Контрольная работа по "Информатике". 4. 3

     План

     к контрольной работе по информатике 
 
 

     1. Системы и языки программирования. Классификация. Назначение….1-11

          1.1 Классификация систем программирования…………………………...1-5

     1.2.1 Языки программирования…………………………………….……….6-7

      1.2.2 Классификация языков программирования ………………………..7-11

     1.2.3  Классификация языков программирования по типам задач…...……..11

     2. MS Access2007: создание запросов,  расчетных полей……..…………12-15

     Библиографический список…………………………………………….…….16 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1. Системы и языки программирования. Классификация. Назначение 

1.1 Классификация систем программирования

     Системой  программирования называется комплекс программ, предназначенный для автоматизации программирования задач на ЭВМ. Система программирования освобождает проблемного пользователя или прикладного программиста от необходимости написания программ решения своих задач на неудобном для него языке машинных команд, и предоставляют им возможность использовать специальные языки более высокого уровня. Для каждого из таких языков, называемых входными или исходными, система программирования имеет программу, осуществляющую автоматический перевод (трансляцию) текстов программы с входного языка на язык машины. Обычно система программирования содержит описания применяемых языков программирования, программы-трансляторы с этих языков, а также развитую библиотеку стандартных подпрограмм. Важно различать язык программирования и реализацию языка.

     По  набору входных языков различают  системы программирования одно- и  многоязыковые. Отличительная черта многоязыковых систем состоит в том, что отдельные части программы можно составлять на разных языках и с помощью специальных обрабатывающих программ объединять их в готовую для исполнения на ЭВМ программу.

     По  структуре, уровню формализации входного языка и целевому назначению различают системы программирования машинно-ориентированные и машинно-независимые. 

      Машинно-ориентированные системы программирования имеют входной язык, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.). Машинно-ориентированные системы позволяют использовать все возможности и особенности машинно-зависимых языков:

• высокое качество создаваемых программ;
• возможность использования конкретных аппаратных ресурсов;
• предсказуемость объектного кода и заказов памяти;
• для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенности функционирования данной ЭВМ;
• трудоемкость процесса составления программ (особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного от появления ошибок;
• низкая скорость программирования;
• невозможность непосредственного использования программ, составленных на этих языках, на ЭВМ других типов.

      Машинно-независимые системы программирования – это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ. В таких системах программы, составляемые языках, имеющих название высокоуровневых языков программирования, представляют собой последовательности операторов, структурированные согласно правилам рассматривания языка (задачи, сегменты, блоки и т.д.). Операторы языка описывают действия, которые должна выполнять система после трансляции программы на машинном языке. Таким образом, командные последовательности (процедуры, подпрограммы), часто используемые в машинных программах, представлены в высокоуровневых языках отдельными операторами. Программист получил возможность не расписывать в деталях вычислительный процесс на уровне машинных команд, а сосредоточиться на основных особенностях алгоритма.

Современные системы программирования

     Microsoft Visual Basic — средство разработки программного обеспечения, разрабатываемое корпорацией Microsoft и включающее язык программирования и среду разработки. Язык Visual Basic унаследовал дух, стиль и отчасти синтаксис своего предка — языка Бейсик, у которого есть немало диалектов. В то же время Visual Basic сочетает в себе процедуры и элементы объектно-ориентированных и компонентно-ориентированных языков программирования. Среда разработки VB включает инструменты для визуального конструирования пользовательского интерфейса.

     Visual Basic считается хорошим средством  быстрой разработки прототипов программы, для разработки приложений баз данных и вообще для компонентного способа создания программ, работающих под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows.

     Visual Basic .NET не позволяет программировать  по-старому, ибо, по сути, является совершенно другим языком, таким же, как и любой другой язык программирования для платформы .NET. Индивидуальность языка, так же как и его преимущества (простота, скромность создания программ, лёгкость использования готовых компонент) при использовании в среде .NET не имеют такого значения, как раньше — всё сосредоточено на возможностях самой системы .NET, на её библиотеке классов. Поэтому сегодня нужно говорить о классическом Visual Basic, его диалектах Visual Basic for Applications (VBA) и Visual Basic Scripting Edition (VBScript) и о языке для платформы (4, 467) .NET — Visual Basic .NET.Основные разновидности Visual Basic:

     1) Классический Visual Basic (версии 5-6). Этот язык очень сильно привязан к своей среде разработки и к операционной системе Windows, являясь исключительно инструментом написания Windows-приложений. Привязка к среде заключается в том, что существует большое количество средств, предназначенных для помощи и удобства программирования: встроенный отладчик, просмотр переменных и структур данных на лету, окно отладки, всплывающая подсказка при наборе текста программы (Intellisense). Все эти преимущества делают бесполезным и даже невозможным использование Visual Basic вне среды разработки, например в обычном текстовом редакторе.

   2) Visual Basic for Applications (VBA)Это средство программирования, практически ничем не отличающееся от классического Visual Basic, которое предназначено для написания макросов и других прикладных программ для конкретных приложений. Наибольшую популярность получил благодаря своему использованию в пакете Microsoft Office. Широкое распространение Visual Basic for Applications в сочетании с изначально недостаточным вниманием к вопросам безопасности привело к широкому распространению макровирусов.

   3) Visual Basic Scripting Edition (VBScript).Скриптовый язык, являющийся несколько усечённой версией обычного Visual Basic. Используется в основном для автоматизации администрирования систем Windows, а также для создания страниц ASP и сценариев для Internet Explorer.

  Достоинства VB:

• Высокая скорость создания приложений с графическим интерфейсом для MS Windows.
• Простой синтаксис, позволяющий очень быстро освоить язык.
• Возможность как компиляции в машинный код, так и интерпретации во время отладки.

Недостатки:

• Поддержка операционных систем только семейства Windows и Mac OS X (Исключение — VB1 for DOS).
• Отсутствие механизма наследования объектов. Существующие в языке наследование, позволяет наследовать только интерфейсы объектов, а не их самих. Таким образом, в унаследованном классе должны быть явно переписаны все функции базового класса. Также в унаследованном классе невозможно добавление каких-либо методов, присущих только данному классу, то есть если абстрактный базовый класс содержит только два метода, то и производный класс содержит только два метода, не более и не менее того.
• Требует установленных DLL для работы программы.

       Turbo Pascal — Интегрированная среда разработки программного обеспечения для платформ DOS и Windows 3.x и язык программирования в этой среде, диалект языка Паскаль от фирмы Borland.

     Turbo Pascal — это среда разработки для языка программирования Паскаль. Используемый в Turbo Pascal диалект базировался на более раннем UCSD Pascal, получившем распространение, в первую очередь, на компьютерах серии Apple II. Компилирующая компонента Turbo Pascal была основана на компиляторе Blue Label Pascal, первоначально созданном в 1981 году Андерсом Хейлсбергом для операционной системы NasSys микрокомпьютера Nascom. Позднее он был переписан как Compass Pascal для операционной системы CP/M, затем как Turbo Pascal для DOS и CP/M. Одна из версий Turbo Pascal была доступна под Apple Macintosh примерно с 1986 года, но её разработка прекратилась примерно в 1992 году (5, 134).

     Достоинства Turbo Pascal:

     Удобная среда разработки, включающая функциональный отладчик, доступный в любой момент.

• Контекстная справочная система, по которой можно изучать язык без обращения к сторонним источникам.
• Высокая скорость компиляции, высокая скорость выполнения откомпилированных программ.
• Встроенная возможность использовать вставки на языке ассемблера.

Недостатки:

• Компилятор рассчитан на реальный режим DOS, применение которого сходит на нет. Однако в последних версиях компилятора и среды введена поддержка защищённого режима вместе с соответствующим отладчиком (TD).
• В модуле CRT имеется ошибка (некорректный подсчёт количества циклов для функции delay, не рассчитанный на быстрые процессоры, процессоры с переменной частотой и многозадачные среды), из-за которой при запуске программы на компьютерах с тактовой частотой более 200 MHz сразу происходило аварийное завершение с сообщением «Runtime error 200 at…». Существуют разные варианты исправления модуля CRT. В варианте Клауса Хартнегга ошибка 200 не возникает, но длительность Delay на быстрых компьютерах меньше желаемой, и эта проблема по незнанию иногда тоже считается недостатком Turbo Pascal.

     C++ Builder - программный продукт, инструмент быстрой разработки приложений (RAD), интегрированная среда программирования (IDE), система, используемая программистами для разработки программного обеспечения на языке C++.

     C++ Builder объединяет в себе комплекс  объектных библиотек (STL, VCL, CLX, MFC и др.), компилятор, отладчик, редактор  кода и многие другие компоненты. Цикл разработки аналогичен Delphi. Большинство компонентов, разработанных в Delphi, можно использовать и в C++ Builder без модификации, но, к сожалению, обратное утверждение не верно.

     C++ Builder содержит инструменты, которые  при помощи drag-and-drop действительно  делают разработку визуальной, упрощает программирование благодаря встроенному WYSIWYG - редактору интерфейса и пр.

Symantec Café

     Язык Java является принципиально новым  языком программирования, созданным  компанией Sun Microsystems для создания многоплатформных приложений (applications и applets) для страниц "всемирной паутины" сети Internet. Язык Java может быть назван упрощенным вариантом C++, без усложненных конструкций и дополнительных возможностей. Java предлагает широкие возможности объектно-ориентированного программирования и повторного использования кода.

     Symantec Cafe является первой интегрированной  средой визуальной разработки  для создания приложений (applications и applets) для страниц "всемирной  паутины" сети Internet (3, 265).

     Symantec Cafe интегрирует комплект разработчика Java Development Kit компании Sun Microsystems в популярную многооконную среду визуальной разработки, созданную компанией Symantec для создания приложений для Windows 95 и Windows NT. Symantec Cafe предлагает полнофункциональную систему управления проектами, а также мощные инструменты редактирования и просмотра кода, что обеспечивает резкое увеличение эффективности разработки приложений на языке Java для сети Internet. 
Приложения, созданные с помощью Symantec Cafe могут затем встраиваться в документы HTML и выполняться на различных платформах при использовании Java-соместимых программ просмотра, таких как Netscape Navigator. 
 
 
 
 
 

1.2 Языки программирования

    Язык  программирования — набор ключевых слов (словарь) и система правил (грамматических и синтаксических) для конструирования операторов, состоящих из групп или строк чисел, букв, знаков препинания и других символов, с помощью которых люди могут сообщать компьютеру набор команд.

    Прогресс  компьютерных технологий определил  процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов – языков программирования. Смысл появления такого языка – оснащенный набор вычислительных формул дополнительной информации, превращает данный набор в алгоритм.

    Язык  программирования служит двум связанным  между собой целям: он дает программисту аппарат для задания действий, которые должны быть выполнены, и формирует концепции, которыми пользуется программист, размышляя о том, что делать. Первой цели идеально отвечает язык, который настолько "близок к машине", что всеми основными машинными аспектами можно легко и просто оперировать достаточно очевидным для программиста образом. Второй цели идеально отвечает язык, который настолько "близок к решаемой задаче", чтобы концепции ее решения можно было выражать прямо и коротко.

    Существует  почти столько же разных машинных языков, сколько и компьютеров, но все они суть разновидности одной  идей простые операции производятся со скоростью молнии на двоичных числах.

    Персональные  компьютеры IBM используют машинный язык микропроцессоров семейства 8086, т.к. их аппаратная часть основывается именно на данных микропроцессорах.

    Можно писать программы непосредственно  на машинном языке, хотя это и сложно. На заре компьютеризации(в начале 1950-х  г.г.), машинный язык был единственным языком, большего человек к тому времени не придумал. Для спасения программистов от сурового машинного языка программирования, были созданы языки высокого уровня (т.е. немашинные языки), которые стали своеобразным связующим мостом между человеком и машинным языком компьютера. Языки высокого уровня работают через трансляционные программы, которые вводят "исходный код" (гибрид английских слов и математических выражений, который считывает машина), и в конечном итоге заставляет компьютер выполнять соответствующие команды, которые даются на машинном языке. Существует два основных вида трансляторов: интерпретаторы, которые сканируют и проверяют исходный код в один шаг, и компиляторы, которые сканируют исходный код для производства текста программы на машинном языке, которая затем выполняется отдельно.

    Интерпретаторы 

    Одно, часто упоминаемое преимущество интерпретаторной реализации состоит  в том, что она допускает "непосредственный режим". Непосредственный режим позволяет  вам задавать компьютеру задачу вроде PRINT 3.14159*3/2.1 и возвращает вам ответ, как только вы нажмете клавишу ENTER. Кроме того, интерпретаторы имеют специальные атрибуты, которые упрощают отладку. Можно, например, прервать обработку интерпретаторной программы, отобразить содержимое определенных переменных, бегло просмотреть программу, а затем продолжить исполнение.

    Однако  интерпретаторные языки имеют недостатки. Необходимо, например, иметь копию  интерпретатора в памяти все время, тогда как многие возможности  интерпретатора, а следовательно  и его возможности могут не быть необходимыми для исполнения конкретной программы.

    Слабо различимым недостатком интерпретаторов  является то, что они имеют тенденцию  отбивать охоту к хорошему стилю  программирования. Поскольку комментарии  и другие формализуемые детали занимают значительное место программной памяти, люди стремятся ими не пользоваться. Интерпретаторы тихоходны. Ими затрачивается слишком много времени на разгадывание того, что делать, вместо того чтобы заниматься действительно делом.

    При исполнении программных операторов, интерпретатор должен сначала сканировать  каждый оператор с целью прочтения  его содержимого (что этот человек  просит меня сделать?), а затем выполнить  запрошенную операцию. Операторы  в циклах сканируются излишне  много.

    Рассмотрим  программу: на интерпретаторном Бэйсике 10 FOR N=1 TO 1000 20 PRINT N,SQR(N) 30

    NEXT N при первом переходе по этой  программе Бейсик-Интерпретатор  должен разгадать что означает  строка 20:

     1.преобразовать числовую переменную N в строку 

     2.послать строку на экран

     3.переместить в следующую зону  печати 

     4.вычислить квадратный корень  из N

     5.преобразовать результат в строку 

     6.послать строку на экран 

    При втором проходе цикла все это  разгадывание повторяется снова, так  как абсолютно забыты все результаты изучения этой строки какую-то миллисекунду тому назад. И так во всех следующих 998 проходах. Совершенно очевидно, что если вам удалось каким-то образом отделить фазу сканирования/понимания от фазы исполнения вы имели бы более быструю программу. И это как раз то, для чего существуют компиляторы.

    Компиляторы

    Компилятор-это  транслятор текста на машинный язык, который  считывает исходный текст. Он оценивает  его в соответствии с синтаксической конструкцией языка и переводит  на машинный язык. Другими словами, компилятор не исполняет программы, он их строит.

   1.2.2 Классификация языков программирования

       1. Машинно – ориентированные языки – это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.). Машинно –ориентированные языки позволяют использовать все возможности и особенности Машинно – зависимых языков:

    высокое качество создаваемых программ (компактность и скорость выполнения);

    возможность использования конкретных аппаратных ресурсов;

    предсказуемость объектного кода и заказов памяти;

    для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенности функционирования данной ЭВМ;

    трудоемкость  процесса составления программ ( особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного от появления ошибок;

    низкая  скорость программирования;

    невозможность непосредственного использования  программ, составленных на этих языках, на ЭВМ других типов.

    Машинно-ориентированные  языки по степени автоматического программирования подразделяются на классы.

    Машинный  язык

    Отдельный компьютер имеет свой определенный Машинный язык, ему предписывают выполнение указываемых операций над определяемыми ими операндами, поэтому Машинный язык является командным. Однако, некоторые семейства ЭВМ имеют единый Машинный язык  для ЭВМ разной мощности. В команде любого из них сообщается информация о местонахождении операндов и типе выполняемой операции.

    В новых моделях ЭВМ намечается тенденция к повышению внутренних языков машинно – аппаратным путем реализовывать более сложные команды, приближающиеся по своим функциональным действиям к операторам алгоритмических языков программирования.

    Языки Символического Кодирования 

        Языки Символического Кодирования, так же, как и Машинные Языки, являются командными. Однако коды операций и адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность двоичных (во внутреннем коде) или восьмеричных (часто используемых при написании программ) цифр, в ЯСК заменены на символы (идентификаторы), форма написания которых помогает программисту легче запоминать смысловое содержание операции. Это обеспечивает существенное уменьшение числа ошибок при составлении программ.

    Использование символических адресов – первый шаг к созданию        Языки Символического Кодирования. Команды ЭВМ вместо истинных (физических) адресов содержат символические адреса. По результатам составленной программы определяется требуемое количество ячеек для хранения исходных промежуточных и результирующих значений. Назначение адресов, выполняемое отдельно от составления программы в символических адресах, может проводиться менее квалифицированным программистом или специальной программой, что в значительной степени облегчает труд программиста.

    Автокоды 

    Есть  также языки, включающие в себя все возможности Языки Символического Кодирования, посредством расширенного введения макрокоманд - они называются Автокоды.

    В различных программах встречаются  некоторые достаточно часто использующиеся командные последовательности, которые  соответствуют определенным процедурам преобразования информации. Эффективная реализация таких процедур обеспечивается оформлением их в виде специальных макрокоманд и включением последних в язык программирования, доступный программисту. Макрокоманды переводятся в машинные команды двумя путями – расстановкой и генерированием. В постановочной системе содержатся “остовы” - серии команд, реализующих требуемую функцию, обозначенную макрокомандой. Макрокоманды обеспечивают передачу фактических параметров, которые в процессе трансляции вставляются в “остов” программы, превращая её в реальную машинную программу.

    В системе с генерацией имеются  специальные программы, анализирующие  макрокоманду, которые определяют, какую функцию необходимо выполнить  и формируют необходимую последовательность команд, реализующих данную функцию.

    Обе указанных системы используют трансляторы  с Языками Символического Кодирования и набор макрокоманд, которые также являются операторами автокода.

    Развитые  автокоды получили название Ассемблеры. Сервисные программы  как правило, составлены на языках типа Ассемблер.

    Макрос 

    Язык, являющийся средством для замены последовательности символов описывающих  выполнение требуемых действий ЭВМ  на более сжатую форму - называется Макрос (средство замены).

    В основном, Макрос предназначен для  того, чтобы сократить запись исходной программы. Компонент программного обеспечения, обеспечивающий функционирование макросов, называется макропроцессором. На макропроцессор поступает макроопределяющий  и исходный текст. Реакция макропроцессора на вызов-выдача выходного текста.

    Макрос  одинаково может работать, как  с программами, так и с данными.

    Машинно – независимые  языки – это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ и ВС.

    Подобные  языки получили название высокоуровневых  языков программирования. Программы, составляемые на таких языках, представляют собой последовательности операторов, структурированные согласно правилам рассматривания языка (задачи, сегменты, блоки и т.д.). Операторы языка описывают действия, которые должна выполнять система после трансляции программы на Машинном Языке.

    2. Проблемно – ориентированные языки

    С расширением областей применения вычислительной техники возникла необходимость  формализовать представление постановки и решение новых классов задач. Необходимо было создать такие языки  программирования, которые, используя  в данной области обозначения и терминологию, позволили бы описывать требуемые алгоритмы решения для поставленных задач, ими стали проблемно – ориентированные языки. Эти языки, ориентированные на решение определенных проблем, должны обеспечить программиста средствами, позволяющими коротко и четко формулировать задачу и получать результаты в требуемой форме.

    Проблемных  языков очень много, например:

    Фортран, Алгол – языки, созданные для  решения математических задач;

    Simula, Слэнг - для моделирования; 

    Лисп, Снобол – для работы со списочными структурами.

    Об  этих языках я расскажу дальше.

    Универсальные языки 

    Универсальные языки были созданы для широкого круга задач: коммерческих, научных, моделирования и т.д. Первый универсальный  язык был разработан фирмой IBM, ставший в последовательности языков Пл/1. Второй по мощности универсальный язык называется Алгол-68. Он позволяет работать с символами, разрядами, числами с фиксированной и плавающей запятой. Пл/1 имеет развитую систему операторов для управления форматами, для работы с полями переменной длины, с данными организованными в сложные структуры, и для эффективного использования каналов связи. Язык учитывает включенные во многие машины возможности прерывания и имеет соответствующие операторы. Предусмотрена возможность параллельного выполнение участков программ.