Языки программирования

Язык программирования (формальное определение) – это определенный способ сопоставления объектам R_i, которые рассматриваются как некоторая первичная реальность, объектов L_i, называемых именами R_i и рассматриваемых как нечто вторичное, специально созданное для сопоставления объектам R_i.

По отношению к своему имени L_i объект R_i называется его значением. Совокупность всех объектов L_i также называется языком.

Язык программирования – это открытое для пополнения множество текстов, записанных с помощью некоторого набора символов – алфавита языка.

Наука, изучающая языковые знаковые символы (семиотика) включает 3 группы правил:

• синтаксис;

• семантика;

• прагматика;

Синтаксис – 1) это правила построения допустимых сообщений (образования текста); 2) это совокупность требований, которым должна удовлетворять любая осмысленная программа; набор правил синтаксиса определяет, какие последовательности символов составляют программу.

Для задания синтаксических правил наиболее часто используют аппарат форм Бэкуса-Наура.

Семантика – правила сопоставления смысла таким сообщениям.

В программировании семантика – это правила, определяющие, какие операции, и в какой последовательности должна исполнить машина, работая по произвольной программе.

Семантика языка программирования в целом задается указанием:

1. Используемых типов простых значений;

2. Способов построения составных значений;

3. Указание операций над простыми и составными значениями (простых действий);

4. Способов задания сложных действий.

Прагматика – правила, регулирующие использование сообщений (правила сопоставления текстов целям и намерениям тех, от кого они исходят).

В программировании прагматика – это описание принципов, методов и приемов, позволяющих, исходя из постановки задачи, составить программу ее решения.

Основные характеристики языков программирования

1. Уровень языка

Характеризуется сложностью задач, решаемых с помощью этого языка. Языки специализированных областей. Чем более точно, тем выше уровень.

2. Мощность языка

Характеризуется количеством и многообразием задач, алгоритм решения которых позволяет записать язык.

3. Концептуальная целостность.

Характеризуется свойствами совокупности понятий, служащих для описания этого языка (единообразие понятий, экономия понятий и др.)

Другими характеристиками языка программирования являются:

4. Надежность (обеспечение минимума ошибок);

5. Удобочитаемость;

6. Полнота (способность описать класс задач некоторой предметной области);

7. Гибкость и др.

Классификация языков программирования

По поколениям

1. Машинные (0 и 1);

2. Ассемблеры (компактные программы, легко переводить в машинный код);

3. Процедурные;

4. Языки поддержки сложных структур данных;

5. Языки искусственного интеллекта (Prolog). Позволяют делать логические выводы на знаниях.

6. Языки нейронных сетей (самообучающиеся).

1. По поддерживаемым методологиям

   1. Языки императивного программирования;

   2. Языки ООП;

   3. Языки функционального программирования;

   4. Языки логического программирования;

   5. Языки программирования в ограничениях;

2. По принадлежности к семейству

   1. Семейство универсальных языков;

   2. Семейство уникальных языков (APL);

   3. Семейство языков параллельного программирования;

   4. C-семейство (версии);

   5. Pascal-семейство;

   6. Prolog-семейство;

3. По ориентации на предметную область

   1. Языки форматирования текстов;

   2. Языки разметки;

   3. Языки скриптов и т.д.

4. По степени абстракции от машины

   1. ЯНУ (прямой доступ к регистрам);

   2. ЯВУ;

   3. Языки сверхвысокого уровня;

Язык моделирования – это набор правил, определяющих построение модели, включающей их визуализацию в определенные структуры и описывающей их поведение.

Основные элементы:

1. Фундаментальные модели и их семантика;

2. Нотации;

3. Руководство по использованию;

Два поколения:

• языки структурного системного анализа и проектирования;

• объектно-ориентированные языки моделирования;

По назначения языки моделирования делятся на:

1. Языки описания архитектур;

2. Языки проектирования модулей;

3. Языки спецификаций;

4. языки моделирования данных;

5. Языки моделирования знаний.

К языкам моделирования относятся: диаграммы потоков данных, диаграммы функционального моделирования, диаграммы сущность-связь, КОК-карты, UML, диаграммы вариантов использования, диаграммы состояний, диаграммы последовательностей, компонентов и др.