Языки программирования, трансляторы, основные этапы разработки и отладки программ

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное  образовательное учреждение высшего  профессионального образования

 

 

Санкт-Петербургский  государственный университет сервиса  и экономики

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа

По предмету: «Информатика»

На тему: Языки программирования, трансляторы, основные этапы разработки и отладки программ.

 

 

 

 

Студентка 1 курса группы ………..

                                                                         Крылова.А.К.

 

 

 

Санкт-Петербург

2012

Оглавление.

 

 

Введение…………………………………………………….3

Языки программирования низкого уровня……………….4

Языки программирования высокого уровня.……………..6

Этапы разработки программ…………………………….....7

Работа с базой данных «Access»…………………………..11

Работа с языком программирования……………………....12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

Языки программирования

 

 

Язык программирования — формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под её управлением. Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало более двух с половиной тысяч языков программирования. Каждый год их число увеличивается. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты иногда применяют в своей работе более десятка разнообразных языков программирования.

Языки программирования делятся на:

• Языки программирования низкого уровня
• Языки программирования высокого уровня

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Языки программирования низкого уровня.

 

 Первым компьютерам приходилось программировать двоичными машинными кодами. Однако программировать таким образом - достаточно трудоемкая и сложная задача. Для упрощения этой задачи стали появляться языки программирования низкого уровня, которые позволяли задавать машинные команды в более понятном для человека виде. Для преобразования их в двоичный код были созданы специальные программы - трансляторы.

Трансляторы делятся на:

• компиляторы - превращают текст программы в машинный код, который можно сохранить и затем использовать уже без компилятора (примером являются исполняемые файлы с расширением *. exe).
• интерпретаторы - превращают часть программы в машинный код, выполняют и после этого переходят к следующей части. При этом каждый раз при выполнении программы используется интерпретатор.

Примером языка  низкого уровня является ассемблер. Языки низкого уровня ориентированы  на конкретный тип процессора и учитывают  его особенности, поэтому для  переноса программы на ассемблере на другую аппаратную платформу ее нужно  почти полностью переписать. Определенные различия имеются и в синтаксисе программ под разные компиляторы. Правда, центральные процессоры для компьютеров фирм AMD и Intel практически совместимы и отличаются лишь некоторыми специфическими командами. А вот специализированные процессоры для других устройств, например, видеокарт, телефонов содержат существенные различия.

Преимущества 

С помощью языков низкого  уровня создаются эффективные и  компактные программы, поскольку разработчик  получает доступ ко всем возможностям процессора.

Недостатки

• Программист, работающий с языками низкого уровня, должен быть высокой квалификации, хорошо понимать устройство микропроцессорной системы, для которой создается программа. Так, если программа создается для компьютера, нужно знать устройство компьютера и, особенно, устройство и особенности работы его процессора.
• результирующая программа не может быть перенесена на компьютер или устройство с другим типом процессора.
• значительное время разработки больших и сложных программ. Языки низкого уровня, как правило, используют для написания небольших системных программ, драйверов устройств, модулей стыков с нестандартным оборудованием, программирование специализированных микропроцессоров, когда важнейшими требованиями являются компактность, быстродействие и возможность прямого доступа к аппаратным ресурсам.

 Ассемблер - язык низкого уровня, широко применяется до сих пор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Языки программирования высокого уровня.

 

Языки высокого программирования более понятными человеку, чем компьютеру. Особенности конкретных компьютерных архитектур в них не учитываются, поэтому созданные программы легко переносятся с компьютера на компьютер. В основном достаточно просто перекомпилировать программу под определенную компьютерную архитектурную и операционную систему. Разрабатывать программы на таких языках гораздо проще и ошибок допускается меньше. Значительно сокращается время разработки программы, что особенно важно при работе над большими программными проектами.

 К языкам программирования  высокого уровня относятся:

• Фортран
• Кобол
• Алгол
• Pascal
• Java
• Objective C
• Smalltalk
• Delphi

Недостатком языков высокого уровня является больший размер программ по сравнению с программами на языке низкого уровня. Поэтому в основном языки высокого уровня используются для разработок программного обеспечения компьютеров и устройств, которые имеют большой объем памяти. А разные подвиды ассемблера применяются для программирования других устройств, где критичным является размер программы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этапы разработки программ

 

Этапы разработки программ:

• Постановка задачи (формулировка и анализ физической задачи, составление математической модели, составление алгоритма задачи)
• Создание программы
• Составление текста программы
• Ввод текста программы в компьютер
• Синтаксическая отладка программы
• Тестирование и семантическая отладка
• Документирование программы
• Запуск готовой программы и анализ полученных результатов

 

Постановка задачи

 

Первый этап - это этап разбора задачи по кусочкам, для  упрощения написания программы. Его ещё называют математическим этапом.

Формулировка  и анализ физической задачи

Формулировка задачи – это само её объявление, её постановка.

Анализ задачи – это  подробный просмотр задачи с определением и выявлением входной и выходной информации.

После проведения анализа  поставленной задачи программисту более  или менее понятно, с какими проблемами ему придется столкнуться.

Составление математической модели

математическая модель в программировании – это система математических соотношений, приближенно отражающий сформулированную задачу. И она позволяет осуществить предварительный выбор оптимальных вариантов решений по определенным критериям.

 Составление  алгоритма задачи

Изначально появление  алгоритма связывают с возникновением математики. Алгоритм – описание последовательности действий (план), строгое исполнение которых приводит к решению поставленной задачи за конечное число шагов.

У алгоритма есть 2 обязательных условия:

Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной человеку, который его разрабатывает.

Алгоритм должен быть представлен в форме, понятной тому объекту (в том числе и человеку), который будет выполнять описанные  в алгоритме действия.

В мире существует несколько  видов алгоритмов:

Линейный алгоритм (описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке);

Циклический алгоритм (описание действий, которые должны повторятся указанное число раз или пока не выполнено условие);

Разветвляющий алгоритм (алгоритм, в котором в зависимости  от условия выполняется либо одна, либо другая последовательность действий).

 

 Создание программы

 

Процесс создание программы, а точнее разработка программного обеспечения  – это второй этап создания программы.

 

 Составление  текста программы

 

Это, наверное, самый  сложный из этапов, требующий наибольшего  внимания. По сути, составление текста программы – это запись алгоритма  задачи при помощи одного из языков программирования. Чтобы этот текст  был понятен пользователю и составителю, используются комментарии.

 

 Синтаксическая отладка программы

 

Отладка программы — это специальный этап в разработке программы, состоящий в выявлении и устранении программных ошибок, факт существования которых уже установлен.

Синтаксическая отладка – поиск синтаксических ошибок в тексте программы. Обнаружив ошибку, транслятор выводит сообщение, указывая на место ошибки в программе и ее характер. Получив такое сообщение, программист должен исправить ошибку и снова повторить трансляцию. Так продолжается до тех пор, пока не будут исправлены все синтаксические ошибки.

Если вы сталкиваетесь  с синтаксической ошибкой, то чаще всего  вы можете решить проблему с помощью  справочной системы, из которой можно  получить дополнительную информацию об ошибке, и исправить эту ошибку, уделив дополнительное внимание точному  синтаксису используемых вами функций, объектов, методов и свойств.

 

Тестирование  и семантическая отладка

 

Тестирование – это  динамический контроль программы, т.е. проверка правильности программы при  ее выполнении на компьютере.

На этот этап приходится около 50% общей стоимости разработки программного обеспечения. Существует два основных вида тестирования: функциональное и структурное.

Семантическая отладка.

Ошибки этапа выполнения или семантические ошибки происходят, когда вы компилируете полную программу, которая при ее выполнении делает что-то недопустимое. То есть, программа  содержит допустимые операторы, но при  их выполнении что-то происходит неверно. Например, программа может пытаться открыть для ввода несуществующий файл или выполнить деление на ноль.

Семантическая отладка - это процесс нахождения и исправления  ошибок, связанных с неправильным указанием логических страниц данных.

Существует 3 способа  отладки программы:

1. Пошаговая отладка программ с заходом в подпрограммы;
2. Пошаговая отладка программ с выполнением подпрограммы как одного оператора;
3. Выполнение программы до точки остановки.

Пошаговая отладка программ заключается в том, что выполняется один оператор программы и, затем контролируются те переменные, на которые должен был воздействовать данный оператор.

Если в программе  имеются уже отлаженные подпрограммы, то подпрограмму можно рассматривать, как один оператор программы и  воспользоваться вторым способом отладки  программ.

Если в программе  существует достаточно большой участок  программы, уже отлаженный ранее, то его можно выполнить, не контролируя  переменные, на которые он воздействует. Использование точек остановки  позволяет пропускать уже отлаженную часть программы. Точка остановки  устанавливается в местах, где  необходимо проверить содержимое переменных или просто проконтролировать, передаётся ли управление данному оператору.

 

 Документирование  программы

 

Документирование включает широкий спектр описаний, облегчающих процесс программирования и обогащающих результирующую программу. Постоянное документирование должно составлять неотъемлемую часть каждого шага программирования. Постановка задачи, проектные документы, алгоритмы и программы – все это документы. Внутренняя документация, включенная непосредственно в программу, облегчает чтение кода. Назначение учебного пособия (еще одной формы документации) – научить пользователя применять новую программу; справочное руководство позволяет ознакомиться с описанием команд программного обеспечения.

При разработке программы  создается большой объем разнообразной  документации. Она необходима как  средство передачи информации между  разработчиками программы, как средство управления разработкой программы  и как средство передачи пользователям  информации, необходимой для применения и сопровождения программы.

 Пользовательская документация программы объясняет пользователям, как они должны действовать, чтобы использовать данную программу. Она необходима, если программа предполагает какое-либо взаимодействие с пользователями. К такой документации относятся документы, которыми руководствуется пользователь при установке программы.

Документация по сопровождению  программы описывает программу  с точки зрения её разработки. Эта  документация необходима, если программа  предполагает изучение того, как она  сконструирована.

Документация по сопровождению  программы можно разбить на две  группы: