Уровни языков программирования

Уровень языка программирования – это степень его понятности и удобства использования для человека и степень его понятности для компьютера.

Эти два качества всегда находятся в противоречии. Чем язык более понятен для человека, тем он менее понятен для компьютера и наоборот.

Различают следующие основные уровни языков программирования:

• языки машинных команд;

• языки Ассемблера;

• языки высокого уровня.

Языки машинных команд

Эти языки находятся на самом низком уровне. Они хорошо понятны для компьютера, но плохо понятны и неудобны в использовании для человека.

Любой алгоритм можно представить в виде последовательности элементарных операций по обработке данных: сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение данных, их пересылка в памяти и т.п. Каждой такой операции соответствует машинная команда, т.е. указание, какую операцию выполнить и над какими данными. Весь набор машинных команд для данного вида компьютера составляет его внутренний (машинный) язык.

Составление программ на языке машинных команд очень трудоемко – требуется кодировать каждую команду: указывать код операции, указывать адреса данных, т.е. писать плохо воспринимаемые последовательности цифр.

Так программировали на ранних этапах использования компьютеров. Сейчас составление программ на языке машинных команд возлагают на сами компьютеры (смотри ниже понятие трансляции).

Языки Ассемблера

Создание указанных языков преследовало цель упростить процесс программирования. В этих языках коды машинных команд стали заменять символическими обозначениями операций и данных.

Например, вместо числового кода операции сложения стали использовать английское слово add, а вместо адресов данных стали указывать их имена, такие как X, Y, dan1 и т.п.

Такой подход повысил уровень языка, он стал более понятен человеку. Но это потребовало создание специальной системной программы Ассемблер, переводящей программу с языка, использующего символические обозначения, на язык машинных команд, т.к. компьютер непосредственно может выполнить программу лишь на своем машинном языке.

Языки высокого уровня

Эти языки наиболее понятны для человека. В них используются конструкции, похожие на математические формулы, применяются служебные слова, отражающие смысл того или иного действия.

Примерами языков высокого уровня являются языки Turbo Pascal, Object Pascal, C++, Visual Basic и т.п.

Именно языки высокого уровня и используются сейчас для создания программ в различных предметных областях человеческой деятельности.

Понятие трансляции

Алгоритм, представленный на языке высокого уровня, называется исходной программой. Такая программа не может сразу быть выполнена процессором. Необходим предварительный перевод этой программы на язык машинных команд.

Перевод программы с одного языка на другой – это один из видов логической обработки данных и его можно возложить на сам компьютер. Для этого в программном обеспечении компьютера предусматриваются специальные программные средства, именуемые трансляторами. Сам процесс перевода программы с одного языка на другой называется трансляцией.

Способы трансляции

Используются два основных способа трансляции:

• компиляция;

• интерпретация.

В случае компиляции специальная программа компилятор переводит программу на исходном языке (исходный модуль) в программу на языке машинных команд (объектный модуль), но не запускает пока полученную программу на выполнение. Объектный модуль еще не готов к выполнению.

Он далее обрабатывается специальной программой сборки, которая подсоединяет к нему целый ряд служебных программных модулей и, возможно, других программных модулей, скомпилированных ранее, если исходная программа состоит из нескольких программных модулей.

В результате такой обработки (сборки) получается программа, готовая к выполнению (исполняемый модуль). Она позже загружается в оперативную память компьютера и запускается на выполнение.

В случае интерпретации специальная программа интерпретатор осуществляет перевод каждой очередной конструкции исходной программы в соответствующую последовательность машинных команд и сразу запускает ее на выполнение.