Классификация языков программирования
МОУ СОШ №5
Тема: «Классификация языков
программирования»
Работу выполнили ученица 11 а класса:
Шутилова Елизавета
Преподаватель:
В.К. Тихонова
Г. Кировск.
2014 г.
Содержание:
1.Виды классификации …………………………………………3
2.Низкоуровневый язык программирования ………………..4
3.Высокоуровневый язык программирования………………4
4. Компилируемый язык программирования ………………..4
5. Интерпретируемый язык программирования ……………5
6.Классы языков программирования ……………………….5
7.Основные понятия ООП ……………………………………...7
8.Основные концепции………………………………………….7
9.Развитие языков программирования………………………7
10.Список литературы…………………………………………15
Виды классификации.
Существует множество классификаций языков программирования.
По степени ориентации на специфические возможности ЭВМ:
● машинно-зависимые;
● машинно-независимые.
К машинно-зависимым языкам программирования относятся
машинные языки, ассемблеры и автокоды, которые
используются в системном программировании. Программа на
машинно-зависимом языке может выполняться только на ЭВМ
данного типа. Программа на машинно-независимом ЯП после
трансляции на машинный язык становится машинно-
зависимой. Этот признак языка программирования определяет
мобильность получаемых программ (возможность переноса на
ЭВМ другого типа).
По степени детализации алгоритма получения результата:
● языки низкого уровня;
● языки высокого уровня;
● языки сверхвысокого уровня.
По степени ориентации на решение определенного
класса задач:
● проблемно-ориентированные;
● универсальные.
По возможности дополнения новыми типами данных и операциями:
● языки систем реального времени;
● языки систем условного времени.
По способу получения результата:
● процедурные;
● непроцедурные.
По типу решаемых задач:
● языки системного программирования;
языки прикладного программирования.
Низкоуровневый язык программирования.
Низкоуровневый язык программирования - язык программирования, близкий к программированию непосредственно в машинных кодах используемого реального или виртуального процессора (пример использования виртуального процессора - язык программирования Java).
Как правило, низкоуровневый язык программирования использует особенности конкретного семейства процессоров. Общеизвестный пример низкоуровневого языка -- язык ассемблера.
Высокоуровневый язык программирования.
Высокоуровневый язык программирования - язык программирования, разработанный для быстроты и удобства использования программистом. Основная черта высокоуровневых языков -- это абстракция, то есть введение смысловых конструкций, кратко описывающих такие структуры данных и операции над ними, описания которых на машинном коде (или другом низкоуровневом языке программирования) очень длинны и сложны для понимания.
Использование разнообразных трансляторов (преобразуют программу, представленную на одном из языков программирования, в программу на другом языке и, в определённом смысле, равносильную первой) и интерпретаторов обеспечивает связь программ, написанных при помощи языков высокого уровня, с различными операционными системами и оборудованием, в то время как их исходный код остаётся, в идеале, неизменным.
Компилируемый язык программирования.
Компилируемый язык программирования - язык программирования, в котором исходный код, написанный пользователем, преобразуется компилятором в машинный код, исполняемый компьютером.
Компилятор -- компьютерная программа или техническое средство, выполняющее преобразование исходного текста программы, написанного на языке высокого уровня, в машинный язык, язык близкий к машинному, или в объектный модуль. Процесс работы компилятора называется компиляцией.
Интерпретируемый язык программирования.
Интерпретируемый язык программирования - язык программирования, в котором исходный код программы не преобразовывается в машинный код для непосредственного выполнения центральным процессором, а исполняется с помощью специальной программы-интерпретатора.
Интерпретатор - программа (иногда аппаратное средство), анализирующее команды или операторы программы и немедленно выполняющее их.
Классы языков программирования.
● директивные (directive), называемые также процедурными
(procedural) или императивными (imperative) - Algol, Fortran,
Basic, Pascal, C.
● декларативные (declarative) языки, в свою очередь
включающие в себя функциональные (functional), такие как
Lisp, Haskell и логические (logical), такие как Prolog.
● объектно-ориентированные (object-oriented). Среди этого
класса наиболее известными представителями являются C++,
Java, Python и Ruby.
Примечание: данная классификация не является
единственной и охватывает лишь наиболее распространенные
языки программирования.
Директивное программирование - один из наиболее естественных для человека подходов к написанию программ. Ведь программа в этом случае состоит из операторов присваивания и предложений, управляющих последовательностью их выполнения. При написании подобной программы необходимо найти такую цепочку команд, которая приведет, в конце концов, к вычислению (и, возможно, печати) одной или нескольких искомых величин.
Процедурное программирование - это парадигма программирования, основанная на концепции вызова процедуры. Процедуры, также известны как подпрограммы, методы или функции (это не математические функции, в отличие от тех, которые моделируются в функциональном программировании). Процедуры просто содержат последовательность шагов для выполнения. В ходе выполнения программы любая процедура может быть вызвана из любой точки, включая саму данную процедуру. Это лучший выбор, чем просто последовательное или неструктурированное программирование во многих ситуациях, которые вызываются умеренной сложностью, или тех, которые требуют значительного упрощения поддержки.
Императивное программирование - это парадигма программирования, которая, в отличие от декларативного программирования, описывает процесс вычисления в виде инструкций, изменяющих состояние программы. Императивная программа очень похожа на приказы, выражаемые повелительным наклонением в естественных языках, то есть это последовательность команд, которые должен выполнить компьютер.
Декларативное программирование.
Особое внимание в декларативном программировании уделяется тому, что нужно сделать, а не тому, как это нужно сделать. Здесь главным является точная формулировка задачи, а выбор и применение необходимого алгоритма для ее решения -- проблема исполняющей системы, но не программиста.
В функциональном программировании процесс вычисления трактуется как вычисление значений функций в математическом понимании последних.
Логическое программирование основано на выводе новых фактов из данных фактов согласно заданным логическим правилам. Логическое программирование основано на теории математической логики.
Объектно-ориентированное программирование (ООП) - парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов.
ООП-результат естественной эволюции более ранних методологий программирования. Потребность в ООП связана со стремительным усложнением разрабатываемых программ и, как следствие, их недостаточной надежностью. Модульное программирование, оказалось не способным решить эту проблему.
Все объекты являются представителями, или экземплярами, классов.
Класс -- это тип, описывающий устройство объектов -- экземпляров.
Основные понятия ООП.
Абстракция данных. Объекты представляют собою упрощенное, идеализированное описание реальных сущностей предметной области. Если соответствующие модели адекватны решаемой задаче, то работать с ними оказывается намного удобнее, чем с низкоуровневым описанием всех возможных свойств и реакций объекта.
Инкапсуляцию можно представить, как защитную оболочку вокруг кода данных, с которыми этот код работает. Оболочка задает поведение и защищает код от произвольного доступа извне.
Наследование - это процесс, в результате которого один тип наследует свойства другого типа. Полиморфизм - это концепция, позволяющая иметь различные реализации для одного и того же метода, которые будут выбираться в зависимости от типа объекта, переданного методу при вызове.
Основные концепции.
● Система состоит из объектов
● Объекты некоторым образом взаимодействуют
между собой
● Каждый объект характеризуется своим состоянием и
поведением
● Состояние объекта задаётся значением полей
данных
● Поведение объекта задаётся методами
Развитие языков программирования.
1. Ассемблер
Язык Ассемблера - это символическое представление машинного языка. Он облегчает процесс программирования по сравнению с программированием в машинных кодах.
Программисту не обязательно употреблять настоящие адреса ячеек памяти с размещенными в них данными, участвующими в операции, и вычисляемые результаты, а также адреса тех команд, к которым программа не обращается.
Некоторые задачи, например, обмен с нестандартными устройствами обработки данных сложных структур невозможно решить с помощью языков программирования высокого уровня. Это под силу ассемблеру.
В принципе, язык Ассемблер является машинным языком. И программист, реализующий какую-либо задачу на языках высокого уровня, с помощью Ассемблера может определить осмыслено ли решение данной задачи, с точки зрения использования ЭВМ.
Умея разобраться в распечатке языка ассемблера, дает возможность облегчить поиск ошибок в программах, т.к. некоторые языки являются компиляторами.
2. Лисп
Один из самых старых языков программирования Фортран был создан в 50-х гг. нашего века. Фортран и подобные ему языки программирования (Алгол, ПЛ/1) предназначались для решения вычислительных задач, возникающих в математике, физике, инженерных расчетах, экономике и т.п. Эти языки в основном работают с числами.
Второй старейший язык программирования Лисп (List In
Обширность области возможных приложений Лиспа вызвала появление множества различных диалектов Лиспа. Это легко объяснимо: применение Лиспа для понимания естественного языка требует определенного набора базисных функций, отличных, например, от используемого в задачах медицинской диагностики.
Существование множества различных диалектов Лиспа привело к созданию в начале 80-х гг. Common LISP Комитета, который должен был выбрать наиболее подходящий диалект Лиспа и предложить его в качестве основного. Этот диалект, выбранный Комитетом в 1985г., получил название Common LISP . В дальнейшем он был принят в университетах США, а также многими разработчиками систем искусственного интеллекта, в качестве основного диалекта языка Лисп.
Язык программирования Лисп существе
Первоначально Лисп был задуман как теоретическое средство для рекурсивных построений, а сегодня он превратился в мощное средство, обеспечивающее программиста разнообразной поддержкой, позволяющей ему быстро строить прототипы весьма и весьма серьезных систем.
Профессор Массачусетского технологического института Дж. Саман заметил, что математическая ясность и предельная четкость Лиспа - это еще не все. Главное - Лисп позволяет сформулировать и запомнить «идиомы», столь характерные для проектов по искусственному интеллекту.
3. Фортран
Одним из первых и наиболее удачных компиляторов стал язык Фортран, разработанный фирмой IBM. Профессор Дж. Букс и группа американских специалистов в области программирования в 1954 году опубликовало первое сообщение о языке. Дословно, название языка FORmulae TRANslation -
Среди причин долголетия Фортрана (а он один из самых распространенных языков в мире), можно отметить простую структуру, как самого Фортрана, так и предназначенных для него трансляторов. Программа на Фортране записывается в последовательности предложений или операторов (описание некоего преобразования информации), и оформляется по определенным стандартам. Эти стандарты накладывают ограничения, в частности, на форму записи и расположения частей оператора в строке бланка для записи операторов. Программа, записанная на Фортране, представляет собой один или несколько сегментов (подпрограмм) из операторов. Сегмент, управляющий работой всей программы в целом, называется основной программой.
Фортран был задуман для использования в сфере научных и инженерно-технических вычислений. Однако на этом языке легко описываются задачи с разветвленной логикой (моделирование производственных процессов, решение игровых ситуаций и т.д.), некоторые экономические задачи и особенно задачи редактирования (составление таблиц, сводок, ведомостей и т.д.).
Модификация языка Фортран, появившиеся в 1958 году, получила название Фортран II и содержала понятие подпрограммы и общих переменных для обеспечения связи между сегментами.
К 1962 году относится появление языка, известного под именем Фортран IV и ставшего наиболее употребительным в настоящее время. К этому же времени относится и начало деятельности комиссии при Американской Ассоциации Стандартов (ASA), которая выработала к 1966 году два стандарта - языки Фортран и базисный (основной) Фортран (Basic FORT
4. Бейсик
Как знаменитые гамбургеры, бейсбол и баскетбол, Бейсик - это продукт Новой Англии. Как я говорил, созданный в 1964г., как язык обучения программированию. Бейсик являе
Вскоре как обучаемые, так и авторы программ обнаружили, что Бейсик может делать практически все то, что делает скучный неуклюжий Фортран. А так как Бейсику было легко обучиться и легко с ним работать, программы на нем писались обычно быстрее, чем на Фортране. Бейсик был также доступен на персональных компьютерах, обычно он встроен в ПЗУ. Так Бейсик завоевал популярность. Интересно, что спустя 20 лет после изобретения Бейсика, он и сегодня самый простой для освоения из десятков языков общецелевого программирования, имеющихся в распоряжении любителей программирования. Более того, он прекрасно справляется с работой.
Несмотря на высказывания снобов - сторонников языков Си и Паскаля, Бейсик сч
Несмотря на отдельные недостатки Бейсика, никто не будет отрицать, что Кемени и Куртс достигли основной цели: сделать программирование доступнее для большего числа людей.
Исторически Бейсик обычно реализовался как интерпретатор (знакомым изомером является сам интерпретаторы Бейсик). Причинами перехода от любительского уровня к профессиональному являются многочисленные расширения классической версии языка: возможность отключения нумерации строк, много строковые структурированные программные конструкции, структуры типа "запись", поименованные подпрограммы с параметрами и локальные переменные.
Более того, с появлением транслятора QuickBasic фирмы M
5. Рефал
Несомненно, надо рассказать и о некоторых языках программирования созданных у нас на родине. Один из таких языков является Рефал, разработанный у нас в России (СССР), в 1966г. ИПМ АН СССР. Этот язык прост и удобен для описания манипуляций над произвольными текстовыми объектами.
Рефал широко применяется при разработке трансляторов с алгоритмических языков как универсальных и проблемно - ориентированных, так и автокодов. Кроме использования в задачах трансляции, Рефал имеет такие важные сферы применения, как машинное выполнение громоздких аналитических выкладок в теоретической физике и прикладной математике; проектирование «умных» информационных систем, осуществляющих нетривиальную логическую обработку информации; машинное доказательство теорем; моделирование целенаправленного поведения; разработка диалоговых обучающих систем; исследования в области искусственного интеллекта и т.п.
Программирование на Рефале имеет специфику, связанную, прежде всего, с тем, что Рефал является языком функционального типа в отличие от обычных операторных языков типа Алгол, Фортран и т.д. Если программа на операторных языках - ни что иное, как совокупность приказов-операторов, то программа на Рефале представляет собой по существу описание связей и отношений между определенными понятиями.
Вследствие того, что в Рефале программист сам определяет структуру обрабатываемой информации, эффективность программы существенно зависит от удачного или неудачного выбора этой структуры. Для задания структур в Рефале используются скобки, а специфика всех реализаций языка такова, что использование скобок резко повышает эффективность выполнения программы. Это достигается с помощью адресного соединения скобок.
Определенной спецификой обладают и переменные типа «выражения» - имеется в виду их способность удлиняться при отождествлении. Правильное использование переменных этого типа также позволяет значительно повысить эффективность Рефал - программы.
6. Лекс
Лекс - генератор программ лексического анализа. Лексический анализ - это распознавание лексем во входном потоке символов. Предположим, что задано некоторое конечное множество слов (лексем) в некотором языке и некоторое входное слово. Необходимо установить, какой элемент множества (если он существует) совпадает с данным входным словом. Обычно лексический анализ выполняется так называемым лексическим анализатором. Лексический анализатор - это программа. Лексический анализ применяется во многих случаях, например, для построения пакетного редактора или в качестве распознавателя директив в диалоговой программе и т.д. Однако, наиболее важное применение лексического анализатора - это использование его в компиляторе. Здесь лексический анализатор выполняет функцию программы ввода данных.
Лексический анализатор выполняет первую стадию компиляции - читает строки компилируемой программы, выделяет лексемы и передает их на дальнейшие стадии компиляции (грамматический разбор, кодогенерацию и т.д.).
Лексический анализатор распознает тип каждой лексемы и соответствующим образом помечает ее. Например, при компиляции Си-программы могут быть выделены следующие типы лексем: число, идентификатор, оператор, ограничитель и т.д.
Лексический анализатор должен не только выделить лексему, но и выполнить некоторые преобразования. Например, если лексема - число, то его необходимо перевести во внутреннюю (двоичную) форму записи как число с плавающей или фиксированной запятой. А если лексема - идентификатор, то его необходимо разместить в таблице, чтобы в дальнейшем обращаться к нему не по имени, а по адресу в таблице.
Хотя лексический анализ по своей идее прост, тем не менее, эта фаза работы компилятора часто занимает больше времени, чем любая другая. Частично это происходит из-за необходимости просматривать и анализировать исходный текст символ за символом. Иногда даже бывает необходимо вернуть прочитанный символ во входной поток с тем, чтобы повторить просмотр и анализ.
7. Cи
Си - это язык программирования общего назначения, хорошо известный своей эффективностью, экономичностью, и переносимостью. Указанные преимущества Си обеспечивают хорошее качество разработки почти любого вида программного продукта. Использование Си в качестве инструментального языка позволяет получать быстрые и компактные программы. Во многих случаях программы, написанные на Си, сравнимы по скорости с программами, написанными на языке ассемблера. При этом они имеют лучшую наглядность и их более просто сопровождать. Си сочетает эффективность и мощность в относительно малом по размеру языке.
Си - это замечательный язык, и хотя некоторым он не нравится, но все же большинство программистов его любят. На Си вы можете создавать программы, которые делают все, что вы пожелаете. Нет другого такого языка, который бы так же стимулировал к программированию. Создается впечатление, что остальные языки программирования воздвигают искусственные препятствия для творчества, а Си - нет. Использование этого языка позволяет сократить затраты времени на создание работающих программ. Си позволяет программировать быстро, эффективно и предсказуемо. Еще одно преимущество Си заключается в том, что он позволяет использовать все возможности вашей ЭВМ. Этот язык создан программистом для использования другими программистами, чего о других языках программирования сказать нельзя.
Особенности языка Си.
Язык Си имеет свои существенные особенности, давайте перечислим некоторые из них:
Си обеспечивает полный набор операторов структурного программирования. Си предлагае
Си поддерживает указатели на переменные и функции. Указатель на объект программы соответствует машинному адресу этого объекта. Посредством разумного использования указателей можно создавать эффективно-выполняемые программы, так как указатели позволяют ссылаться на объекты тем же самым путем, как это делает машина. Си поддерживает арифметику указателей, и тем самым позволяет осуществлять непосредственный доступ и манипуляции с адресами памяти.
В своем составе Си содержит препроцессор, который обрабатывает текстовые файлы перед компиляцией. Среди его наиболее полезных приложений при написании программ на Си являются: определение программных констант, замена вызовов функций аналогичными, но более быстрыми макросами, условная компиляция. Препроцессор не ограничен процессированием только исходных текстовых файлов Си, он может быть использован для любого текстового файла.
Си-гибкий язык, позволяющий принимать в конкретных ситуациях самые разные решения. Тем не менее, и налагает незначительные ограничения в таких, например, действиях, как преобразование типов. Во многих случаях это является достоинством, однако программисты должны хорошо знать язык, чтобы понимать, как будут выполняться их программы.
Недостатки языка Си:
Также, как и особенностей, в языке Си присутствует куча недостатков. Ведь от них не защищен не один проект, в том числе проект разработки и выполнения программ, на языке Си:
Язык Си предъявляет достаточно высокие требования к квалификации использующего его программиста. При изучении Си желательно иметь представление о структуре и работе компьютера. Большую помощь и более глубокое понимание идей Си, как языка системного программирования, обеспечат хотя бы минимальное знание языка ассемблер. Уровень старшинства некоторых операторов не является общепринятым, некоторые синтаксические конструкции могли бы быть лучше. Тем не менее, как оказалось Си - чрезвычайно эффективный и выразительный язык, пригодный для широкого класса задач.
Список литературы.
1. http://www3.msiu.ru/~spichkov/
2. http://ref.repetiruem.ru/
- Классификация языков программирования
- Классификация языковых инноваций
- Классификая костей
- Классифиуация бухгалтерских документов
- Классицизм
- Классицизм
- Классицизм
- Классификация юридических наук в структуре правоведения
- Классификация юридических терминов
- Классификация юридических фактов в гражданском праве
- Классификация языка
- Классификация языков
- Классификация языков
- Классификация языков мира