22 Языки программирования: Pascal, Basic, Delphi Builder, Java и др. Визуальные среды программирования. Языки, независимые от компьютерной архитектуры

Бе́йсик (BASIC — сокращение от англ. Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code — универсальный код символических инструкций для начинающих; англ. basic — основной, базовый) — семейство высокоуровневых языков программирования.

Бейсик был придуман в 1963 году преподавателями Дартмутского Колледжа Джоном Кемени и Томасом Куртцом и реализован командой студентов колледжа под их руководством. Со временем, когда стали появляться другие диалекты, этот «изначальный» диалект стали называть Dartmouth BASIC.

Бейсик был спроектирован так, чтобы студенты без специального математического образования могли писать программы. Он создавался как решение проблем, связанных со сложностью более старых языков, и предназначался для более «простых» пользователей, заинтересованных не столько в скорости своих программ, сколько просто в возможности использовать компьютер для решения своих задач. Для популяризации языка первый компилятор распространялся бесплатно.

При проектировании языка были сформулированы восемь требований к нему:

простота в использовании для начинающих;

общность назначения (отсутствие специализации);

возможность расширения функциональности средствами, доступными программистам;

интерактивность;

четкие и понятные сообщения об ошибках;

высокая скорость работы на небольших программах;

отсутствие необходимости понимания работы аппаратного обеспечения для написания программ;

эффективное посредничество между пользователем и операционной системой.

Язык был основан частично на Фортран II и частично на Алгол-60, с добавлениями, делающими его удобным для работы в режиме разделения времени, обработки текста и матричной арифметики. Всеобщую же популярность язык приобрел в середине 70-х годов после его появления на микрокомпьютерах.

В 1975 году компания Microsoft выпустила Altair BASIC. После этого был выпущен ряд операционных систем, использующих Basic в качестве основного языка. Для операционной системы CP/M был создан диалект BASIC-80, надолго определивший развитие языка.

Начиная с конца 80-х, новые компьютеры стали намного более сложными и предоставляли возможности (такие как графический интерфейс пользователя), которые делали Бейсик уже не столь удобным для программирования. Бейсик начал сдавать свои позиции, несмотря на то, что огромное количество его версий ещё использовалось и продавалось.

Вторую жизнь Бейсик получил с появлением в 1991 году Visual Basic от Microsoft. Этот язык напоминал оригинальный только синтаксисом, но был значительно более современным. Visual Basic и его варианты стали одним из наиболее часто используемых языков на платформе Windows. Позже был создан вариант под названием WordBasic, используемый в MS Word до появления Word 97. Visual Basic for Applications (VBA) был встроен в Excel 5.0 в 1993 году, затем в Access 95 в 1995-ом, а после и во все остальные инструменты, входящие в пакет Office — в 1997-ом. Internet Explorer 3.0 и выше, а также поставки Windows включали интерпретатор скриптового языка VBScript. В полный вариант пакета OpenOffice также включён интерпретатор Бейсика.

В настоящее время Basic — это не один язык, а целое семейство языков, отличающихся временем создания, парадигмами программирования и синтаксисом, зачастую до полной потери совместимости программ. Ранние версии не поддерживали даже структурное программирование; со временем структурное и процедурное программирование стали общепринятыми парадигмами, и появились версии, поддерживающие их. Ряд современных компиляторов во главе с Visual Basic и VB.NET реализуют объектно-ориентированное и событийное программирование

Pascal (назван в честь Блеза Паскаля) — это чисто процедурный язык программирования, часто использующийся для обучения структурному программированию.

Pascal был разработан Никлаусом Виртом в 1970; вопреки расхожему мнению, он не был исключительно учебным языком, а предназначался для практического применения. Прототипом послужил Algol. Первоначально язык компилировался в байт-код, подобно языку Java.

В 1983 году был принят первый стандарт языка, ISO 7185:1983, который также называют Standard Pascal. Этот стандарт не добавлял в язык новые элементы, а только формально описывал существующие особенности языка. В 1990 году был принят стандарт ISO/IEC 10206, определяющий так называемый Extended Pascal. Основным изменением стало добавление модульности.

Особенностями языка являются строгая типизация и наличие средств структурного (процедурного) программирования. Pascal был одним из первых таких языков. По мнению Н. Вирта, язык должен был способствовать дисциплинированию программирования, поэтому, наряду со строгой типизацией, в Pascal сведены к минимуму возможные синтаксические неоднозначности, а сам синтаксис интуитивно понятен даже при первом знакомстве с языком. Это упрощает написание компиляторов языка.

Кроме того, язык предоставлял ряд встроенных структур данных: записи, массивы, файлы, множества и указатели.

Тем не менее, первоначально язык обладал множеством недостатков: невозможность передачи функциям массивов переменной длины, отсутствие нормальных средств работы с динамической памятью, ограниченная библиотека ввода-вывода, отсутствие средств для подключения функций написанных на других языках, отсутствие средств раздельной компиляции и т. п.

Java — объектно-ориентированный язык программирования, разрабатываемый компанией Sun Microsystems с 1991 года и официально выпущенный 23 мая 1995 года. Изначально новый язык программирования назывался Oak (James Gosling) и разрабатывался для бытовой электроники, но впоследствии был переименован в Java и стал использоваться для написания апплетов, приложений и серверного программного обеспечения.

Программы на Java могут быть транслированы в байт-код, выполняемый на виртуальной java-машине (JVM) — программе, обрабатывающей байт-код и передающей инструкции оборудованию, как интерпретатор, но с тем отличием, что байт-код, в отличие от текста, обрабатывается значительно быстрее.

Язык Java зародился как часть проекта создания передового программного обеспечения для различных бытовых приборов. Реализация проекта была начата на языке C++, но вскоре возник ряд проблем, наилучшим средством борьбы с которыми было изменение самого инструмента — языка программирования. Стало очевидным, что необходим платформо-независимый язык программирования, позволяющий создавать программы, которые не приходилось бы компилировать отдельно для каждой архитектуры и можно было бы использовать на различных процессорах под различными операционными системами.

Язык Java потребовался для создания интерактивных продуктов для сети Internet. Фактически, большинство архитектурных решений, принятых при создании Java, было продиктовано желанием предоставить синтаксис, сходный с C и C++. В Java используются практически идентичные соглашения для объявления переменных, передачи параметров, операторов и для управления потоком выполнением кода. В Java добавлены все хорошие черты C++.

Delphi (Дельфи) — Среда программирования, использующая язык Object Pascal, разработанный фирмой Borland и изначально реализованный в её пакете Borland Delphi, от которого и получил в 2003 году своё нынешнее название. По сути является наследником языка Pascal с объектно-ориентированными расширениями.

Изначально язык был предназначен исключительно для разработки приложений Microsoft Windows, затем был реализован также для платформ Linux (как Kylix), однако после выпуска в 2002 году Kylix 3 его разработка была прекращена, и, вскоре после этого, было объявлено о поддержке Microsoft .NET. При этом высказывались предположения, что эти два факта взиамосязаны. Аналогичная ситуация имела место и ранее — см. Турбо Паскаль.

Реализация языка Delphi проектом Free Pascal позволяет использовать его для создания приложений для таких платформ, как Mac OS X, Windows CE и Linux.

Delphi оказал огромное влияние на создание концепции языка C# для платформы .NET. Многие его элементы и концептуальные решения вошли в состав С#. Одной из причин называют переход Андерса Хейлсберга, одного из ведущих разработчиков Дельфи, из компании Borland Ltd. в Microsoft Corp.

Версия 1 была предназначена для разработки под 16-ти разрядную платформу Win16;

Версии со второй компилируют программы под 32-х разрядную платформу Win32;

Вместе с 6-й версией Delphi вышла совместимая с ним по языку и библиотекам среда Kylix, предназначенная для компиляции программ под операционную систему Linux;

Первая версия полноценной среды разработки Delphi для .NET — Delphi 8. Она позволяла писать приложения только для .NET.

Для Разработки и проектирования пользовательского интерфейса используется инструменты визуального проектирования (экранный редактор, редактор форм и т.д.) которые позволяют выполнять следующие операции:

размещение компонентов интерфейса в нужном месте;

задание моментов времени их появления на экране;

настройку связанных с ними атрибутов и событий.

Эффективность визуального программирования определяется не столько наличием визуальных компонентов, сколько их взаимосвязью и взаимодействием с традиционными средствами. Если среда не содержит достаточного количества требуемых компонентов, она все равно будет востребована, если позволяет использовать имеющиеся на рынке средства, альтернативные отсутствующим в ней.

Интегрированная среда разработки является средством, с помощью которого выполняются проектирование, отладка, тестирование и дальнейшее распространение прикладных программ. Для повышения эффективности данного процесса каждое из средств (конструкторы, отладчики и т. д.) должно быть реализовано на очень высоком уровне.

Существует множество средств визуального программирования, основанных на различных алгоритмических языках. Лидерами в разработке таких средств являются фирмы Microsoft и Inprise (бывшая Borland). Каждая из них предоставляет несколько сред визуального программирования:

Microsoft — Visual Basic, Visual C++ и Visual J++;

Inprise — C++Builder, Delphi и JBuilder.

Visual C++ и C++ Builder

Данные средства базируются на использовании языка программирования C++ и ориентированы в основном на профессиональных разработчиков ПО.

Основные преимущества языка:

широкая распространенность, доступность практически на всех платформах;

высокая эффективность программ;

полная поддержка ООП.

Недостатки:

требует высокой профессиональной подготовки, что снижает скорость разработки приложений.

Среда VB основана на языке программирования Quick Basic.

Основные преимущества языка:

широкая распространенность и простота (за что получил название «язык домохозяек»). Он распространен среди начинающих программистов и непрофессионалов;

поддержка ООП;

поддержка Microsoft, в результате среда позволяет использовать все их технологии;

среда имеет объекты для доступа к БД.

Недостатки:

ООП языка не предусматривает использование полиморфизма, однако, несмотря на это, VB вполне пригоден для создания довольно сложных приложений.

Visual J++ и JBuilder

Системы Visual J++ и JBuilder используют язык программирования JAVA. Данный язык появился сравнительно недавно (в начале 90-х годов), но уже достаточно распространен.

Основные преимущества языка:

независимость от платформы (программы могут работать на различных программно-аппаратных средствах, начиная от ПК и заканчивая сотовыми телефонами);

поддержка ООП;

Недостатки:

Является интерпретируемым языком, поэтому производительность в 10 – 20 раз ниже по сравнению с компилируемыми программами.

Языки программирования делятся на два класса - МАШИННО-ЗАВИСИМЫЕ и МАШИННО-НЕЗАВИСИМЫЕ. Под машинно-зависимыми языками понимают языки, алфавит, синтаксис и семантика которых зависят от системы команд процессора конкретно используемой ЭВМ. Машинно-независимые языки - языки свободные от такой зависимости.

Типичным представителем машинно-зависимого языка является язык АССЕМБЛЕРА. Это язык, в котором набору команд процессора поставлены в соответствие мнемонические обозначения команд. Например, на ЭВМ фирмы DEC команда сложения содержимого двух регистров R1 и R2 в двоичном коде имеет вид: 0110010001010010, а на языке ассемблера ADD R1,R2 (СЛОЖИТЬ R1,R2). Таким образом, язык ассемблера освобождает пользователя от записи программы в двоичных кодах. Собственно программа АССЕМБЛЕР представляет собой компилятор, который переводит текст программы в мнемокодах в текст программы в двоичных кодах команд процессора. Отсюда и следует зависимость языка Ассемблера от системы команд процессора конкретной ЭВМ.

В настоящее время используется язык МАКРОАССЕМБЛЕРА, являющийся расширением языка Ассемблера. В этом языке можно назначить обозначение последовательности операторов (МАКРООПРЕДЕЛЕНИЕ). Это обозначение называется МАКРОСОМ. В исходном тексте программы можно указывать только макрос, т.к. при переводе Ассемблером текста макрос заменяется последовательностью операторов из макроопределения. Язык Макроассемблера упрощает запись программы, если в программе много одинаковых фрагментов.