Основні концепції мов програмування

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Машинно-орієнтовані мови

Машинно-орієнтовані мови - це мови, набори операторів і образотворчі засоби яких істотно залежать від особливостей ЕОМ (внутрішнього мови, структури пам'яті і т.д.). Машинно-орієнтовані мови дозволяють використовувати всі можливості та особливості машинно-залежних мов:

1. висока якість створюваних програм (компактність і швидкість виконання);

2. можливість використання конкретних апаратних ресурсів;

3. передбачуваність об'єктного коду та замовлень пам'яті;

4. для складання ефективних програм необхідно знати систему команд та особливості функціонування даної ЕОМ;

5. трудомісткість процесу складання програм (особливо на машинних мовах і МСК), погано захищеного від появи помилок;

6. низька швидкість програмування;

7. неможливість безпосереднього використання програм, складених на цих мовах, на ЕОМ інших типів.

Машинно-орієнтовані мови за ступенем автоматичного програмування поділяються на класи.

1.1 Машинні мови

Як я вже згадував, у введенні, окремий комп'ютер має свою певну машинну мову (далі МВ), йому наказують виконання згаданих операцій над обумовленими ними операндами, тому машинна мова є командною, тобто дає команди. Однак, деякі сімейства ЕОМ (наприклад, ЄС ЕОМ, IBM/370 / та ін.) мають єдину машинну мову для ЕОМ різної потужності. У команді будь-якого з них повідомляється інформація про місцезнаходження операндів і тип виконуваної операції.

У нових моделях ЕОМ намічається тенденція до підвищення внутрішніх мов машинно-апаратним шляхом реалізовувати більш складні команди, що наближаються за своїми функціональними дій до операторів алгоритмічних мов програмування.

1.2 Мови символічного кодування

Продовжимо розповідь про командні мовах, Мови Символічного Кодування (далі МСК), так само, як і машинну мову, є командними. Однак коди операцій та адреси в машинних командах, що представляють собою послідовність двійкових (у внутрішньому коді) або вісімкових (часто використовуваних при написанні програм) цифр, в МСК замінені на символи (ідентифікатори), форма написання яких допомагає програмісту легше запам'ятовувати смисловий зміст операції. Це забезпечує суттєве зменшення кількості помилок при складанні програм.

Використання символічних адрес - перший крок до створення МСК. Команди ЕОМ замість істинних (фізичних) адрес містять символічні адреси. За результатами складеної програми визначається необхідна кількість сейфів для зберігання вихідних проміжних і результуючих значень. Призначення адрес, що виконується окремо від складання програми в символічних адресах, може проводитися менш кваліфікованим програмістом або спеціальною програмою, що в значній мірі полегшує працю програміста.

1.3 Автокод

Є також мови, що включають в себе всі можливості МСК, за допомогою розширеного введення макрокоманд - вони називаються автокодом.

У різних програмах зустрічаються деякі досить часто використовуються командні послідовності, які відповідають певним процедурам перетворення інформації. Ефективна реалізація таких процедур забезпечується оформленням їх у вигляді спеціальних макрокоманд і включенням останніх у мову програмування, доступний програмісту. Дії переводяться в машинні команди двома шляхами - розстановкою і генеруванням.У постановочної системі містяться «кістяки» - серії команд, що реалізують необхідну функцію, позначену дії. Дії забезпечують передачу фактичних параметрів, які в процесі трансляції вставляються в «кістяк» програми, перетворюючи її в реальну машинну програму.

В системі з генерацією є спеціальні програми, що аналізують дії, які визначають, яку функцію необхідно виконати і формують необхідну послідовність команд, що реалізують цю функцію.

Обидві зазначених системи використовують транслятори з МСК і набір макросів, які також є операторами автокодом.

Розвинені автокодом отримали назву Асемблер. Сервісні програми тощо, як правило, складені на мовах типу Асемблер. Мова Асемблера - це символічне подання машинної мови. Він полегшує процес програмування в порівнянні з програмуванням в машинних кодах.

Програмісту не обов'язково вживати справжні адреси комірок пам'яті з розміщеними в них даними, беруть участь в операції, і обчислювані результати, а також адреси тих команд, до яких програма не звертається.

Деякі завдання, наприклад, обмін з нестандартними пристроями обробки даних складних структур неможливо вирішити за допомогою мов програмування високого рівня. Це під силу асемблеру.

В принципі, мова Асемблер є машинною мовою. І програміст реалізує будь-яку задачу на мовах високого рівня, за допомогою Асемблера може визначити осмислено чи рішення даного завдання, з точки зору використання ЕОМ.

Вміння розібратися в роздруківці мови асемблера, дає можливість полегшити пошук помилок в програмах.

1.4 Макроси

Мова, що є засобом для заміни послідовності символів описують виконання необхідних дій ЕОМ на більш стислу форму - називається макрос (засіб заміни). машинний мова кодування макрос

В основному, макрос призначений для того, щоб скоротити запис вихідної програми. Компонент програмного забезпечення, що забезпечує функціонування макросів, називається макропроцесором. На макропроцесори надходить макровизначаючий і початковий текст. Реакція макропроцесора на виклик - видача вихідного тексту. Макрос однаково може працювати, як з програмами, так і з даними.

2. Машинно-незалежні мови

Машинно-незалежні мови - це засіб опису алгоритмів вирішення завдань та інформації, що підлягає обробці. Вони зручні у використанні для широкого кола користувачів і не вимагають від них знання особливостей організації функціонування ЕОМ.

Подібні мови отримали назву високорівневі мови програмування. Програми, що складаються на таких мовах, являють собою послідовності операторів, структуровані відповідно до правил розглядання мови (завдання, сегменти, блоки і т.д.). Оператори мови описують дії, які повинна виконувати система після трансляції програми на машинну мову.

Тобто, командні послідовності (процедури, підпрограми), часто використовувані в машинних програмах, представлені в високорівневих мовах окремими операторами. Програміст отримав можливість не розписувати в деталях обчислювальний процес на рівні машинних команд, а зосередитися на основних особливостях алгоритму.

2.1 Проблемно-орієнтовані мови

З розширенням областей застосування обчислювальної техніки виникла необхідність формалізувати уявлення постановки і рішення нових класів задач. Необхідно було створити такі мови програмування, які, використовуючи в даній області позначення та термінологію, дозволили б описувати необхідні алгоритми рішення для поставлених завдань, ними стали проблемно-орієнтовані мови. Ці мови орієнтовані на вирішення певних проблем, повинні забезпечити програміста засобами, що дозволяють коротко і чітко формулювати завдання і отримувати результати у необхідній формі.

Проблемних мов дуже багато, наприклад:

1. Фортран, Алгол - мови, створені для вирішення математичних завдань;

2. Simula, сленг - для моделювання;

3. Лісп, Снобол - для роботи з обліковим структурами.

2.2 Універсальні мови

Універсальні мови були створені для широкого кола завдань: комерційних, наукових, моделювання і т.д. Перший універсальна мова був розроблений фірмою IBM, що став в послідовності мов PL/1. Другий за потужністю універсальна мова називається Алгол-68. Він дозволяє працювати з символами, розрядами, числами з фіксованою і плаваючою комою. PL/1 має розвинену систему операторів для управління форматами, для роботи з полями змінної довжини, з даними організованими в складні структури, і для ефективного використання каналів зв'язку. Мова враховує включені в багато машини можливості переривання і має відповідні оператори. Передбачена можливість паралельного виконання ділянок програм.

Програми в PL/1 компілюються за допомогою автоматичних процедур. Мова використовує багато властивості Фортран, Алгол, Кобол. Проте він допускає не тільки динамічний, але і керований та статистичний розподіл пам'яті.

2.3 Діалогові мови

Поява нових технічних можливостей поставило завдання перед системними програмістами - створити програмні засоби, що забезпечують оперативну взаємодію людини з ЕОМ їх назвали діалоговими мовами.

Ці роботи велися в двох напрямках:

1) Створювалися спеціальні керуючі мови для забезпечення оперативного впливу на проходження завдань, які складалися на будь-яких ранніх неопрацьованих (не діалогових) мовами.

2) Розроблялися також мови, які крім цілей управління забезпечували б опис алгоритмів вирішення завдань.

Необхідність забезпечення оперативної взаємодії з користувачем зажадала збереження в пам'яті ЕОМ копії вихідної програми навіть після отримання об'єктної програми в машинних кодах. При внесенні змін до програми з використанням діалогового мови система програмування за допомогою спеціальних таблиць встановлює взаємозв'язок структур вихідної та об'єктної програм. Це дозволяє здійснити необхідні редакційні зміни до об'єктної програмі. Одним із прикладів діалогових мов є Basic.

Basic використовує позначення подібні звичайним математичним виразами. Багато операторів є спрощеними варіантами операторів мови Фортран. Тому ця мова дозволяє вирішувати досить широке коло завдань.

2.4 Непроцедурні мови

Непроцедурні мови складають групу мов, що описують організацію даних, що обробляються за фіксованими алгоритмам (табличні мови і генератори звітів), і мов зв'язку з операційними системами.

Дозволяючи чітко описувати як завдання, так і необхідні для її вирішення дії, таблиці рішень дають змогу в наочній формі визначити, які умови повинні бути виконані перш ніж переходити до якого-небудь дії. Одна таблиця рішень, що описує деяку ситуацію, містить всі можливі блок-схеми реалізацій алгоритмів рішення.

Табличні методи легко освоюються фахівцями будь-яких професій.

Програми, складені на табличному мовою, зручно описують складні ситуації, що виникають при системному аналізі.

Список використаної літератури

1. Роберт У. Себеста. Основные концепции языков программирования Concepts of Programming Languages /Пер. с англ. -- 5-е изд. -- М.: 2001.

2. Вольфенгаген В. Э. Конструкции языков программирования. Приёмы описания. -- М.: Центр ЮрИнфоР, 2001.

3. Паронджанов В. Д. Как улучшить работу ума. Алгоритмы без программистов -- это очень просто!. -- М.: Дело, 2001.

4. Давидов М. И., Антонов В. Г. LEX - генератор программ лексического анализа / М. - 1985;

5. Ваулин А.С. / Языки программирования, кн. 5, 1993.

6. Терренс П. / Языки программирования: разработка и реализация. 1979.

7. Хротко Г. / Языки программирования высокого уровня. 1982.

8. Малютин Э.А., Малютина Л.В. / Языки программирования. 1982.

9. Ушкова В. / Новые языки программирования и тенденции их развития. 1982.

10. Янг С. / Алгоритмические языки реального времени 1985.

Размещено на Allbest.ru