 |
Классификация языков программирования
|
|
|
|
Лекция. Понятие о программировании
Учебные вопросы:
1. Классификация языков программирования.
2. Процесс реализации алгоритма на языке высокого уровня.
3. Интегрированная среда программирования.
Первый вопрос
Классификация языков программирования
Классификацию языков программирования, с каждым из которых можно связать профильно–ориентированный курс информатики, можно представить схемой.
Классификация языков программирования
На начальном этапе программирование было операциональным и одновременно процедурным, а в уже усовершенствованном виде – структурным (классический пример – Паскаль). Процедурное программирование, в своей основе, сходится к следующему: программа представляет собой детальное описание решения задачи, т.е. алгоритм в некоторой специальной записи. Основные понятия – оператор и данные.
Принципиально иное направление в программировании связано с методологиями (парадигмами) непроцедурного программирования. Объектно-ориентированная программа – совокупность множества независимых объектов. Каждый объект можно использовать для решения задачи, не вникая во внутренние механизмы его функционирования. Наиболее популярные языки объектного программирования – C++, Delphi, Visual Basic.
При использовании декларативного языка программист указывает исходные информационные структуры, взаимосвязи между ними и то, какими свойствами должен обладать результат. При этом процедуру его получения (алгоритм) программист не строит. В этих языках отсутствует понятие «оператор» («команда»).
Программирование на языке Паскаль (процесс создания программы) формально состоит из выбора языка программирования и замены элементов блок-схемы алгоритма соответствующими элементами выбранного языка программирования. Правильная программа на алгоритмическом языке представляет собой формальную запись конечной последовательности действий, приводящих к решению поставленной задачи.
|
|
|
Алгоритмический язык высокого уровня – это система правил для представления данных и описания процесса их обработки.
Основные отличия языков высокого уровня от машинных языков состоят в следующем:
1) алгоритмический язык обладает гораздо большими выразительными возможностями, т.е. его алфавит значительно шире алфавита машинного языка, что существенно повышает наглядность текста программы;
2) набор операций, допустимых для использования, не зависит от набора машинных операций, а выбирается из соображений удобства формулирования алгоритмов решения задач определенного класса;
3) формат предложений достаточно гибок и удобен для использования, что позволяет с помощью одного предложения задать достаточно содержательный этап обработки данных;
4) требуемые операции задаются в удобном для человека виде, например, с помощью общепринятых математических обозначений;
5) для задания операндов операций, используемым в алгоритме, данным присваиваются индивидуальные имена, выбираемые программистом, и ссылка на операнды производится, главным образом, через указание их имен;
6) в языке может быть предусмотрен значительно более широкий набор типов данных по сравнению с набором машинных типов данных.
Таким образом, алгоритмический язык в значительной мере является машинно-независимым.
Любой язык, в том числе и язык программирования, подчиняется ряду правил. Их принято разделять на правила, определяющие синтаксис языка и правила, определяющие его семантику.
Синтаксис.
Так как компьютер понимает только машинный язык, то перед выполнением каждая инструкция программы на языке высокого уровня должна быть «переведена» на машинный язык (исходный текст переведен в объектный код).
|
|
|
Описание синтаксиса языка включает определение алфавита и правил построения различных конструкций языка из символов алфавита и простых конструкций.
Для записи правил построения конструкций в наглядной форме используются графические отображения, которые называют синтаксическими диаграммами. При этом используются следующие обозначения:
- символы алфавита изображают блоками в овальных рамках;
- названия конструкций – в прямоугольных;
- правила построения конструкций – в виде линий со стрелками на концах: если линия входит в блок, то в описываемую конструкцию должен входить соответствующий символ; разветвление линии означает, что при построении конструкции возможны варианты.
На рисунке представлена синтаксическая диаграмма, иллюстрирующая первые два правила описания конструкции <Целое>. Из диаграммы видно, что целое число может быть записано со знаком или без и включать произвольное количество цифр.
 |
Семантика – это система правил однозначного истолкования исполнителем программы (человеком и техническим устройством) смысла синтаксических конструкций алгоритмического языка, его содержания.
При практической реализации разработанной программы существуют причины ее невыполнения при некотором наборе исходных данных (не достижение результативного окончания работы), которыми могут быть:
§ ошибки синтаксиса, т.е. нарушение формальных правил записи алгоритма;
§ выход начальных данных за пределы допустимого множества;
§ несоответствие алгоритма возможностям исполнителя.
Чтобы программа, написанная на языке высокого уровня (например, Borland Pascal) однозначно воспринималась и истолковывалась процессором ее необходимо привести в соответствие с его системой команд (СКИ). Эту функцию выполняет специальная программа – компилятор.
Кроме преобразования текста программы в машинный код, компилятор решает и вторую задачу: обнаруживает и сигнализирует о синтаксических ошибках программы (встреченной в исходном тексте программы недопустимой комбинации символов).
 |
Второй вопрос
|
|
|
