1. Общая характеристика языков программирования

ЭВМ – это устройство для автоматической обработки информации (данных). ЭВМ может выполнять только специальные, присущие ей команды. Чтобы машина сделала что-либо полезное, необходимо задать последовательность команд на том языке, который она понимает. Такая последовательность называется программой.

Известно, что центральный процессор (ЦП) имеет свою систему команд (систему команд процессора) и каждая команда внутри ЭВМ (в ее оперативной памяти) представляется в виде последовательности нулей и единиц – машинного кода. На этапе становления программирования программы для ЭВМ составлялись именно в машинных кодах, что стало довольно затруднительным при решении более сложных задач. Поэтому были разработаны языки программирования.

1.1. Языки программирования

Языки программирования – это формальные языки, применяемые для описания информации (данных) и алгоритма ее обработки на ЭВМ. Они подразделяются на языки низкого и высокого уровней.

Язык низкого уровня представляет собой систему двоичных или шестнадцатеричных команд, написанных в машинных кодах. Программист общается с машиной на «ее языке» – языке системы команд процессора. К таким языкам можно отнести АССЕМБЛЕР. Этот язык используется в основном программистами-профессионалами и обладает существенным недостатком – машинной зависимостью, т.е. невозможностью переноса программы на другой тип машин (процессоров).

Работа с языками высокого уровня в компьютере происходит более сложно. Специальная программа (транслятор) вначале преобразует команды (операторы) языка высокого уровня в шестнадцатеричные коды, затем расшифровывает их (ставит в соответствие каждому оператору одну или несколько своих команд) и только после этого выполняет программу. Примерами языков высокого уровня являются Паскаль, Бейсик, Си и др. В отличие от языков низкого уровня, на языках высокого уровня легче программировать. Однако часто с простотой общения теряются некоторые «тонкости программирования», поэтому практически в каждом языке высокого уровня есть возможность писать команды непосредственно на машинном языке (программировать в «кодах»).

1.2. Трансляторы

Процесс перевода программы с языка программирования высокого уровня на машинный язык называется трансляцией. Трансляция осуществляется с помощью специальной программы, называемой транслятором. Существует два вида трансляции: интерпретация и компиляция. Соответствующие им программы называются интерпретаторами и компиляторами. Трансляторы с языков являются составной частью самой системы программирования, поэтому запуск программы предполагает сначала ее трансляцию, а потом собственно выполнение.

Рассмотрим процесс выполнения программы, написанной на языках-интерпретаторах, а затем на компиляторах.

Интерпретатор 1. Машина считывает очередной оператор программы. 2. Машина переводит оператор в свои, ей понятные команды. 3. При обнаружении ошибки интерпретация прерывается, и машина указывает на это. 4. Машина выполняет переведенные команды. 5. Машина «забывает» считанный оператор. 6. Машина продолжает данный процесс, пока не выполнятся все операторы, т.е. пока не дойдет до указателя конца программы. 7. Машина «забывает» выполненную программу.

Компилятор 1. Машина считывает очередной оператор, написанный на языке. 2. Машина переводит оператор в свои, ей понятные команды. 3. При попадании на ошибку процесс перевода прерывается, и машина указывает на это. 4. Машина продолжает данный процесс, пока не иссякнут все строки программы, т.е. пока не дойдет до указателя конца программы. 5. Машина выполняет переведенную программу целиком.

Из указанного выше процесса выполнения программы следует, что интерпретаторы работают медленнее, при запуске не «вылавливают» всех ошибок (лишь при попадании на них машина указывает на ошибку). Компиляторы работают быстрее, однако расходуют больше оперативной памяти.