Языки программирования

Конец

Начало

Повторять

Начало

Псевдокоды

Псевдокод представляет собой систему обозначений и правил, предназначенную для единообразной записи алгоритмов. Он занимает промежуточное место между естественным и формальным языком.

С одной стороны, он близок к обычному естественному языку, поэтому алгоритмы могут на нем записываться и читаться как обычный текст. С другой стороны, в псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и математическая символика, что приближает запись алгоритма к общепринятой математической записи.

В псевдокоде не приняты строгие синтаксические правила для записи команд, присущие формальным языкам, что облегчает запись алгоритма на стадии его проектирования и дает возможность использовать более широкий набор команд, рассчитанный на абстрактного исполнителя. Однако в псевдокоде обычно имеются некоторые конструкции, присущие формальным языкам, что облегчает переход от записи на псевдокоде к записи алгоритма на формальном языке. В частности, в псевдокоде, так же как и в формальных языках, есть служебные слова, смысл которых определен раз и навсегда. Они выделяются в печатном тексте жирным шрифтом, а в рукописном тексте подчеркиваются. Единого или формального определения псевдокода не существует, поэтому возможны различные псевдокоды, отличающиеся набором служебных слов и основных (базовых) конструкций. В качестве примера приведем запись на одном из псевдокодов алгоритма:

алгоритм алгоритм Евклида;

пока первое число не равно второму

если числа равны

то стоп все;

иначе определить большее из двух чисел;

з аменить большее число на разность большего и меньшего чисел

конец;

взять первое число в качестве ответа

Этот алгоритм можно записать проще, но для демонстрации основных возможных конструкций псевдокода приведена именно такая запись. В силу своих особенностей псевдокоды, как и другие описанные выше средства записи алгоритмов, ориентированы на человека.

Выше отмечалось, что при записи алгоритма в словесной форме, в виде схемы или на псевдокоде допускается определенный произвол при изображении команд. Вместе с тем такая запись настолько точна, что позволяет человеку понять суть дела и исполнить алгоритм.

Однако на практике в качестве исполнителей алгоритмов используются специальные автоматы — электронные вычислительные машины (ЭВМ). Поэтому алгоритм, предназначенный для исполнения на ЭВМ, должен быть записан на языке, «понятном» ЭВМ. И здесь на первый план выдвигается необходимость точной записи команд, не оставляющей места для произвольного толкования их исполнителем. Следовательно, язык для записи алгоритма должен быть формализован. Такой язык принято называть языком программирования, а запись алгоритма на этом языке — программой для ЭВМ.

Язык программирования - это формализованный язык, который представляет собой совокупность алфавита, правил написания конструкций (синтаксис) и правил толкования конструкций (семантика).

В настоящее время насчитывается несколько сотен языков программирования, рассчитанных на разные сферы применения ЭВМ, т. е. на разные классы решаемых с помощью ЭВМ задач. Эти языки классифицируют по разным уровням, учитывая степень зависимости языка от конкретной ЭВМ.

Общепринятой и строгой классификации языков программирования не существует. Поэтому в курсе представлена классификация наиболее распространенных языков, сложившаяся исторически:

Языки программирования
Низкого уровня	Высокого уровня
Машинный	Машинно-зависимые	Машинно-независимые
	Ассемблер	Универсальные
	Автокод	Проблемно-ориентированные
		Объектно-ориентированные
		Командные языки баз данных

На самом нижнем уровне классификации находится машинный язык, т. е. внутренний язык ЭВМ, на котором в конечном итоге представляется и исполняется программа. Однако непосредственная запись алгоритма на машинном языке требует от разработчика чрезмерной детализации алгоритма, в результате чего запись получается не наглядной и трудной для понимания. Поэтому разработчики алгоритмов используют, как правило, языки программирования более высокого уровня, в которых принята символическая форма записи, близкая к общепринятой математической.

Универсальные языки высокого уровня обеспечивают создание различных программ (задач), например Алгол, Си, ПЛ/1 и т.д..

Проблемно-ориентированные языки создавались под какие-то конкретные классы задач, например, Фортран - научные расчеты, Кобол - экономические расчеты, Лисп и Пролог - искусственный интеллект и т.д.

Объектно-ориентированные языки четвертого поколения (4GL — forth-generation language) и программирование основаны на создании модели системы, как совокупности объектов и использует следующие базовые понятия: класс, объект, событие, свойства объекта, метод обработки. Первым языком программирования этой группы был - Симула-67. В настоящее время к этим языкам относятся - С++, Visual Basic, Java Script и динамический HTML и другие современные языки программирования.

Командные языки баз данных предназначены длярасширения возможностей среды управления базами данных, для создания собственных функций интерфейса - взаимодействия с пользователем.

Например, интересна эволюция языка программирования BASIC. Он был задуман как универсальный язык для начинающих (по аналогии с BASIC ENGLISH, — подмножеством английского языка, выделенным для обучения иностранцев). Первые версии (или «диалекты») этого языка содержали небольшое количество самых необходимых команд и предусматривали только режим интерпретации. Однако современные варианты языка BASIC не только не уступают по возможностям многим «грандам» (типа С), но иногда и превосходят их. Например, Visual Basic используется в суперсовременных системах, основанных на так называемой технологии «клиент-сервер». Одновременно BASIC стал своеобразным «эсперанто» в мире информационной технологии. На этом языке часто пишутся примеры программ или их фрагментов в книгах, статьях, инструкциях к программным продуктам.

Фирма Microsoft использует Visual Basic для расширения функций своих программных продуктов. Уже в пакете Microsoft Office для Windows 3-х пользователям и программистам предлагались диалекты Word Basic и Access Basic, а ныне в Microsoft Office предусмотрен универсальный язык Visual Basic for Applications (VBA — Visual Basic для приложений). Ранее этот язык использовался только в Excel 5.0. С помощью VBA можно создавать собственные программные модули, собственные интерфейсы для офисных приложений Word, Excel, Access.

При исполнении алгоритма на ЭВМ программа транслируется с языка высокого уровня на машинный язык, а затем уже исполняется. В силу того что и язык программирования высокого уровня и машинный язык формализованы, трансляция программы может быть автоматизирована и выполнена с помощью той же ЭВМ. При этом человек воспринимает это так, будто ЭВМ непосредственно понимает язык высокого уровня и исполняет алгоритм, записанный на этом языке.

Существует два типа программ-трансляторов, работающих с исходными текстами. 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 просто и точно — трансляторами (переводчиками).

Программа-интерпретатор всегда работает совместно с исходным текстом. Она разбирает каждую инструкцию 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.

Современное программирование существенно отличается от технологии разработки программ для старых ЭВМ. Среди относительно новых особенностей и направлений этой технологии:

Ø применение объектно-ориентированных языков;

Ø визуальное программирование (т. е. сборка экранной формы с помощью мыши из готовых «полуфабрикатов»-объектов);

Ø быстрая разработка приложений (RAD — Rapid Applications Development);

Ø программирование с использованием функций API Windows (Applications Programming Interface — интерфейс прикладного программирования);

Ø базы данных и многопользовательские приложения (т. е. приложения, с которыми одновременно работает несколько пользователей) и многие другие.

Подробно языки программирования не будут рассмотрены в данном курсе.