую. Коды представляют собой строки из нулей и единиц или двоичных цифр («биты»), которые часто преобразуются как из шестнадцатеричной (основание 16), так и в шестнадцатеричную (основание 16) для просмотра и модификации человеком. Команды машинного языка обычно используют некоторые биты для представления операций, таких как сложение, а некоторые — для представления операндов или, возможно, местоположения следующей инструкции.Машинный язык трудно читать и писать, поскольку он не похож на обычные математические обозначения или человеческий язык, а его коды меняются от компьютера к компьютеру.

Язык ассемблера на один уровень выше машинного. Он использует короткие мнемонические коды для инструкций и позволяет программисту вводить имена для блоков памяти, которые содержат данные. Таким образом, можно написать «добавить оплату, всего» вместо «0110101100101000» для инструкции, которая складывает два числа.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской.Подпишитесь сегодня

Ассемблер разработан с возможностью простого перевода на машинный язык. Хотя на блоки данных можно ссылаться по имени, а не по их машинному адресу, язык ассемблера не предоставляет более сложных средств организации сложной информации. Как и машинный язык, ассемблер требует детального знания внутренней архитектуры компьютера. Это полезно, когда такие детали важны, например, при программировании компьютера для взаимодействия с устройствами ввода / вывода (принтеры, сканеры, устройства хранения и т. Д.).

Алгоритмические языки

Алгоритмические языки предназначены для выражения математических или символьных вычислений. Они могут выражать алгебраические операции в нотации, аналогичной математической, и позволяют использовать подпрограммы, которые объединяют часто используемые операции для повторного использования. Они были первыми языками высокого уровня.

Первым важным алгоритмическим языком был FORTRAN ( для mula tran slation), разработанный в 1957 году группой IBM под руководством Джона Бэкуса.Он был предназначен для научных вычислений с действительными числами и их наборами, организованными в виде одномерных или многомерных массивов. Его управляющие структуры включали условные операторы IF, повторяющиеся циклы (так называемые циклы DO) и оператор GOTO, который позволял непоследовательное выполнение программного кода. FORTRAN сделал удобными подпрограммы для общих математических операций и построил их библиотеки.

FORTRAN также был разработан для перевода на эффективный машинный язык.Он сразу стал успешным и продолжает развиваться.

Алгол

(алгоритм , ритмический, , ) был разработан комитетом американских и европейских компьютерных ученых в 1958–60 гг. Для публикации алгоритмов, а также для выполнения вычислений. Подобно LISP (описанному в следующем разделе), ALGOL имел рекурсивные подпрограммы — процедуры, которые могли вызывать себя для решения проблемы, сводя ее к меньшей проблеме того же типа. Алгол представил блочную структуру, в которой программа состоит из блоков, которые могут содержать как данные, так и инструкции и иметь ту же структуру, что и вся программа.Блочная структура стала мощным инструментом для создания больших программ из небольших компонентов.

АЛГОЛ предоставил нотацию для описания структуры языка программирования, форму Бэкуса – Наура, которая в некоторых вариантах стала стандартным инструментом для определения синтаксиса (грамматики) языков программирования. Алгол широко использовался в Европе и в течение многих лет оставался языком, на котором публиковались компьютерные алгоритмы. Многие важные языки, такие как Паскаль и Ада (оба описаны позже), являются его потомками.

LISP ( lis t p rocessing) был разработан примерно в 1960 году Джоном Маккарти в Массачусетском технологическом институте (MIT) и основан на математической теории рекурсивных функций (в которой функция появляется в собственном определении). Программа LISP — это функция, применяемая к данным, а не последовательность процедурных шагов, как в FORTRAN и ALGOL. LISP использует очень простую нотацию, в которой операции и их операнды даются в списке в скобках.Например, (+ a (* b c )) означает a + b * c . Хотя это может показаться неудобным, на компьютерах это обозначение хорошо работает. LISP также использует структуру списка для представления данных, и, поскольку программы и данные используют одну и ту же структуру, программе LISP легко работать с другими программами как с данными.

LISP стал общим языком для программирования искусственного интеллекта (AI), отчасти из-за слияния LISP и AI в Массачусетском технологическом институте, а отчасти потому, что программы AI, способные «учиться», могли быть написаны на LISP как самомодифицирующиеся программы.LISP эволюционировал через множество диалектов, таких как Scheme и Common LISP.

Язык программирования C был разработан в 1972 году Деннисом Ричи и Брайаном Керниганом в корпорации AT&T для программирования компьютерных операционных систем. Его способность структурировать данные и программы через состав более мелких единиц сопоставима с возможностями АЛГОЛА. Он использует компактную нотацию и предоставляет программисту возможность работать как с адресами данных, так и с их значениями.Эта способность важна для системного программирования, и Си разделяет с языком ассемблера способность использовать все функции внутренней архитектуры компьютера. C, как и его потомок C ++, остается одним из наиболее распространенных языков.

.

языков программирования | Типы и примеры

Машинные языки и языки сборки

Машинный язык состоит из числовых кодов операций, которые конкретный компьютер может выполнять напрямую. Коды представляют собой строки из нулей и единиц или двоичных цифр («биты»), которые часто преобразуются как из шестнадцатеричной (основание 16), так и в шестнадцатеричную (основание 16) для просмотра и модификации человеком. Команды машинного языка обычно используют некоторые биты для представления операций, таких как сложение, а некоторые — для представления операндов или, возможно, местоположения следующей инструкции.Машинный язык трудно читать и писать, поскольку он не похож на обычные математические обозначения или человеческий язык, а его коды меняются от компьютера к компьютеру.

Язык ассемблера на один уровень выше машинного. Он использует короткие мнемонические коды для инструкций и позволяет программисту вводить имена для блоков памяти, которые содержат данные. Таким образом, можно написать «добавить оплату, всего» вместо «0110101100101000» для инструкции, которая складывает два числа.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской.Подпишитесь сегодня

Ассемблер разработан с возможностью простого перевода на машинный язык. Хотя на блоки данных можно ссылаться по имени, а не по их машинному адресу, язык ассемблера не предоставляет более сложных средств организации сложной информации. Как и машинный язык, ассемблер требует детального знания внутренней архитектуры компьютера. Это полезно, когда такие детали важны, например, при программировании компьютера для взаимодействия с устройствами ввода / вывода (принтеры, сканеры, устройства хранения и т. Д.).

Алгоритмические языки

Алгоритмические языки предназначены для выражения математических или символьных вычислений. Они могут выражать алгебраические операции в нотации, аналогичной математической, и позволяют использовать подпрограммы, которые объединяют часто используемые операции для повторного использования. Они были первыми языками высокого уровня.

Первым важным алгоритмическим языком был FORTRAN ( для mula tran slation), разработанный в 1957 году группой IBM под руководством Джона Бэкуса.Он был предназначен для научных вычислений с действительными числами и их наборами, организованными в виде одномерных или многомерных массивов. Его управляющие структуры включали условные операторы IF, повторяющиеся циклы (так называемые циклы DO) и оператор GOTO, который позволял непоследовательное выполнение программного кода. FORTRAN сделал удобными подпрограммы для общих математических операций и построил их библиотеки.

FORTRAN также был разработан для перевода на эффективный машинный язык.Он сразу стал успешным и продолжает развиваться.

Алгол

(алгоритм , ритмический, , ) был разработан комитетом американских и европейских компьютерных ученых в 1958–60 гг. Для публикации алгоритмов, а также для выполнения вычислений. Подобно LISP (описанному в следующем разделе), ALGOL имел рекурсивные подпрограммы — процедуры, которые могли вызывать себя для решения проблемы, сводя ее к меньшей проблеме того же типа. Алгол представил блочную структуру, в которой программа состоит из блоков, которые могут содержать как данные, так и инструкции и иметь ту же структуру, что и вся программа.Блочная структура стала мощным инструментом для создания больших программ из небольших компонентов.

АЛГОЛ предоставил нотацию для описания структуры языка программирования, форму Бэкуса – Наура, которая в некоторых вариантах стала стандартным инструментом для определения синтаксиса (грамматики) языков программирования. Алгол широко использовался в Европе и в течение многих лет оставался языком, на котором публиковались компьютерные алгоритмы. Многие важные языки, такие как Паскаль и Ада (оба описаны позже), являются его потомками.

LISP ( lis t p rocessing) был разработан примерно в 1960 году Джоном Маккарти в Массачусетском технологическом институте (MIT) и основан на математической теории рекурсивных функций (в которой функция появляется в собственном определении). Программа LISP — это функция, применяемая к данным, а не последовательность процедурных шагов, как в FORTRAN и ALGOL. LISP использует очень простую нотацию, в которой операции и их операнды даются в списке в скобках.Например, (+ a (* b c )) означает a + b * c . Хотя это может показаться неудобным, на компьютерах это обозначение хорошо работает. LISP также использует структуру списка для представления данных, и, поскольку программы и данные используют одну и ту же структуру, программе LISP легко работать с другими программами как с данными.

LISP стал общим языком для программирования искусственного интеллекта (AI), отчасти из-за слияния LISP и AI в Массачусетском технологическом институте, а отчасти потому, что программы AI, способные «учиться», могли быть написаны на LISP как самомодифицирующиеся программы.LISP эволюционировал через множество диалектов, таких как Scheme и Common LISP.

Язык программирования C был разработан в 1972 году Деннисом Ричи и Брайаном Керниганом в корпорации AT&T для программирования компьютерных операционных систем. Его способность структурировать данные и программы через состав более мелких единиц сопоставима с возможностями АЛГОЛА. Он использует компактную нотацию и предоставляет программисту возможность работать как с адресами данных, так и с их значениями.Эта способность важна для системного программирования, и Си разделяет с языком ассемблера способность использовать все функции внутренней архитектуры компьютера. C, как и его потомок C ++, остается одним из наиболее распространенных языков.

.

языков программирования | Типы и примеры

Машинные языки и языки сборки

Машинный язык состоит из числовых кодов операций, которые конкретный компьютер может выполнять напрямую. Коды представляют собой строки из нулей и единиц или двоичных цифр («биты»), которые часто преобразуются как из шестнадцатеричной (основание 16), так и в шестнадцатеричную (основание 16) для просмотра и модификации человеком. Команды машинного языка обычно используют некоторые биты для представления операций, таких как сложение, а некоторые — для представления операндов или, возможно, местоположения следующей инструкции.Машинный язык трудно читать и писать, поскольку он не похож на обычные математические обозначения или человеческий язык, а его коды меняются от компьютера к компьютеру.

Язык ассемблера на один уровень выше машинного. Он использует короткие мнемонические коды для инструкций и позволяет программисту вводить имена для блоков памяти, которые содержат данные. Таким образом, можно написать «добавить оплату, всего» вместо «0110101100101000» для инструкции, которая складывает два числа.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской.Подпишитесь сегодня

Ассемблер разработан с возможностью простого перевода на машинный язык. Хотя на блоки данных можно ссылаться по имени, а не по их машинному адресу, язык ассемблера не предоставляет более сложных средств организации сложной информации. Как и машинный язык, ассемблер требует детального знания внутренней архитектуры компьютера. Это полезно, когда такие детали важны, например, при программировании компьютера для взаимодействия с устройствами ввода / вывода (принтеры, сканеры, устройства хранения и т. Д.).

Алгоритмические языки

Алгоритмические языки предназначены для выражения математических или символьных вычислений. Они могут выражать алгебраические операции в нотации, аналогичной математической, и позволяют использовать подпрограммы, которые объединяют часто используемые операции для повторного использования. Они были первыми языками высокого уровня.

Первым важным алгоритмическим языком был FORTRAN ( для mula tran slation), разработанный в 1957 году группой IBM под руководством Джона Бэкуса.Он был предназначен для научных вычислений с действительными числами и их наборами, организованными в виде одномерных или многомерных массивов. Его управляющие структуры включали условные операторы IF, повторяющиеся циклы (так называемые циклы DO) и оператор GOTO, который позволял непоследовательное выполнение программного кода. FORTRAN сделал удобными подпрограммы для общих математических операций и построил их библиотеки.

FORTRAN также был разработан для перевода на эффективный машинный язык.Он сразу стал успешным и продолжает развиваться.

Алгол

(алгоритм , ритмический, , ) был разработан комитетом американских и европейских компьютерных ученых в 1958–60 гг. Для публикации алгоритмов, а также для выполнения вычислений. Подобно LISP (описанному в следующем разделе), ALGOL имел рекурсивные подпрограммы — процедуры, которые могли вызывать себя для решения проблемы, сводя ее к меньшей проблеме того же типа. Алгол представил блочную структуру, в которой программа состоит из блоков, которые могут содержать как данные, так и инструкции и иметь ту же структуру, что и вся программа.Блочная структура стала мощным инструментом для создания больших программ из небольших компонентов.

АЛГОЛ предоставил нотацию для описания структуры языка программирования, форму Бэкуса – Наура, которая в некоторых вариантах стала стандартным инструментом для определения синтаксиса (грамматики) языков программирования. Алгол широко использовался в Европе и в течение многих лет оставался языком, на котором публиковались компьютерные алгоритмы. Многие важные языки, такие как Паскаль и Ада (оба описаны позже), являются его потомками.

LISP ( lis t p rocessing) был разработан примерно в 1960 году Джоном Маккарти в Массачусетском технологическом институте (MIT) и основан на математической теории рекурсивных функций (в которой функция появляется в собственном определении). Программа LISP — это функция, применяемая к данным, а не последовательность процедурных шагов, как в FORTRAN и ALGOL. LISP использует очень простую нотацию, в которой операции и их операнды даются в списке в скобках.Например, (+ a (* b c )) означает a + b * c . Хотя это может показаться неудобным, на компьютерах это обозначение хорошо работает. LISP также использует структуру списка для представления данных, и, поскольку программы и данные используют одну и ту же структуру, программе LISP легко работать с другими программами как с данными.

LISP стал общим языком для программирования искусственного интеллекта (AI), отчасти из-за слияния LISP и AI в Массачусетском технологическом институте, а отчасти потому, что программы AI, способные «учиться», могли быть написаны на LISP как самомодифицирующиеся программы.LISP эволюционировал через множество диалектов, таких как Scheme и Common LISP.

Язык программирования C был разработан в 1972 году Деннисом Ричи и Брайаном Керниганом в корпорации AT&T для программирования компьютерных операционных систем. Его способность структурировать данные и программы через состав более мелких единиц сопоставима с возможностями АЛГОЛА. Он использует компактную нотацию и предоставляет программисту возможность работать как с адресами данных, так и с их значениями.Эта способность важна для системного программирования, и Си разделяет с языком ассемблера способность использовать все функции внутренней архитектуры компьютера. C, как и его потомок C ++, остается одним из наиболее распространенных языков.

.