Эволюция и классификация языков программирования

Программа — это логически упорядоченная последовательность команд, необходимых для управления компьютером (выполнения им конкретных операций), поэтому программирование сводится к созданию последовательности команд, необходимой для решения определенной задачи.

Программа представляет собой формализованное описание последовательности действий определенных устройств ЭВМ в зависимости от конкретного характера задачи.

Процессор компьютера — это большая интегральная микросхема.

Алгоритм — это точно определенное описание способа решения задачи в виде конечной (по времени) последовательности действий. Такое описание еще называется формальным. Для представления алгоритма в виде, понятном компьютеру, служат языки программирования.

Текст программы — полное, законченное и детальное описание алгоритма на языке программирования.

Языки программирования — искусственные языки.

Язык программирования — формальная знаковая система, предназначенная для описания алгоритмов в форме, которая удобна для исполнителя (например, компьютера).

Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при составлении компьютерной программы

Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало уже более двух с половиной тысяч языков программирования.

Создатели языков по-разному толкуют понятие язык программирования. Среди общих мест, признаваемых большинством разработчиков, находятся следующие:

Функция: язык программирования предназначен для написания компьютерных программ, которые применяются для передачи компьютеру инструкций по выполнению того или иного вычислительного процесса и организации управления отдельными устройствами.

Задача: язык программирования отличается от естественных языков, тем, что предназначен для передачи команд и данных от человека компьютеру, в то время, как естественные языки используются лишь для общения людей между собой.

Исполнение: язык программирования может использовать специальные конструкции для определения и манипулирования структурами данных и управления процессом вычислений.

Языки программирования, или алгоритмические языки, классифицируются: по степени их зависимости от вычислительной машины; по ориентации на сферу применения; по специфике организационной структуры языковых конструкций и т.д. и т. п.

Каждый язык программирования может быть представлен в виде набора формальных спецификаций, определяющих его синтаксис и семантику.

Ограниченное число «слов», значение которые понятны транслятору, и очень строгие правила записи команд (операторов), образуют синтаксис языка программирования, а смысл каждой команды и других конструкций языка — его семантику. Строго говоря, синтаксис и семантика языка включают в себя:

Ø типы и структуру данных;

Ø операционную семантику (алгоритм вычисления конструкций языка);

Ø семантические конструкции языка;

Ø библиотеки примитивов (например, инструкции ввода-вывода);

Ø философии, назначения и возможностей языка.

Нарушение формы записи программы приводит к тому, что транслятор выдает сообщение о синтаксической ошибке.

Правильно написанное, но не отвечающее алгоритму использование команд языка приводит к семантическим ошибкам

Процесс поиска ошибок в программе называется тестированием, процесс устранения ошибок — отладка.

С помощью языка программирования создается не готовая программа, а только ее текст, описывающий ранее разработанный алгоритм.

Чтобы получить работающую программу, надо этот текст либо автоматически перевести в машинный код (для этого служат программы-компиляторы) и затем использовать отдельно от исходного текста, либо сразу выполнять команды языка, указанные в тексте программы (этим занимаются программы-интерпретаторы).

Интерпретатор берет очередной оператор языка из текста программы, анализирует его структуру и затем сразу исполняет. Только после того как текущий оператор успешно выполнен, интерпретатор перейдет к следующему.

Компиляторы полностью обрабатывают весь текст программы в поисках синтаксических ошибок, выполняют определенный смысловой анализ и затем автоматически переводят (транслируют) на машинный язык — генерируют машинный код.

В результате законченная программа получается компактной и эффективной, работает в сотни раз быстрее программы, выполняемой с помощью интерпретатора, и может быть перенесена на другие компьютеры с процессором, поддерживающим соответствующий машинный код.

Классификация ЯП:

Исходя из вышесказанного, ЯП можно классифицировать по следующим признакам.

1. По степени ориентации на специфические возможности ЭВМ ЯП делятся на: машинно-зависимые; машинно-независимые.

К машинно-зависимым ЯП относятся машинные языки, ассемблеры и автокоды, которые используются в системном программировании. Программа на машинно-зависимом ЯП может выполняться только на ЭВМ данного типа. Программа на машинно-независимом ЯП после трансляции на машинный язык становится машинно-зависимой. Этот признак ЯП определяет мобильность получаемых программ (возможность переноса на ЭВМ другого типа).

2. По степени детализации алгоритма получения результата ЯП делятся на:

ü языки низкого уровня;

ü языки высокого уровня;

ü языки сверхвысокого уровня.

3. По степени ориентации на решение определенного класса задач:

ü проблемно-ориентированные;

ü универсальные.

4. По возможности дополнения новыми типами данных и операциями:

ü расширяемые;

ü нерасширяемые.

5. По возможности управления реальными объектами и процессами:

ü языки систем реального времени;

ü языки систем условного времени.

6. По способу получения результата:

ü процедурные;

ü непроцедурные.

7. По типу решаемых задач:

ü языки системного программирования;

ü языки прикладного программирования.

8. Непроцедурные языки по типу встроенной процедуры поиска решений делятся на:

ü реляционные;

ü функциональные;

ü логические.