Понятие переменной в программировании. Виды и типы программирования.

Введение

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

Понятие переменной в программировании имеет свою специфику. С каждой переменной связываются три объекта:

Тип данных - он описывает множество возможных значений переменной.

Имя (идентификатор) переменной - последовательность латинских букв и цифр, начинающаяся с буквы (и не слишком длинная); оно используется для обозначения текущего значения соответствующей переменной в тексте программы.

Место в памяти, предназначенное для хранения текущего значения переменной (размер его определяется типом переменной).

Фактически переменная - это способ организации хранения и доступа для одного объекта данного типа. В языке имеются средства:

1. создать (описать) переменную;
2. задать (записать в память) значение переменной, изменить его и прочитать (использовать в вычислениях)

Актуальность данной темы обусловлена тем, что прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов – языков программирования.

Объектом исследования послужили языки программирования и история развития языков программирования.

Целью курсовой работы является изучение классификации языков программирования и их развития.

Цели исследования:

1. Выяснить понятие переменной в программировании.

2. Рассмотреть типы и виды программирования.

Задачи исследования:

1. Ознакомления с языками программирования.

2. Рассмотрение истории развития языков программирования.

В данной курсовой работе использовался научно-исследовательские методы

Исходя их темы, в курсовой работе будут рассмотрены следующие вопросы: понятие переменной в программировании и их классификации, виды и типы программирования.

Глава 1 Понятие переменной в программировании

Понятие и классификация переменных в программировании

Переменная в программировании — поименованная, либо адресуемая иным способом область памяти, адрес которой можно использовать для осуществления доступа к данным. Данные, находящиеся в переменной (то есть по данному адресу памяти), называются значением этой переменной.

В других парадигмах программирования, например, в функциональной и логической, понятие переменной оказывается несколько иным. В таких языках переменная определяется как имя, с которым может быть связано значение, или даже как место для хранения значения.

Переменные в программировании, как и в математике, обозначаются символическими именами. Эти имена называют идентификаторами (от глагола «идентифицировать», что значит «обозначать», «символизировать»). Идентификатор может быть одной буквой, множеством букв, сочетанием букв и цифр и т.д. Примеры идентификаторов: А, Х, В3, prim, r25 и т.д

Переменная должна быть описана до первого использования, а чаще всего в самом начале программы, а еще чаще - в конкретной секции программы. Переменная должна быть написана латиницей, с цифрами или без. Некоторые языки допускали символ "_". Первым должен быть символ.

Переменная имела характерную особенность: она должна была знать, сколько занимает байт в памяти и как ей выровняться на границу слова, а то и двойного слова.

Последнее было очень важно для математических программ. Особенности организации оперативной памяти и работа математического сопроцессора обязывали программиста не только правильно и вовремя описать переменную, но и подумать, как она расположится в оперативной памяти.

Пример: "Недра" оперативной памяти недоступны современному программированию в подавляющем большинстве случаев. Раньше с организацией памяти приходилось строго считаться.

Первые структуры данных - совокупности переменных - функционировали как переменные с определенной семантикой, но для доступа к ним требовалось не только знать, сколько байт что занимает, но и учитывать, что некоторые типы данных компилятор автоматом выравнивал на границу слова.

Все это приводило к серьезным ошибкам в программах. В память о тех суровых временах следует отметить, что первые языки при всей их пунктуальности и требовательности обеспечивали переменные, типы, структуры данных в программировании и разработке безопасным синтаксическим контролем.

Если программа проходила синтаксический контроль и успешно линковалась, проблемы с выполнением начинались только при фатальной ошибке программиста или сбое аппаратуры.

Переменная в программировании может иметь тип, имя и значение. Перед использованием любую переменную надо определить. Синтаксис определения переменной выглядит следующим образом:

тип_переменной имя_переменной;

Например, простейшее определение переменной:

int number;

Здесь определена переменная number, которая имеет тип int. Поскольку определение переменной представляет собой отдельное выражение, то после него ставится точка с запятой.

Имя переменной может представлять последовательность символов латинского алфавита, чисел и знака подчеркивания. При этом имя должно начинаться либо с алфавитного символа, либо со знака подчеркивания.

int _number33;

Нередко компиляторы имеют ограничение на длину названий переменных, например, для некоторых компиляторов длина имени переменной не должна превышать 31 символа, для других компиляторов ограничение может быть более жестким.

Также стоит учитывать, что C - регистрозависимый язык, а это значит, что регистр символов имеет большое значение. То есть следующем коде будут определяться две разные переменные:

1 int number;

2 int Number;

Поэтому переменная Number не будет представлять то же самое, что и переменная number.

Кроме того, в языке есть ряд зарезервированных слов, которые не могут использоваться в качестве имени переменной. Их не так много: auto, break, case, char, const, continue, default, do, double, else, enum, extern, float, for, goto, if, int, long, register, return, short, signed, sizeof, static, struct, switch, typedef, union, unsigned, void, volatile, while.

Также нельзя объявить больше одной переменной с одним и тем же именем, например:

1 int number;

2 int number;

Подобное определение вызовет ошибку на этапе компиляции.

При определении переменных каждой из них присваивается неопределенное значение. Но в дальнейшем мы можем присвоить ей конкретное значение:

1 int number;

2 number = 2;

1 #include <stdio.h>

2

3 int main(void)

4 {

5 int number;

6 number = 2;

7 printf("number = %d \n", number);

8 return 0;

9 }

Для вывода числа на консоль используется спецификатор %d, вместо которого вставляется значение переменной number. Таким образом, мы получим следующий консольный вывод:

number = 2

Однако также можно сразу при определении переменной дать ей некоторое начальное значение. Данный прием называется инициализацией:

1 #include <stdio.h>

2

3 int main(void)

4 {

5 int number = 2;

6 printf("number = %d \n", number);

7 return 0;

8 }

Чем характеризуются переменные величины

Прежде всего своим именем, к которому разные языки предъявляют строгие требования. Если в PHP знак $ обязательно стоит перед именем переменной, то в Java это выходит за рамки соглашения. Вообще, по части именования переменных величин, помимо идей синтаксиса языка, есть масса идей разработчиков.

Начиная писать на конкретном языке, следует прислушаться к мнению коллег и посмотреть последние идеологические мануалы по стилю языка.

Вторая характеристика переменной - ее значение. Оно есть всегда. Даже если значение отсутствует - это тоже значение. Характерная черта: например, PHP многие функции, выдающие в качестве результата число, могут выдать результатом boolean - чем не результат?

Тип не важен, важно наличие, и многие конструкции JavaScript волне удовлетворяются наличием значения, невзирая на его тип. Последнее, что имеет значение, так это, собственно, значение переменной.

Базовые типы данных

В общем-то мир описания, мир переменных, несмотря на диалекты и стили в именовании, не сильно развился в отношении базовых типов.

В основном программисты используют строки (string), часто целые числа (int, integer), при необходимости вещественные числа (double, real), некоторые еще сохранили понятие знака (char).

Про базы данных (от мала до велика) можно даже не говорить, там количество вариаций основных типов предусмотрено на все случаи жизни, а многие типы данных наследуются со времен Ады и Беббиджа.

В настоящее время сама лучшая переменная в программировании полностью характеризуется указанием на себя, допуская, что ее значение, тип и вообще кто она такая будет ясно только в тот момент, когда она потребуется.

Переменные и алгоритмы

Одинокая переменная в программировании полностью характеризуется стремлением оказаться в компании ей подобных. Это историческое явление, и мало что здесь зависит от воли разработчика.

Если создание программы начинается с технического задания, особенно если в разработке принимают специалисты, для которых в теме "алгоритмизация и программирование" первое слово имеет большее значение чем второе, то переменных будет великое множество. Обычно такой вариант останавливается на этапе описания переменных.

Если создание программы начинается с анализа ее основной задачи, и именно главная точка задачи берется за основу, то шансов получить работающий результат достаточно.

Описать главную точку и создать алгоритм, ее обслуживающий, - это не просто переменная в программировании, тип, имя, значения и место описания, а начало процесса. Важен процесс описания переменных и алгоритма, который с ними работает.

Важно движение:

1. первое приближение к цели;
2. результат, анализ и уточнение описания;
3. второе приближение к цели.

Обычно после создания второго-третьего описания приходит понимание, с чего следует начинать. И задача пошла в работу.

Указательное описание переменных

Немногого стоит начать программу с основных переменных: не имена, типы и значения играют главную роль. Одинокая переменная, структура данных, массив и даже объект - это просто статистическое решение задачи.

Дерево объектов, описывающих задачу, то есть и переменные, и алгоритмы, инкапсулированные в единый код - объект, а все объекты в общий объект - систему объектов - вот это дело. Вот это реальное и современное создание переменных.

Такие переменные могут взаимодействовать с себе подобными, а благодаря наследованию каждая из них может перемещаться по своей родословной ветке, то есть указатель на то, что и где в данный момент используется, и как он это делает - актуален, а само его содержание - нет. В данном случае содержание играет свою роль, когда оно это сделает, указатель перемещается на следующее содержание.

Статическая и динамическая типизация переменных

Если тип данных определяется на этапе компиляции, имеет место статическая типизация, а если на этапе выполнения программы — динамическая. В последнем случае иногда говорят, что переменная не имеет типа, хотя данные, содержащиеся в ней, безусловно, относятся к определённому типу данных, но выясняется это уже во время выполнения программы.

В большинстве случаев статическая типизация позволяет уменьшить затраты ресурсов при выполнении программы, поскольку для динамической типизации требуются затраты ресурсов на выяснение типов данных и их приведение в выражениях со смешанными типами. Статическая типизация позволяет проводить проверку типов на этапе компиляции программы. Это также упрощает обнаружение ошибок ещё на этапе разработки, когда их исправление обходится менее дорого.

Тем не менее, во многих случаях необходимо применение динамической типизации. Например, необходимость поддержания совместимости при переходе на новый формат представления данных (например, старая часть проекта посылает процедуре дату символьной строкой, а новые объекты используют более современный числовой тип).

Статические и динамические переменные

Адрес поименованной ячейки памяти также может определяться как на этапе компиляции, так и во время выполнения программы. По времени создания переменные бывают статическими и динамическими. Первые создаются в момент запуска программы или подпрограммы, а вторые создаются в процессе выполнения программы.

Динамическая адресация нужна только тогда, когда количество поступающих на хранение данных заранее точно не известно. Такие данные размещают в специальных динамических структурах, тип которой выбирается в соответствии со спецификой задачи и с возможностями выбранной системы программирования. Это может быть стек, куча, очередь и т. п. Даже файл, в том смысле, который заложил Н.Вирт в Паскаль, является динамической структурой.

Локальные и глобальные переменные. Области видимости

По зоне видимости различают локальные и глобальные переменные. Первые доступны только конкретной подпрограмме, вторые — всей программе. С распространением модульного и объектного программирования, появились ещё и общие переменные (доступные для определённых уровней иерархии подпрограмм). Область видимости иногда задаётся классом памяти. Ограничение видимости может производиться путём введения пространств имён.

Ограничение зоны видимости придумали как для возможности использовать одинаковые имена переменных (что разумно, когда в разных подпрограммах переменные выполняют похожую функцию), так и для защиты от ошибок, связанных с неправомерным использованием переменных (правда, для этого программист должен владеть и пользоваться соответствующей логикой при структуризации данных).

Простые и сложные переменные

По наличию внутренней структуры, переменные могут быть простыми или сложными (составными).

• Простые переменные не имеют внутренней структуры, доступной для адресации. Последняя оговорка важна потому, что для компилятора или процессора переменная может быть сколь угодно сложной, но конкретная система (язык) программирования скрывает от программиста её внутреннюю структуру, позволяя адресоваться только «в целом».
• Сложные переменные программист создаёт для хранения данных, имеющих внутреннюю структуру. Соответственно, есть возможность обратиться напрямую к любому элементу.

Самыми характерными примерами сложных типов являются массив (все элементы однотипные) и запись (элементы могут иметь разный тип).

Следует подчеркнуть относительность такого деления: для разных программ одна и та же переменная может иметь разную структуру.

Например, компилятор различает в переменной вещественного типа 4 поля: знаки мантиссы и порядка, плюс их значения, но для программиста, компилирующего свою программу, вещественная переменная — единая ячейка памяти, хранящая вещественное число.

Глава 2 Виды и типы программирования

Виды программирования

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

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.

Низкоуровневый язык программирования (язык программирования низкого уровня) — язык программирования, близкий к программированию непосредственно в машинных кодах используемого реального или виртуального (например, Java, Microsoft .NET) процессора. Для обозначения машинных команд обычно применяется мнемоническое обозначение. Это позволяет запоминать команды не в виде последовательности двоичных нулей и единиц, а в виде осмысленных сокращений слов человеческого языка (обычно английских).

Языки программирования низкого уровня.

Первым компьютерам приходилось программировать двоичными машинными кодами. Однако программировать таким образом - достаточно трудоемкая и сложная задача. Для упрощения этой задачи стали появляться языки программирования низкого уровня, которые позволяли задавать машинные команды в более понятном для человека виде. Для преобразования их в двоичный код были созданы специальные программы - трансляторы.

Рис.1. Пример машинного кода и представления его на ассемблере

Трансляторы делятся на:

• компиляторы - превращают текст программы в машинный код, который можно сохранить и затем использовать уже без компилятора (примером являются исполняемые файлы с расширением *. exe);
• интерпретаторы - превращают часть программы в машинный код, выполняют и после этого переходят к следующей части. При этом каждый раз при выполнении программы используется интерпретатор.

Примером языка низкого уровня является ассемблер. Языки низкого уровня ориентированы на конкретный тип процессора и учитывают его особенности, поэтому для переноса программы на ассемблере на другую аппаратную платформу ее нужно почти полностью переписать. Определенные различия имеются и в синтаксисе программ под разные компиляторы. Правда, центральные процессоры для компьютеров фирм AMD и Intel практически совместимы и отличаются лишь некоторыми специфическими командами. А вот специализированные процессоры для других устройств, например, видеокарт, телефонов содержат существенные различия.

Преимущества

С помощью языков низкого уровня создаются эффективные и компактные программы, поскольку разработчик получает доступ ко всем возможностям процессора.

Недостатки

• Программист, работающий с языками низкого уровня, должен быть высокой квалификации, хорошо понимать устройство микропроцессорной системы, для которой создается программа. Так, если программа создается для компьютера, нужно знать устройство компьютера и, особенно, устройство и особенности работы его процессора;
• результирующая программа не может быть перенесена на компьютер или устройство с другим типом процессора;
• значительное время разработки больших и сложных программ.

Языки низкого уровня, как правило, используют для написания небольших системных программ, драйверов устройств, модулей стыков с нестандартным оборудованием, программирование специализированных микропроцессоров, когда важнейшими требованиями являются компактность, быстродействие и возможность прямого доступа к аппаратным ресурсам.

Ассемблер - язык низкого уровня, что широко применяется до сих пор.

Языки программирования высокого уровня.

Первым языком программирования высокого уровня считается компьютерный язык Plankalkül, разработанный немецким инженером Конрадом Цузе ещё в период 1942—1946 годах. Однако транслятора для него не существовало до 2000 г. Первым в мире транслятором языка высокого уровня является ПП (Программирующая Программа), он же ПП-1, успешно испытанный в 1954 г. Транслятор ПП-2 (1955 г., 4-й в мире транслятор) уже был оптимизирующим и содержал собственный загрузчик и отладчик, библиотеку стандартных процедур, а транслятор ПП для ЭВМ Стрела-4 уже содержал и компоновщик из модулей. Однако, широкое применение высокоуровневых языков началось с возникновением Фортрана и созданием компилятора для этого языка (1957).

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.

Такого рода оторванность высокоуровневых языков от аппаратной реализации компьютера помимо множества плюсов имеет и минусы. В частности, она не позволяет создавать простые и точные инструкции к используемому оборудованию. Программы, написанные на языках высокого уровня, проще для понимания программистом, но менее эффективны, чем их аналоги, создаваемые при помощи низкоуровневых языков. Одним из следствий этого стало добавление поддержки того или иного языка низкого уровня (язык ассемблера) в ряд современных профессиональных высокоуровневых языков программирования.

Примеры: C, C++,C#, Java, Python, PHP, Ruby, Perl, Паскаль, Delphi, Lisp. Языкам высокого уровня свойственно умение работать с комплексными структурами данных. В большинстве из них интегрирована поддержка строковых типов, объектов, операций файлового ввода-вывода и т. п. Недостатком языков высокого уровня является больший размер программ по сравнению с программами на языке низкого уровня. Поэтому в основном языки высокого уровня используются для разработок программного обеспечения компьютеров и устройств, которые имеют большой объем памяти. А разные подвиды ассемблера применяются для программирования других устройств, где критичным является размер программы.

В основе императивных языков лежат несколько важных идей, в их числе представление действий в виде математических формул, концепция типа данных и теорема о структурном преобразовании.

Пpогpамма на императивном языке стpоится из функций (подпpогpамм). Пpогpаммы на языке ассемблеpа тоже могут состоять из подпpогpамм и в этом нет ничего нового, но языки высокого уpовня позволяют не думать о таких вопpосах как оpганизация вызовов, передача исходных данных и возврат pезультатов. Описание функции состоит из имени, списка паpаметpов (исходных данных), типа pезультата и действий, пpиводящих к получению этого pезультата. Одна из функций пpогpаммы является главной, ее выполнение и есть pабота пpогpаммы.

Простой пример - функция, вычисляющая синус числа. Она может называться sin, ее исходные данные состоят из одного вещественного числа, pезультат - тоже вещественное число, получаемое путем суммиpования отpезка известного бесконечного pяда (или выполнения команды fsin математического сопроцессора).

Набоp действий, котоpые могут выполняться внутpи функции очень огpаничен. Он состоит из вычисления фоpмульных выpажений, вызовов дpугих функций (что не является отдельным действием - вызов функции часто входит в выpажение), присваиваний, ветвлений (гpуппа действий, котоpая выполняется лишь при истинности некоторого условия) и циклов (гpуппа действий, выполняемых многокpатно, число повтоpений зависит от некотоpого условия). Действия могут быть вложены дpуг в дpуга. Может показаться, что набоp из ветвлений и циклов слишком мал, но это не так. Доказано, что любой алгоpитм, составленный из функциональных блоков (на низком уpовне - арифметических команд и команд пеpесылки данных), условных и безусловных пеpеходов может быть пpеобpазован в эквивалентный алгоpитм, составленный только из стpуктуpных блоков - функциональных блоков, ветвлений и циклов с пpовеpкой условия в конце. Это утвеpжение было сфоpмулиpовано в статье Бома и Джакопини (Corrado Bohm and Giuseppe Jacopini) "Flow diagrams, turing mashines and languages with only two formation rules" (Communications of ACM, Volume 9 / Number 5 / May, 1965).

Если для выполнения необходимых действий нужно где-то хpанить пpомежуточные pезультаты, внутpи функции помещаются специальные описания, содеpжащие имена переменных и, возможно, другую информацию. Адpеса ячеек опеpативной памяти будут назначены им автоматически. В некоторых языках внутри функций также могут содержаться определения констант и типов. В Pascal-подобных языках функция подобна программе и может включать определения не только констант, типов и переменных, но и других функций.

Объявление данных пpедставляет собой список именованых объектов. Эти объекты называются пеpеменными. В ряде языков должен задаваться тип переменной, определяющий необходимый для ее pазмещения объем памяти и набоp опеpаций, в котоpых она может участвовать. Но это не обязательно так, существуют языки, в которых тип переменной не задается и может меняться по ходу выполнения программы.

Обычно языки пpогpаммиpования предоставляют достаточно огpаниченный набоp пpедопpеделенных типов пеpеменных и сpедства создания новых типов. Пpедопpеделены некотоpые из следующих типов:

• натуpальные и целые числа pазличной pазpядности;
• вещественные числа;
• символы - буквы, цифpы, знаки аpифметических действий и пp.;
• стpоки символов;
• логические значения;
• указатели

Действия над данными могут выполняться с помощью функций и операторов.

В языке C, напpимеp, не опpеделены символы, строки и логические значения. Его тип char на самом деле является коpотким целым и допускает аpифметические действия.

Новые типы образуются путем объединения в единое целое нескольких элементов одного типа (массив, каждый его элемент имеет поpядковый номеp) или элементов pазных типов (стpуктуpа, каждый ее элемент имеет собственное имя). Напpимеp, в большинстве языков комплексные числа не опpеделены, но их можно опpеделить:

struct complex

{

real Re;

real Im;

};

В некоторых языках (например, в C++) для создаваемых типов могут быть определены и операторы, что позволяет использовать переменные этих типов так же, как и переменные предопределенных типов.

Есть и другие способы создания новых типов. Например, в языке Pascal возможно создание:

• типов-диапазонов (посредством задания диапазона значений);
• типов-перечислений (посредством перечисления возможных значений);
• типов-множеств

Переменные типов-множеств могут быть использованы для хранения информации о наборе свойств каких-либо объектов. Нечто подобное можно сделать с помощью переменных целого типа, установленные биты которых означают наличие соответствующих свойств. По-видимому, использование множеств более устойчиво к ошибкам программиста.

Для описания необходимых действий используются уже упомянутые структурные конструкции. Их набор может быть большим или меньшим, как правило их больше необходимых двух. Циклы с проверкой условия в конце могут быть заменены циклами с проверкой условия в начале.

Типы программирования

Необходимость в программировании возникла даже раньше программируемых компьютеров. Известно, что с 18того века, например, существовали ткацкие станки, программируемые при помощи деревянных дощечек, в которых были в нужных местах проделаны дырки.

Развитию программирования поспособствовала идея Джона Фон Ньюмана (англ. John Von Neumann), опубликованная в 1945 году, в которой он описал компьютер, где в памяти вместе с данными хранится и сама программа.

Языком программирования первого поколения считается машинный код. Машинный код состоит из инструкций, которые компьютер (процессор) может выполнить (а также данных, которые принадлежат этим инструкциям). Программируя на машинном коде, программист должен был писать свою программу в двоичном коде, так что бы процессор мог это понять и исполнить. В сущности, такое программирование требует хорошего знания и понимания аппаратного обеспечения, потому что в процессе программирования необходимо знать что процессор может сделать, где находятся устройства ввода-вывода (англ. I/O- Input-Output), а также как с ними необходимо общаться и сколько времени будет потрачено на ту или иную операцию. Таким образом, машинный код очень крепко связан с аппаратным обеспечением, на котором соответствующая программа будет работать. На сегодняшний день машинный код из компьютеров никуда не исчез, все действия на низком уровне (уровне аппаратного обеспечения) происходят до сих пор в машинном коде, т.е. на каком бы языке программирования не была написана программа в, конечном итоге она преобразуется в понятный аппаратному обеспечению машинный код.

Языками второго поколения считаются языки Ассемблера. В случае машинного кода всё программирование происходило в двоичном коде, и в связи с этим его чтение и отладка были очень трудоёмкими. При программировании на языке Ассемблера же инструкции представлены человеку в понятной форме. Само программирование является очень похожим на программирование в машинном коде, потому что инструкции те же самые, что и в машинном коде (только в другом виде - в виде слов). Программа, написанная на языке Ассемблера, представляет собой что-то вроде следующего:

MOV AL, 19

ADD AL, 4

OUT 2

Данный отрывок кода присваивает регистру AL значение 19(обычно значения представлены числами в шестнадцатеричной системе), прибавляет к значению регистра AL число 4 и после этого отправляет на выход номер 2. Написанная программа переводится из ассемблера в машинный код и после этого процессор может начать её выполнение.

Языки ассемблера и машинный код считаются языками низкого уровня.

Языками программирования третьего поколения называются уже языки высокого уровня. Такие языки программирования не очень связаны с аппаратными средствами. Это значит, что программист не должен больше очень точно знать устройство и особенности аппаратного обеспечения, однако может сравнительно независимо аппаратных средств, после чего эта программа преобразуется при помощи некоторых разных инструментов в форму понятную аппаратному обеспечению. Конкретнее о том, как это делается, будет описано позже.

К числу языков третьего поколения относится большинство известных и используемых языков программирования, например:

FORTRAN (The IBM Mathematical FORmula TRANslating System) - язык программирования, разработанный в 1950-тых годах для математических вычислений и в научных целях.

COBOL (COmmon Business Oriented Language) - Объектно-ориентированный язык программирования, созданный в 1959году, в основном для написания программ удовлетворяющих бизнес нуждам.

BASIC (Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code) - Язык, разработанный в 1963 году, который поначалу создавался для того, чтобы инженеры могли производить на компьютерах различные симуляции.

Pascal - Язык программирования, созданный в 1970х годах и который создавался для обучения программированию.

С - имя происходит от того, что этот язык в основном базировался на языке с именем B. Создавался для написания операционных систем (многие UNIX совместимые операционные системы написаны на этом языке), уже долгое время является одним из самых популярных языков программирования.

С++ - объектно-ориентированный С.

Java - язык программирования, разработанный на основе С++.

Visual Basic, Delphi, Python, C# - все являются языками третьего поколения. Многие языки программирования третьего поколения моложе (новее), чем некоторые языки четвёртого и пятого поколений.

Языки программирования четвертого поколения разработаны с целью упростить их изучение и использование. Эти языки, как правило, непроцедурные сосредоточены на единственном применении. Примером языка программирования четвертого поколения может служить SQL(Structured Query Language). Тут больше говориться «что делать» и меньше - «как делать». Языки пятого поколения созданы для разработки систем искусственного интеллекта и для решения связанных с этой темой проблем.

Базовые типы языков программирования.

В отличие от поколений языков программирования, базовые типы описывают каким образом можно программировать на каком-либо языке. К главным базовым типам относят: процедурные, функциональные и объектно-ориентированные языки программирования.

В процедурных языках программирования на языке программирования описываются действия и порядок их выполнения, а также эти действия разбиваются на группы (подпрограммы). Из процедур в свою очередь формируются структуры кода, которые можно повторно использовать. В функциональных языках программирования всё решение описывается при помощи функций. В объектно-ориентированных языках программирования решение проблемы производится при помощи функций и структур данных, описанных в классах (англ. Class). Из каждого класса можно создать объект, у которого будет набор свойств и/или методов.

Свойства - это значения, которые объект может содержать, и которые могут влиять на поведение объекта. Например, на основе класса «консольное окно» можно создать объект «консоль1», который будет виден пользователю, как одно консольное окно. У этого объекта присутствуют некоторые свойства (показано, скрыто, ширина, высота, цвет текста в консольном окне, цвет фона и т.д.), изменяя эти свойства можно в данном конкретном случае менять внешний вид объекта.

В этом же примере у объекта могут быть и некоторые методы, так например, обращаясь к соответствующему методу можно записать в консольное окно какой-то текст, прочитать в некоторую переменную текст введённый пользователем и т.д.

Вторым примером можно привести класс «текстовая переменная», создав на базе этого класса объект «ПростоТекст», создаём одну текстовую переменную, основное свойство которой - это хранящееся текстовое значение, однако на самом деле свойств у этого объекта больше (например, длина хранящегося текстового значения). Также у текстовой переменной должен быть некий набор методов (изменить символы хранящегося значения на строчные, заглавные, удалить некоторые символы и т.д.).

Поэтому описывая классы и манипулируя объектами, возможно составить очень сложные программы и выполнить различные действия.

Интерпретируемые и компилируемые языки

До того, как компьютер сможет выполнить программу, написанную на языке высокого уровня, её приходится «переводить» на понятный компьютеру язык, т.е. машинный код. Этот процесс перевода называют трансляцией, а программу-переводчик - транслятором. Трансляторы делятся на два класса: компиляторы и интерпретаторы.

Компиляция заключается в том, что программа в машинном коде (называемая компилятором) преобразует другую программу, написанную на языке программирования в машинный код. После этого полученный машинный код программы выполняется. Примером компилируемых языков можно назвать C, Fortran, Pascal.

Интерпретация заключается в том, что программа в машинном коде (интерпретатор) записывает файл программы во внутреннюю память и начинает её построчно выполнять. Примером может служить старый язык BASIC.

Интерпретация программы примерно в 10-200 раз медленнее, чем выполнение скомпилированного кода. В противовес отладка (удаление ошибок из программы) интерпретируемой программы, как правило, проще, чем в случае транслируемой программы. В некоторых подходящих случаях и при наличии подручных инструментов эти различия могут быть гораздо меньше. Хорошим примером служит Java с кодом, оптимизированным и скомпилированном на промежуточном уровне, который во время выполнения транслируется компилятором Just-in-Time в подходящий конкретному аппаратному обеспечению.

В принципе программу, написанную на любом языке можно как интерпретировать, так и скомпилировать

Список литературы

1. Алехин, В.А. Микроконтроллеры PIC: основы программирования и моделирования в интерактивных средах MPLAB IDE, mikroC, TINA, Proteus. Практикум / В.А. Алехин. - М.: ГЛТ , 2016. - 248 c.
2. Ашарина, И.В. Основы программирования на языках C и C++ / И.В. Ашарина. - М.: ГЛТ, 2012. - 208 c.
3. Богачев, К.Ю. Основы параллельного программирования: Учебное пособие / К.Ю. Богачев. - М.: Бином, 2014. - 342 c.
4. Богачев, К.Ю. Основы параллельного программирования / К.Ю. Богачев. - М.: Бином, 2015. - 342 c.
5. Воскобойников, Ю.Е. Основы вычислений и программирования в пакете MathCAD PRIME: Учебное пособие / Ю.Е. Воскобойников и др. - СПб.: Лань, 2016. - 224 c.
6. Гулиа, Н.В. Основы вычислений и программирования в пакете MathCAD PRIME: Учебное пособие / Н.В. Гулиа, В.Г. Клоков, С.А. Юрков. - СПб.: Лань, 2016. - 224 c.
7. Дорогов, В.Г. Основы программирования на языке С: Учебное пособие / В.Г. Дорогов, Е.Г. Дорогова; Под общ. ред. проф. Л.Г. Гагарина. - М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2013. - 224 c.
8. Зыков, С.В. Основы современного программирования: Учебное пособие для вузов / С.В. Зыков. - М.: ГЛТ , 2012. - 444 c.
9. Карпов, Ю. Теория и технология программирования. Основы построения трансляторов / Ю. Карпов. - СПб.: BHV, 2012. - 272 c.
10. Колдаев, В.Д. Основы алгоритмизации и программирования: Учебное пособие / В.Д. Колдаев; Под ред. Л.Г. Гагарина. - М.: ИД ФОРУМ, ИНФРА-М, 2012. - 416 c.
11. Кундиус, В.А. Теоретические основы разработки и реализации языков программирования / В.А. Кундиус. - М.: КноРус, 2013. - 184 c.
12. Окулов, С.М. Основы программирования, перераб / С.М. Окулов. - М.: Бином, 2015. - 336 c.
13. Семакин, И.Г. Основы алгоритмизации и программирования. Практикум: Учебное пос. для студ. учреждений сред. проф. образования / И.Г. Семакин, А.П. Шестаков . - М.: ИЦ Академия, 2013. - 144 c.
14. Фридман, А. Основы объектно-ориентированного программирования на языке СИ++ / А. Фридман. - М.: Горячая линия -Телеком, 2012. - 234 c.
15. Фридман, А.Л. Основы объектно-ориентированного программирования на языке Си++ / А.Л. Фридман. - М.: Гор. линия-Телеком, 2012. - 234 c.
16. Черпаков, И.В. Основы программирования: Учебник и практикум для прикладного бакалавриата / И.В. Черпаков. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 219 c.
17. Черпаков, И.В. Основы программирования: Учебник и практикум для СПО / И.В. Черпаков. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 219 c.