Виды и Языки Программирования

Федеральное агентство по образованию РФ

Нижегородский Государственный  Университет им. Н. И. Лобачевского

Финансовый факультет

Дневное отделение

Специальность: «Налоги и  Налогообложение»

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине Информатика

на тему: «Виды и Языки  Программирования»

 

 

 

Выполнила:

студентка гр. 13102

Кулешова Анастасия Валерьевна

 

Руководитель:

Назарова Евгения Вадимовна

 

 

 

Нижний Новгород

2010

 

Содержание.

 

Введение. 3

1.История  развития программирования. 4

2.Понятие  программирования и его виды. 7

2.1 Процедурное  программирование. 8

2.2 Автоматное  программирование. 9

2.3 Аспектно-ориентированное  программирование. 11

2.4 Объектно-ориентированное  программирование. 13

2.5 Компонентно-ориентированное  программирование. 16

2.6 Логическое  программирование. 17

2.7 Структурное  программирование. 18

3. Языки программирования. 21

3.1 Определение  языка программирования. 21

3.2 Используемые  символы. 23

3.3 Языки программирования  низкого уровня. 24

3.4 Языки программирования  высокого уровня. 25

3.4.1 Pascal. 27

3.5 Язык программирования  сверхвысокого уровня. 34

3.6 Сравнительный  анализ языков программирования. 35

Заключение. 37

Литература. 38

 

 

Введение.

Программирование – что  это такое, и зачем оно нужно? Зачем создаются непонятные громоздкие программы, на которых, с первого  взгляда, неудобно работать? Кому нужны  все эти языки программирования, и какие они бывают? Скорее всего, каждый из вас задавался когда-нибудь хоть одним из этих вопросов.

Программирование – неотъемлемая часть в разработке новых программ и усовершенствовании старых для  работы на ЭВМ и компьютерах. Именно для этого и существуют различные  виды программирования и языки. У  всех есть свои особенности; одни уже  потеряли актуальность, а другие еще  только находятся в головах разработчиков; в третьих невозможно разобраться  без помощи специалиста, а четвертые  понятны с первого взгляда.

Вот я и постараюсь раскрыть в своей работе понятия видов  и языков программирования и некоторые  их особенности.

 

1.История развития программирования.

Программы для первых ЭВМ  программисты писали на языках машинных команд. Это очень трудоемкий и  длительный процесс. Проходило значительное время между началом составления  программы и началом ее использования. Решить эту проблему можно было лишь путем создания средств автоматизации  программирования.

Первыми "инструментами", которые экономили труд программистов, стали подпрограммы. В августе 1944 года для релейной машины "Марк-I" под руководством Грейс Хоппер (женщина-программист, морской офицер ВМФ США) была написана первая подпрограмма для вычисления sinx.

Не одну Грейс Хоппер волновала  проблема облегчения труда программистов. В 1949 году Джон Моучли (один из создателей ЭВМ ENIAC) разработал систему Short Code, которую  можно считать предшественницей языков программирования высокого уровня. Программист записывал решаемую задачу в виде математических формул, преобразовывал формулы в двухбуквенные  коды. В дальнейшем специальная программа  переводила эти коды в двоичный машинный код. Таким образом, Дж. Моучли разработал один из первых примитивных интерпретаторов. А в 1951 году Г. Хоппер создала первый компилятор А-0. Ею же впервые был  введен этот термин.

В 50-е годы прошлого века группа под руководством Г. Хоппер приступила к разработке нового языка и компилятора  В-0. Новый язык позволил бы программировать  на языке, близком к обычному английскому. Разработчики языка выбрали около 30 английских слов, для распознавания  которых Г. Хоппер придумала способ, сохранившийся в операторах будущих  языков программирования: каждое слово  содержит неповторимую комбинацию из первой и третьей букв. Благодаря  этому компилятор при создании машинного  кода программы может игнорировать все остальные буквы в слове.

Необходимость появления  такой системы, язык которой приближен  к разговорному, Г. Хоппер связывала  с тем, что область применения ЭВМ будут расширяться, в связи  с чем будет расти и круг пользователей.

В 1958 году система В-0 получила название FLOW-MATIC и была ориентирована  на обработку коммерческих данных. В 1959 году был разработан язык COBOL (Common Business Oriented Language) (Кобол)- машинно-независимый язык программирования высокого уровня для решения задач бизнеса. Одна и та же программа, написанная на машинно-независимом языке, может быть выполнена на ЭВМ разных типов, оснащенных соответствующим транслятором с этого языка. Консультантом при создании языка COBOL вновь выступила Г. Хоппер.

В 1954 году публикуется сообщение  о создании языка FORTRAN (FORmula TRANslation) (Фортран). Местом рождения языка стала штаб-квартира фирмы IBM в Нью-Йорке. Одним из главных  разработчиков является Джон Бэкус. Он же стал автором НФБ (нормальная форма Бэкуса), которая используется для описания синтаксиса многих языков программирования. В тот же период в европейских странах и в СССР популярным становится язык ALGOL. Как и FORTRAN, он ориентировался на математические задачи. В нем была реализована передовая для того времени технология программирования - структурное программирование.

Большое количество новых  языков стало появляться в 60-е, 70-е  годы прошлого столетия, но не все из них выдержали испытание временем. К языкам-долгожителям следует отнести  язык BASIC, разработанный в Дартмутском  университете в 1964 году под руководством Джона Кемени и Томаса Курца. Значительным событием в истории языков программирования стало создание в 1971 году языка PASCAL.

В 90-х годах прошлого столетия планировалось появление компьютеров  пятого поколения, называемых машинами "искусственного интеллекта". В качестве основных языков программирования в этом, пока неосуществленном, проекте предполагались языки искусственного интеллекта LISP и PROLOG.

Создателем языка LISP (1956-1959 гг.) является Джон Маккарти, которого называют отцом искусственного интеллекта. Именно он первым ввел термин "искусственный  интеллект". Основным в языке LISP является понятие рекурсивно определенных функций. Доказано, что любой алгоритм может  быть описан с помощью некоторого набора рекурсивных функций. Основные идеи этого языка были позже использованы в языке программирования для  детей LOGO, разработанном в 70-е годы в Массачусетском технологическом  институте под руководством Сэймура  Пейперта. Подмножество языка LOGO, включающее команды для Черепашки, применяется  при раннем обучении программированию.

Язык PROLOG разработан во Франции  в 1972 году также для решения проблем  искусственного интеллекта. PROLOG позволяет  в формальном виде описывать различные  утверждения, логику рассуждений, заставляет компьютер давать ответы на заданные вопросы.

В последнее время одним  из основных направлений в развитии программного обеспечения компьютера стал объектно-ориентированный подход. Под словом "объект" понимается структура, объединяющая в единое целое данные и программы их обработки. Стали популярны объектно-ориентированные операционные системы (например, Windows), прикладные программы, а также системы объектно-ориентированного программирования (ООП).

 

2.Понятие программирования и его виды.

Программирование — процесс и искусство создания компьютерных программ и\или программного обеспечения с помощью языков программирования.Цель программирования состоит в том, чтобы создать программу, которая показывает определенное желательное поведение.

Процесс написания исходного  текста часто требует навыков  по многим различным предметам, включая  знание прикладной области, специализированных алгоритмов и формальной логики. В  пределах разработки программного обеспечения, программирование расценено как  одна фаза в процессе разработки софта.

В узком смысле слова, программирование рассматривается как кодирование  алгоритмов на заданном языке программирования. Под программированием также  может пониматься разработка логической схемы для ПЛИС, а также процесс  записи информации в ПЗУ. В более  широком смысле программирование —  процесс создания программ, то есть разработка программного обеспечения.

Программирование  включает в себя:

• Анализ;
• Проектирование — разработка комплекса алгоритмов;
• Кодирование и компиляцию — написание исходного текста программы и преобразование его в исполнимый код с помощью компилятора;
• Тестирование и отладку — выявление и устранение ошибок в программах;
• Испытания и сдачу программ.

Далее перечислим несколько  основных видов программирования.

2.1 Процедурное программирование.

Процедурное (императивное) программирование является отражением архитектуры традиционных ЭВМ, которая была предложена фон Нейманом в 1940-х годах. Теоретической моделью процедурного программирования служит алгоритмическая система под названием Машина Тьюринга.

Программа на процедурном  языке программирования состоит  из последовательности операторов (инструкций), задающих процедуру решения задачи. Основным является оператор присваивания, служащий для изменения содержимого  областей памяти. Концепция памяти как хранилища значений, содержимое которого может обновляться операторами  программы, является фундаментальной  в императивном программировании.

Выполнение программы  сводится к последовательному выполнению операторов с целью преобразования исходного состояния памяти, то есть значений исходных данных, в заключительное, то есть в результаты. Таким образом, с точки зрения программиста имеются  программа и память, причем первая последовательно обновляет содержимое последней.

Процедурный язык программирования предоставляет возможность программисту определять каждый шаг в процессе решения задачи. Особенность таких  языков программирования состоит в  том, что задачи разбиваются на шаги и решаются шаг за шагом. Используя  процедурный язык, программист определяет языковые конструкции для выполнения последовательности алгоритмических  шагов.

Некоторые процедурные  языки программирования:

• Ada (язык общего назначения);
• Basic (версии начиная с Quick Basic до появления Visual Basic);
• С;
• Fortan и другие.

2.2 Автоматное программирование.

Автоматное программирование - это парадигма программирования, при использовании которой программа или её фрагмент осмысливается как модель какого-либо формального автомата.

В зависимости от конкретной задачи в автоматном программировании могут использоваться как конечные автоматы, так и автоматы более  сложной структуры.

Определяющими для автоматного  программирования являются следующие особенности:

1. временной период выполнения программы разбивается на шаги автомата, каждый из которых представляет собой выполнение определённой (одной и той же для каждого шага) секции кода с единственной точкой входа. Такая секция может быть оформлена, например, в виде отдельной функции и может быть разделена на подсекции, соответствующие отдельным состояниям или категориям состояний
2. передача информации между шагами автомата осуществляется только через явно обозначенное множество переменных, называемых состоянием автомата; между шагами автомата программа (или её часть, оформленная в автоматном стиле) не может содержать неявных элементов состояния, таких как значения локальных переменных в стеке, адреса возврата из функций, значение текущего счётчика команд и т. п.; иначе говоря, состояние программы на любые два момента входа в шаг автомата могут различаться между собой только значениями переменных, составляющих состояние автомата (причём такие переменные должны быть явно обозначены в качестве таковых).

Полностью выполнение кода в автоматном стиле представляет собой цикл (возможно, неявный) шагов  автомата.

Название автоматное программирование оправдывается ещё и тем, что  стиль мышления (восприятия процесса исполнения) при программировании в  этой технике практически точно  воспроизводит стиль мышления при  составлении формальных автоматов (таких как машина Тьюринга, автомат  Маркова и др.)

Виды автоматных языков программирования:

• Язык последовательных функциональных схем SFC (Sequential Function Chart) — графический язык программирования широко используется для программирования промышленных логических контроллеров PLC.
• Дракон-схемы — графический язык программирования, используется для программирования в ракетно-космической технике («Буран», «Морской старт», «Тополь»). Существует бесплатный Дракон-редактор.
• Язык Рефлекс — Си-подобный язык программирования, ориентированный на описание сложных алгоритмов управления в задачах промышленной автоматизации.