Классификация языков программирования высокого уровня

Содержание:

Вступление

В данном реферате мы рассмотрим тему “Классификация языков программирования высокого уровня”.Высокоуровневый язык программирования — язык программирования, разработанный для быстроты и удобства использования программистом. Основная черта высокоуровневых языков — это абстракция, то есть введение смысловых конструкций, кратко описывающих такие структуры данных и операции над ними, описания которых на машинном коде (или другом низкоуровневом языке программирования) очень длинны и сложны для понимания.Так, высокоуровневые языки стремятся не только облегчить решение сложных программных задач, но и упростить портирование программного обеспечения. Использование разнообразных трансляторов и интерпретаторов обеспечивает связь программ, написанных при помощи языков высокого уровня, с различными операционными системами и оборудованием, в то время как их исходный код остаётся, в идеале, неизменным.

С каждым годом компьютеры получают все большее распространение. Они становятся быстрее и удобнее в использовании,но все же каким бы совершенным ни был компьютер, без программного обеспечения он представляет собой просто груду металла и пластика. Именно программы определяют, что и как делает компьютер, в какой последовательности он выполняет те или иные операции.

Первые языки программирования начали появляться в начале пятидесятых годов и использовались для преобразования простых арифметических выражений в машинный код. Машинный код – это система команд вычислительной машины, интерпретируемых непосредственно микропроцессором. Но человеку писать программу в машинных кодах очень неудобно. Для того чтобы облегчить труд программиста, и начали создаваться языки программирования.Языки программирования делятся на языки высокого уровня и низкого. Чем выше уровень языка, тем легче на нем писать программисту. Такой язык более понятен человеку, так как позволяет с помощью простых смысловых конструкций задавать необходимую последовательность действий. После создания программы происходит ее компиляция – то есть автоматический перевод в понятный процессору язык машинных кодов.

Сейчас мы используем языки программирования во всех сферах нашей жизни. Без языков программирования небело бы операционной системы на которой работает компьютер, это интернет который написан на языке программирования, это и телефоны которые есть у всех.

Высокоуровневые языки программирования применяются в машинно-независимых системах программирования. Языки высокого уровня делятся на определенные группы: процедурно-ориентированые,проблемно-ориентированные и объектно-ориентированные. Мы рассмотрим каждую из групп в отдельной главе.

Глава 1 Процедурно-ориентированные языки программирования

1. Процедурно-ориентированные языки программирования

1.1.1 Язык Фортран (Fortran) 

Фортран (Fortran) — первый реализованный язык программирования высокого уровня (после Планкалкюля), правда, с одной небольшой оговоркой — для машин, построенных по классической схеме фон Неймана. Создан в период с 1954 по 1957 год группой программистов под руководством Джона Бэкуса (JohnBackus) в корпорации IBM. Через пару лет начались его коммерческие поставки. До этого программирование велось либо непосредственно в машинных кодах, либо на символических ассемблерах. Название Fortran является аббревиатурой от FORmulaTRANslator, то есть, переводчик формул.

Фортран широко используется в первую очередь для научных и инженерных вычислений. Одно из преимуществ современного Фортрана — большое количество написанных на нём программ и библиотек подпрограмм. Среди учёных, например, ходит такая присказка, что любая математическая задача уже имеет решение на Фортране, и, действительно, можно найти среди тысяч фортрановских пакетов и пакет для перемножения матриц, и пакет для решения сложных интегральных уравнений и многие, многие другие. Ряд таких пакетов создавались на протяжении десятилетий и популярны по сей день (главным образом в научной среде).

Большинство таких библиотек является фактически достоянием человечества: они доступны в исходных кодах, хорошо документированы, отлажены и весьма эффективны. Поэтому изменять, а тем более переписывать их на других языках программирования накладно, несмотря на то, что регулярно производятся попытки автоматического конвертирования FORTRAN-кода на современные языки программирования.

Современный Фортран (Fortran 95 и Fortran 2003) приобрёл черты, необходимые для эффективного программирования для новых вычислительных архитектур; позволяет применять современные технологии программирования, в частности, ООП.

1.1.2 История языка и как зарождался Fortran.

В конце 1953 Джон Бэкус предложил начать разработку эффективной альтернативы ассемблеру для программирования на ПК IBM 704. Уже к середине 1954 была закончена черновая спецификация языка Fortran. Первое руководство для Fortran появилось в октябре 1956 вместе с первым компилятором, поставленным в апреле 1957. Компилятор был оптимизирующим, потому что клиенты отказывались использовать язык программирования высокого уровня, который был не в состоянии генерировать код с производительностью ниже, чем у ассемблера.

В то время сообщество относилось скептически к новому способу программирования и не верили в то, что Fortran позволит программировать быстрее и эффективнее. По словам самого Джона Бэкуса большая часть его работы была направлена на то чтобы «быть ленивым». Ему жутко не нравилось писать программы под IBM 701 на ассемблере.

Язык был широко принят учеными для написания программ с интенсивными вычислениями. Включение комплексного типа данных сделало его особенно подходящим для технических приложений.

К 1960 году существовали версии Fortran для компьютеров IBM 709, 650, 1620, 7090. Его большая популярность побуждала конкурирующих изготовителей компьютеров создавать компиляторы Fortran для своих компьютеров. Таким образом, уже к 1963 существовало более 40 компиляторов для разных платформ. Именно по этому Fortran считают первым широко используемым языком программирования.

Поскольку FORTRAN оказался столь успешным языком, в Европе возникли опасения, что IBM будет доминировать в компьютерной отрасли. Немецкое общество прикладной математики (German society of applied mathematics — GAMM) создало комитет по разработке универсального языка. В то же время Association for Computing Machinery (ACM) организовала похожий комитет в США. Несмотря на то, что у европейцев было некоторое беспокойство по поводу господства американцев, оба этих комитета слились в один. Под руководством Питера Наура (Peter Naur) этот комитет разработал IAL (International Algorithmic Language). Предлагавшееся название ALGOL (ALGOrithmic Language) было вначале отвергнуто. Но поскольку оно стало общеупотребительным, официальное имя IAL пришлось впоследствии изменить на ALGOL 58. Новая версия появилась в 1960 г., и ALGOL 60 (с небольшими изменениями, сделанными в 1962 г.) с 60-х и до начала 70-х гг. прошлого века был стандартом академического языка программирования.

1.1.3 Общее мнение.

Язык Fortranстал основой развития языков программирования высокого уровня. Как говорил создатель FortranДжон Бэкус, создание языкаFortranбыло направлено на то чтобы «быть ленивым», другими словами с развитием этого языка и других языков программирования высокого уровня, программирование становилось все легче и менее затратное по времени. Можно с уверенностью сказать что «быть ленивым» это то направление которое было выбрано программистами по всему миру. Чтобы их язык был простым и в тоже время продуктивным в какой либо сфере.

1.2.1 Язык Бейсик (Basic), который можно расшифровать как «Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code» (BASIC) — «многоцелевой символический обучающий код для начинающих», применяется с 1964 г. как язык для обучения программированию

Бейсик был спроектирован так, чтобы студенты без специального математического образования могли писать программы. Он создавался как решение проблем, связанных со сложностью более старых языков, и предназначался для более «простых» пользователей, заинтересованных не столько в скорости своих программ, сколько просто в возможности использовать компьютер для решения своих задач. Для популяризации языка первый компилятор распространялся бесплатно.

При проектировании языка были сформулированы восемь требований к нему:

1.простота в использовании для начинающих;

2.общность назначения (отсутствие специализации);

3.возможность расширения функциональности средствами, доступными программистам;

4.интерактивность;

5.четкие и понятные сообщения об ошибках;

6.высокая скорость работы на небольших программах;

7.отсутствие необходимости понимания работы аппаратного обеспечения для написания программ;

8.эффективное посредничество между пользователем и операционной системой.

1.2.2 История Basic

Бейсик был придуман в 1963 году преподавателями Дартмутского Колледжа Джоном Кемени и Томасом Куртцом и реализован командой студентов колледжа под их руководством. Со временем, когда стали появляться другие диалекты, этот «изначальный» диалект стали называть Dartmouth BASIC.

Язык был основан частично на Фортран II и частично на Алгол-60, с добавлениями, делающими его удобным для работы в режиме разделения времени, обработки текста и матричной арифметики. Первоначально Бейсик был реализован на GE-265 с поддержкой множества терминалов. Вопреки распространённому убеждению, в момент своего появления это был компилируемый язык.

Всеобщую же популярность язык приобрел в середине 70-х годов после его появления на микрокомпьютерах. Многие языки программирования были слишком громоздкими, чтобы умещаться в небольшой памяти. Для машин с таким медленным носителем, как бумажная лента, аудиокассета и без подходящего текстового редактора такой небольшой язык, как Бейсик, был отличной находкой.

В 1975 году компания Microsoft выпустила Altair BASIC. После этого был выпущен ряд операционных систем, использующих Basic в качестве основного языка. Для операционной системы CP/M был создан диалект BASIC-80, надолго определивший развитие языка.

1.2.3 Общее мнение

Язык Basicявляется хорошим примером направления «быть ленивым».Он совмещает в себе простоту и легкость в использование.Basicявляется основой изучения программирования. При изучении программирования Basicбудет хорошей основой перед углублением в програмирование

1.3.1 Язык СИ (С)

1.3.1 Язык СИ (С), используется с 1970-х гг. как язык системного программирования специально для написания операционной системы UNIX. В 1980-е гг. на основании языка С разработали язык С++, который включает в себя язык С и дополнен средствами объектно-ориентированного программирования

Этот язык приобрёл огромную популярность во всём мире и оказал значительное влияние на многие другие языки программирования. Именно он является предшественником таких языков, как C++, C#, Java; менее известных (например J#). Компания Microsoft для разработки родного языка к своей платформе .Net выбрала именно Си-подобный синтаксис. Что ни говори, но язык Си серьезно изменил жизнь программистов прошлого века и стал де-факто в области низкоуровневого программирования, оставив ассемблеру только те места, где производительность имела критическое значение.

1.3.1 История языка СИ

Создателями языка СИ выступили Кен Томпсон и Денис Ритч. По поводу возникновения языка Си Питер Мойлан в своей книге «The case against C» пишет: «Нужен был язык, способный обойти некоторые жесткие правила, встроенные в большинство языков высокого уровня и обеспечивающие их надежность. Нужен был такой язык, который позволил бы делать то, что до него можно было реализовать только на ассемблере или на уровне машинного кода.» Си стал именно таким языком. Это обусловило его дальнейшую популярность в таких отраслях программирования, как написание драйверов и прочих аспектах низкоуровневого программирования.

Язык программирования Си был разработан в стенах Bell Labs в период с 1969 по 1973 годы. Как признался сам Ритчи, самый активный период творчества приходился на 1972 год.

Язык Си восходит корнями к языку ALGOL (расшифровывается как ALGorithmic Language), который был создан в 1958 году совместно с комитетом Европейских и Американских учёных в сфере компьютерных наук на встрече в 1958 в Швейцарской высшей технической школе Цюриха. Язык был ответом на некоторые недостатки языка FORTRAN и попыткой их исправить.

Вдохновлённые языком ALGOL-60, Математическая лаборатория Кембриджского Университета совместно с Компьютерным отделом Лондонского университета создали в 1963 году язык CPL (Combined Programming Language).

Язык CPL посчитали сложным, и в ответ на это Мартином Ричардсоном был создан в 1966 году язык BCPL, основное предназначение которого заключалось в написании компиляторов. Сейчас он практически не используется, но в своё время из-за хорошей портируемости он играл важную роль.

BCPL послужил предком для языка Би, разработанного в 1969 в уже знакомой всем AT&T Bell Telephone Laboratories, не менее знакомыми Кеном Томпсоном и Денсом Ритчи.

За всё время своего существования, язык Си оброс легендами по поводу мотивов своего создания.

Согласно одной из легенд, Керниган и Ритчи любили одну компьютерную игру, которую они запускали на главном сервере компании. Позже, они захотели перенести её на компьютер, стоящий в офисе. Но он, к сожалению не имел операционной системы, что сподвигло Кернигана и Ритчи её написать. Когда они захотели перенести систему на другой компьютер, это оказалось непростой задачей, так как система была написана полностью на ассемблере. Тогда у них возникла идея переписать её на язык высокого уровня. Сначала для этих целей планировали использовать язык Би, но в связи с тем, что он не давал на полную использовать новые возможности компьютера, на который они хотели перенести систему, было решено создать свой язык.

Согласно другой легенде, язык Си был первоапрельской шуткой, которая обрела нешуточную популярность.

Компилятор языка Си унаследовал традицию, заложенную ещё Никлаусом Виртом и был написан на самом Си. Согласно мнению большинства, название языка Си является третьей буквой алфавита. Оно появилось как указание на то, что язык Си является более усовершенствованным, чем язык Би. Однако, сам Ритчи по поводу названия языка говорил следующее:«Создав систему типов, соответствующий синтаксис и компилятор для нового языка, я почувствовал, что он заслуживает нового имени: NB показалось мне недостаточно четким. Я решил следовать однобуквенному стилю и назвал его C (Си), оставляя открытым вопрос, являлось ли после B это следующей буквой в алфавите или в названии BCPL».

1.3.2 Общее мнение

Если язык Fortranбыл прародителем высокоуровневых языков программирования, то язык СИ послужил скачок в развитии современных языков программирования. Он стал основой для таких языков как C++ и C#

1.4.1 Язык Паскаль (Pascal)

1.4.1 Язык Паскаль (Pascal) получил свое название в честь французского ученого Б. Паскаля. Его начал применять с 1968—1971 гг. Н. Вирт. При создании Паскаль использовали для обучения программированию, но впоследствии он стал применяться для разработки программных средств в профессиональном программировании;

Особенностями языка являются строгая типизация и наличие средств структурного (процедурного) программирования. Pascal был одним из первых таких языков. По мнению Н. Вирта, язык должен был способствовать дисциплинированию программирования, поэтому, наряду со строгой типизацией, в Pascal сведены к минимуму возможные синтаксические неоднозначности, а сам синтаксис интуитивно понятен даже при первом знакомстве с языком. Это упрощает написание компиляторов языка.Кроме того, язык предоставлял ряд встроенных структур данных: записи, массивы, файлы, множества и указатели.

Тем не менее, первоначально язык обладал множеством недостатков: невозможность передачи функциям массивов переменной длины, отсутствие нормальных средств работы с динамической памятью, ограниченная библиотека ввода-вывода, отсутствие средств для подключения функций написанных на других языках, отсутствие средств раздельной компиляции и т. п.

Диалект Object Pascal, разработанный в 1985 году, поддерживает объектно-ориентированное программирование. Существует ряд современных компиляторов, и в настоящее время язык достаточно популярен.

1.4.2 История Pascal

Pascal (назван в честь Блеза Паскаля) — это чисто процедурный язык программирования, часто использующийся для обучения структурному программированию.

Pascal был разработан Никлаусом Виртом в 1970; вопреки расхожему мнению, он не был исключительно учебным языком, а предназначался для практического применения. Прототипом послужил Algol. Первоначально язык компилировался в байт-код, подобно языку Java.

В 1983 году был принят первый стандарт языка, ISO 7185:1983, который также называют StandardPascal. Этот стандарт не добавлял в язык новые элементы, а только формально описывал существующие особенности языка. В 1990 году был принят стандарт ISO/IEC 10206, определяющий так называемый ExtendedPascal. Основным изменением стало добавление модульности.

При разработке языка программирования на свет должны появиться как его описание, так и транслятор с него в машинный код. После 70-го года язык Pascal развивался и совершенствовался, включал в себя новые возможности. Производились новые трансляторы и среды разработки для Pascal.

В 80-х годах компьютерная наука начала входить в массы, в школах появился предмет «Информатика». Поскольку в это время Pascal был распространен и зарекомендовал себя как учебный язык, то он нашел широкое распространение в школах и вузах. В итоге было написано огромное количество учебных пособий по этому языку.

1.4.3 Общее мнение

Как уже было сказано,Pascalявляется основой для изучения программирования в целом. Pascalинтересен для изучения так-как он знакомит с программированием и позволяет начать писать программы. Другими словами даёт доступ в программирование уже с самых азов.

Заключение

Как стало понятно процедурно-ориентированные языки в основном являются основой программирования и служат в качестве помощи как в изучении так и в развитии других языков программирования.

Глава 2 Проблемно-ориентированные языки программирования

Проблемно-ориентированные языки применяются для разрешения целых классов новых задач, которые появляются при постоянном расширении области применения вычислительной техники.

2.1.1 ЯзыкЛисп (Lisp)

2.1.1 ЯзыкЛисп (Lisp — List Information Symbol Processing) изобрел 1962 г. Дж. Маккарти. Изначально он использовался как средство работы со строками символов. Лисп применялся в экспертных системах, системах аналитических вычислений и т. П

Лисп (LISP, от англ. LIStProcessing — «обработка списков») — семейство языков программирования, основанных на представлении программы системой линейных списков символов, которые притом являются основной структурой данных языка. Лисп считается вторым после Fortran старейшим высокоуровневым языком программирования.

Большим достоинством Лиспа является его функциональная направленность, т. е. программирование ведется с помощью функций. Причем функция понимается как правило, сопоставляющее элементам некоторого класса соответствующие элементы другого класса. Сам процесс сопоставления не оказывает никакого влияния на работу программы, важен только его результат – значение функции. Это позволяет относительно легко писать и отлаживать большие программные комплексы. Ясность программ, четкое разграничение их функций, отсутствие каверзных побочных эффектов при их выполнении является обязательными требованиями к программированию таких логически сложных задач, каковыми являются задачи искусственного интеллекта. Дисциплина в программировании становится особенно важной, когда над программой работает не один человек, а целая группа программистов.

Язык программирования Лисп предназначен в первую очередь для обработки символьной информации. Поэтому естественно, что в мире Лиспа числа играют далеко не главную роль. Основные типы данных в Лиспе называются “атом” и “точечная пара”.

2.1.2 История LISP

Язык Лисп был предложен Дж. Маккарти в работе в 1960 году и ориентирован на разработку программ для решения задач не численного характера. Английское название этого языка – LISP является аббревиатурой выражения LISt Processing (обработка списков) и хорошо подчеркивает основную область его применения. Понятие “список” оказалось очень емким. В виде списков удобно представлять алгебраические выражения, графы, элементы конечных групп, множества, правила вывода и многие другие сложные объекты. Списки являются наиболее гибкой формой представления информации в памяти компьютеров. Неудивительно поэтому, что удобный язык, специально предназначенный для обработки списков, быстро завоевал популярность.

После появления Лиспа различными авторами был предложен целый ряд других алгоритмических языков ориентированных на решение задач в области искусственного интеллекта. Однако это не помешало Лиспу остаться наиболее популярным языком для решения таких задач. На протяжении почти сорокалетней истории его существования появился ряд диалектов этого языка: Common LISP, Mac LISP, Inter LISP, Standard LISP и др. Различия между ними не носят принципиального характера и в основном сводятся к несколько отличающемуся набору встроенных функций и некоторой разнице в форме записи программ. Поэтому программист, научившийся работать на одном из них, без труда сможет освоить и любой другой.

LISPбыл создан с задумкой решения не числительных задач. Этот язык помогал при использовании так называемых “список”.В наше время LISPиспользуют для создания и усовершенствования искусственного интеллекта.

2.2.1 Язык Пролог (Prolog)

2.2.1 Язык Пролог (Prolog — Programming in Logic) предназначается для логического программирования в системах искусственного интеллекта

Структура программы на Прологе отличается от структуры программы, написанной на процедурном языке. Пролог-программа является собранием правил и фактов. Решение задачи достигается интерпретацией этих правил и фактов. При этом пользователю не требуется обеспечивать детальную последовательность инструкций, чтобы указать, каким образом осуществляется управление ходом вычислений на пути к результату. Вместо этого он только определяет возможные решения задачи и обеспечивает программу фактами и правилами, которые позволяют ей отыскать требуемое решение.

Во всех других отношениях Пролог не отличается от традиционных языков программирования. Как и в случае программы написанной на любом другом языке, Пролог-программа предназначена для решения отдельной задачи.

Пролог (Prolog) — язык логического программирования, основанный на логике дизъюнктов Хорна, представляющей собой подмножество логики предикатов первого порядка. Начало истории языка относится к 70-м годам XX века. Будучи декларативным языком программирования, Пролог воспринимает в качестве программы некоторое описание задачи, и сам производит поиск решения, пользуясь механизмом бэктрекинга и унификацией.

Пролог относится к так называемым декларативным языкам, требующим от автора умения составить формальное описание ситуации. Поэтому программа на Прологе не является таковой в традиционном понимании, так как не содержит управляющих конструкций типа if … then, while … do; нет даже оператора присваивания. В Прологе задействованы другие механизмы. Задача описывается в терминах фактов и правил, а поиск решения Пролог берет на себя посредством встроенного механизма логического вывода.

Перечень возможных синтаксических конструкций Пролога невелик, и в этом смысле язык прост для изучения. С другой стороны, декларативный стиль программирования оказывается столь непривычным и новым для опытных программистов, что вызывает шок и в ряде случаев оказывается тормозом.

Пролог реализован практически для всех известных операционных систем и платформ. В число операционных систем входят OS для мэйнфреймов, всё семейство Unix, Windows, OS для мобильных платформ.

Многие современные реализации языка имеют внутреннее расширение за счет ООП-архитектуры. Кроме проприетарных решений, существуют свободные реализации Пролога.

Пролог критикуется в первую очередь за свою недостаточную гибкость, отчего решения на обычных языках программирования (типа C++, Java) в сочетании с базами данных оказываются более технологичными, чем аналогичные решения на Прологе. Негибкость заключается в трудности изучения языка, более высоких требованиях к квалификации программиста на Прологе, трудности отладки программы, неразвитости технологии программирования, плохой контролируемости промежуточных результатов.

2.2.2 История Prolog

Prolog был создан в 1972 с целью сочетать использование логики с представлением знаний. С тех пор у него появился ряд диалектов, расширяющих основу языка различными возможностями.

Стандарт языка дан в ISO/IEC 13211-1 (1995 год).

Prolog — один из старейших и все еще один из наиболее популярных языков логического программирования, хотя он значительно менее популярен, чем основные императивные языки. Он используется в системах обработки естественных языков, исследованиях искусственного интеллекта, экспертных системах, онтологиях и других предметных областях, для которых естественно использование логической парадигмы.

Prolog был создан под влиянием более раннего языка Planner и позаимствовал из него следующие идеи:

обратный логический вывод (вызов процедур по шаблону, исходя из целей);

построение структура управляющей логики в виде вычислений с откатами;

принцип “отрицание как неудача”;

использование разных имен для разных сущностей и т.д.

Главной парадигмой, реализованной в языке Prolog, является логическое программирование. Как и для большинства старых языков, более поздние реализации, например, VisualProlog, добавляют в язык более поздние парадигмы, например, объектно-ориентированное или управляемое событиями программирование, иногда даже с элементами императивного стиля.

Prolog использует один тип данных, терм, который бывает нескольких типов:

атом — имя без особого смысла, используемое для построения составных термов;

числа и строки такие же, как и в других языках;

переменная обозначается именем, начинающимся с прописной буквы, и используется как символ-заполнитель для любого другого терма;

составной терм состоит из атома-функтора, за которым следует несколько аргументов, каждый из которых в свою очередь является атомом.

2.2.3 Общее мнение

Так же как и LIST,Prologиспользуется в разработке искусственного интеллекта, но так же Prolog используется в современных устройствах.

Заключение

Проблемно-ориентированные языки используются для создания искусственного интеллекта. Сам искусственный интеллект это очень важная часть науки и с развитием языков LIST иProlog наши знания и возможности в сфере ИИ и науки повышаются.

Глава3 Объектно-ориентированные языки программирования

Объектно-ориентированные языки которые развиваются и в наше время. Большинство из таких языков — развитые версии процедурных и проблемных языков, но программирование с помощью языков такой группы более наглядно и просто

Объектно-ориентированные языки программирования пользуются в последнее время большой популярностью среди программистов, так как они позволяют использовать преимущества объектно-ориентированного подхода не только на этапах проектирования и конструирования программных систем, но и на этапах их реализации, тестирования и сопровождения.

Первый объектно-ориентированный язык программирования Simula 67 был разработан в конце 60-х годов в Норвегии. Авторы этого языка очень точно угадали перспективы развития программирования: их язык намного опередил свое время. Однако современники (программисты 60-х годов) оказались не готовы воспринять ценности языка Simula 67, и он не выдержал конкуренции с другими языками программирования (прежде всего, с языком Fortran). Прохладному отношению к языку Simula 67 способствовало и то обстоятельство, что он был реализован как интерпретируемый (а не компилируемый) язык, что было совершенно неприемлемым в 60-е годы, так как интерпретация связана со снижением эффективности (скорости выполнения) программ.

Но достоинства языка Simula 67 были замечены некоторыми программистами, и в 70-е годы было разработано большое число экспериментальных объектно-ориентированных языков программирования: например, языки CLU, Alphard, Concurrent Pascal и др. Эти языки так и остались экспериментальными, но в результате их исследования были разработаны современные объектно-ориентированные языки программирования.

3.1.1 Visual Basic (VB)

3.1.1 Visual Basic (VB) — является языком программирования третьего поколения (событийный язык программирования) и среда разработки от Microsoft для модели программирования COM. Этот язык был получен из BASIC и допускает быструю прикладную разработку (RAD) графического интерфейса пользователя (GUI), доступ к базам данных при помощи DAO, RDO, ADO, создание элементов управления ActiveX и объектов. Языки сценариев (VBA, VBScript) синтаксически подобны Visual Basic, но отличаются от него.

Язык Visual Basic унаследовал дух, стиль и отчасти синтаксис своего предка — языка Бэйсик, у которого есть немало диалектов. В то же время Visual Basic — современный язык программирования, сочетающий процедуры и элементы объектно-ориентированных и компонетно-ориентированных языков программирования. Среда разработки VB включает инструменты для визуального конструирования пользовательского интерфейса. Программист может создавать приложение, используя компоненты предоставленные в Visual Basic. Программы, написанные в Visual Basic, могут также использовать Windows API (требует объявление внешних функций).

Последняя версия (шестая) была выпущена в 1998 году. Корпорация Microsoft продлила поддержку продукта до 2008, и объявила преемника — Visual Basic.NET.

Visual Basic легко использовать для изучения и использования. Он позволяет разрабатывать не только простые приложения с графическим интерфейсом, но и создавать сложные приложения. Программирование в VB представляет собой сочетание визуальных компонентов и контролов, определение атрибутов и действий для компонентов, написание дополнительного кода для расширения функциональных возможностей. Определенные по умолчанию значения и действия для компонентов позволяют создать простую программу без написания кода программистом. Ранние версии имели определенные проблемы с производительностью программ, но с использованием современных компьютеров и компиляцией собственного кода данная проблема стала менее значимой.

Компиляция программ была введена в Visual Basic 5, но при этом исполняемые программы до сих пор требуют наличия определенных библиотек для запуска. Эти библиотеки включены в Windows, начиная с Windows 2000, но для более ранних версий Windows они должны поставляться вместе с программой.

Формы создаются при помощи технологии «перетащи и брось» (drag and drop). Элементы управления просто размещаются на форме (например, поля ввода, кнопки, и т.д.). Элементы управления имеют свои атрибуты и обработчики событий. Многие атрибуты могут быть изменены во время исполнения программы, что позволяет создавать программы, динамически реагирующие на действия пользователя.

Visual Basic может создать исполняемые программы (EXE файлы), элементы управления ActiveX, библиотеки DLL, но, прежде всего, используется для разработки Windows приложений. Диалоговые окна с ограниченными функциональными возможностями могут использоваться для обеспечения подсказок. Элементы управления обеспечивают основные функциональные возможности приложения, а программист может расширить логику программы при помощи обработчиков событий. Например, выпадающий список автоматически отображает список и позволяет пользователю выбрать элемент. Обработчик событий вызывается для исполнения дополнительного кода в зависимости от выбранного элемента.

Язык использует справочную информацию для сбора мусора, имеет большую библиотеку сервисных объектов, объектно-ориентированную разработку. В отличие от многих других языков программирования, Visual Basic не зависим от регистра. Сравнение строк зависит от регистра, но может быть выполнено без учета регистра.

Компилятор Visual Basic поставляется вместе с другими языками Visual Studio (C, C++), но ограничения в интегрированной среде разработки не позволяют создание некоторых видов приложений

3.1.2 Эволюция Visual Basic

VB 1.0 появился в 1991 году. Используемый в нём принцип связи языка и графического интерфейса был разработан Аланом Купером (Alan Cooper) и реализован в прототипе Tripod (также известном как Ruby).

май 1991 — выпущен Visual Basic 1.0 для Microsoft Windows

сентябрь 1992 — выпущен Visual Basic 1.0 под DOS. Он не был полностью совместим с Windows-версией VB, поскольку по сути являлся следующей версией QuickBASIC и работал в текстовом режиме экрана

ноябрь 1992 — выпущен Visual Basic 2.0. Среда разработки стала проще в использовании и работала быстрее

летом 1993 — вышел в свет Visual Basic 3.0 в версиях Standard и Professional. В состав поставки входил движок для работы с базами данных Access

август 1995 — Visual Basic 4.0 — версия, которая могла создавать как 32-х так и 16-разрядные Windows-программы. Кроме того, появилась возможность писать на VB классы, а также возможность компиляции в «родной» для процессора машинный код, что значительно увеличило скорость выполнения программ

февраль 1997 — Visual Basic 5.0 — версия, в которой стало возможно делать свои компоненты

1998 — версия 6.0 — 6.3 — появилась русская версия, с возможностью писать имена переменных и процедур кириллицей.

2001 — Visual Basic .NET, вместе с .NET Framework

2003 — Visual Basic .NET 2003, вместе с .NET Framework 1.1

Конец октября 2005 — выпущена Visual Studio 2005, включающая Visual Basic .NET 2005. В это же время выпущен .NET Framework 2.0 и Microsoft SQL Server 2005. Немногим позже появилась версия Visual Basic Express — бесплатная редакция VB.NET 2005

Язык VisualBasicявляется хорошим примером того как далеко зашло направление «быть ленивым».Появление технологии «перетащи и брось» что значительно облегчило написание программ и обучения программирования в принципе.

3.2.1 Си++ (англ. C++)

Си++ (англ. C++) — компилируемый строго типизированный язык программирования общего назначения. Поддерживает разные парадигмы программирования: процедурную, обобщённую, функциональную; наибольшее внимание уделено поддержке объектно-ориентированного программирования.

Разработка языка началась в 1979 году. Целью создания C++ было дополнение C возможностями, удобными для масштабной разработки ПО, с сохранением гибкости, скорости и портабельности C. Вместе с тем создатели C++ стремились сохранить совместимость с C: синтаксис первого основан на синтаксисе последнего, и большинство программ на C будут работать и как C++. Изначально новый язык назывался “C с классами”, но затем имя было изменено на C++ — это должно было подчеркнуть как его происхождение от C, так и его превосходство над последним.

Первый выпуск C++ для коммерческого использования состоялся в 1985 году, вместе с публикацией книги “TheC++ ProgrammingLanguage”, которая на долгое время стала его неофициальным стандартом. В 1989 году вышла вторая версия языка в сопровождении книги “TheAnnotatedC++ ReferenceManual”.

В 1990-х годах язык стал одним из наиболее широко используемых языков программирования общего назначения. Первым официальным стандартом языка стал ISO/IEC 14882:1998, более известный как C++98. В 2003 году была принята его дополненная версия, C++03, а в 2005 году был опубликован “LibraryTechnicalReport 1” (сокращенно TR1) — документ, описывающий расширения стандартной библиотеки. TR1 не является стандартом, но большинство актуальных компиляторов C++ поддерживает его. Наконец, в 2011 году был принят текущий стандарт, C++11.

Нововведениями C++ в сравнении с C являются:

Поддержка объектно-ориентированного программирования через классы. C++ предоставляет все четыре возможности ООП — абстракцию, инкапсуляцию, наследование (в том числе и множественное) и полиморфизм.

Поддержка обобщённого программирования через шаблоны функций и классов;

Стандартная библиотека C++ состоит из стандартной библиотеки C (с некоторыми модификациями) и библиотеки шаблонов (StandardTemplateLibrary, STL), которая предоставляет обширный набор обобщенных контейнеров и алгоритмов;

Дополнительные типы данных;

Обработка исключений;

Виртуальные функции;

Пространства имён;

Встраиваемые (inline) функции;

Перегрузка (overloading) операторов;

Перегрузка имён функций;

Ссылки и операторы управления свободно распределяемой памятью.

3.2.1.2 С#

Объектно-ориентированный язык программирования. Разработан в 1998—2001 годах группой инженеров под руководством Андерса Хейлсберга в компании Microsoft как язык разработки приложений для платформы Microsoft .NET Framework и впоследствии был стандартизирован как ECMA-334 и ISO/IEC 23270.

C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к C++ и Java. Язык имеет статическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов (в том числе операторов явного и неявного приведения типа), делегаты, атрибуты, события, свойства, обобщённые типы и методы, итераторы, анонимные функции с поддержкой замыканий, LINQ, исключения, комментарии в формате XML.

Переняв многое от своих предшественников — языков C++, Pascal, Модула, Smalltalk и в особенности Java — С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем, например, C# в отличие от C++ не поддерживает множественное наследование классов (между тем допускается множественное наследование интерфейсов).

C# разрабатывался как язык программирования прикладного уровня для CLR и, как таковой, зависит, прежде всего, от возможностей самой CLR. Это касается, прежде всего, системы типов C#, которая отражает BCL. Присутствие или отсутствие тех или иных выразительных особенностей языка диктуется тем, может ли конкретная языковая особенность быть транслирована в соответствующие конструкции CLR. Так, с развитием CLR от версии 1.1 к 2.0 значительно обогатился и сам C#; подобного взаимодействия следует ожидать и в дальнейшем (однако, эта закономерность была нарушена с выходом C# 3.0, представляющего собой расширения языка, не опирающиеся на расширения платформы .NET). CLR предоставляет C#, как и всем другим .NET-ориентированным языкам, многие возможности, которых лишены «классические» языки программирования. Например, сборка мусора не реализована в самом C#, а производится CLR для программ, написанных на C# точно так же, как это делается для программ на VB.NET, J# и др.

Язык С++ в современности является одним из самых востребованных языков во всех сферах деятельности. В программирование очень важно обдавать знаниями С++ или С#.

3.3.1 Различные языки программирования высокого уровня Common Lisp Object System (CLOS)

В начале 80-х годов под воздействием идей объектно-ориентированного программирования возникла серия новых диалектов Lisp, многие из которых были ориентированы на представление знаний. Успех в стандартизации Common Lisp стимулировал попытки стандартизировать объектно-ориентированные диалекты в 1986 году.

Поскольку новый диалект должен был стать надстройкой над Common Lisp, он получил название Common Lisp Object System (Объектная система Common Lisp) или, сокращенно, - CLOS. Серьезное влияние на проект CLOS оказали языки NewFlavors и CommonLoops. После двухлетней работы, в 1988 году была опубликована полная спецификация CLOS.

CLOS должен:

- представлять собой стандартное расширение языка, включающее все наиболее полезные свойства существующей объектно-ориентированной парадигмы;

- обеспечить эффективный и гибкий интерфейс программиста, позволяющий реализовать большинство прикладных задач;

- проектироваться как расширяемый протокол, так, чтобы можно было изменять его поведение, тем самым стимулируя дальнейшие исследования в области объектно-ориентированного программирования.

Ada

В 1983 году под эгидой Министерства Обороны США был создан языкAda. Язык замечателен тем, что очень много ошибок может быть выявлено на этапе компиляции. Кроме того, поддерживаются многие аспекты программирования, которые часто отдаются на откуп операционной системе (параллелизм, обработка исключений). В 1995 году был принят стандарт языка Ada 95, который развивает предыдущую версию, добавляя в нее объекно-ориентированность и исправляя некоторые неточности. Оба этих языка не получили широкого распространения вне военных и прочих крупномасштабных проектов (авиация, железнодорожные перевозки). Основной причиной является сложность освоения языка и достаточно громоздкий синтаксис.

Непосредственными предшественниками Ada являются Pascal и его производные, включая Euclid, Lis, Mesa, Modula и Sue. Были использованы некоторые концепции ALGOL-68, Simula, CLU и Alphard.

Разработчики Ada прежде всего беспокоились о:

- эффективности.

- надежности и эксплуатационных качествах программ;

- программировании как разновидности человеческой деятельности;

Eiffel

Автор Eiffel Бертран Мейер (Bertrand Meyer) создавал не только язык объектно-ориентированного программирование, но и инструмент проектирования программ.

Несмотря на сильное влияние Simula, Eiffel - вполне самостоятельный объектно-ориентированный язык со своей собственной средой разработки.

Eiffel поддерживает динамическое связывание и статическую типизацию, тем самым обеспечивая гибкость интерфейсов классов в сочетании с безопасным использованием типов. В Eiffel есть несколько важных черт, поддерживающих более жесткий стиль программирования, в том числе параметризованные классы, утверждения и исключения. Мейер считает, что обобщенные классы хорошо дополняют наследование, учитывая горизонтальный уровень общности; новые классы на одном уровне иерархии можно создавать, используя тип в качестве параметра, а не плодя практически одинаковые подклассы.

Неотъемлемой частью языка являются пред- и постусловия, то есть утверждения, которые должны выполняться при входе в метод и выходе из него. Нарушение утверждения вызывает исключительную ситуацию. Ее можно перехватить, обработать и попробовать вызвать тот же метод еще раз.

Eiffel поощряет хорошее программирование, добротную спецификацию классов, сильную типизацию и повторное использование, как через наследование, так и через параметризацию. Формальная трактовка исключительных ситуаций позволяет жестко специфицировать интерфейсы классов при реализации.

Eiffel предоставляет законченную среду разработки программ, включая специальный редактор с выделением синтаксиса, генератор документации, библиотеки классов и броузер. Кроме того, поддерживаются средства управления кодом и сборкой программ.

Java

С 1995 года стал широко распространяться новый объектно-ориентированный язык программирования Java, ориентированный на сети компьютеров и, прежде всего, на Internet. Синтаксис этого языка напоминает синтаксис языка C++, однако эти языки имеют мало общего. Java - интерпретируемый на конечной стадии язык: для него определены внутреннее представление (прекомпиляция в байткод - bytecode) и постинтерпретатор этого представления на целевой машине, которые уже сейчас реализованы на большинстве платформ. Постинтерпретатор (виртуальная Java-машина) упрощает отладку программ, написанных на языке Java, обеспечивает их переносимость на новые платформы и адаптируемость к новым окружениям. Он позволяет исключить влияние программ, написанных на языке Java, на другие программы и файлы, имеющиеся на новой платформе, и тем самым обеспечить безопасность выполнения этих программ для операционной среды (не нарушать ее работоспособность, что совершенно не определяет безопасности на прагматическом, человеческом уровне, которая как раз страдает от возможности внедрения чужеродных Java-кодов в ОС: троянов, червей и пр.). Положительные свойства технологииJava позволяют использовать ее для программ, распространяемых по сетям (в частности, по сети Internet).

Visual Basic .NET

VisualBasic.NET (VB.NET) — это объектно-ориентированный язык программирования, который можно рассматривать как очередной виток эволюции Visual Basic (VB), реализованный на платформе Microsoft .NET. 
В отличие от «классического» VB, VB.NET — полностью объектно-ориентированный язык программирования, поддерживающий полиморфизм, наследование и другие ключевые возможности ООП. 
VB.NET не имеет обратной совместимости с VB6. Открытие проектов старых версий (*.vbp) возможно только после предварительной конвертации их в формат VB.NET специальным мастером (Migration Wizard). 
Важнейшими изменениями в VB.NET являются: 

поддержка концепций объектно-ориентированного программирования; 
компиляция в байт-код (intermediate language, IL), исполняемый с помощью виртуальной машины common language runtime (CLR); 
использование всего набора объектных библиотек, входящих в .NET Framework, включающих мощные средства по работе с формами (Windows Forms), базами данных (ADO.NET), графикой (GDI+), средствами обеспечения безопасности, веб-страницами (ASP.NET) и т. п.; 
появление жёсткой проверки типов (Option Strict); 
поддержка свободной многопоточности; 
поддержка структурной обработки исключений (structurized exception handling, SEH). 
С переходом на платформу .NET, изменилась сама парадигма программирования (и это наиболее важное изменение)

Smalltalk

Язык Smalltalk был разработан командой Xerox Palo Alto Research Center Learning Research Group как программная часть Dynabook - фантастического проекта Алана Кея. В основу были положены идеи Simula.. Smalltalk является одновременно и языком программирования, и средой разработки программ. Это чисто объектно-ориентированный язык, в котором абсолютно все рассматривается как объекты; даже целые числа - это классы. Вслед за Simula, Smalltalk является важнейшим объектно-ориентированным языком, поскольку он не только оказал влияние на последующие поколения языков программирования, но и заложил основы современного графического интерфейса пользователя, на которых непосредственно базируются интерфейсы Macintosh, Windows и Motif.

Известны пять выпусков языка Smalltalk, обозначаемых по году их появления:

Smalltalk-72, -74. -76, -78, -80. Реализации 1972 и 1974 годов заложили основу языка, в частности идею передачи сообщений и полиморфизм, хотя механизм наследования еще не появился. В последующих версиях полноправное гражданство получили классы; этим достигла завершения точка зрения, что все состоит из объектов. Smalltalk-80 был перенесен на многие компьютерные платформы.

В основу языка положены две простые идеи:

- все является объектами;

- объекты взаимодействуют, обмениваясь сообщениями.

Заключение

Мы уже поняли что языки программирования высокого уровня делятся на группы и используются в разных сферах нашей жизни. Без них не было бы телефонов, компьютеров и очень много программ которые помогают нам в повседневности. Языки программирования нужны для создания и поддержки очень многих вещей. Без них наша жизнь стала бы трудней и скучней.

Приложения

Пример написания кода Hello,World на С++

#include <iostream>

int main(void)

{

std::cout <<"Hello, World!"<< std::endl;

return0;

}

Пример написания кодаHello,World на Basic

OptionExplicit

DeclareFunctionAllocConsoleLib"kernel32"()AsLong

DeclareFunctionFreeConsoleLib"kernel32"()AsLong

DeclareFunctionCloseHandleLib"kernel32"(ByValhObjectAsLong)AsLong

DeclareFunctionGetStdHandleLib"kernel32"(ByValnStdHandleAsLong)AsLong

DeclareFunctionWriteConsoleLib"kernel32"Alias"WriteConsoleA"_

(ByValhConsoleOutputAsLong,lpBufferAsAny,ByVal_

nNumberOfCharsToWriteAsLong,lpNumberOfCharsWrittenAsLong,_

lpReservedAsAny)AsLong

DeclareFunctionSleepLib"kernel32"(ByValdwMillisecondsAsLong)AsLong

PrivateSubMain()

'create a console instance

AllocConsole

'get handle of console output

DimhOutAsLong

hOut=GetStdHandle(-11&)

'output string to console output

DimsAsString

s="Hello, World!"&vbCrLf

WriteConsolehOut,ByVals,Len(s),vbNull,vbNull

'make a pause to look at the output

Sleep2000

'close the handle and destroy the console

CloseHandlehOut

FreeConsole

EndSub