2. Уровни языков программирования

Первый текст языка программирования Short Code и интерпретатор для этого языка был создан в конце 40-х XX века Джоном Маучли. В 1951г. Трейс Холлер создала первую в мире систему программирования с компилятором и редактором связи для этого языка. Ею были введены термины: компилятор, подпрограмма, отладка. Обычно языки делят на языки низкого и высокого уровня.

Языки программирования низкого уровня ориентированы на определенный тип процесса и учитывают его особенность. Языком самого низкого уровня является Ассемблер, который просто представляет каждую машинную команду с помощью условных обозначений. Для некоторых типов процессоров кроме Ассемблера существуют языки, у которых некоторые операторы соответствуют не одной, а короткой последовательности машинных команд. Такие языки низкого уровня называются макроассемблерами. Языки низкого уровня позволяют создавать наиболее эффективные и компактные программы, т.к. разработчик получает доступ ко всем возможным процессам. Однако при этом затрудняется отладка больших программ и получается программа не может быть перенесена на компьютер с другим типом процессора.

Языки высокого уровня ближе и понятнее человеку, чем компьютеру. Особенности попарных аппаратных архитектур в них не учитываются, поэтому создаваемые программы на уровне исходных текстов легко переносимы на другие платформы, для 2-х создан транслятор этого языка. Такие языки – это языки описания алгоритмов решения задач, удобные для человека. Разрабатывать программы на них значительно проще, а ошибок допускается гораздо меньше.

2. Принципы программирования.

В настоящее время существует большое количество языков программирования высокого уровня, ориентированных на разные особенности решаемых задач. В основе этих ящыков лежат различные принципы:

1. Алгоритмический;

2. Структурный;

3. Событийно-ориентированный;

4. Объектно-ориентированный.

1. Алгоритмическое программирование.

Основная идея алгоритмического программирование – составление текста программ из частей (блоков), каждый и з которых представляет собой элементарную алгоритмическую структуру. Единственное требование к блоку – его выполнение всегда начинается с первой операции (команды, оператора) и всегда заканчивается самой последней операцией. Алгоритм записывается с помощью операторов описания данных, вычисления различных значений и управления последнего выполнения операторов, с помощью операторов ветвления и цикла В настоящее время этот принцип используется во всех языках программирования высокого уровня.

2. Структурное программирование.

Идея структурного программирования заключается в разбиении всей программы на множество частей, которые называются процедурами.

Процедура – последовательность операторов, выполняющих какие-либо действия и независящих от операторов других процедур. Языки программирования, основанные на этом принципе, называются процедурно-ориентированными (процедурными). Процедуры могут быть 3-х видов:

1. Программа

2. Подпрограмма

3. Функция

В программе описывается кроме необходимых действий последовательность выполнения каких-либо других процедур (подпрограмм и функций). Такая программа должна быть одна. В каждой подпрограмме или функции описываются решение каких-либо конкретных проблем. Для указания в исходном тексте выполнения такой процедуры следует написать специальный оператор, который называется оператором вызова подпрограммы (или функции). В этом операторе после имени подпрограммы, функции указывается список так называемых входных данных, необходимых для выполнения процедуры ( константы или переменных и массивов). В каждой подпрограмме или функции, которые в этом случае называются вложенными. Подпрограмма и функция отличается способом возвращения полученных резервов. Функция обязательно возвращает результат, причем указывает своё имя, поэтому должна быть использована в операторах, в арифметических, как это принято в алгебраических выражениях.

Подпрограмма не возвращает полученный результат или возвращает результаты (необязательно один) через имена переменных или массивов, указываемых в том же списке, что и входные данные.

Структурное программирование предполагает предварительное структурное проектирование, которое может выполняться на основе 2-х принципов:

1. Нисходящее проектирование ( подход сверху-вниз);

2. Восходящее проектирование ( подход снизу-вверх).

Оба принципа предназначены для построения иерархической структуры описания решаемых задач и следовательно соответствующих программных модулей.

Нисходящее проектирование (подход сверху-вниз) заключается в реализации принципа « от общего к частному», «от цели к задачам» и т.п. Этот метод предусматривает вначале определение цели в общих чертах, а затем постепенное уточнение её структуры путём описания все более мелких деталей. Данный метод представляет собой последовательность шагов такого уточнения. Разработку начинают с определения цели и основных задач, ведущих к достижению этой цели. Затем задачи разбиваются на подзадачи, которые в свою очередь разбиваются на подзадачи следующего уровня иерархии и т.д. до тех пор, пока эти подзадачи не станут достаточно простыми. В результате создаются иерархические структуры, начиная от самого верхнего уровня до самого низкого.

Восходящее проектирование – реализация принципа «от частного к общему», в процессе которого иерархическая структура решаемых задач строится, начиная с самого низкого уровня (уровня элементарных задач) до самого высокого уровня формулирования основной цели всего проектирования. Принципы структурного программирования используются в событийно и объектно-ориентированном программировании.

Примерами языков структурного программирования являются FORTRAN,Basic, Pascal, C, ADA.