Языки программирования

Какими бы совершенными ни были электронно-вычислительные машины, без набора соответствующих про­грамм компьютеры превращаются в бесполезную груду стекла, пластмассы и металла. Успех применения ЭВМ в любой области человеческой деятельности зависит преж­де всего от того, есть ли в наличии программы для реше­ния возникающих задач и насколько эти программы со­вершенны.

Поскольку ЭВМ применяются для решения все новых и новых задач, программное обеспечение (ПО) постоян­но развивается. Совершенствование ПО можно сравнить с ростом дерева.

"Корень дерева" — это аппаратные средства; именно они определяют возможности ЭВМ и круг задач, которые можно решить с помощью данной машины.

"Надземная часть дерева" - это математическое обес­печение, которое включает в себя:

"Ствол и крона дерева" — программное обеспечение и "листья" - информация, связанная с использованием этих программ.

По мере роста дерева усиливается его корневая систе­ма (аппаратные средства), появляются все новые и новые "ветви" г программы нового назначения, а также "лис­тья" — информация к ним.

Современные ЭВМ - это не только комплекс техничес­ких устройств, но и приложенный к нему, как его основ­ная часть, заранее разработанный комплект программ.

Этот комплект программ образует так называемое ма­тематическое обеспечение (МО). По современным оцен­кам, доля математического обеспечения (т.е. всего того, что не является аппаратурой) составляет в среднем 80% от общей стоимости компьютерного продукта.

Иногда бывает ситуация, когда, не зная, как решить ту или иную задачу, человек думает: "Надо заложить в ЭВМ, и пусть она посчитает". Это говорит о том, что не все понимают, что можно, а чего нельзя ждать от компь­ютера и почему нельзя. А компьютер может делать лишь то, что осмыслил человеческий разум. Необходимо за­помнить главное:

"Ум" компьютера - это ум человека, воплощен­ный в программе.

Мы уже знаем, что алгоритм, записанный на языке программирования, называется программой. А что же мы понимаем под языком программирования?

ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ - это совокупность на­бора символов (алфавит) системы, правил образова­ния (синтаксис) и истолкования конструкций из символов (семантика) для задания алгоритмов с ис­пользованием символов естественного языка.

Именно для удобного ре­шения задач с помощью ЭВМ искусственно и создавались языки программирования. Естественным же языком, который "понимает" компь­ютер, является машинный. Машинный язык - это такой язык, который компьютер воспринимает непосредствен­но, то есть это язык машин­ных команд данной модели компьютера. А мы уже зна­ем, что ЭВМ "понимают" только язык двоичных зна­ков: нулей и единиц.

Процесс описания конкретного алгоритма на языке машинных команд называется программированием в ма­шинных кодах. Для выполнения этой работы программист должен знать коды всех машинных операций, назна­чение и особенности применения каждой из них, также помнить адреса конкретных ячеек памяти, хранящие те или иные операции. Процесс разработки такой програм­мы чрезвычайно трудоемок и непроизводителен. Поэтому для своего облегчения программисты придумали язык, пе­реводящий символические имена в машинные коды. Ведь гораздо легче запомнить какое-то ключевое слово, чем со­ответствующий ему двоичный код. Такие программы, ра­ботающие с помощью мнемонических (символьных) обозначений, называют ассемблерами. Они и сейчас находят широкое применение, особенно при разработке эффектив­ных, быстродействующих программ.

Именно такие машинные и полумашинные языки про­граммирования относят к языкам низкого уровня. Их еще называют машинно-ориентированными языками (сюда относят и автокод).

В 1955 г. появился первый язык высокого уровня. Программы, написанные на таком языке, представляли собой набор уже не отдельных машинных команд, а бо­лее крупных элементов, называемых операторами данного языка. На языке высокого уровня исходная програм­ма состояла из последовательности операторов.

Именно такие языки и ориентированы на описание алгоритмов. Поэтому их еще называют алгоритмически­ми языками.

Все алгоритмические языки отличаются прежде всего наглядной формой реализации алгоритма в виде програм­мы, поскольку используют привычную математическую символику и ограниченный набор понятных ключевых слов. Основным достоинством алгоритмических языков является их универсальность, то есть независимость от конкретного типа машин (машинно-независимые языки).

Поскольку машина "понимает" - только свой машинный язык, программа на алгоритмическом языке перед выпол­нением переводится на этот язык с помощью специальной программы - транслятора, название которой происходит от английского слова translator (переводчик). В програм­ме-трансляторе "заложены" все правила алгоритмическо­го языка и способы преобразования различных его конст­рукций на машинный язык.

Существуют два способа трансляции: