Цель самостоятельной работы студентов – развитие познавательных способностей, самостоятельного мышления и творческой активности студентов.
Перед выполнением заданий студент должен руководствоваться следующим:
Самостоятельную работу необходимо сдавать на проверку в срок, установленный преподавателем.
Перед выполнением самостоятельной работы студенту следует изучить конспект, соответствующие разделы учебной литературы.
При затруднениях, возникших при выполнении самостоятельной работы, студент может получить консультацию преподавателя.
Самостоятельную работу необходимо оформлять в виде отчета, который должен содержать:
Титульный лист,
Название и цель работы,
Выполненные задания,
Ответы на контрольные вопросы.
Цель работы: Ознакомиться с языками программирования, основными конструкциями программирования, основами синтаксиса и семантики высокоуровневого языка программирования. Приобрести практические навыки по решению задач на языке Visual Basic 6.0.
Объем времени: 3 часа
2. Тема 1 - Основные конструкции программирования
2.1 История и обзор языков программирования
Развитие технологии программирования тесно связано с развитием компьютерной техники. На рисунке 1 показана эволюция развития языков программирования.
Рисунок 1 - Эволюция развития языков программирования
Первые ЭВМ понимали только язык машинных команд специфических для каждой ЭВМ (1 поколение языков). Все команды представлены цифрами и совершенно не читаемы.
Требовались знания форматов и системы команд ЭВМ. Например, формат двухадресной команды имеет вид
Код операции
Адрес 1
Адрес 2
Вот как выглядит строка программы для ЭВМ «МИНСК – 22»
код I адрес II адрес
10 2000 2001
Код операции равный 10 означает, что нужно сложить содержимое ячейки 2000 с ячейкой 2001 и поместить результат по первому адресу. Алгоритм задачи для такой технологии разбивался на элементарные действия и программист должен был помнить, что у него находится в ячейках памяти. Такая технология была очень трудоёмка и требовала высокой квалификации от программиста.
В 50-х годах появился язык ASSEMBLER (2 поколение языков), в котором числовой код команд заменялся на более удобный для человека символьный, а адреса ячеек могли быть буквенными или условными.
Запись предыдущего примера выглядела примерно так:
ADD a b
Основное преимущество Ассемблера в том, что программисту не нужно знать систему команд ЭВМ и распределять память ЭВМ с указанием номера ячейки.
Язык ассемблера использует символические обозначения адресов и мнемонические коды операций. Например: ADD – сложение; MOV – пересылка. Так как ЭВМ “понимает” только машинный код, то появился транслятор с ассемблера.
После ввода программы в ЭВМ программа – транслятор переводила язык Ассемблера в язык машинных команд, понятных ЭВМ. Но и после появления Ассемблера трудоёмкость разработки была очень высокой и не могла обеспечить необходимый объём потребностей в вычислениях.
Следующий шаг в уменьшении трудоёмкости программирования – появление языков высокого уровня.
В 1955 г. появился первый язык высокого уровня FORTRAN (FORMULA TRANSLATOR ) – язык научных расчётов.
Языки программирования высокого уровня делятся на два больших класса: универсальные и проблемно-ориентированные. К универсальным языкам относятся C++, Pascal, Basic, Java. Проблемно-ориентированные языки предназначены для решения специальных классов задач, к ним относятся Prolog, Cobol, Perl, Lisp, Fortran и др. Рассмотрим основные характеристики универсальных языков программирования.
Basic. В 1965 г. появился язык Basic (Beginner’s All purpose Symbolic Instructions Code). Авторы Курт и Кемени.
Директор фирмы Microsoft Билл Гейтс является основателем всех версий языка Basic для IBM PC. В начале 90-х гг. фирма Microsoft создала новую версию языка под названием Visual Basic для создания Windows-приложений. В нем был одним из первых реализован популярный ныне стиль визуального программирования.
Visual Basic – это самый популярный язык программирования во всем мире. Он является бесспорным лидирующим средством быстрой разработки приложений под Windows. Миллионы разработчиков создают всевозможные приложения с помощью VB.
Широкое распространение VB обеспечиваются его уникальными свойствами:
Необыкновенная простота. Даже начинающий программист может создавать на VB профессиональные приложения.
Быстрота и легкость создания приложений. Процесс разработки мощных приложений (игры, базы данных, сетевые программы) требуют значительно меньше времени и усилий, чем на любом другом языке.
Безграничное расширение возможностей VB за счет использования ActiveX технологий и Windows API.
Непрерывное совершенствование функциональных возможностей языка благодаря усилиям фирмы Microsoft.
Pascal. В 1970 г. Никлаус Вирт создал язык Паскаль. Паскаль содержит в себе все элементы для структурного программирования, упрощающего разработку сложных и больших программ.
В дальнейшем фирма Borland создала систему программирования Delphi. Delphi представляет собой замечательный, высокоэффективный инструмент разработки приложений. Но в то же время это - весьма сложная среда программирования, содержащая множество различных элементов.
Язык C++. В 1972 году Денис Ричи разработал язык Си для разработки системных программ. Затем Б. Страустроп разработал язык С++. Этот язык позволяет эффективно использовать системные ресурсы ПК. Средства С++ включают большой объем сервисных инструментов, отладчики, компиляторы, редакторы, библиотеки, базисные системы для создания приложений и др. Язык не прост в обучении.
Для создания Windows-приложений фирма Microsoft создала язык Visual С++. Visual С++ является самым мощным средством разработки серверных компонентов. В связи с наличием большого количества разнообразных возможностей требуется высокая квалификация программиста. Он должен обладать опытом разработки клиент-серверных приложений, умением работать со справочной информацией MSDN.
Язык Java. Работа над Java началась в 1992 году в компании Sun Microsystems. Язык Java является структурным объектно-ориентированным языком программирования с синтаксисом, взятым из языка C++. В отличие от последнего Java является языком интерпретируемым. Программы, написанные на нем, способны работать в разных местах сети и не зависят от платформы, на которой выполняются написанные на нем приложения. В то же время из языка были удалены многие свойства, которые делают С++ излишне сложным для пользования, не являясь абсолютно необходимыми. В результате язык Java получился более простым и органичным, чем С++.
C появлением языков программирования высокого уровня скорость разработки программ стала значительно выше, появилась возможность автоматизировать процесс отладки, который занимает до 80% времени создания программы.
Рассмотрим примеры записей команд сложения на языках высокого уровня.
Запись команды сложения на языке Basic выглядит примерно так:
Y = a + b
Запись команды сложения на языке Pascal выглядит примерно так:
Y := a + b;
Запись команды сложения на языке C++ выглядит примерно так:
Y = a + b;
Как видно из примеров записи команд максимально приближены к естественной записи привычной для человека.
Выбор конкретного языка программирования зависит от класса решаемой задачи. Задачи системного программирования традиционно решаются на С++, несмотря на трудоёмкую отладку. Задачи прикладного характера решаются на PASCAL и BASIC.
У каждого языка есть сегодня своя ниша в группе решаемых проблем, свои достоинства и недостатки и свои приверженцы. Профессиональные программисты владеют несколькими языками программирования, а также другими программными средствами и технологиями.
Ведущими фирмами – разработчиками систем программирования для ПК являются фирмы Microsoft и Borland International. До появления систем программирования программист составлял текст исходной программы на языке программирования с помощью специальной программы – текстового редактора. Затем с помощью другой программы –транслятора, он переводил команды языка программирования в машинные коды. Затем с помощью третьей специальной программы получал из отдельных программных модулей исполняемый файл.
Появление систем программирования позволило все перечисленные процедуры осуществлять в рамках единого программного пакета. При этом программист свободно и просто обращается к любой из них.
К современным системам программирования относятся языки программирования, Delphi, Visual Basic, C++, C#, Java. Это объектно-ориентированные языки программирования (ООП). К достоинствам этих языков относится возможность создания приложений для работы в вычислительных сетях, Интернете, а также возможность работы с различными элементами программирования как с объектами.