1. Общие сведения о языках программирования

1.1. Краткая история эвм и языков программирования

История современных ЭВМ начинается с 1946 года. Вторая мировая война очень сильно подстегнула научно-технический прогресс вообще и развитие средств вычислений в частности. Потребность в точных и, главное, быстрых расчетах связана, в основном, с созданием новых артиллерийских и ракетных вооружений, атомной бомбы. Создание первой в мире «настоящей» ЭВМ велось одновременно с работами по «Манхэттенскому проекту» (атомное оружие).

В 1945–46 гг. США. Группой инженеров под руководством Маушли и Эккерта по заказу министерства обороны Соединенных Штатов создан ЭНИАК (ENIAC – Electronic Numerical Integrator And Calculator – электронный числовой интегратор и калькулятор). Его вес составлял около 30 тонн, в нем использовалось примерно 18 тысяч электронных ламп, и потреблял он 200 кВт электроэнергии.

С 1945 года до нынешнего времени в эволюции ЭВМ прослеживается пять поколений. Поколения ЭВМ различают по элементной базе, то есть по тому, из каких деталей состоят компьютеры, и по принципу внутренней организации работы компьютеров.

Первое поколение (1945–1957 гг.) – это поколение машин, родственных в некотором отношении ЭНИАКу. Строились эти машины на электронных лампах.

Второе поколение (1958–1963 гг.). Для производства этих машин использовались транзисторы. Один транзистор выполнял те же функции, что и одна лампа, но был меньше по размерам и расходовал меньше электроэнергии.

Третье поколение (1963–1970 гг.). Произошла миниатюризация компонентов с помощью применения изобретенных к тому времени интегральных схем. Интегральная схема – это небольшая кремниевая пластинка, содержащая до нескольких сотен «микротранзисторов».

Четвертое поколение (1970–1985 гг.). Произошла дальнейшая миниатюризация компонентов, то есть теперь на одной интегральной схеме стали размещаться сотни тысяч «микротранзисторов». Такие микросхемы получили название БИС (большие интегральные схемы) и СБИС (сверхбольшие интегральные схемы).

В это же время (1975–76 гг.) был создан первый персональный компьютер, положивший начало эре микроинформатики. Его создатели – Стив Джобс и Стив Возняк – основали фирму «Apple Computer», которая до сих пор достаточно уверенно конкурирует с IBM на рынке ПЭВМ. Последняя модель этой фирмы – персональный компьютер «Mackintosh» – один из лучших ПК на сегодняшний день.

Отсчетом для пятого поколения компьютеров служит 1985 год. В это время стал давать первые результаты японский проект создания ЭВМ нового поколения. Аналогичные работы активно ведутся в США и Европе.

Одновременно с эволюцией ЭВМ шла эволюция базовых программных средств для них. В первую очередь это относится к языкам программирования, с помощью которых люди кодируют задачи для решения их на ЭВМ.

Вплоть до конца 50-х годов программирование сводилось к детальному кодированию длинных последовательностей команд двоичными, восьмеричными или шестнадцатеричными числами. Эта деятельность называлась кодированием в отличие от программирования, к которому относилась более трудная задача – конструирование алгоритмов.

Второй шаг – это языки Ассемблера, с ними было работать несколько легче, чем с машинными языками. В них уже используется определенная мнемоника для команд.

С появлением более быстрых вычислительных машин с большим объемом памяти трудности кодирования настолько возросли, что стала очевидна неэффективность выполнения этой работы человеком.

Возникла необходимость учета аппаратной организации каждой конкретной машины, то есть необходимость перекодировки программ при переносе с одной машины на другую – зачастую наблюдалась непереносимость алгоритмов, разработанных для одних машин при переносе на другие.

Практически не представлялось возможным понять принципы построения чужой программы. Написанные на машинных кодах программы содержали минимум избыточной информации, которая бы позволяла обнаружить формальные ошибки кодирования. В результате, технические ошибки при набивке программы могли приводить к обескураживающим последствиям, а обнаружить такие ошибки было очень сложно. Эти трудности привели к созданию так называемых языков программирования «высокого уровня».

Данный этап ведет свой отсчет с 1955 года с появлением языка ФОРТРАН (FORmula TRANslator – переводчик формул). Использование этого языка продолжается до сегодняшнего дня.

В 1960 году появился АЛГОЛ (ALGOritmic Language – алгоритмический язык). Он также долгое время пользовался определенной популярностью в программистских кругах.

В 1965 году был создан один из наиболее популярных и поныне языков программирования – БЕЙСИК (BASIC – Beginner’s Allpurpose Symbolic Instrucions Code – дословно: «многоцелевой код символических инструкций для начинающих»). Широкое распространение БЕЙСИК получил на персональных компьютерах. На нынешний день существует несколько достаточно мощных версий этого языка.

В 1970 году Никлаус Вирт создал язык PASCAL (Паскаль). Этот язык обладает весьма развитыми средствами, особенно те его версии, которые используются в настоящее время.

В 1980 году появился язык ADA (Ада) – один из самых мощных языков программирования. Он принят в качестве основного языка на вычислительных центрах министерства обороны США.

В настоящее время используется еще несколько мощных языков программирования.

Памятные даты:

1954–1956 гг. – Джон Бэкус и его команда разрабатывают в фирме IBM первый язык программирования высокого уровня – FORTRAN.

1958 г. – Джон Маккарти в МТИ разрабатывает LISP («язык искусственного интеллекта»).

1960 г. –ALGOL – 60

1964 г. – Томас Куртц и Джон Кемени в Дартмутском коллежде в Англии разработали язык BASIC. Фирма IBM разработала PL/1

1967–1971 гг. – Никлаус Вирт разрабатывает язык PASCAL.

1970 г. – Forth, SmallTalk, Prolog.

1972 г. – В Bell Laboratories Деннисом Ричи разработан язык программирования C.

1975 г. – Билл Гейтс и Пол Аллен пишут Basic-интерпретатор для первого персонального компьютера Altair.

1977–1980 гг. – Вирт разрабатывает языки Модула и Модула-2.

1979–1983 гг. – ADA (Джон Ичбиах в фирме Honeywell).

1980 г. – С++ – Бьерн Страуструп.

1983 г. – фирма Borland выпускает Turbo Pascal.

1987 г. – Perl – Ларри Уолл

1991–1994 гг. – Visual Basic и VBA. (Microsoft).

1995 г. – Java – фирма Sun.

Программа, написанная на любом языке программирования, является всего лишь текстом, написанным с помощью какого-либо редактора. Для того чтобы машина смогла выполнить действия, описанные текстом программы, нужно перевести этот текст в форму, понятную для машины, то есть, перевести ее в машинный код или язык. Каждый язык программирования (любой) является программой, написанной на каком-либо другом языке программирования. И эта программа является, по сути, программой-переводчиком на машинный язык. Поэтому такие конкретные программы-переводчики называют трансляторами.