Letysite.ru

IT Новости с интернет пространства
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Отметьте все языки программирования высокого уровня

Студентик.РФ

Уровни языков программирования

Уровни языков программирования.

Если язык программирования ориентирован на конкретный тип процессора и учитывает его возможности, то он называется языком программирования низкого уровня.

Низкий уровень языка программирования не означает плохой уровень.
Имеется ввиду, что операторы языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора.

Языком самого низкого уровня является язык ассемблера, который представляет каждую команду машинного кода с помощью удобных для восприятия человеком символических условных обозначений, называемых мнемокодами.

Язык ассемблера дает возможность составлять программы в терминах команд машинного языка, но с использованием более удобной системы обозначений.
Использование языка ассемблера, как правило, ограничивается областью системного программирования, т.е. разработкой операционных систем или их компонентов, разработкой драйверов и т.д.

Так как наборы команд для каждой модели процессора отличаются между собой, то конкретной компьютерной архитектуре соответствует свой язык ассемблера.

Для перевода программы с языка ассемблера в понимаемый процессором машинный код требуется специальная программа, которая также называется ассемблером.

В общем случае программу, которая переводит программу, написанную на языке высокого уровня в машинный код, называют компилятором.

С помощью языков низкого уровня создаются очень эффективные и быстро выполняемые программы, так как разработчик получает доступ ко всем возможностям процессора. С другой стороны, при этом требуется очень хорошо понимать устройство компьютера, требуется больше времени для программирования и результирующая программа не может быть перенесена на компьютер с другим типом процессора.

Языки низкого уровня часто применяют для написания системных приложений, например драйверов устройств, когда важнейшими требованиями становятся быстродействие и возможность прямого доступа к аппаратным ресурсам.

Языки программирования высокого уровня значительно ближе и понятнее человеку. Особенности конкретных компьютерных архитектур в них не учитываются, поэтому создаваемые программы на уровне исходных текстов легко переносятся на другие платформы, для которых создан транслятор этого языка. Разрабатывать программы на языках высокого уровня значительно проще, а ошибок при этом допускается гораздо меньше.

Для перевода отдельных инструкций программы, написанной на языке высокого уровня, в двоичный код, с которым может работать процессор, служат специальные программы, которые называются трансляторами.

Иногда рассматривают три уровня языков программирования:

  • машинные (самого низкого уровня);
  • машинно-ориентированные (ассемблеры);
  • машинно-независимые (высокого уровня).

Машинные и машинно-ориентированные языки требуют подробного описания самых мелких деталей процесса обработки данных.
При программировании на машинном языке можно держать под контролем каждую команду процессора и использование каждой ячейки памяти, тем самым максимально использовать все возможности компьютера. Но процесс этот очень трудоемкий и утомительный, а программы получаются громоздкими.
Поэтому, если нужно разработать эффективную программу, в максимальной степени учитывающую специфику конкретного компьютера, то вместо машинных языков используют близкие к ним машинно-ориентированные языки (ассемблеры). Во всех остальных случаях используют, как правило, языки высокого уровня.

Языки высокого уровня были созданы для того, чтобы освободить программиста от учета технических особенностей конкретных компьютеров.

Уровень языка характеризуется степенью его близости к обычной человеческой речи. Машинный язык радикально от нее отличается.

Важным преимуществом языков высокого уровня является их универсальность, независимость от аппаратуры. Программа, написанная на таком языке, может выполняться на разных компьютерах.

Транслятор — это программа, предназначенная для автоматического перевода описания алгоритма решения задачи с одного формального языка на другой. Причем исходным языком является язык высокого уровня, а конечным – машинный язык (машинный код).

Если трансляция сопровождается выполнением каждой команды после ее перевода в машинный код, то такой транслятор называют интерпретатором.

Если же трансляция сопровождается только переводом программы с одного языка на другой (т.е. с языка высокого уровня на машинный язык) без выполнения каждой команды после ее перевода в машинный код, то такой транслятор называют компилятором.

В настоящее время в мире существует несколько тысяч языков программирования. Для программирования выбирают тот язык, который наилучшим образом подходит для решения той тли иной задачи.

Языки программирования, приспособленные для каких-то специфических задач, называют специальными.
Например, для решения инженерных задач раньше часто использовали ФОРТРАН (FORTRAN), программы для выполнения в сети Интернет пишут, например, на языках PHP, Perl, JavaScript и др.

Специальные языки имеют такие операторы, которые позволяют решать специальные задачи наиболее просто. Обычно эти языки изучают после устройства на работу. Изучать их заранее не имеет смысла.

Кроме специальных существуют универсальные языки программирования. Это языки, с помощью которых можно решать очень широкий круг задач.

Языки программирования высокого уровня

Понятие высокоуровневых языков программирования

Высокоуровневые языки появились сравнительно поздно, в 1970-х гг., т.е. примерно через 20 лет после появления компьютеров с современной архитектурой. Создание таких языков было обусловлено стремлением избавить программистов от трат времени и умственных усилий на рутинные операции, связанные с учетом особенностей тех или иных компьютерных архитектур.

Язык программирования (ЯП) высокого уровня — формализованная семантическая система, максимально приближенная к обычному человеческому языку или иным привычным знаковым системам (например, математическим формулам). Язык высокого уровня в минимальной степени привязан к процессору или операционной системе и направлен на то, чтобы программист сосредоточился на решении поставленной задачи, не отвлекаясь на особенности устройства компьютера.

Рассмотрим наиболее популярные на сегодняшний день языки программирования, а также наиболее перспективные новинки.

Традиционные языки программирования

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

За последние десятилетия сложился устойчивый круг эффективных ЯП, удерживающих лидирующие позиции в рейтингах популярности.

Языки с Си-подобным синтаксисом

Рисунок 1. Деннис Ритчи и фрагмент кода на языке Си. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Язык Си, появившийся на рубеже 1960-1970-х гг. и ставший одним из наиболее востребованных за всю историю развития компьютерных технологий, дал толчок формированию большого количества языков, развивающих заложенные в нем идеи:

  • C++ — универсальный объектно-ориентированный язык, реализации которого существуют практически для всех популярных операционных систем (Unix, Windows, MacOS); программы, написанные на C++ отличаются высокой производительностью, надежностью и масштабируемостью; язык обладает развитой системой библиотек для решения практически любых задач;
  • Objective C — версия Си для разработки программ, запускаемых на платформах Apple (MacOS, iOS);
  • C# — язык, применяемый преимущественно для разработки программ для работы в операционной системе Windows;
  • Java — универсальный язык, заявленный с самого момента своего появления на рынке как кроссплатформенный, т.е. написанный на Java код можно без внесения изменений использовать на любой операционной системе, в том числе на мобильных устройствах (хотя, все-таки, с некоторыми оговорками);
  • JavaScript — интерпретируемый язык для написания веб-приложений; пригоден для решения широкого круга задач благодаря активно развивающемуся в последние годы фреймворку Node.js.

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

К семейству Си-подобных языков относятся и другие средства разработки: PHP, Perl, Bash и др.

Python

Одним из самых популярных и востребованных ЯП в последние годы является интерпретируемый язык Python. Круг его возможностей чрезвычайно широк: от написания прошивок для встраиваемой техники до систем искусственного интеллекта. При этом Python обладает простым синтаксисом, низким порогом вхождения, широким коммьюнити, обширной коллекцией библиотек и модулей. Он хорошо документирован и обладает широкой образовательной базой для обучения новичков.

Рисунок 2. Логотип Python-foundation. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Haskell

Haskell — популярный универсальный язык, ориентированный на функциональное программирование. Его сильной стороной является полноценная поддержка т.н. отложенных вычислений.

Erlang

Erlang — язык программирования функционального типа, направленный на создание распределённых вычислительных систем. Развивается усилиями корпорации Ericsson.

Новые языки программирования

Развитие языков программирования активно продолжается в связи с бурным ростом вычислительных возможностей современной техники. В последние годы появилось несколько языков, уверенно отвоевывающих популярность у традиционных средств разработки. Перечислим некоторые из них.

Рисунок 3. Популярность новых языков программирования. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Go

Язык Go, разрабатываемый и поддерживаемый компанией Google, стал одним из первых, учитывающих преимущества многоядерных процессоров: он отлично поддерживает многозадачность, что обеспечивает высокую производительность написанных на нем приложений.

Rust

Развиваемый организацией Mozilla Foundation язык Rust позиционируется как низкоуровневый, однако код, написанный на нем считается безопасным, т.е. можно сказать, что Rust преодолевает один из главных недостатков низкоуровневых языков. Приоритетными в развитии Rust считаются эргономика, скорость и безопасность.

Swift

Swift — новый язык от компании Apple, призванный заменить устаревший Objective-C. Этот ЯП предназначен для разработки нативных приложений как для iOS (мобильные устройства), так и для MacOS (десктопные системы). Приложения, написанные на Swift, демонстрируют высокую производительность. Кроме того, он хорошо подходит для создания 2D-игр. На развитие Swift большое влияние оказали ЯП Ruby и Python.

Читать еще:  Алгоритмические языки программирования относятся к

Kotlin

Kotlin – язык, созданный на платформе Java. Он всё чаще используется для написания мобильных приложений, работающих в среде ОС Android. Kotlin обладает более низким порогом вхождения по сравнению с Java, при этом он полностью поддерживается в привычной для разработчиков мобильных программ IDE Android Studio. Вполне вероятно, что Kotlin может со временем стать основным языком разработки для этого класса мобильных устройств.

Приятно отметить, что язык Kotlin создан российскими разработчиками и назван в честь острова, расположенного близ Санкт-Петербурга.

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Pascal, Fortran, 1C: почему умирают старые языки программирования

По разным оценкам, на сегодняшний день в мире существует от 2,5 до 10 тыс. языков программирования различного уровня и типа. На них только в России пишут около 500 тыс. человек, а точное количество программистов по всему миру до конца неизвестно — цифры расходятся от 18 до 25 млн разработчиков. Они работают в разных сферах — одни занимаются бэкенд-разработкой, другие — фронтенд, третьи пишут нейросети и работают с большими данными. «Хайтек» составил список языков программирования, на которых практически перестали работать уже сейчас либо которые забудутся уже в ближайшие годы.

В последнее десятилетие ИТ-сфера стала одной из самых высокооплачиваемых и модных во всем мире. Давно пропал стереотип, что программисты — это толстенькие мальчики в очках, целыми днями сидящие за компьютером, а работать в технологической отрасли хотят все больше и больше людей, даже переходя туда из других сфер.

И судя по тому, как развивается человечество, потребность в программистах с каждым годом будет все увеличиваться. Как и количество языков, на которых будут решаться абсолютно новые задачи.

Язык ассемблера

Физические принципы работы электронных устройств ЭВМ таковы, что компьютер может воспринимать только команды, которые состоят из единиц и нулей — последовательность перепада напряжения, машинный код.

Первоначально программисты писали на машинном коде — только он был понятен компьютерам. В итоге любая программа выглядела как гигантская череда единиц и нулей — без возможности дебага, тестирования и ускорения этого процесса. Однако самым большим минусом машинного языка оказалась его машинно-зависимость — каждому типу компьютеров необходимо было составлять собственную программу.

Именно в качестве автоматизации машинного языка (на котором и сейчас периодически пишут код, но специалистов такого плана в мире осталось очень и очень немного) появился первый язык низкого уровня — ассемблер. С его помощью можно было представлять машинный код в более понятном для человека виде — именно тут появляются первые команды, которые отражают суть задачи. Например, команда сложения двух цифр на машинном коде выглядела как 000010, а на ассемблере — add.

Однако ассемблер взял в себя и достаточно фундаментальные особенности машинного кода — он оставался машинно-зависимым, ориентируемым на конкретный тип процессора и учитывал его особенности. С одной стороны, это подходило под высоконагруженные задачи, поскольку в таких условиях писались самые быстрые программы. Они обращались напрямую к процессору, но уже не состояли из нулей и единиц. С другой — под каждый процессор приходилось переписывать программу заново, а учитывая размеры машинного года, на это уходило огромное количество времени.

Сложность написания на ассемблере сложных многоуровневых программ привело к созданию языков высокого уровня. При этом сейчас ассемблер все еще иногда используют — для написания очень специфических фрагментов программ, например, драйверов, работающих с железом. Еще им пользуются хакеры, которые создают очень быстрые и легкие вирусы.

По сути, ассемблер будет существовать до тех пор, пока ЭВМ не сменят архитектуру процессоров, например, на биотехническую. При этом ассемблер давно стал настолько узкоспециализированным, что говорить о его развитии и активной жизни нельзя, а существует он только по абсолютно естественным причинам.

Все языки программирования делятся на условные пять типов:

Низкого уровня. К ним, в первую очередь, относят машинные языки, которые реализуются непосредственно на аппаратном уровне. Это первое существующее поколение языков программирования.

Языки второго поколения, так называемые языки ассемблера. Они немного упрощают взаимодействие пользователя с машинным кодом, при этом позволяя точно контролировать, как требуемая функциональность будет выполняться на определенном процессоре с ювелирной точностью. Минусом, как и у программ, написанных на машинном языке, является их машинно-зависимость — под каждый процессор необходимо писать свой код программы.

Высокого уровня. К 1970-м годам сложность программ на языках ассемблера увеличилась настолько, что программисты перестали с ними справляться. В итоге появились языки программирования высокого уровня. Они намного легче переносятся с компьютера на другой и модифицируются, а программистам работать на них намного проще, чем раньше. В эту категорию входят практически все самые распространенные сейчас языки — C, C++, Python, Java, JavaScript, PHP.

Эти три типа языков входят в императивную парадигму программирования. Это классический тип программирования, когда в коде указывают команды процессору, а все эти инструкции выполняются по очереди. По сути, в коде описывается, как решить определенную задачу и предоставить результат. Еще два типа языков входят в декларативную парадигму — полную противоположность императивной. Ее главной особенностью считается другой подход к программированию. В коде должно указываться, что будет представлять собой программа и каким должен быть результат.

Языки программирования четвертого поколения (4GL) представляют собой скорее среды для разработчиков, где можно писать код. Они предназначены для реализации крупных проектов, повышают надежность их разработки и скорость создания. Ориентированы на специализированные области применения и используют не универсальные, а объектно-ориентированные языки, оперирующие конкретными понятиями. В них встраиваются мощные операторы и библиотеки, позволяющие одной строкой описать такую функциональность, для реализации которой на языках младших поколений потребовались бы тысячи строк исходного кода. 4GL в качестве кода могут использовать даже визуальные образы и естественные языки.

Пятый уровень программирования. Появление языков этого поколения датируется серединой 90-х годов. К ним относятся также системы автоматического создания программ с помощью визуальных средств разработки, без знания программирования. По сути, этими средами должны пользоваться даже люди без навыков написания кода. Инструкции же вводятся в компьютер в максимально наглядном виде с помощью методов, наиболее удобных для человека. Как и предыдущий уровень программирования, это среда для написания кода, а не сам язык.

Язык программирования Fortran

Именно первый язык высокого уровня Fortran пришел на смену ассемблеру в 1957 году. Название Fortran является сокращением от FORmula TRANslator — «переводчик формул». Несмотря на критику, его быстро приняли в компьютерном обществе, особенно в научной среде.

Структура Fortran позволяла просто создавать программы с интенсивными вычислениями, а включение комплексного типа данных сделало его особенно подходящим для технических разработок и инженерных вычислений.

Его используют и сейчас в научном сообществе, но в основном из-за гигантского количества библиотек с уже решенными задачами, которые математики создавали десятилетиями — и их нет смысла переписывать на другие языки. Особенно десятки тысяч готовых пакетов с перемноженными матрицами и решениями сложных интегральных уравнений.

1С — редкий язык программирования, использующий кириллицу

Язык программирования 1C практически не выбирают молодые программисты — средний возраст разработчиков на этом языке составляет более 35 лет. Средой исполнения языка 1С является платформа «1С:Предприятие», при этом все команды и вообще вся разработка ведутся на русском языке.

Во время проектирования этого языка в середине 90-х годов такой подход был разумным, поскольку 1С стал одним из самых массовых языков программирования на территории стран СНГ. Однако в дальнейшем именно использование кириллицы ограничило рост языка, и постепенно он начал терять свою популярность. Да, разработчики добавили возможность написания кода и на английском языке, однако это не сильно повлияло на интеграцию языка в мировое сообщество.

Даже несмотря на то, что платформы 1С являются практически монополистами бухгалтерского рынка стран СНГ, язык, на котором работают все внутренние платформы, не является универсальным. В связи с этим либо языку придется сильно измениться, либо компании 1С постепенно переходить на другие, более перспективные языки программирования.

Objective-C — фирменный язык Apple

Язык программирования Objective-C появился еще в 1980-х годах, однако широкую популярность приобрел только в 2009 году — после выхода культового смартфона iPhone 3G. Сам язык Objective-C совмещал в себе идеи C и Smalltalk — применения систем с оконным управлением.

Несмотря на востребованность языка, Apple пришлось отказаться от его использования из-за большого количества критических ошибок, а также ограниченности его использования.

Читать еще:  Учебная практика по программированию задания

Вместо Objective-C разработчики Apple представили язык программирования Swift, на котором теперь работают все приложения, написанные под iPhone. Сейчас компания Apple почти перестала поддерживать Objective-C.

При этом в ближайшие годы у разработчиков, знающих Objective-C, будет довольно много работы. Это связано с тем, что многие приложения написаны на этом языке и их необходимо будет поддерживать.

J# от Microsoft

С постепенным распространением программной платформы .NET Framework компания Microsoft решила создать собственный скрипт программирования, который бы смог заменить популярнейший язык Java для разработчиков.

J# в итоге оказался недоделанным и с практически полностью скопированным синтаксисом у Java. Даже для поддержки .NET Framework языку J# пришлось использовать дополнительные библиотеки — это еще больше усложняло работу с ним.

Сейчас J# перестал поддерживаться Microsoft и исключен из пакета Visual Studio, поэтому его изучение для программистов стало абсолютно бессмысленным.

ActionScript и Flash Player

Достаточно популярный еще пять лет назад язык программирования ActionScript от компании Adobe. Он имеет достаточно узкую направленность — именно с его помощью работает веб-плеер Flash Player, а его скорость и эффективность оказались намного выше, чем у JavaScript.

Основным недостатком ActionScript оказалась именно работа Flash Player. Его чаще всего использовали хакеры для взлома компьютеров, он имел множество внутренних критических слабостей, которые невозможно заделать патчами.

Поэтому многие ИТ-компании постепенно отказались от поддержки Flash Player, оставив его альтернативой HTML 5. В итоге и Adobe решила отказаться от поддержки этого языка к 2020 году. До конца непонятно, собирается ли компания представить какой-то аналог этого языка или работа веб-плеера полностью перейдет на формат HTML 5.

Вообще существуют тысячи мертвых языков, которыми почти никто не пользуется. И в дальнейшем их будет появляться еще больше — на базе существующих языков постоянно возникают новые, а программисты пишут очередные фреймворки, обновляя их. При этом каждое новое поколение программистов будет изучать либо фундаментальные языки, либо самые новые и востребованные, тогда как старые и специфические среды для создания кода будут помнить лишь небольшие группы людей.

Язык программирования. Языки низкого и высокого уровня

Язык программирования — формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, определяющих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель под её управлением.

Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало более восьми тысяч языков программирования (включая нестандартные, визуальные и эзотерические языки). Каждый год их число увеличивается. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты могут владеть десятком и более разных языков программирования.

Язык программирования предназначен для написания компьютерных программ, которые представляют собой набор правил, позволяющих компьютеру выполнить тот или иной вычислительный процесс, организовать управление различными объектами, и т. п. Язык программирования отличается от естественных языков тем, что предназначен для
взаимодействия человека с ЭВМ, в то время как естественные языки используются для общения людей между собой. Большинство языков программирования использует специальные конструкции для определения и манипулирования структурами данных и управления процессом вычислений.

Как правило, язык программирования существует в виде:

  • стандарта языка — набора спецификаций, определяющих его синтаксис и семантику; стандарт языка может исторически развиваться (см. подробнее стандартизация);
  • воплощений (реализаций) стандарта — собственно программных средств, обеспечивающих работу согласно тому или иному варианту стандарта языка; такие программные средства различаются по производителю, марке и варианту (версии), времени выпуска, полноте воплощения стандарта, дополнительным возможностям; могут иметь определённые ошибки или особенности воплощения, влияющие на практику использования языка или даже на его стандарт.

Способы реализации языков

Языки программирования могут быть реализованы как: компилируемые, интерпретируемые и встраиваемые.
Программа на компилируемом языке при помощи компилятора (особой программы) преобразуется (компилируется) в машинный код (набор инструкций) для данного типа процессора и далее собирается в исполнимый модуль, который может быть запущен на исполнение как отдельная программа. Другими словами, компилятор переводит исходный текст программы с языка программирования высокого уровня в двоичные коды инструкций процессора.

Если программа написана на интерпретируемом языке, то интерпретатор непосредственно выполняет (интерпретирует) исходный текст без предварительного перевода. При этом программа остаётся на исходном языке и не может быть запущена без интерпретатора. Процессор компьютера, в этой связи, можно назвать интерпретатором для машинного кода.

Разделение на компилируемые и интерпретируемые языки является условным. Так, для любого традиционно компилируемого языка, как, например, Паскаль, можно написать интерпретатор. Кроме того, большинство современных «чистых» интерпретаторов не исполняют конструкции языка непосредственно, а компилируют их в некоторое
высокоуровневое промежуточное представление (например, с разыменованием переменных и раскрытием макросов).
Для любого интерпретируемого языка можно создать компилятор — например, язык Лисп, изначально интерпретируемый, может компилироваться без каких бы то ни было ограничений. Создаваемый во время исполнения программы код может так же динамически компилироваться во время исполнения.

Как правило, скомпилированные программы выполняются быстрее и не требуют для выполнения дополнительных программ, так как уже переведены на машинный язык. Вместе с тем, при каждом изменении текста программы требуется её перекомпиляция, что замедляет процесс разработки. Кроме того, скомпилированная программа может выполняться только на том же типе компьютеров и, как правило, под той же операционной системой, на которую был рассчитан компилятор. Чтобы создать исполняемый файл для машины другого типа, требуется новая компиляция.
Интерпретируемые языки обладают некоторыми специфическими дополнительными возможностями (см. выше), кроме того, программы на них можно запускать сразу же после изменения, что облегчает разработку.

Программа на интерпретируемом языке может быть зачастую запущена на разных типах машин и операционных систем без дополнительных усилий.
Однако интерпретируемые программы выполняются заметно медленнее, чем компилируемые, кроме того, они не могут выполняться без программы-интерпретатора.
Некоторые языки, например, Java и C#, находятся между компилируемыми и интерпретируемыми. А именно, программа компилируется не в машинный язык, а в машинно-независимый код низкого уровня, байт-код. Далее байт-код выполняется виртуальной машиной. Для выполнения байт-кода обычно используется интерпретация, хотя отдельные его части для ускорения работы программы могут быть транслированы в машинный код непосредственно во время выполнения программы по технологии компиляции «на лету» (Just-in-time compilation, JIT). Для Java байт-код исполняется виртуальной машиной Java (Java Virtual Machine, JVM), для C# — Common Language Runtime.

Подобный подход в некотором смысле позволяет использовать плюсы как интерпретаторов, так и компиляторов. Следует упомянуть, что есть языки, имеющие и интерпретатор, и компилятор (Форт).

Языки программирования низкого уровня

Первые компьютеры приходилось программировать двоичными машинными кодами. Однако программировать таким образом — довольно трудоемкая и тяжелая задача. Для упрощения этой задачи начали появляться языки программирования низкого уровня, которые позволяли задавать машинные команды в 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 после этого использовать уже без компилятора (примером является исполняемые файлы с расширением *.exe).
  • интерпретаторы — превращают часть программы в машинный код, выполняют его 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 её нужно почти полностью переписать. Определенные различия есть 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 и телефонов содержат существенные различия.
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

Особенности конкретных компьютерных архитектур в них не учитываются, поэтому созданные приложения легко переносятся с компьютера на компьютер. В большинстве случаев достаточно просто перекомпилировать программу под определенную компьютерную архитектурную и операционную систему. Разрабатывать программы на таких языках значительно проще и ошибок допускается меньше. Значительно сокращается время разработки программы, что особенно важно при работе над большими
программными проектами.
Сейчас в среде разработчиков считается, что языки программирования, которые имеют прямой доступ к памяти и регистров или имеют ассемблерные вставки, нужно считать языками программирования с низким уровнем абстракции. Поэтому большинство языков, считавшихся языками высокого уровня до 2000 года сейчас уже таковыми не считаются.

  • Адресный язык программирования
  • Фортран
  • Кобол
  • Алгол
  • Pascal
  • Pascal ABC
  • Python
  • Java
  • C
  • Basic
  • C++
  • Objective-C
  • Smalltalk
  • C#
  • Delphi
Читать еще:  Онлайн калькулятор нелинейное программирование

Недостатком некоторых языков высокого уровня является большой размер программ в сравнении с программами на языках низкого уровня. С другой стороны, для алгоритмически и структурно сложных программ при использовании суперкомпиляции преимущество может быть на стороне языков высокого уровня. Сам текст программ на языке высокого уровня меньше, однако, если взять в байтах, то код, изначально написанный на ассемблере, будет более компактным. Поэтому в основном языки высокого
уровня используются для разработки программного обеспечения компьютеров и устройств, которые имеют большой объём памяти. А разные подвиды ассемблера применяются для программирования других устройств, где критичным является размер программы.

Используемые символы

Современные языки программирования рассчитаны на использование ASCII, то есть доступность всех графических символов ASCII является необходимым и достаточным условием для записи любых конструкций языка. Управляющие символы ASCII используются ограниченно: допускаются только возврат каретки CR, перевод строки LF и
горизонтальная табуляция HT (иногда также вертикальная табуляция VT и переход к следующей странице FF).

Ранние языки, возникшие в эпоху 6-битных символов, использовали более ограниченный набор. Например, алфавит Фортрана включает 49 символов
(включая пробел): A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 = + — * / () . , $ ‘ :
Заметным исключением является язык APL, в котором используется очень много специальных символов.
Использование символов за пределами ASCII (например, символов KOI8-R или символов Юникода) зависит от реализации: иногда они разрешаются только в комментариях и символьных/строковых константах, а иногда и в идентификаторах. В СССР существовали языки, где все ключевые слова писались русскими буквами, но большую популярность подобные языки не завоевали.
Расширение набора используемых символов сдерживается тем, что многие проекты по разработке программного обеспечения являются международными. Очень сложно было бы работать с кодом, где имена одних переменных записаны русскими буквами, других — арабскими, а третьих — китайскими иероглифами. Вместе с тем, для работы с текстовыми данными языки программирования нового поколения (Delphi 2006, C#, Java) поддерживают Unicode.

Информатика: учебник для студентов всех направлений и специальностей подготовки

ФБГОУ ВПО «Новосибирский государственный технический университет»

Главная страница / 26. Эволюция и классификация языков прог. 26.3. Языки высокого уров.

26.3. Языки высокого уровня

Навигация по разделам:

Языки высокого уровня были разработаны для того, чтобы освободить программиста от анализа технических особенностей конкретных компьютеров, их архитектуры.

Язык высокого уровня – язык программирования, который обеспечивает описание задачи в наглядном, легко воспринимаемом виде, удобном для программиста.

Алгоритмические языки в значительной мере являются машинно-независимыми . Они облегчают работу программиста и повышают надежность создаваемых программ. Однако программы, написанные на языках высокого уровня, требуют перевода в машинные коды с помощью трансляторов.

Первым общепризнанным языком высокого уровня можно по праву назвать Fortran , первая версия которого появилась в ноябре 1954 года.

Языки программирования высокого уровня:

  • процедурные;
  • функциональные;
  • логические;
  • объектно-ориентированные.

26.3.1. Процедурные языки программирования

Процедурные (алгоритмические) языки (Fortran, Cobol, Algol, Basic, Pascal, C и др.) предназначены для однозначного описания алгоритмов. Для решения задачи процедурные языки требуют в той или иной форме явно записать процедуру ее решения. Программа на процедурном языке программирования состоит из последовательности операторов (инструкций), задающих те или иные действия.

Фортран (FORTRAN, FORmula TRANslation) – язык программирования высокого уровня, разработанный фирмой IBM в 1956 году для описания алгоритмов решения вычислительных задач. Наиболее распространенными версиями этого языка являются Фортран IV, Фортран 77 и Фортран 90. Последние версии Фортрана используются для программирования компьютеров с параллельной архитектурой.

Кобол (COBOL, COmmon Business-Oriented Languauge) – язык программирования высокого уровня, разработанный в конце 1959-х гг. ассоциацией КАДАСИЛ для решения коммерческих и экономических задач. Отличается развитыми средствами работы с файлами. Поскольку команды программ, написанных на Коболе, используют обычную английскую лексику и синтаксис, язык считался одним из самых простых. В настоящее время практически не используется.

Алгол (ALGOL, ALGOrithmic Language) — язык программирования высокого уровня, ориентированный на описание алгоритмов вычислительных задач. Был создан в 1958 году специалистами западно-европейских стран для решения научных задач. Версия этого языка Алгол-60 была принята Международной конференцией в Париже и получила широкое распространение. Версия Алгол-68, разработанная группой специалистов Международной федерации по обработке информации в 1968 году, получила статус международного универсального языка программирования, ориентированного на решение не только вычислительных, но и информационных задач. Хотя этот язык не получил широкого распространения, он долгие годы являлся стандартом для описания алгоритмов в научной литературе.

Бейсик (BASIC, Beginner`s All-purpose Symbolic Instruction Code) – язык программирования высокого уровня, разработанный в 1963–1964 годах в Дартмутском колледже Томасом Куртом и Джоном Кемени. Первоначально предназначался для обучения программированию. Отличался простотой благодаря наличию упрощенных конструкций языка Фортран и встроенных математических функций. В большинстве версий Бейсика используется интерпретатор для преобразования конструкций языка в машинный код, что позволяет запускать программы без промежуточной трансляции. В начале 1999 года корпорация Microsoft выпустила версию Visual Basic (VB 6.0), предназначенную для создания многокомпонентных приложений для систем уровня предприятий.

Паскаль (PASCAL, Program Applique a la Selection et la Compilation Automatique de la Litterature) – французский язык программирования высокого уровня, разработанный в конце 1960-х годов швейцарским профессором, ставшим Нобелевским лауреатом, Никласом Виртом. Язык предназначался для первоначального обучения программированию в университете. Назван в честь французского математика XVII века Блеза Паскаля. Для IBM PC наиболее популярной являлась система программирования Delphi фирмы Borland.

Си (C) – язык программирования высокого уровня, разработанный Денисом Ритчи в начале 1970-х годов на основе языка BCPL. Стал базовым языком операционной системы Unix. До сих пор является одним из наиболее популярных языков программирования.

26.3.2. Функциональные языки программирования

Функциональные языки (LISP, ML, Erlang, Haskell) – программа на таком языке представляет собой совокупность описаний функций и выражений, которые необходимо вычислить. Функциональное программирование не использует концепцию памяти как хранилища значений переменных. Операторы присваивания отсутствуют, вследствие чего переменные обозначают не области памяти, а объекты программы, что полностью соответствует понятию переменной в математике. Наличие стройной математической основы обеспечивает возможность использования алгебраических методов создания структуры, преобразования и исследования программ. Это в какой-то мере приближает их к описанию структуры мышления человека.

Лисп (LISP, LISt Processing) – язык программирования высокого уровня, разработанный в 1960 году Джоном Маккарти и предназначенный для манипулирования перечнями элементов данных. Использовался в университетских лабораториях США для решения задач, связанных с искусственным интеллектом.

26.3.3. Логические языки программирования

Логические языки (Prolog) – ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания. В логическом программировании нужно только специфицировать факты, на которых алгоритм основывается, а не определять последовательность шагов, которые требуется выполнить. Логические программы отличаются принципиально низким быстродействием, так как вычисления осуществляются методом проб и ошибок (посредством поиска с возвратами).

Пролог (PROLOG, PROgramming in LOGic) – язык программирования высокого уровня, предназначенный для разработки систем и программ искусственного интеллекта. Был разработан в 1971 году в университет Марселя. Последняя его версия – Prolog 6.0.

26.3.4. Объектно-ориентированные языки программирования

Объектно-ориентированные (C++, С#, Java и др.) – в основе этих языков лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над ними. Описание действительности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур. Прототипом объектно-ориентированного программирования явился язык SIMULA-67 . Но оформилось оно в самостоятельный стиль программ с появлением языка SMALLTALK (1972), первоначально предназначенного для реализаций функций машинной графики.

Си++ (С++) – язык программирования высокого уровня, созданный Бьярном Страустрапом на базе языка Си. Является его расширенной версией, реализующей принципы объектно-ориентированного программирования.

Java – объектно-ориентированный язык программирования высокого уровня, разработанный фирмой Sun Microsystem в 1994 году Он во многом сходен с С++ и нашел широкое распространение для написания программных продуктов в сетевых системах. Язык рассчитан на передачу по Интернет текстов программ, которые на всех компьютерах должны выполняться одинаковым образом.

C# (C Sharp, Си Шарп) – объектно-ориентированный язык программирования высокого уровня, разработанный в 2000 году фирмой Microsoft на основе языков C++ и Java.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector