Языки программированияинформатика 10 класс - Uchenik.top

Содержание

Языки программирования (10 класс, информатика)

Основы языков программирования изучаются в курсе информатики и программирования 10 класса. О некоторых языках программирования дополнительно можно узнать из данной статьи.

Что такое языки программирования

Языки программирования – это класс формальных языков, используемых для написания компьютерных программ. Каждый из языков имеет свой набор правил:

Рис. 1. Классификация языков программирования.

Эволюция языков программирования шла параллельно развитию электронно-вычислительных средств.

На настоящий момент придумано более 8 000 языков программирования, но при этом широко используются в основном чуть более десяти.

Программы, которые создавались для программно-управляемых вычислительных машин первого поколения, представляли собой набор знаков машинного кода. Программисты, которые создавали такие программы, были высококвалифицированными специалистами. Они самостоятельно распределяли память компьютера и обращались непосредственно к регистрам микропроцессора. Процесс создания таких программ был очень трудоемким, и производительность работы программиста была низкой. В связи с этим появилась потребность в создании средств, упрощающих процесс создания программы.

Ассемблеры – первые языки программирования

В середине 20 века появились первые языки программирования, которые назывались ассемблерами. Эти языки представляли собой машинно-ориентированные автокоды. Они снимали проблему распределения памяти, а программисту не нужно было знать все внутренние коды команд процессора. Все эти функции, связанные с распределением памяти и переводом мнемокода ассемблера в машинный код, выполняет специальная системная программа – транслятор.

В настоящее время язык ассемблера используется, когда стоит задача организовать эффективную работу с аппаратурой компьютера. Также фрагменты, написанные на ассемблере, могут включаться в листинги программ, написанные на языках высокого уровня. Такой прием используется, когда предъявляются высокие требования к экономии времени выполнения программы и объема расходуемой памяти.

Рис. 2. Листинг программы на языке ассемблера.

Для каждого типа процессора существовал свой ассемблер, так как набор команд у каждого процессора свой. В связи с этим, программу, написанную для одного процессора, нельзя было выполнить на другом. Поэтому возник вопрос в создании машинно-независимых языков программирования.

Языки программирования высокого уровня

Машинно-независимые языки реализуют парадигму процедурного программирования. Программы на этих языках представляют собой последовательность команд, описывающих процедуры обработки информации.

Языками программирования высокого уровня являются Паскаль, Си, Фортран, Бейсик, Java.

В этих языках не учитываются особенности процессорных архитектур, и программы легко могут быть перенесены на другой компьютер.

Все языки высоко уровня в зависимости от типа решаемых задач подразделяются на универсальные и проблемно-ориентированные языки. Универсальные языки, такие как C++, Visual Basic, Delphi, решают задачи создания Windows-приложений. Для создания интернет приложений используются высокоуровневые языки C#, Java, J#.

Рис. 3. Интерфейс интегрированной среды программирования Windows приложений.

Непроцедурные языки программирования

Класс непроцедурных языков объединяет объектно-ориентированных и декларативных языков.

Объектно-ориентированные языки программирования реализуют объектный подход, в основе которого лежит понятие класса и объекта. Текст программы, написанной на этом языке состоит из экземпляров классов и методов работы с ними. К языкам, реализующим объектный подход, относятся базовые языки Simula и SmallTalk. Современные языки программирования, как правило, реализуют объектно-ориентированную парадигму. При этом модель Simula лежит в основе языков С++, Delphi, C#, Java, а на модель SmallTalk ориентированы языки Objective-C, Python, Ruby.

В декларативном программировании не используются переменные, а решение задачи задается с помощью спецификации. К декларативным языкам можно отнести SQL – язык запросов и HTML – язык разметки гипертекста, а также языки искусственного интеллекта, такие как функциональные языки, например Lisp, и логические языки, например, Prolog.

Самыми старейшими языками высокого уровня считаются Lisp и Фортран, находящиеся в употреблении и по сей день.

Что мы узнали?

Языки программирования представляют собой формальные языки для построения компьютерных программ. Языки программирования подразделяются на процедурные и непроцедурные, высокого и низкого уровня.

Источник

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ на тему «Языки программирования»

На современном этапе развития компьютерных технологий невозможно представить какого-либо высококвалифицированного специалиста, не владеющего информационными навыками, поскольку деятельность любого субъекта в значительной степени зависит от уровня владения информации, а также способности эффективно ее использовать. Для свободной ориентации в информационных потоках современный специалист любого профиля должен уметь получать, обрабатывать и использовать информацию, прежде всего, с помощью компьютеров, а также телекоммуникаций и других новейших средств связи, в том числе и уметь обращаться с языками программирования.

С развитием мира и появлением компьютерной техники возникла потребность в создании языков, помогающих развитию программирования.

Скачать:

Предварительный просмотр:

средняя общеобразовательная школа №2 города Аркадака

ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ

на тему «Языки программирования»

по предмету «информатика»

Сивохин Владислав Иванович

Е.М. Дмитриева, учитель информатики

ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ О ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ………………………….………. 4

1.2 История развития языков программирования………………………………………………………………….6

Список использованных информационных источников…… …………………………… …….15

ВВЕДЕНИЕ

Объект исследования – компьютерные технологии.

1. Развитие познавательного интереса,

2. Воспитание информационной культуры.

3. Ознакомление с основными языками программирования.

4. Расширение кругозора.

Работа с научной литературой и интернет ресурсами. Систематизация найденных сведений об информационных технологиях.

Продукты проекта: материалы работы, презентация в формате MicrosoftPowerPoint.

Глава I. ПОНЯТИЕ О ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

1.1. ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Можно сформулировать ряд требований к языкам программирования и классифицировать языки по их особенностям.

Основные требования, предъявляемые к языкам программирования:

В настоящее время в мире существует несколько сотен реально используемых языков программирования. Для каждого есть своя область применения.

По этому критерию можно выделить следующие уровни языков программирования:

Разные типы процессоров имеют разные наборы команд. Если язык программирования ориентирован на конкретный тип процессора и учитывает его особенности, то он называется языком программирования низкого уровня. В данном случае “низкий уровень” не значит “плохой”. Имеется в виду, что операторы языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора.

Основные компоненты алгоритмического языка:

Алфавит — это фиксированный для данного языка набор основных символов, т.е. букв алфавита, из которых должен состоять любой текст на этом языке — никакие другие символы в тексте не допускаются.

Синтаксис — это правила построения фраз, позволяющие определить, правильно или неправильно написана та или иная фраза.

Для создания многих мобильных приложений используют такие языки, как Java, Python, C, C++, C#.

1.2 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Программа – алгоритм, записанный на языке программирования. Программа – последовательность операторов языка. Языки программирования – искусственные языки, строго формализованные: существует правила записи операторов языка – синтаксис языка.

Программы на машинном языке – очень длинные последовательности единиц и нулей, являлись машинно-зависимыми, т.е. для каждой ЭВМ необходимо было составлять свою программу. Машинные и машинно-ориентированные языки — это языки низкого уровня, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных. Языки же высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.

Вместо 1 и 0 программисты теперь могли пользоваться операторами (MOV, ADD, SUB и т.д.), которые похожи на английские слова. Программы на ассемблере также являются машинно-зависимыми. Для преобразования в машинный код использовался компилятор (спец. программа – переводчик в машинный код). Язык ассемблера — это машинно-зависимый язык низкого уровня, в котором короткие имена соответствуют отдельным машинным командам. Используется для представления в форме программ, записанных в машинном коде.

С середины 50-ых гг. XX в. начали создавать первые языки программирования высокого уровня (high-level language). Эти языки были машинно-независимыми (не привязаны к определённому типу ЭВМ). Но для каждого языка были разработаны собственные компиляторы. Языки высокого уровня были разработаны для того, чтобы освободить программиста от учета технических особенностей конкретных компьютеров. Уровень языка характеризуется степенью его близости к естественному языку. Машинный язык не похож на человеческий, он крайне беден в своих изобразительных средствах.

Примеры таких языков: FORTRAN (FORmula TRANslator; 1954) предназначен для научных и технических расчетов; COBOL (1959) был предназначен в основном для коммерческих приложений (обрабатывал большие объемы нечисловых данных) – Common Business-Oriented Language)); язык BASIC (Beginner’s All Purpose Instuction Code – универсальный язык символьных инструкций для начинающих; 1964)

С начала 80-ых г. XX в. начали создаваться языки программирования, которые позволили перейти к структурному программированию (использование операторов ветвления, выбора цикла). К этим языкам относятся: язык Pascal (назван его создателем Никлаусом Виртом в честь великого физика Блеза Паскаля; 1970); язык Си, позволяющий быстро и эффективно создавать программный код (1971)

язык Object Pascal (1989) был создан на основе языка Pascal. После создания среды программирования – Delphi (1995);

язык Visual Basic(1991) был создан корпорацией Microsoft на основе языка Qbasic (1975) для разработки приложений с графическим интерфейсом в среде ОС Windows.

В 90-ые годы XX в. в связи с бурным развитием Интернета были созданы языки, обеспечивающие межплатформенную совместимость. На подключенных к Интернету компьютерах с различными ОС (Windows, Linux, Mac OS и др.) могли выполняться одни и те же программы. Исходная программа компилируется в промежуточный код, который исполняется на компьютере встроенной в браузер виртуальной машиной:

язык JavaScript – язык сценариев Web-страниц (компания Netscape; 1995)

на языке Visual C# (С-шарп) – на основе языков С++ и J – 2003 г.;

на языке Visual J# (J-шарп) – на основе Java и JavaScript – 2003 г.

ГЛАВА II. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Программа, написанная на языке программирования, состоит из команд (операторов), задающих последовательность действий. Эти действия выполняются над некоторыми объектами. Объектами могут быть числа, текстовые строки, переменные. Языки отличаются друг от друга множеством допустимых объектов и набором операций, которые можно выполнять над этими объектами.

Первым значительным шагом представляется переход к языку ассемблера. Не очень заметный, казалось бы, шаг — переход к символическому кодированию машинных команд — имел на самом деле огромное значение.

Программисту не надо было больше вникать в хитроумные способы кодирования команд на аппаратном уровне. Более того, зачастую одинаковые по сути команды кодировались совершенно различным образом в зависимости от своих параметров.

Появилась также возможность использования макросов и меток, что также упрощало создание, модификацию и отладку программ. Появилось даже некое подобие переносимости — существовала возможность разработки целого семейства машин со сходной системой команд и некоего общего ассемблера для них, при этом не было нужды обеспечивать двоичную совместимость.

Среди универсальных языков программирования в настоящее время наиболее распространены следующие.

2.1 СИ [C] И ЕГО РАЗНОВИДНОСТИ

Целью языка было облегчение написания больших программ с минимизацией ошибок по сравнению с ассемблером, следуя принципам процедурного программирования, но избегая всего, что может привести к дополнительным накладным расходам, специфичным для языков высокого уровня.

2.2 PASCAL

В своей начальной версии Паскаль имел довольно ограниченные возможности, поскольку предназначался для учебных целей, однако последующие его доработки позволили сделать его хорошим универсальным языком, широко используемым для написания больших и сложных программ. Существует ряд версий языка (например, ETH Pascal, USD Pascal, Turbo Pascal) и систем программирования на этом языке для разных типов ЭВМ. Для IBM PC наиболее популярной является система Turbo Pascal фирмы Borland (США).

К сожалению, этот язык программирования с каждым годом изживает себя. По сравнению с С и С++ Паскаль имеет более громоздкие конструкции. Чтобы выразить свою мысль приходится больше писать. В большом тексте тяжелее найти ошибки.

Pascal устаревает: в нем отсутствует масса необходимых для создания современных приложений возможностей, в коммерческой разработке он не используется.

Java — это серьёзный объектно-ориентированный язык, на котором пишут программы для компьютеров и мобильные приложения. Он интересен тем, что один и тот же код можно скомпилировать под множество разных платформ. Java — один из основных языков для разработки под Android.

Язык программирования Java работает с веб-приложениями, которые транслируются в байт-код. Он может работать на любой компьютерной архитектуре, так как код преобразуется с помощью Java-машины. Он появился в 1996 году и последние годы он стал самым популярным языком программирования. Однако многие недовольны из-за того, что он работает медленнее, чем его конкуренты.

Перечислить все бренды, которые используют Java, невозможно. В качестве примера можно взять YouTube, Netflix, Facebook, EBay, PayPal.

То, что в свое время Google выбрал Java для разработки Android, подогрело интерес к этому языку среди разработчиков. Сегодня это самая популярная операционная система, и практически все мобильные приложения для нее написаны на Java.

Синтаксис Питона всегда выделял его на фоне других языков программирования. Он не страдает избыточностью, схожесть синтаксиса с обычным английским позволяет понять код даже обычному пользователю, кроме того, программист пишет меньше строк кода, потому что нет необходимости использовать символы: «;», «<», «>». Вложенность обозначается отступами, что повышает читаемость кода и приучает новичков к правильному оформлению.

В начале учебного года, как только я определился с темой своего проекта, я решил провести небольшой опрос среди учеников своего класса. Целью опроса было выяснить, знают ли девятиклассники, что такое языки программирования. Также учащимся было предложено перечислить языки, которые им известны. В ходе эксперимента было опрошено 26 девятиклассников. Результаты, полученные в ходе опроса, приведены в таблице 1 и диаграммах 1-5.

Таблица 1. Результаты опроса

Знаете ли Вы, что такое язык программирования?

Источник