1.3. Программы и языки

Программа – это список инструкций для выполнения задачи на компьютере.

Программирование – действия по ее созданию.

Язык программирования – средство записи программ.

Основные понятия языка программирования

Алфавит – набор допустимых символов.

Лексема – неделимая конструкция языка, имеющая определенный смысл.

Ключевое слово – слово или сочетание слов естественного языка, чаще всего английского, определяющее некоторое понятие. Обычно эти слова зарезервированы, т.е. не могут употребляться для обозначения объектов программы. Ключевое слово – частный случай лексемы.

Оператор – лексема, обозначающая некоторое действие.

Инструкция – законченная фраза языка программирования, определяющая как и в каком порядке происходит манипулирование объектами программы. Различают простые и сложные инструкции. Простые инструкции не содержат внутри себя других инструкций, сложные могут их содержать.

Синтаксис – набор правил построения программы из конструкций языка.

Семантика – описание понятий языка.

Выполнение программы

Текст программы подготавливается обычно с помощью клавиатуры и в виде некоторой кодированной совокупности данных записывается во внешнюю память. Для выполнения программа, как обычные данные, должна быть переписана в оперативную память с помощью специальной программы, называемой загрузчиком. После этого программа запускается для решения задачи. Рисунок иллюстрирует указанный процесс.

Машинный и алгоритмический языки

Как упоминалось выше, компьютер оперирует с кодированной информацией, представленной в двоичной системе счисления. Соответственно, программа состоит из набора инструкций (команд), специфичных для каждого типа процессора. Полный набор таких инструкций называют системой команд или машинным языком.

Пример. Команда сложения из системы команд одного из устаревших типов компьютеров.

01 0016 0022 0012

Здесь:

- 01 – код операции сложения,

- 0016 – адрес 1 операнда,

- 0022 – адрес 2 операнда,

- 0012 – адрес, куда помещается результат операции.

Программирование на подобных языках для человека весьма затруднительно. Перечислим лишь некоторые из неудобств использования машинного языка:

- плохая наглядность – текст программы слабо согласуется с любой из форм записи алгоритма;

- не выявляется внутренняя структура алгоритма;

- немобильность – невозможность переноса программы на другой тип процессора без практически полной ее переделки из-за разной системы команд;

- трудность внесения изменений и отыскания ошибок;

- большой объем.

Указанные причины привели к созданию алгоритмических языков, позволяющих записывать алгоритмы в более понятной и приемлемой для человека форме. В настоящее время больше принят термин язык программирования. Это связано с появлением новых подходов к программированию, таких, в частности, как визуальное объектно-ориентированное программирование (ООП), при котором последовательное выполнение шагов алгоритма заменяется взаимодействием между объектами, представляющими собой модели объектов реального мира.

Программа на алгоритмическом языке предварительно должна быть переведена на машинную систему команд. Для этой цели различными фирмами были разработаны специальные программы – трансляторы, которые вместе со средствами подготовки текстов, отладки программ и другими, составляют интегрированную среду разработки (IDE – Integrated Development Environment).