3. Инструментальные средства программирования

Любая система программирования обеспечивает следующие функции:

• контроль правильности записи программ и выдачи информации о месте и характере ошибок;

• распределение памяти;

• трансляцию программы, написанной на входном языке, в промежуточный язык низкого уровня или машинные коды;

• автоматическую стыковку подпрограмм внутри отдельно оттранслированных частей общей программы;

• выпуск сопровождающей технической документации: распечаток, инструкций по работе и др.

Система программирования включает в себя:

1. Языки программирования

2. Трансляторы

3. Отладчики

4. Библиотеки стандартных модулей (подпрограмм).

Языки программирования и их классификация

Языки программирования – формальные языки, созданные для общения человека с компьютером. Язык программирования включает:

• Алфавит – набор символов, фиксированный для конкретного языка.

• Синтаксис – систему правил образования допустимых конструкций из символов алфавита.

• Семантику – систему правил однозначного толкования языковых конструкций.

Наиболее общая классификация языков программирования основывается на степени их зависимости от компьютера. Различают машинно-зависимые и машинно-независимые языки программирования.

Машинно-зависимые языки программирования делят на:

• Машинные – внутренние языки машин, воспринимаемые аппаратной частью конкретного компьютера. Их называют машинными кодами.

• Машинно-ориентированные – отражают структуру определенного типа компьютера.

Достоинство машинно-зависимых языков – высокая эффективность вычислений.

Недостатки:

• программы оптимизированы под аппаратную архитектуру конкретного компьютера;

• отсутствие стандартизации.

Машинно-независимые языки позволяют описывать процесс решения задачи без использования специальных знаний об особенностях конкретного компьютера. Машинно-независимые языки называют алгоритмическими языками. Под алгоритмическим языком понимается связанная синтаксической структурой система обозначений и терминов, содержащая сведения: какие действия, над какими данными, в какой последовательности надо выполнить, чтобы решить поставленную задачу. Например: Fortran, Basic, Cи.

Достоинства этих языков:

• уменьшение зависимости от аппаратуры;

• высокая эффективность труда разработчиков за счет того, что 1 команда алгоритмического языка – это несколько машинных кодов;

• операторы стали осмысленными.

Недостаток – необходимость использования трансляторов.

Машинно-независимые языки делят на:

• процедурно-ориентированные;

• проблемно-ориентированные;

• объектно-ориентированные.

Процедурно-ориентированные языки предназначены для описания различных классов алгоритмов с помощью стандартного набора процедур. Например: Бейсик, Си, Паскаль.

Проблемно-ориентированные языки предназначены для описания не алгоритмов, а задач в терминах их предметной области. Например: RPG, STRESS.

Объектно-ориентированные языки предназначены для работы с объектами в зависимости от происходящих событий. Они позволяют описывать объекты, их свойства и обработку. Например: Delphi, Java, VBA и др.

Программы, написанные на алгоритмических языках, не могут непосредственно исполняться на ЭВМ. Они нуждаются в предварительном переводе на машинный язык. Этот перевод происходит автоматически с помощью программы-транслятора. В зависимости от функционального назначения транслятор может быть: компилятором и интерпретатором.

Компилятор – обеспечивает перевод с языка программирования на машинный язык без одновременного выполнения получаемой программы.

Если трансляция исходной программы совмещена с ее выполнением, такая транслирующая система называется интерпретатором.

После написания программы необходимо провести ее отладку. Работу по отладке полностью автоматизировать пока не возможно. Однако частично автоматизировать можно, выдавая на печать информацию о работе программы. Выдачу нужной для обнаружения ошибок информации можно организовать при помощи программ-отладчиков.

Методология программирования совершенствуется: происходит переход от разработки языков системного уровня: Бейсик, Паскаль и др., – к языкам описания сценариев: Perry Tel и др. Языки системного программирования позволяют разрабатывать программы «с нуля». Языки описания сценариев позволяют связывать готовые программы (модули).

Язык программирования имеет иерархическую структуру. Обычно в нем выделяют четыре уровня:

1. Основные символы (алфавит).

2. Слова.

3. Выражения.

4. Оператор (предложение).

Основные символы – неделимые знаки, с помощью которых создаются сложные образования.

Слова – сочетания символов алфавита, имеющие в языке определенный смысл.

Выражения – сочетания групп слов.

Для обозначения переменных используются идентификаторы – слова, состоящие из последовательности букв и цифр.

Оператор (предложение) задает описание некоторой части вычислительного процесса. К числу наиболее используемых операторов относятся: оператор присваивания, условные операторы, операторы циклов.