Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

История развития высокоуровневых языков программирования язык программирование интерфейс сетевой

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Прослеживая историю используемых сегодня языков программирования, таких как Паскаль, Бейсик, Фортран, Си, то окажется, что все они были созданы на рубеже 60-х и 70-х годов и возраст современных языков программирования перевалил уже за третий десяток, что для компьютерной индустрии является большим сроком. Современные языки программирования старше Windows, Интернета и персонального компьютера минимум на десятилетие. При этом новые языки не переставали регулярно появляться, однако ни один из них не задержался в практике программирования, хотя приносимые ими новые идеи дополняли уже известные языки (как это произошло с объектно-ориентированным программированием).

Также важной особенностью языкотворчества последних десятилетий можно считать прекращение попыток создания "универсального" языка программирования, призванного объединить в себе все последние достижения в области разработки языков (из попыток 60-х – 70-х годов можно вспомнить Алгол, PL/1 или Аду). Крупные "языковые" проекты безвозвратно ушли в прошлое вместе с порожденными ими языками.

Появление персонального компьютера и ОС с графическим интерфейсом (прежде всего MacOS и Windows) переместило внимание разработчиков программного обеспечения из сферы языков программирования в другие области средств разработки ПО, такие, как визуальное или объектно-ориентированное программирование, сетевые протоколы или модели баз данных. Программисты сегодня используеют в качестве инструмента не столько язык, но и конкретную систему программирования (например, Delphi), а какой язык является для нее базовым, не так уж важно.

Итак, интерес к языкам программирования снизился, а круг используемых языков стабилизировался. Поэтому можно считать, что в области языков программирования дальнейшего развития не ожидается и развитие средств разработки ПО пойдет дальше другими путями. Наступило время для анализа современных языков программирования и выяснения достигнутых практических результатов.

Глава 1. История развития высокоуровневых языков программирования язык программирование интерфейс сетевой

Языки программирования появились связи с необходимостью заставить ЭВМ эффективно работать, поэтому вполне логично начать с краткого экскурса в историю развития высокоуровневых языков программирования.

При классификации языков выделяют следующие типы языков:

Ассемблерные языки — являются символьным представлением машинных языков конкретного компьютера.
Императивные языки — это языки, оперирующие командами, изменяющими значение элементов данных, располагают операциями присваивания и циклами. К ним относятся все современные языки программирования.
Декларативные языки — языки, оперирующие инструкциями данным и отношениями между ними. Алгоритм скрывается семантикой языка. Это аппликативные языки, языки логики и объектно-ориентированные языки. Примеры декларативных свойств - сложные множества и инструкции поиска по шаблону.
Метаязыки — языки, используемые для формального описания других языков.
Аппликативные языки — функции применяются к значениям без побочного эффекта. Это Функциональные языки во всем своем многообразии.
Процедурные языки — позволяют определять отдельные методы вычисления какой-нибудь проблемы. Включают в себя императивные и функциональные языки.
Функциональные языки — оперируют функциями высокого порядка. В них манипуляции совершаются напрямую функциями, а не данными. К категории функциональных языков относятся Lisp, FP, APL, Nial, Krc.
Объектно-ориентированные языки — языки, в которых данные и функции, имеющие доступ к ним рассматриваются как один модуль. Пример: Object Pascal, С++, Java, Objective Caml.
Языки запросов — обеспечивают интерфейс к базам данных.
Языки четвертого поколения (4GL) — высокоуровневые языки, могут использовать естественный английский язык или визуальные конструкции.
Языки логики — языки, оперирующие предикатами и их отношениями p (X,Y).

Известные языки логического программирования: Prolog, KLO, Mandala и Mercury.

Первым общепризнанным языком высокого уровня можно по праву назвать Fortran, версия которого появилась в ноябре 1954 года. К его основным достоинствам относится наличие огромного числа математических библиотек, поддержка работы с целыми, вещественными и комплексными числами высокой точности, встроенных средств обработки массивов. К недостаткам можно отнести отсутствие средств отладки и анализа поведения программы, сложность понимания исходного кода. По сути, на данный момент Фортран является узкоспециализированным языком, применяемым для научных и инженерных вычислений. В октябре 1956 года появилась версия Fortran I, а через год Fortran II, еще через год вышел Fortran III, но казавшийся монополизм этого языка был нарушен с появлением более продуманных языков, таких как Cobol (1957), Lisp (1958), Algol'58 (1958), APL (1960). На этапе развития языков возникла необходимость внедрения в современные языки новых идей. Результатом такого поиска стала нарастающая волна появления языков, приобретающих лучшие качества других языков. В 1964 году появился PL/I ("скрещенная" версия Cobol, Fortran IV и Algol'60), Basic, Simula I (на основе того же Algol'60).

Lisp считается вторым после Фортрана старейшим высокоуровневым языком программирования. Данный язык наиболее часто применяется при разработке экспертных систем и систем аналитических вычислений. Существуют современные версии этого языка, которые активно применяются при разработке новейших web-технологий. Также модификации данного языка используются в качестве встроенных языков программирования в САПР. Примером может послужить AutoLISP - язык для разработки надстроек в продуктах компании AutoDesk.

Basic был разработан в 1964 г. в качестве языка для обучения программированию. Основными достоинствами этого языка являются, простой синтаксис, который позволяет в кратчайшие сроки освоить этот язык программирования, простота реализации графического интерфейса, возможность использования WinAPI функций, что значительно расширяет возможности языка. Одним из основных недостатков языка является то, что он поддерживает только операционные системы семейства Windows, DOS и Mac OS X, что значительно сужает сферы его применения. Также к недостаткам можно отнести низкую скорость работы и отсутствие механизма наследования реализации объектов.

При разработке операционной системы UNIX использовался язык BCPL (1967), и языки, которые были созданы на его основе: B (1968) и его переработанная версия - C (1971).

Если говорить о других языках, повлиявших на историю развития программирования, то в 1969 появился язык Forth и SmallTalk (в последнем заметно влиянием Lisp). Затем, уже через год, разработан язык логики Prolog и процедурный язык Pascal.

Prolog используется для реализации систем искусственного интеллекта, а также и интеллектуальных систем баз данных. Написание программ на языке Пролог существенно отличается от использования других языков программирования. Программа на Прологе не является реализацией некоторого алгоритма, а представляет собой запись на языке формальной логики. Таким образом, данный язык относится к описательным языкам программирования. Таким образом, сферой применения данного языка является решение логических задач. Для создания вычислительных, графически задач, реализации пользовательского интерфейса данный язык не предназначен.

Pascal был создан математиком Н. Виртом специально для обучения программированию. Однако со временем стал широко применяться для разработки программных средств в профессиональном программировании. Самая первая версия была создана в 1968 году профессором кафедры вычислительной техники Швейцарского федерального института технологии Никласом Виртом. Основной целью, при создании нового языка, является его простота, с сохранением всех достоинств уже имеющихся языков высокого уровня программирования. Популярность созданного языка стала столь высокой, что уже к 1980 году насчитывалось более восьми десятков его трансляторов. В начале 80-х годов язык программирования Паскаль еще более усилил свои позиции после создания трансляторов Turbo-Pascal для персональных компьютеров. С этого момента язык смело вышел за рамки узкого использования программистами-профессионалами. Он начал использоваться как рабочий инструмент пользователей и как средство обучения языков программирования. Одним из главных достоинств языка Паскаль является четкая структуризация, удобная среда разработки и отладки, позволяющая пользователю обнаружить логические и синтаксические ошибки в программе. Также к достоинствам можно отнести высокую скорость компиляции программ, возможность использования вставок языка Ассемблер.

С того момента, когда появился первый язык программирования высокого уровня, программисты могли создавать программы длиной до нескольких тысяч строк. Однако когда дело доходило до больших программ, код становился совершенно нечитаемым и трудно управляемым. Избавление от таких неструктурированных программ пришло с появлением языков структурного программирования. И на сегодня это привело к тому, что все современные языки являются структурными.

С ростом производительности ЭВМ от платформно-ориентированных последовательных процедурных языков с одним входом и одним выходом в 1975 пришли к созданию Modula (развитие Pascal) и Scheme (малый собрат языка Lisp).

В 1978 появился стандарт C от Кернигана и Ритчи, появляется и AWK, унаследовавший кое-что от С. Под влиянием популярности Pascal в 1979 появились языки Modula 2 и ADA.

C в качестве языка системного программирования и первоначально предназначался для написания ОС UNIX. В 1980-е гг. язык С был дополнен инструментами объектно-ориентированного программирования и на основе него был создан язык C++. Одним из главных достоинств является кроссплатформенность, а также минимальные аппаратные требования для запуска скомпилированных программ, широкий набор средств для реализации как прикладных, так и системных задач. К недостаткам языка можно отнести отсутствие четкой стандартизации. В ходе исторического развития языка его элементы зачастую заимствовались из других языков, вне зависимости от наличия других элементов. Это привело к наличию дублирующих и иногда противоречащих друг другу элементов. Данные аспекты привели к тому, что язык стал чрезвычайно сложным для восприятия.

В 1983 появляется ML - прародитель таких языков как O'Caml и Standard ML, небезызвестный С++ задумывается именно в этом году, совершенствуются другие языки (ADA'83, Prolog II).

В 1987 принят в качестве стандарта ADA ISO, создатель языка Pascal со своим коллегой недовольны малым вниманием к европейским языкам программирования и выпускают на рынок Oberon - операционную систему нового поколения (здесь язык является частью компонентной ОС). В том же году появляются объектно-ориентированный язык OO Forth, стабильная версия Perl 1.0 (гибрид sh и awk), появился Caml.

В 1988 уже существовал Modula 3 и Perl 2.0. В 1989: Tcl , ANSI C (C89), Perl 3.0, bash. В 1990: Scheme IEEE, ISO C (C90), SML'90. В 1991: Fortran'90 ISO, Python, Java, Perl 4.0, NetRexx, Tcl/Tk. В 1992 разработан язык принтеров - PostScript level 2, появился фактический стандарт языка Oberon-2. В 1994: Perl 5.0, Common Lisp ANSI. В 1995: ADA'95, Delphi, Java 1. В 1996: PostScript level 3, APL'96, ISO C (C95), Objective Caml. 1997 - довольно богатый на языки год: Object Rexx, Prolog IV, OO Cobol, Modula 2 ISO, SML'97. Также компания Oberon Мicrosystems внесла в Oberon-2 небольшие дополнения и разработав коммерческий компилятор промышленного уровня выпустила его в свет под названием Component Pascal.

В 1998 утвержден стандарт на C++ ANSI/ISO, Java 2 (v1.2), O'Caml.

В 2000 году у появившегося к тому моменту Java 2 (v1.3) появился конкурент - C#. Появилась самая стабильная из существовавших - версия Perl 5.6. Затачивается получивший широкое распространение в Европе функциональный, объектно-ориентированный язык O'Caml 3.

В среде системных программистов визуальный интерфейс получил свой современный вид в основном благодаря противостоянию в 1990 с Microsoft фирм Watcom и Borland, которое послужило появлением семейств языков Microsoft Visual Studio, ставшего мощнейшим инструментом в руках Microsoft для пропаганды миграции на платформу Windows, и разрозненного множества систем от Borland, - таких сред как Delphi, Kylix, СBuilder и JBuilder. Кроме того, флагманским продуктом Borland провозглашается все-таки система, основанная на довольно старом языке Object Pascal – Delphi.

Также в последнее время высока популярность WWW-программирования. Языки WWW-программирования обладают свойствами, которые позволяют использовать их на серверах. Чаще всего это интерпретаторы (такие как Perl, PHP) позволяют использовать их на стороне сервера, или языки, поддерживаемые клиентом (браузеры) - HTML, XML, Java, JavaScript, или специальные модули (plug-in), расширяющие клиента - Flash.

Глава 2. Системы программирования

2.1 Понятия, назначение и элементы системы программирования

Любой компилятор является частью системного программного обеспечения. Назначение же компиляторов — это служить для разработки новых прикладных и системных программ с помощью языков высокого уровня. Компиляторы — это средства, служащие для создания программного обеспечения на этапах кодирования, тестирования и отладки. Но компилятор не может полностью решить всех задач, связанных с разработкой новой программы. Средств только компилятора недостаточно для того, чтобы обеспечить прохождение программой всех этапов разработки. Поэтому компиляторы — это программное обеспечение, которое функционирует в тесном взаимодействии с другими техническими средствами, применяемыми на данных этапах.

Основные технические средства, используемые в комплексе с компиляторами, включают в себя следующие программные модули (более подробно см. Приложении):

- текстовые редакторы, служащие для создания текстов исходных программ;

- компоновщики, позволяющие объединять несколько объектных модулей, порождаемых компилятором, в единое целое;

- библиотеки прикладных программ, содержащие в себе наиболее часто используемые функции и подпрограммы в виде готовых объектных модулей;

- загрузчики, обеспечивающие подготовку готовой программы к выполнению;

- отладчики, выполняющие программу в заданном режиме с целью поиска, обнаружения и локализации ошибок.

Далее в развитии средств разработки стало появление "интегрированной среды разработки". Интегрированная среда объединила в себе возможности текстовых редакторов исходных текстов программ и командный язык компиляции. Теперь разработчику было достаточно только указать в удобной интерфейсной форме состав необходимых для создания программы исходных модулей и библиотек. Ключи, необходимые компилятору и другим техническим средствам, также задавались в виде интерфейсных форм настройки.

После этого интегрированная среда разработки сама автоматически готовила всю необходимую последовательность команд, выполняла их, получала результат и сообщала о возникших ошибках при их наличии.

Развитие интегрированных сред снизило требования к профессиональным навыкам разработчиков исходных программ. Теперь в простейшем случае от разработчика требовалось только знание исходного языка (его синтаксиса и семантики). При создании прикладной программы ее разработчик мог в простейшем случае даже не разбираться в архитектуре целевой вычислительной системы.

Дальнейшее развитие средств разработки также тесно связано с повсеместным распространением развитых средств графического интерфейса пользователя. Такой интерфейс стал неотъемлемой частью многих современных ОС и так называемых графических оболочек. Со временем он стал стандартом практически во всех современных прикладных программах.

Это не могло не сказаться на требованиях, предъявляемых к средствам разработки программного обеспечения. В их состав были включены соответствующие библиотеки, обеспечивающие поддержку развитого графического интерфейса пользователя и взаимодействие с функциями API. Затем для работы с ними потребовались дополнительные средства, обеспечивающие разработку внешнего вида интерфейсных модулей.

Для описания графических элементов программ потребовались соответствующие языки. На их основе сложилось понятие "ресурсов" прикладных программ.

Ресурсами прикладной программы называется множество данных, обеспечивающих внешний вид интерфейса пользователя этой программы, и не связанных напрямую с выполнением программы.

В структуре ресурсов потребовались редакторы ресурсов, а затем и компиляторы ресурсов, обрабатывающие результат их работы. Ресурсы, полученные с выхода компиляторов, стали обрабатываться компоновщиками и загрузчиками.

Весь этот комплекс программно-технических средств в настоящие время составляет новое понятие, которое было названо "системой программирования".

2.2 Структура современной системы программирования

Система программирования – это комплекс программных средств, предназначенных для кодирования, тестирования и отладки программного обеспечения. Нередко системы программирования взаимосвязаны и с другими техническими средствами, служащими целям создания программного обеспечения на более ранних этапах жизненного цикла (от формулировки требований и анализа до проектирования).

Системы программирования в современном мире доминируют на рынке средств разработки. Практически все фирмы-разработчики компиляторов поставляют свои продукты в составе соответствующей системы программирования в комплексе всех прочих технических средств. Отдельные компиляторы являются редкостью и, как правило, служат только узкоспециализированным целям.

Тенденция такова, что все развитие систем программирования идет в направлении неуклонного повышения их дружественности и сервисных возможностей. Это связано с тем, что на рынке в первую очередь лидируют те системы программирования, которые позволяют существенно снизить трудозатраты, необходимые для создания программного обеспечения на этапах жизненного цикла, связанных с кодированием, тестированием и отладкой программ. Показатель снижения трудозатрат в настоящее время считается более существенным, чем показатели, определяющие эффективность результирующей программы, построенной с помощью системы программирования.

В качестве основных тенденций в развитии современных систем программирования следует указать внедрение в них средств разработки на основе так называемых "языков четвертого поколения" — 4GL (four generation languages), — а также поддержка систем "быстрой разработки программного обеспечения" — RAD (rapid application development).

Описание программы, построенное на основе языков 4GL, транслируется затем в исходный текст и файл описания ресурсов интерфейса, представляющие собой обычный текст на соответствующем входном языке высокого уровня. С этим текстом уже может работать профессиональный программист-разработчик — он может корректировать и дополнять его необходимыми функциями. Такой подход позволяет разделить работу проектировщика, ответственного за общую концепцию всего проекта создаваемой системы, дизайнера, отвечающего за внешний вид интерфейса пользователя, и профессионального программиста, отвечающего непосредственно за создание исходного кода создаваемого программного обеспечения.

В целом языки четвертого поколения решают уже более широкий класс задач, чем традиционные системы программирования. Они составляют часть средств автоматизированного проектирования и разработки программного обеспечения, поддерживающих все этапы жизненного цикла — CASE-систем.

Глава 3. Примеры современных систем программирования

3.1 Системы программирования компании Borland/Inprise

Системы программирования компании Borland достаточно широко известны разработчикам в России. Известность и распространенность этих систем программирования определила, прежде всего, простота их использования, поскольку именно в системах программирования этой компании были впервые реализованы на практике идеи интегрированной среды программирования.

Borland Delphi

Система программирования Borland Delphi явилась логическим продолжением и дальнейшим развитием идей, заложенных компанией-разработчиком еще в системе программирования Turbo Pascal.

В качестве основных, в новой системе программирования можно указать следующие принципиальные изменения:

- новый язык программирования — Object Pascal, явившийся серьезной переработкой прежней версии языка Borland Pascal;

- компонентная модель среды разработки, в первую очередь, ориентированная на технологию разработки RAD (rapid application development).

Язык программирования Object Pascal создавался в то время, когда на рынке средств разработки уже существовало значительное количество объектно-ориентированных языков, включая такие известные, как C++ и Java. Компания Borland попыталась учесть все недостатки существующих языков объектно-ориентированного программирования, а также свой опыт создания языка Borland Pascal. Новый язык вышел довольно удачным, как с точки зрения синтаксиса, так и с точки зрения предоставляемых возможностей. Этот язык поддерживает практически все основные механизмы объектно-ориентированного программирования.

Компонентная модель среды разработки предусматривает создание основной части программы в виде набора взаимосвязанных компонентов — классов объектно-ориентированного языка. Во время разработки исходной программы (design time) компоненты предстают в виде графических образов и обозначений, связанных между собой. Каждый компонент обладает определенным набором свойств (properties), событий (events) и методов. Каждому из них соответствует свой фрагмент исходного кода программы, отвечающий за обработку метода или реакции на какое-то событие. Разработчик может располагать на экране и связывать между собой компоненты, а также редактировать связанный с ними исходный код программы. Причем поведение компонентов во время выполнения программы (run time) полностью определяется их взаимосвязью, исходным кодом программы и объектным кодом самой компоненты.

Система программирования Borland Delphi предназначена для создания результирующих программ, выполняющихся в среде ОС Windows различных типов.

Основу системы программирования Borland Delphi и ее компонентной модели составляет библиотека VCL (visual component library). В этой библиотеке реализованы в виде компонентов все основные органы управления и интерфейса ОС. Также в ее состав входят классы, обеспечивающие разработку приложений для архитектуры "клиент-сервер" и трехуровневой архитектуры (в современных реализациях Borland Delphi). Разработчик имеет возможность не только использовать любые компоненты, входящие в состав библиотеки VCL, но также и разрабатывать свои собственные компоненты, основанные на любом из классов данной библиотеки.

Для поддержки разработки результирующих программ для архитектуры "клиент-сервер" в состав Borland Delphi входит средство BDE (Borland database engine). Оно обеспечивает результирующим программам возможность доступа к широкому диапазону серверов БД посредством классов библиотеки VCL. Посредством BDE результирующая программа может взаимодействовать с серверами БД типа Microsoft SQL Server, Interbase, Sybase, Oracle и т. п. Система программирования Borland Delphi поддерживает также создание результирующих программ, выполняющихся в архитектуре "клиент-сервер", на базе других технологий, например ADO (ActiveX Data Objects).

Система программирования Borland Delphi выдержала несколько реализаций. Последние реализации данной системы программирования включают широкий набор средств для поддержки разработки результирующих программ в трехуровневой архитектуре приложений. Система программирования Borland Delphi позволяет разрабатывать как серверную, так и клиентскую часть приложения в данной архитектуре. Возможно использование как технологий COM/DCOM (наиболее распространенных в среде ОС типа Microsoft Windows), так и технологии CORBA (но только при разработке клиентской части приложения).

Но у данной системы есть свои недостатки. Недостатками можно считать использование нестандартного формата объектных файлов (сохранился еще от системы Turbo Pascal, но в последней версии Borland Delphi 7 можно использовать стандартный формат), а также нестандартного формата для хранения ресурсов пользовательского интерфейса. Кроме того, сам язык Object Pascal не является признанным стандартом. Этот факт несколько затрудняет использование Borland Delphi в масштабных проектах в качестве основного средства разработки. Тем не менее, система программирования Borland Delphi получила широкое распространение среди разработчиков.

Система программирования Borland C++ Builder объединила в себе идеи интегрированной среды разработки, реализованные компанией в системах программирования Turbo Pascal и Borland Delphi с возможностями языка программирования C++. История этой системы программирования начинается с интегрированной среды разработки Borland Turbo C.

Среда Turbo C представляла собой реализацию идей, заложенных компанией-разработчиком в системе программирования Turbo Pascal для языка программирования C. Компания Borland стремилась перенести удачную реализацию идей интегрированной среды разработки на новую основу. Компилятор Turbo C не был однопроходным, и потому время компиляции исходной программы превышало время компиляции аналогичной программы в Turbo Pascal. Кроме того, в системе программирования использовался стандартный компоновщик исполняемых файлов MS DOS.

Преимущество Turbo C заключалось в том, что эта система программирования строилась на базе стандартного языка программирования C. Данный язык получил широкое распространение среди разработчиков в качестве языка системного программирования, для него существовали компиляторы под многие типы целевых архитектур. В этом было главное отличие системы программирования Turbo C от схожей по организации системы программирования Turbo Pascal, которая строилась на основе поддержки нестандартного расширения языка Pascal.

С развитием системы программирования на базе Turbo Pascal развивались и системы программирования на основе Turbo C.

Современная реализация Borland C++ Builder ориентирована на разработку результирующих программ, выполняющихся под управлением ОС Microsoft Windows всех типов. Сама система программирования Borland C++ Builder, как и Borland Delphi, также функционирует под управлением ОС типа Microsoft Windows. Она полностью поддерживает стандарт языка C, что делает возможным создание с помощью данной системы программирования модулей и библиотек, используемых в других средствах разработки (чего очень сложно достигнуть с помощью Borland Delphi).

По возможностям, внешнему виду и технологиям система программирования Borland C++ Builder схожа с системой программирования Borland Delphi. В ее основу положены те же основные идеи и технологии. Структура классов языка C++ в системе программирования Borland C++ Builder построена в той же библиотеке VCL (visual control library), в которой строится структура классов Object Pascal в системе программирования Borland Delphi. Правда, разработчик, создающий программы на C++, может не пользоваться классами VCL и взять за основу любую другую библиотеку, чего нельзя сказать о разработчике, использующем Object Pascal, — набор доступных библиотек для последнего языка сильно ограничен.

Успешное распространение систем программирования Turbo Pascal и Borland Delphi способствовало и внедрению на рынок системы программирования Borland C++ Builder от той же компании-разработчика. Эта система программирования занимает прочную позицию на рынке средств разработки для языка C++, где существует довольно жесткая конкуренция.

3.2 Системы программирования фирмы Microsoft

Компания Microsoft является в настоящее время производителем операционных систем и программного обеспечения, и доминирует на рынке в этом сегменте. Прежде всего, это относится ко всем вариантам ОС типа Microsoft Windows.

Этот факт явился одной из главных причин, которые обусловили прочную позицию данной компании на рынке средств разработки программных продуктов для ОС типа Microsoft Windows. Все виды ОС типа Microsoft Windows создавались как закрытые системы. Поэтому безусловное знание компанией-разработчиком структуры и внутреннего устройства "своей" ОС зачастую являлось определяющим в ситуации, когда надо было создать средство разработки приложений для данной ОС. Хорошие финансовые ресурсы и положение компании на рынке позволили ей создать довольно удачные системы программирования, несмотря на то, что она начала их разработку довольно поздно и не являлась первой в данной области.

История языка Microsoft Visual Basic на персональных компьютерах началась с примитивных интерпретаторов данного языка. Сам по себе язык Basic позволял легко организовать интерпретацию исходного кода программ, а его синтаксис и семантика достаточно просты для понимания даже непрофессиональными разработчиками. Система программирования Microsoft Visual Basic также первоначально была ориентирована на интерпретацию исходного кода. Однако требования и условия на рынке средств разработки подтолкнули компанию-производителя на создание компилятора, вошедшего в состав данной системы программирования. При этом основные функции библиотеки языка были вынесены в отдельную динамически подключаемую библиотеку VBRun, которая должна присутствовать в ОС для выполнения результирующих программ, созданных с помощью данной системы программирования. Различные версии системы программирования Microsoft Visual Basic ориентированы на различные версии данной библиотеки. Интерпретатор языка был сохранен и внедрен компанией-разработчиком в состав модулей другого программного продукта — Microsoft Office. Развитие системы программирования Visual Basic потребовало существенного изменения синтаксиса и семантики самого языка. При всем множестве привнесенных в язык новшеств компании удалось сохранить присущую ему простоту и наглядность всей системы программирования в целом. Последняя версия данной системы программирования — Microsoft Visual Basic 7.0 — является одним из эффективных средств для создания результирующих программ, ориентированных на выполнение под управлением ОС типа Microsoft Windows. Эта система программирования ориентирована на технологию разработки RAD. Microsoft Visual Basic 6.0 содержит интегрированные средства визуальной работы с базами данных, поддерживающие проектирование и доступ к базам данных SQL Server, Oracle и т. п. К этим средствам относятся Visual Database Tools, ADO/OLE DB, Data Environment Designer, Report Designer и ряд других.

В данной системе программирования также поддерживается:

- создание серверных Web-приложений;

- создание интерактивных Web-страниц;

- простое создание приложений, ориентированных на данные;

- масштабируемость;

- коллективная разработка;

- технология ADO;

- создание компонентов промежуточного слоя, пригодных к многократному использованию в любом COM-совместимом продукте.

Все недостатки в данной системе, в большинстве случаях происходят из недостатков используемого исходного языка программирования. Средства языка Basic даже после значительной модификации ограничивают возможности его применения в современных архитектурах взаимодействия приложений, которые в значительной мере основаны на объектно-ориентированном подходе. Кроме того, язык программирования в системе Visual Basic не является признанным стандартом, а потому возникают трудности по использованию созданных на его основе модулей и компонентов в других средствах разработки.

Система программирования Microsoft Visual C++ представляет собой реализацию среды разработки для распространенного языка системного программирования C++, выполненную компанией Microsoft. Эта система программирования в настоящее время построена в виде интегрированной среды разработки, включающей в себя все необходимые средства для разработки результирующих программ, ориентированных на выполнение под управлением ОС типа Microsoft Windows различных версий.

Основу системы программирования Microsoft Visual C++ составляет библиотека классов MFC (Microsoft foundation classes). В этой библиотеке реализованы в виде классов C++ все основные органы управления и интерфейса ОС. Также в ее состав входят классы, обеспечивающие разработку приложений для архитектуры "клиент-сервер" и трехуровневой архитектуры (в современных версиях библиотеки). Система программирования Microsoft Visual C++ позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows, в том числе серверные или клиентские результирующие программы, осуществляющие взаимодействие между собой по одной из указанных выше архитектур. Классы библиотеки MFC ориентированы на использование технологий COM/DCOM, а также построенной на их основе технологии ActiveX для организации взаимодействия между клиентской и серверной частью разрабатываемых приложений. На основе классов библиотеки пользователь может создавать свои собственные классы в языке C++, организовывать свои структуры данных. В отличие от систем программирования компании Borland, система программирования Microsoft Visual C++ ориентирована на использование стандартных средств хранения и обработки ресурсов интерфейса пользователя в ОС Windows. Это не удивительно, поскольку все версии ОС типа Windows разрабатываются самой компанией Microsoft. Microsoft Visual C++ обеспечивает все необходимые средства для создания профессиональных Windows-приложений. От версии к версии продукт становится проще в использовании, расширяются возможности применения, повышается производительность. Система программирования Microsoft Visual C++ выдержала несколько реализаций. В процессе выхода новых версий системы программирования было выпущено и несколько версий библиотеки MFC, на которой основана данная система.

3.3 Система программирования Java

Java — строго типизированный объектно-ориентированный язык программирования, разработанный компанией Sun Microsystems (в последующем приобретённой компанией Oracle). Разработка ведётся сообществом, организованным через Java Community Process, язык и основные реализующие его технологии распространяются по лицензии GPL. Права на торговую марку принадлежат корпорации Oracle.

Приложения Java обычно транслируются в специальный байт-код, поэтому они могут работать на любой компьютерной архитектуре, для которой существует реализация виртуальной Java-машины. Дата официального выпуска — 23 мая 1995 года. На 2019 год Java — один из самых популярных языков программирования.

Изначально язык назывался Oak («Дуб»), разрабатывался Джеймсом Гослингом для программирования бытовых электронных устройств. Из-за того, что язык с таким названием уже существовал, Oak был переименован в Java. Назван в честь марки кофе Java, которая, в свою очередь, получила наименование одноимённого острова (Ява), поэтому на официальной эмблеме языка изображена чашка с горячим кофе. Существует и другая версия происхождения названия языка, связанная с аллюзией на кофе-машину как пример бытового устройства, для программирования которого изначально язык создавался. В соответствии с этимологией в русскоязычной литературе с конца двадцатого и до первых лет двадцать первого века название языка нередко переводилось как Ява, а не транскрибировалось.

В результате работы проекта мир увидел принципиально новое устройство, карманный персональный компьютер Star7, который опередил своё время более чем на 10 лет, но из-за большой стоимости в 50 долларов не смог произвести переворот в мире технологии и был забыт.

Устройство Star7 не пользовалось популярностью в отличие от языка программирования Java и его окружения. Следующим этапом жизни языка стала разработка интерактивного телевидения. В 1994 году стало очевидным, что интерактивное телевидение было ошибкой.

С середины 1990-х годов язык стал широко использоваться для написания клиентских приложений и серверного программного обеспечения. Тогда же определённое распространение получила технология Java-апплетов — графических Java-приложений, встраиваемых в веб-страницы; с развитием возможностей динамических веб-страниц в 2000-е годы технология стала применяться редко.

В веб-разработке применяется Spring Framework, для документирования используется утилита Javadoc.

Программы на Java транслируются в байт-код Java, выполняемый виртуальной машиной Java (JVM) — программой, обрабатывающей байтовый код и передающей инструкции оборудованию как интерпретатор.

Достоинством подобного способа выполнения программ является полная независимость байт-кода от операционной системы и оборудования, что позволяет выполнять Java-приложения на любом устройстве, для которого существует соответствующая виртуальная машина. Другой важной особенностью технологии Java является гибкая система безопасности, в рамках которой исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной. Любые операции, которые превышают установленные полномочия программы (например, попытка несанкционированного доступа к данным или соединения с другим компьютером), вызывают немедленное прерывание.

Часто к недостаткам концепции виртуальной машины относят снижение производительности. Ряд усовершенствований несколько увеличил скорость выполнения программ на Java:

применение технологии трансляции байт-кода в машинный код непосредственно во время работы программы (JIT-технология) с возможностью сохранения версий класса в машинном коде,
обширное использование платформенно-ориентированного кода (native-код) в стандартных библиотеках,
аппаратные средства, обеспечивающие ускоренную обработку байт-кода (например, технология Jazelle, поддерживаемая некоторыми процессорами архитектуры ARM).

По данным сайта shootout.alioth.debian.org, для семи разных задач время выполнения на Java составляет в среднем в полтора-два раза больше, чем для C/C++, в некоторых случаях Java быстрее, а в отдельных случаях в 7 раз медленнее. С другой стороны, для большинства из них потребление памяти Java-машиной было в 10—30 раз больше, чем программой на C/C++. Также примечательно исследование, проведённое компанией Google, согласно которому отмечается существенно более низкая производительность и бо́льшее потребление памяти в тестовых примерах на Java в сравнении с аналогичными программами на C++.

Идеи, заложенные в концепцию и различные реализации среды виртуальной машины Java, вдохновили множество энтузиастов на расширение перечня языков, которые могли бы быть использованы для создания программ, исполняемых на виртуальной машине. Эти идеи нашли также выражение в спецификации общеязыковой инфраструктуры CLI, заложенной в основу платформы .NET компанией Microsoft.

Язык Java активно используется для создания мобильных приложений под операционную систему Android. При этом программы компилируются в нестандартный байт-код, для использования их виртуальной машиной Dalvik (начиная с Android 5.0 Lollipop виртуальная машина заменена на ART). Для такой компиляции используется дополнительный инструмент, а именно Android SDK (Software Development Kit), разработанный компанией Google.

Разработку приложений можно вести в среде Android Studio, NetBeans, в среде Eclipse, используя при этом плагин Android Development Tools (ADT), или в IntelliJ IDEA. Версия JDK при этом должна быть 5.0 или выше.

8 декабря 2014 года Android Studio признана компанией Google официальной средой разработки под ОС Android.

Программы, написанные на Java, имеют репутацию более медленных и занимающих больше оперативной памяти, чем написанные на языке C. Тем не менее, скорость выполнения программ, написанных на языке Java, была существенно улучшена с выпуском в 1997—1998 годах так называемого JIT-компилятора в версии 1.1 в дополнение к другим особенностям языка для поддержки лучшего анализа кода (такие, как внутренние классы, класс StringBuffer, упрощённые логические вычисления и так далее). Кроме того, была произведена оптимизация виртуальной машины Java — с 2000 года для этого используется виртуальная машина HotSpot. По состоянию на февраль 2012 года, код Java 7 приблизительно в 1,8 раза медленнее кода, написанного на языке Си.

Некоторые платформы предлагают аппаратную поддержку выполнения для Java. К примеру, микроконтроллеры, выполняющие код Java на аппаратном обеспечении вместо программной JVM, а также основанные на ARM процессоры, которые поддерживают выполнение байткода Java через опцию Jazelle.

3.4 Система программирования компании Google - Golang.

Go (часто также Golang) — компилируемый многопоточный язык программирования, разработанный внутри компании Google. Разработка Go началась в сентябре 2007 года, его непосредственным проектированием занимались Роберт Гризмер, Роб Пайк и Кен Томпсон, занимавшиеся до этого проектом разработки операционной системы Inferno. Официально язык был представлен в ноябре 2009 года. На данный момент поддержка официального компилятора, разрабатываемого создателями языка, осуществляется для операционных систем FreeBSD, OpenBSD, Linux, macOS, Windows, DragonFly BSD, Plan 9, Solaris, Android, AIX.

Название языка, выбранное компанией Google, практически совпадает с названием языка программирования Go!, созданного Ф. Джи. МакКейбом и К. Л. Кларком в 2003 году. Обсуждение названия ведётся на странице, посвящённой Go.

На домашней странице языка и вообще в Интернет-публикациях часто используется альтернативное название — «golang».

Go создавался в расчёте на то, что программы на нём будут транслироваться в объектный код и исполняться непосредственно, не требуя виртуальной машины, поэтому одним из критериев выбора архитектурных решений была возможность обеспечить быструю компиляцию в эффективный объектный код и отсутствие чрезмерных требований к динамической поддержке.

В результате получился язык, «который не стал прорывом, но тем не менее явился отличным инструментом для разработки крупных программных проектов».

Хотя для Go доступен и интерпретатор, практически в нём нет большой потребности, так как скорость компиляции достаточно высока для обеспечения интерактивной разработки.

Go — регистрозависимый язык с полной поддержкой Юникода в строках и идентификаторах.

Идентификатор традиционно может быть любой непустой последовательностью, включающей буквы, цифры и знак подчёркивания, начинающийся с буквы и не совпадающий ни с одним из ключевых слов языка Go. При этом под «буквами» понимаются все символы Юникода, относящиеся к категориям «Lu» (буквы верхнего регистра), «Ll» (буквы нижнего регистра), «Lt» (заглавные буквы), «Lm» (буквы-модификаторы) или «Lo» (прочие буквы), под «цифрами» — все символы из категории «Nd» (числа, десятичные цифры). Таким образом, ничто не мешает использовать в идентификаторах, например, кириллицу.

Идентификаторы, различающиеся только регистром букв, являются различными. В языке существует ряд соглашений об использовании заглавных и строчных букв. В частности, в именах пакетов используются только строчные буквы. Все ключевые слова Go пишутся в нижнем регистре.

В строковых литералах могут использоваться все символы Юникода без ограничений. Строки представляются как последовательности символов в кодировке UTF-8.

Любая программа на Go включает один или несколько пакетов. Пакет, к которому относится файл исходного кода, задаётся описанием package в начале файла. Имена пакетов имеют те же ограничения, что и идентификаторы, но могут содержать буквы только нижнего регистра. Система пакетов go-среды имеет древовидную структуру, аналогичную дереву каталогов. Любые глобальные объекты (переменные, типы, интерфейсы, функции, методы, элементы структур и интерфейсов) доступны без ограничений в пакете, в котором они объявлены. Глобальные объекты, имена которых начинаются на заглавную букву, являются экспортируемыми.

Система пакетов Go была разработана в предположении, что вся экосистема разработки существует в виде единого файлового дерева, содержащего актуальные версии всех пакетов, а при появлении новых версий она целиком перекомпилируется. Для прикладного программирования с использованием сторонних библиотек это достаточно сильное ограничение. В реальности часто возникают ограничения по версиям пакетов, используемых тем или иным кодом, а также ситуации, когда разные версии (ветви) одного проекта используют разные версии библиотечных пакетов.

Начиная с версии 1.11 в Go поддерживаются так называемые модули. Модуль — это специальным образом описанный пакет, содержащий информацию о своей версии. При импорте модуля фиксируется версия, которая была использована. Это позволяет системе сборки контролировать, удовлетворены ли все зависимости, автоматически обновлять импортированные модули, когда автор вносит в них совместимые изменения, и блокировать обновление до версий, не обеспечивающих обратной совместимости. Предполагается, что модули станут решением (или значительно облегчат решение) проблемы с контролем зависимостей.

Язык Go не поддерживает типичного для большинства современных языков синтаксиса структурной обработки исключений, предполагающего генерацию исключений специальной командой (обычно throw или raise) и их обработку в блоке try-catch. Вместо этого рекомендуется использовать возврат ошибки как одного из результатов функции (что достаточно удобно, так как в Go функция может возвращать более одного значения).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Созданные в разное время, в разных странах, с разными целями языки в процессе своего практического использования обрастали разными полезными конструкциями, и в конечном итоге пришли к почти полному тождеству - удивительное сходство между собой. Современные языки программирования похожи друг на друга: каждый из них содержит конструкции (операторы, типы данных и другие), имеющие аналоги в других языках программирования. Но идентичность языков далеко не полная. Каждый из них содержит конструкции, присущие только ему, потому как даже похожих конструкций в других языках не наблюдается.

В последние годы в области языков программирования наблюдается некоторый застой. Новые языки не появляются, старые не модернизируются. Но стремительное развитие компьютерной индустрии не может не поставить перед создателями программ новые задачи. Унификация языков программирования и создание общепринятой семантической базы - необходимое условие продолжения прогресса в этой области программного обеспечения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ГОСТ 2.105 – 95. Общие требования к текстовым документам.
ГОСТ 7.32 – 2001. Отчет по научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.
ГОСТ 7.82-2001. Библиографическое описание электронных ресурсов.
ГОСТ Р 6.30-97. Унифицированная система организационно-распорядительной документации требования к оформлению документов.
ГОСТ Р 7.0.5-2008. Библиографическая запись. Библиографическое описание.
Автоматизированные информационные технологии в экономике: Учебник/Под ред. проф. Г.А. Титоренко. – М.: Компьютер, ЮИНИТИ, 2006. – 329 c.
Горбаченко, В.И. Проектирование информационных систем с СА Erwin Modeling Suite 7.3 / В.И. Горбаченко, Г.Ф. Убиенных, Г.В. Бобрышева. – Пенза: Изд-во ПГУ, 2012, – 154 c.
Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий (подходы, методы, средства) // М.: СИНТЕГ, 2002. – 223 c.
Марка, Д. А., Методология структурного анализа и проектирования SADT / Д.А. Марка, К. МакГоуэн. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. – 443 c.
Маклаков, С. В. Моделирование бизнес-процессов с AllFusion Process Modeler (BPwin 4.1) / С.В. Маклаков. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. – 340 c.
Маклаков, С.В. Создание информационных систем с AllFusion Modeling Suite / С.В. Маклаков. – М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2005. – 512 c.
Маклаков, С.В. BPwin и Erwin. CASE-средства разработки информационных систем / С.В. Маклаков. — М.: ДИАЛОГ–МИФИ, 2004. – 369 c.
Рудинский, И. Д. Технология проектирования автоматизированных систем обработки информации и управления / И.Д. Рудинский. – М.: Горячая линия – Телеком, 2011. – 500 с.
Смирнова, Г.Н. и др. Проектирование экономических информационных систем: Учебник / Под ред. Ю.Ф. Тельнова. — М.: Финансы и статистика, 2002 – 512 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ