Подчиненные алгоритмы

При записи алгоритмов могут использоваться алгоритмы, составленные ранее алгоритмы, целиком, используемые в составе других алгоритмов, называются подчиненными алгоритмами или подалгоритмами. Не исключено, что алгоритм, содержащий в своем описании подчиненный алгоритм, сам может выступать в роли подалгоритма. В схемах подалгоритм изображают символом.

Рис.5

Одним из приемов разработки алгоритма решения более сложных задач является метод пошаговой детализации, когда первоначально продумывается и фиксируется общая структура алгоритма без детальной проработки отдельных его частей, но при этом также используется лишь основные структуры алгоритмов. Блоки, требующие дальнейшей детализации, обозначаются пунктирной линией. Далее прорабатываются (детализируются) отдельные блоки, не детализированные на предыдущем шаге. Полностью закончив детализацию всех блоков, получим решение всей задачи в целом.

Системы программирования

При наличии десятков тысяч прикладных программ часто на практике приходится программировать решения задач написанием собственной программы с целью повышения эффективности решения проблемы.

Исполнитель компьютер может выполнять только простейшие арифметические и логические операции в машинных двоичных кодах. Изнурительная монотонность такой работы привела когда-то первых программистов к единственному решению- созданию ассемблеров, т.е. средств, упрощающих подготовку машинных кодов программ пользователей за счет написания их в некоторых мнемонических обозначениях с последующим автоматическим переводом. Дальнейшее развитие этих идей привело к созданию языков программирования высокого уровня, в которых длинные и сложные последовательности машинных операций были заменены одни единственным обозначающим их словом – оператор.

Специальные программы обеспечивают опосредование «понимание» вычислительной машиной других языков программирования путем перевода текстов, составленных на этих языках, в тексты на машинном языке называются трансляторами.

Под системой программирования понимают совокупность языка программирования и виртуальной машины, обеспечивающей выполнение реальной машинной программы, составленной на этом языке.

Языком программирования называют систему обозначений для точного описания алгоритмов на ЭВМ. Эти языки являются искусственными языками со строго определенным синтаксисом (строение предложений и правила сочетания слов) и семантикой (смысловое значение слов и оборотов речи), поэтому они не допускают свободного толкования конструкций, характерного для естественного языка (языка общения между людьми).

Виртуальная машина – это программный комплекс, связывающий входной язык ЭВМ с другим, машинным языком. Виртуальная машина содержит транслятор и/или интерпретатор и может включать библиотеки подпрограмм, отладчик, компоновщик и другие сервисные средства.

Транслятор представляет собой программу, осуществляющую перевод текстов с одного языка на другой. Интерпретатор представляет собой программный продукт, выполняющий предъявленную программу путем одновременного ее анализа и реализации предписанных ею действий. При использовании интерпретатора отсутствует разделение на две стадии (перевод и выполнение) и, более того, отсутствует явный перевод программы даже по частям перед очередным этапом выполнения. В действительности же распознается очередная конструкция программы и интерпретатором выполняются, определенные ею действия. После этого процессы анализа и реализации предписанных действий циклически повторяются.

Программа на языке программирования состоит из последовательности операторов (инструкций), задающих те или иные действия. Основным является оператор присваивания, служащий для изменения содержимого области памяти.

Выполнение программы сводится к последовательному выполнению операторов с целью преобразования исходного состояния памяти (т.е. значений переменных) в заключительное. Таким образом, с точки зрения программиста имеется программа и память, причем первая последовательно обновляет содержание последней.

Одним из важнейших классификационных признаков процедурных языков является их уровень. Уровень языка программирования определяется семантической (смысловой) емкостью его конструкций и его ориентацией на программиста-человека. Язык программирования (частично) ликвидирует семантический разрыв между методами решения задач машиной и человеком. Языки программирования, не зависящие от особенностей конкретной машины и ориентированные на широкий круг пользователей, считаются языками высокого уровня (по отношению к уровню машинных команд ЭВМ). Чем выше язык ориентирован на программиста, тем выше его уровень. Двоичный язык является не чем иным, как непосредственно машинным языком. В настоящее время такие языки программирования не применяются.

Язык Ассемблер – это язык, предназначенный для представления в удобочитаемой форме программ, записанных на машинном языке. Он позволяет программисту пользоваться мнемоническими кодами операций, по своему усмотрению присваивать символические имена регистрам ЭВМ и ячейкам памяти, а также задавать наиболее удобные в том или ином контексте схемы адресации. Кроме того, язык Ассемблера обеспечивает представление констант в различных системах счисления (например, в десятичной или шестнадцатеричной).