Языки программирования. Компиляция и интерпретация

Основы программирования 1 семестр

Введение

Программирование – это процесс составления компьютерной программы на основе некоторого алгоритма.

Структурное программирование основывается на двух важнейших принципах:

· последовательной детализации алгоритма;

· использовании набора базовых структур (отсюда и название метода) для построения алгоритма любой степени сложности.

В теории структурного программирования доказывается, что алгоритм любой степени сложности можно построить с помощью следующих базовых структур:

· линейной (последовательной) структуры;

· разветвляющейся (ветвящейся) структуры;

· циклической структуры.

Каждая из этих структур имеет только один вход и только один выход, что позволяет соединять между собой в процессе разработки алгоритма любое количество элементов базовых структур в необходимом для решения задачи порядке. Сложные для понимания и реализации блоки заменяют на последовательность более простых базовых конструкций. При этом количество шагов детализации алгоритма в принципе не ограничено. Структурное программирование широко применяется, поскольку созданы специальные языки программирования, например Паскаль или версии Бейсика (QBasic) позволяющие структурировать программу.
Метод структурного программирования дает возможность решать сложные задачи в самых разных областях профессиональной деятельности.

Языки программирования. Компиляция и интерпретация

Программа – это набор машинных команд, которые следует выполнить компьютеру для реализации того или иного алгоритма. Иными словами, программа – это форма представления алгоритма для исполнения его машиной.

При таком подходе необходимо:

o создать строгую систему условных обозначений для записи команд в понятной для человека форме (язык программирования),

o создать программу-посредника, которая переводила бы такие команды на язык, понятный машине.

После этого на языке программирования можно писать множество программ, пользуясь единственной программой-переводчиком. «Грамматические» правила языка программирования формулируются предельно четко и не допускают вольного расположения отдельных элементов команды и знаков препинания (иначе программа-посредник «не поймет» ваши указания). Каждая команда имеет строго определенный синтаксис (правила записи). Например, если установлено, что условие «если» надо писать по-английски (if) и после условия (a[i]>m) нельзя ставить запятую, то всякая иная запись такой команды будет воспринята программой-посредником как ошибка.
Команды на языке программирования часто называют операторами или инструкциями. Операнд – это элемент, над которыми выполняются действия операторов. Последовательность таких команд, реализующих тот или иной алгоритм, называют программой на исходном языке или просто исходным текстом. Кроме исходного текста, конкретная программа может иметь еще и машинный код, который непосредственно исполняется на машине. Исходные тексты помещают в текстовые файлы. Существует два типа программ-посредников, работающих с исходными текстами: компилятор и интерпретатор.
Программа-компилятор (от слова compile– составлять, собирать) переводит исходный текст в машинный код и записывает его на диск в форме исполняемого (загрузочного) файла. После этого программа выполняется независимо от исходного текста. Раньше программы-компиляторы называли– трансляторами (переводчиками).
Программа-интерпретатор всегда работает совместно с исходным текстом. Она разбирает каждую команду исходного текста (интерпретирует ее) и немедленно исполняет т.е. файл на машинном языке не создается. Программа в режиме интерпретации работает гораздо медленнее, чем такая же программа в машинном коде. Это связано с тем, что каждую инструкцию приходится разбирать во время выполнения, а не заранее, как при компиляции. Многие инструкции в программе выполняются многократно, – и при каждом выполнении интерпретируются заново. Поэтому всюду, где возможно, стремятся заменить режим интерпретации режимом компиляции. Правда, интерпретация имеет и свои преимущества: с ее помощью проще отлаживать программу. Иногда пользуются режимом «псевдокомпиляции»: ускоряют интерпретацию за счет предварительного запоминания тех или иных элементов разобранных команд в памяти машины.
В настоящее время машинные коды не используются, и каждая программа для компьютера составляется на том или ином языке программирования. Существует очень много языков, все они, как правило, содержат средства описания данных, арифметические операторы (подобные с = а+b), средства управления и организации циклов, средства ввода и вывода информации.