Характеристика некоторых языков высокогоуровня

Фортран (Fortran: Formula Translator) считается первым языком высокого уровня (1956 г.), предназначен для ведения сложных расчетов и применяется в сфере научных и инженерно-технических вычислений, широко используется до настоящего времени.

Среди причин долголетия Фортрана (а он один из самых распространенных языков в мире), можно отметить простую структуру, как самого Фортрана, так и предназначенных для него трансляторов. В настоящее время на этом языке легко описываются не только технические задачи, но и задачи с разветвленной логикой (моделирование производственных процессов, решение игровых ситуаций и т.д.), некоторые экономические задачи и особенно задачи редактирования (составление таблиц, сводок, ведомостей и т.д.). Язык Фортран продолжает развиваться и совершенствоваться. Фортран IV.

Кобол (Cobol - Common business oriented language, 1960 г.) ориентирован на обработку коммерческой информации. Отличительной особенностью языка является возможность эффективной работы с большими массивами данных, что характерно именно коммерческих приложений. Популярность Кобола столь высока, что даже сейчас, при всех его недостатках (по структуре и замыслу Кобол во многом напоминает Фортран) появляются новые его диалекты и реализации. Так недавно появилась реализация Кобола, совместимая с Microsoft.NET, что потребовало, внесения в язык некоторых черт объектно-ориентированного языка.

Бейсик (BASIC Beginners' All-Purpose Symbolic Instruction Code, 1963) — многоцелевой язык символических инструкций для начинающих. Язык задумывался в первую очередь как средство обучения и как первый изучаемый язык программирования. Он предполагался легко интерпретируемым и компилируемым. Надо сказать, что BASIC действительно стал языком, на котором учатся программировать (по крайней мере, так было еще несколько лет назад; сейчас эта роль отходит к Pascal). Бейсик считается деловым языком, снабженным мощными средствами решения специфических задач, которые обычно большинство пользователей решают при помощи небольших компьютеров, а именно: работая с файлами и выводя текстовое и графическое изображение на экране дисплея.

Было создано несколько мощных реализаций BASIC, поддерживающих самые современные концепции программирования (пример — Microsoft Visual Basic).

Паскаль (Pascal, 1970 г.) Язык замечателен тем, что это первый широко распространенный язык для структурного программирования. Паскаль — высокоуровневый язык программирования общего назначения. Один из наиболее известных языков программирования, широко применяется в промышленном программировании, обучении программированию в высшей школе, является базой для большого числа других языков.

Впервые оператор безусловного перехода перестал играть основополагающую роль при управлении порядком выполнения операторов. В этом языке также внедрена строгая проверка типов, что позволило выявлять многие ошибки на этапе компиляции.

Отрицательной чертой языка было отсутствие в нем средств для разбиения программы на модули. Поэтому был разработал язык Modula-2 (1978), в котором идея модуля стала одной из ключевых концепций языка. В 1988 году появилась Modula-3, в которую были добавлены объектно-ориентированные черты. Логическим продолжением Pascal и Modula являются язык Oberon и Oberon-2. Они характеризуются движением в сторону объектно- и компонентно- ориентированности.

Однако в настоящий момент пользуются популярностью такие версии языка, как TMT Pascal, Free Pascal и GNU Pascal. Продолжает использоваться и Borland Turbo Pascal. Развитием языка Borland Pascal является Object Pascal — версия языка Паскаль, расширенная средствами объектно-ориентироанного программирования. Последние версии Borland Pascal лежат в основе среды программирования Delphi.

В России разработан язык программирования Глагол, который имеет близкую к Паскалю идеологию, но в отличие от него изначально спроектирован на использование только русских служебных слов.

Дельфи (Delphi, 2003 г.) — результат развития языка Турбо Паскаль, который, в свою очередь, развился из языка Паскаль. Паскаль был полностью процедурным языком, Турбо Паскаль, начиная с версии 5.5, добавил в Паскаль объектно-ориентированные свойства, а Delphi — объектно-ориентированный язык программирования с возможностью доступа к метаданным классов (то есть к описанию классов и их членов) в компилируемом коде.

Разработчики имеют уникальную возможность — применять один и тот же язык Delphi для создания профессиональных программ для любых операционных систем и платформ: Windows, Linux,.NET, Mono. Этим, кстати, язык Delphi выгодно отличается от модного ныне языка C#, который применяется лишь для программирования на платформах.NET и Mono.

У языка Delphi есть еще одно очень важное преимущество перед остальными коммерчески успешными языками — он великолепно подходит для обучения программированию. Поэтому рекомендуется взять его в качестве первого языка для всех пользователей, собирающихся стать профессиональными программистами. Последняя версия - Delphi for Win32 2009. Версия принесла множество нововведений в язык.

Лисп (LISP - LISt Processing language— "обработка списков", 1962 г.)— семейство языков программирования, программы и данные, в которых представляются системами линейных списков символов. Создатель Лиспа Джон Маккарти занимался исследованиями в области искусственного интеллекта и созданный им язык по сию пору является одним из основных средств моделирования различных аспектов ИИ.

Язык является функциональным, но многие поздние версии обладают также чертами императивности, к тому же, имея полноценные средства символьной обработки, становится возможным реализовать объектно-ориентированность. Наиболее популярный сегодня диалект Common Lisp является универсальным языком программирования. Хотя первые области применения Common Lisp были связаны с символьной обработкой данных и процессами принятия решений, он широко используется в самых разных проектах: Интернет-серверы и службы, серверы приложений и клиенты, взаимодействующие с реляционными и объектными базами данных, научные расчёты и игровые программы.

Common Lisp предназначен не только для работы со списками или для символьной обработки, он является универсальным языком программирования, включающим в себя особенно хорошие средства для численных вычислений, управления данными и связи. Можно смело сказать, что Common Lisp содержит почти все, что на сегодняшний день могут дать другие известные языки программирования, и, кроме того, он предусматривает средства для расширения языка.

С - подобные языки. Си ( англ. C, 1972 г.) — стандартизированный процедурный язык программирования. Си был создан для использования в операционной системе UNIX. С тех пор он был портирован на многие другие операционные системы и стал одним из самых используемых языков программирования. Си ценят за его эффективность. Он является самым популярным языком для создания системного программного обеспечения. Его также часто используют для создания прикладных программ. Для языка Си характерны лаконичность, современный набор конструкций управления потоком выполнения, структур данных и обширный набор операций.

Язык программирования С++ (1984 г.)произошёл от Си. Название Си++ происходит от Си, в котором унарный оператор ++ обозначает инкремент переменной. Однако в дальнейшем Си и C++ развивались независимо, что привело к росту несовместимостей между ними. Последняя редакция Си, С99, добавила в язык несколько конфликтующих с С++ особенностей. Эти различия затрудняют написание программ и библиотек, которые могли бы нормально компилироваться и работать одинаково в компиляторах Си и C++, что, конечно, запутывает тех, кто программирует на обоих языках.

Различие между идеологией Си и C++ заключается примерно в следующем: программа
на Си отражает способ мышления процессора, а С++ - способ решения программиста. С++ включает в себя Си как подмножество и реализует принципы объектно-ориентированного программирования. Используется для создания сложных программ. Для IBM PC наиболее популярной является система Turbo C++.

C# (C Sharp произносится "Си Шарп) - объектно-ориентированный язык программирования, о разработке которого в 2000 г. объявила фирма Microsoft. По своему характеру он напоминает языки C++ и Java и предназначен для разработчиков программ, использующих языки C и С++ для того, чтобы они могли более эффективно создавать Интернет-приложения. Указывается, что C # будет тесно интегрирован с языком XML Некоторые языки, например, Java и C#, находятся между компилируемыми и интерпретируемыми. А именно, программа компилируется не в машинный язык, а в машинно-независимый код низкого уровня, байт-код. Далее байт-код выполняется виртуальной машиной. Для выполнения байт-кода обычно используется интерпретация. Для Java байт-код исполняется виртуальной машиной Java (Java Virtual Machine, JVM), для C# - Common Language Runtime. В Си# есть много конструкций, которые как минимум могут вызывать вопросы. Язык избыточен и, как следствие, сложен в использовании и реализации. Некоторые средства Си# могут провоцировать ошибки. Однако этот язык является развивающимся. C# версии 4.0 была выпущена в апреле 2010 года.

Языки развиваются в сторону все большей и большей абстракции. И это сопровождается падением эффективности. Однако повышение уровня абстракции влечет за собой повышение уровня надежности программирования. С низкой эффективностью можно бороться путем создания более быстрых компьютеров. Если требования к памяти слишком высоки, можно увеличить ее объем. А вот с ошибками в программах можно бороться только одним способом: их надо исправлять, а еще лучше максимально затруднить их совершение. И именно на это направлены все исследования в области языков программирования.

Новой тенденцией является появление языков программирования еще более высокого уровня (ультра-высокоуровневых). Такого рода языки характеризуются наличием дополнительных структур и объектов, ориентированных на прикладное использование. Прикладные объекты, в свою очередь, требуют минимальной настройки в виде параметров и моментально готовы к использованию. Использование ультра-высокоуровневых языков программирования снижает временные затраты на разработку программного обеспечения и повышает качество конечного продукта за счет уменьшения объема исходных кодов.

Вопросы для самопроверки

1. В чем отличие языков высокого уровня от языков низкого уровня?

2. Какие три составляющие присущи языкам высокого уровня?

3. Что такое лексемы?

4. Какими операциями пользуются языки высокого уровня?

5. Какие бывают выражения в языках высокого уровня?

6. Что из себя представляет оператор в языках высокого уровня?

7. Из каких частей состоит структура программы?

8. Какое основное назначение подпрограмм в программах, составленных языками высокого уровня?

9. В чем отличие функций от процедур?

10. По каким признакам можно классифицировать языки высокого уровня?

11. Какие процедурные языки высокого уровня вы знаете?

Литература

1. Павловская Т.А. С# Программирование на языке высокого уровня. - СПб.: Питер, 2010. - 432 с.

2. Павловская Т.А. Паскаль. Программирование на языке высокого уровня. СПб.: Питер, 2007. - 400 с.

3. Потопахин В. Современное программирование с нуля. - М.:Дм к Пресс, 2010. - 240с.

4. http://digital.sibsutis.ru/Progr/progr.htm - применение подпрограмм при программировании

3. http://sapr.mgsu.ru/biblio/sal.htm - рейтинг языков программирования.

5. http://www.pedsovet.info/info/pages/referats/info 00032.htm - обзор языков программирования.

6. http: //www. l ife-prog. ru / - языки программирования.

7. http://sapr.mgsu.ru/biblio/ibm/contents/iaziki.htm - общие характеристики языков программирования

8. http://inf.e-alekseev.ru/text/Istor lang.html - Информатика. Мультимедийный электронный учебник.

9. http://schools.keldvsh.ru/sch444/MUSEUM/LANR/evol.htm - языки программирования.