6.2. Компиляторы и интерпретаторы
Основу каждой системы программирования составляет транслятор. Это программа, переводящая текст на языке программирования в форму, пригодную для исполнения (на другой язык). Такой формой обычно являются машинные команды, которые могут непосредственно исполняться компьютером. Различают несколько видов трансляторов: компиляторы, интерпретаторы, конверторы.
Компилятор, обрабатывая исходную программу, создает эквивалентную программу на машинном языке, которая называется также объектной программой, или объектным кодом.
Интерпретатор, распознавая, как и компилятор, исходную программу, не формирует машинный код в явном виде. Для каждой операции, которая может потребоваться при исполнении исходной программы, в программе-интерпретаторе заранее заготовлена машинная команда или команды. «Узнав» очередную операцию в исходной программе, интерпретатор выполняет соответствующие команды, потом – следующие, и так всю программу. Интерпретатор – это переводчик и исполнитель исходной программы.
Конвертор – транслятор, переводящий программу не в машинный код, а на другой язык программирования.
6.3. Системы программирования
Процесс создания программы включает:
Составление исходного кода программы на языке программирования.
Этап трансляции, необходимый для создания объектного кода программы.
Построение загрузочного модуля, готового к исполнению.
Все перечисленные выше действия требуют наличия специальных программных средств. Совокупность этих программных средств входит в состав системы программирования:
Текстовый редактор (необходимый для создания и редактирования исходного кода программы на языке программирования).
Компилятор.
Редактор связей.
Отладчик.
Библиотеки функций.
Справочная система.
6.4. Классификация и обзор языков программирования
Современное состояние языков программирования можно представить в виде следующей классификации (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Классификация языков программирования
Процедурное программирование есть отражение фон Неймановской архитектуры компьютера. Программа, написанная на этом языке, представляет собой последовательность команд, определяющих алгоритм решения задачи. Основной командой является команда присвоения, предназначенная для определения и изменения содержимого памяти компьютера. Фундаментальная идея процедурного программирования – использование памяти компьютера для хранения данных. Функционирование программы сводится к последовательному выполнению команд с целью преобразования исходного состояния памяти, т.е. программа производит пошаговое преобразование содержимого памяти, изменяя его от исходного состояния к результирующему. Примеры таких языков: Фортран, Кобол, Алгол, BASIC, Паскаль (Pascal), АДА, С (Си).
Суть функционального программирования определяется как «способ составления программ, в которых единственным действием является вызов функции, единственным способом расчленения программы на части является введение имени функции, а единственным правилом композиции – оператор суперпозиции функций. Никаких ячеек памяти, ни операторов присваивания, ни циклов, ни, тем более, блок-схем, ни передачи управления». Первым таким языком стал Лисп
Концепция логического программирования базируется на понятии отношение. Логическая программа – это совокупность аксиом и правил, определяющих отношения между объектами и целью. Пролог – это язык логического программирования.
Основой объектно-ориентированного программирования (ООП) является понятие объект. Его суть состоит в том, что объект объединяет в себе структуры данных и характерные только для него процедуры (методы) их обработки. Языками ООП являются: Смолток, С++, Java, Visual Basic, Delphi, С++ Builder, Visual С++, VBA.
Языки программирования баз данных отличаются от алгоритмических языков своим функциональным назначением. При работе с базами данных (БД) наиболее часто выполняются следующие операции: создание, преобразование, удаление таблиц в БД; поиск, отбор, сортировка по запросам пользователя; добавление новых записей или модификация существующих; удаление записей и др. Для обработки больших массивов информации и выборки записей по определенным признакам был создан структурированный язык запросов SQL
Появление и активное развитие компьютерных сетей стало причиной создания многочисленных версий популярных языков программирования, адаптированных для использования в сети. Отличительные особенности, присущие сетевым языкам: они являются интерпретируемыми. Интерпретаторы для них распространяются бесплатно, а сами программы – в исходных текстах. Такие языки получили название скрипт-языков. Например, HTML, Perl, Tcl/Tk, VRML.
Для моделирования существуют специальные языки – языки моделирования. При моделировании систем применяются формальные способы их описания – формальные нотации, с помощью которых можно представить объекты и взаимосвязи между ними в системе. Такие системы называют CASE-системами.