История развития средств разработки программ

Содержание

Введение 1

Заря компьютеров 1

I этап (1940-е – середина 50-х) 2

II этап (середина 50-х – середина 60-х) 4

III этап (середина 60-х – середина 70-х) 5

IV этап (середина 70-х – 80-е годы) 8

V этап (1990-е годы) 10

VI этап (2000-е годы – настоящее время) 13

Заключение 14

Библиография 14

Введение

Программирование как направление деятельности человека возникло одновременно с появлением первых вычислительных машин. Поэтому историю развития программирования нужно рассматривать параллельно с историей развития самих компьютеров.

Заря компьютеров

Слово «компьютер» означает «вычислитель», т.е. устройство для вычислений.

Пионером компьютеростроения можно считать английского математика и ученого Чарльза Бэббиджа. Именно он в первой половине XIX века изобрел Аналитическую машину – универсальное вычислительное устройство. Она работала без участия человека. Инструкции в нее подавались при помощи перфокарт – карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий. Также у Аналитической машины имелся «склад» для запоминания данных и промежуточных результатов.

Бэббидж не смог до конца завершить свою машину из-за ее сложности для техники того времени, однако выдвинутая им идея программного управления работой вычислительной машиной не была забыта. Спустя столетие она была использована сначала Конрадом Цузе (1941 г.) при создании аналога вычислительной машины Бэббиджа, чуть позже, в 1943 г., Говардом Эйкеном при создании машины «Марк-1», а затем и идеологом современного компьютеростроения, Джоном фон Нейманом.

I этап (1940-е – середина 50-х)

Развитие ЭВМ, а также средств программирования, определяется развитием электроники, появлением новых элементов и принципов действия, т.е. развитием элементной базы.

Поколение ЭВМ – это все типы и модели ЭВМ, разработанные различными конструкторскими коллективами, но построенные на одних и тех же научных и технических принципах. Появление каждого нового поколения определялось тем, что появлялись новые электронные элементы, технология изготовления которых принципиально отличилась от предыдущего поколения.

Точкой, с которой обычно начинают отсчитывать этапы развития ЭВМ, является Вторая Мировая Война. Как это часто бывает, война, с ее ужасами и бедами, тем не менее, послужила катализатором в развитии многих технологий. Потребность в автоматизации вычислений (баллистики, криптографии и т.д.) была так велика, что над созданием машин трудились одновременно сразу несколько групп исследователей.

Начиная с 1943 г. группа специалистов под руководством Джона Мосли и Пресперта Экерта в США начала конструировать ЭВМ на основе электронно-вакуумных ламп. Предыдущие же модели типа эйкеновской основывались на реле. Как результат, созданная ими машина ENIAC (1946 г.) работала в 1000 раз быстрее, чем Марк-1. Однако перед вычислениями машину приходилось долго готовить, на это уходило от нескольких часов до нескольких дней. Для упрощения процесса задания программ решено было сконструировать новую машину, которая могла бы хранить программу в своей памяти.

В процессе создания ENIAC в 1945 году к работе был привлечен известный американский математик Джон фон Нейман, который вскоре сумел сформулировать пять основных принципов функционирования универсальных вычислительных устройств:

1. Любую ЭВМ образуют: a. арифметико-логическое устройство, выполняющее арифметические и логические операции; b. устройство управления, «дирижирующее» операциями; c. запоминающее устройство, или память для хранения программ и данных; d. внешние устройства ввода-вывода информации.

2. ЭВМ работает в двоичной системе счисления;

3. Принцип программного управления: устройство управления автоматически выполняет команды, которые записаны в памяти. Команды выполняются друг за другом в определенной последовательности.

4. Принцип однородности памяти: программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Над командами программы можно выполнять те же действия, что и над данными.

5. Принцип адресности: каждая ячейка памяти имеет свой адрес (номер).

На этих принципах, как на фундаменте, основывались в дальнейшем все последующие поколения машин.

Обратим, в частности, внимание на третий пункт, принцип программного управления. Именно из этого принципа вытекает определение программы в ее классическом понимании – как последовательного набора команд, выполняемых процессором. Отсюда возникает и необходимость в подготовке специально обученных людей, которые бы знали, какие команды и в какой последовательности нужно применять для решения определенной задачи. Программирование машин становится направлением деятельности человека.

Первая отечественная ЭВМ – МЭСМ (малая электронная счетная машина) была создана в 1951 г. под руководством академика С.А.Лебедева.

Для первых ЭВМ, созданных по принципам фон Неймана программы приходилось писать на машинном языке, то есть в кодах, непосредственно воспринимаемых компьютером. По сути, программы представляли собой кодированный набор цифр, в котором человеку несведущему разобраться было невозможно.

Решением стало изобретение т.н. ассемблеров, или автокодов. Ассемблеры – языки символического кодирования. Для каждого типа ЭВМ существует свой язык символического кодирования, так как его структура, обозначения, операции и т.д. определяются структурой конкретной ЭВМ.

Ассемблеры недалеко шагнули от машинных команд: просто вместо непонятных кодов стали использоваться мнемонические (легко запоминаемые) обозначения. Например, если 07FF – команда сложения на машинном языке, то в ассемблере она представляется мнемокодом ADD. Вследствие этого, программы на ассемблере очень легко переводятся в машинные коды при помощи специальной программы, называемой также ассемблером, и занимают крайне мало места (в единицах памяти, но не по размеру самого текста программы). Они обеспечивают большое быстродействие и наиболее полно учитывают особенности компьютера.

Тем не менее, писать программы на ассемблере – дело далеко не тривиальное, так как отсутствует наглядность программы, есть большая вероятность сделать ошибку, нужно хорошо знать и представлять структуру компьютера, взаимосвязь его блоков и элементов. Вот почему, даже несмотря на его плюсы, большинство программистов вместо ассемблера предпочитают использовать языки высокого уровня.

Итог: программирование на первом этапе – трудоемкий процесс, диктующий необходимость знания всех команд ЭВМ и ее структуры, с непосредственной работой математика-программиста за пультом машины.