Курсовая теория на тему Классификация языков программирования высокого уровня

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Теоретические основы изучения языков программирования высокого уровня 5
1.1. Классификация языков программирования 5
1.2. Понятие о языках программирования высокого уровня и их классификация 9
1.3. Классификация языков программирования высокого уровня 11
Выводы по 1 главе 13
2. Практические аспекты изучения языков программирования высокого уровня 15
2.1. Языки программирования высокого уровня Lisp, Prolog, C++ 15
2.2. Язык программирования высокого уровня Pascal 17
2.3. Язык программирования высокого уровня Basic 19
Выводы по 2 главе 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 25

Введение:

Данная работа посвящена изучению классификации языков програм-мирования высокого уровня.
Актуальность рассматриваемой темы определяется тем, что языков программирования придумано большое количество. Причина состоит в различных уровнях квалификации программистов, в разнообразии их по-требностей. Программистам все же пока не удалось создать язык, который удовлетворит всех, да и неизвестно, имеется ли вообще такая вероятность.
Язык программирования является методом записи программ решения разнообразных задач на компьютере в понятной для него форме.
Языки программирования высокого уровня представляют собой ма-шинно-независимые языки. Одну и ту же программа на языке высокого уровня можно выполнить на электронно-вычислительных машинах раз-ных типов, которые оснащены соответствующим транслятором.
Форма записи программ на языках программирования высокого уровня по сравнению с Автокодом приближенна к традиционной матема-тической форме, к так называемому естественному языку. На языке про-граммирования Pascal она аналогична школьному алгоритмическому язы-ку.
Языки программирования высокого уровня легко поддаются изуче-нию, хорошо осуществляют поддержку структурной методики програм-мирования.
Цель работы – изучить классификации языков программирования вы-сокого уровня.
Исходя из поставленной цели, нами были сформулированы следую-щие задачи исследования:
1) рассмотреть классификация языков программирования
2) охарактеризовать понятие о языках программирования высокого уровня и их классификация
3) изучить классификацию языков программирования высокого уров-ня
4) проанализировать языки программирования высокого уровня Lisp, Prolog, C++
5) дать характеристику языку программирования Basic
6) исследовать язык программирования Pascal
Объект исследования — языки программирования высокого уровня.
Предмет исследования – классификация языков программирования высокого уровня.
По структуре работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы. Первая глава исследования посвящена теоретическим основам изучения языков программирования высокого уровня. Во второй главе работы нами рассматриваются практические ас-пекты изучения языков программирования высокого уровня.
Источниковую базу исследования составили научные исследования, последних лет, авторы которых рассматривают изучение классификации языков программирования высокого уровня.

Заключение:

В результате проведенного исследования мы можем сделать следую-щие выводы:
1) рассмотрев классификация языков программирования, мы можем сказать о том, что они делятся по уровню зависимости от аппаратных средств языки на: языки программирования низкого уровня и языки про-граммирования высокого уровня. По принципам программирования язы-ки делятся на процедурные языки программирования, непроцедурные языки программирования и объектно-ориентированные языки програм-мирования. По ориентации на класс задач языки программирования де-лятся на универсальные языки программирования и специализированные языки программирования.
2) охарактеризовав понятие языков программирования высокого уровня и их классификацию, мы можем сказать о том, что они являются машинно-независимыми языками. Аналогичную программу на подобном языке можно выполнить на электронно-вычислительных машинах разных типов, которые оснащены соответствующим транслятором.
3) изучив классификацию языков программирования высокого уров-ня, мы можем сказать о том, что языки программирования высокого уров-ня можно разделить на объектно-ориентированные языки программиро-вания, процедурно-ориентированные и проблемно-ориентированные.
4) проанализировав языки программирования высокого уровня Lisp, Prolog, C++, мы можем сказать о том, что с помощью языка LISP на элек-тронно-вычислительных машинах можно моделировать сложные процес-сы, в том числе интеллектуальную деятельность человека. Язык C++ явля-ется инструментальным языком разработки баз данных, трансляторов, операционных систем, а также других прикладных и системных программ. Язык Prolog дает возможность в формальном виде описывать разнообраз-ные утверждения, логику рассуждений.
5) охарактеризовав язык программирования Basic, мы можем сказать о том, что его можно описать не как обособленный язык, а как целое се-мейство языков, которые отличаются по времени создания, парадигмам программирования и синтаксису и, что часто приводит к полной потери совместимости программ.
6) исследовав язык программирования Pascal, мы можем сказать о том, что его особенностью является строгая типизация данных. Именно этот фактор сделал Pascal дисциплинирующим языком, который приучил программиста к логическому мышлению.
Теоретическая значимость проведенного исследования обусловлена тем, что результаты и выводы исследования могут применяться в даль-нейшей разработке проблемы изучения классификации языков програм-мирования высокого уровня.
Практическая значимость определяется возможностью применения в школьной программе на уроках информационной технологии. Также в программе высшего учебного заведения, а также дальнейшего глубокого изучения данной темы в спецкурсах, посвященных проблемам классифи-кации языков программирования высокого уровня, а также на семинар-ских и практических занятиях, при написании курсовых и магистерских работ.
В качестве перспектив проведенной работы можно обозначить реали-зацию разработанных методик и программ на базе школ, гимназий, обра-зовательных учреждений среднего и высшего профессионального образо-вания.

Фрагмент текста работы:

1. Теоретические основы изучения языков программирования высоко-го уровня

1.1. Классификация языков программирования

Историю информатики как науки в некоторой степени можно описать как историю языков программирования, которые начали свое развитие в XIX веке, когда английский ученый Чарльз Бэббидж разработал механи-ческую вычислительную машину. Как известно, программу для нее напи-сала леди Ада Лавлейс. Языки программирования в современном понима-нии фактически начали развиваться с зарождением электронных вычисли-тельных машин.
Под языком программирования понимается искусственный язык, со-зданный с целью разработки программ, которые предназначены для реа-лизации их на персональном компьютере [7, 87]. Под компьютерной про-граммой понимается последовательность инструкций или команд, обеспе-чивающих выполнение конкретного алгоритма на компьютере. Под ко-мандой или инструкцией понимается указание, определяющее, какую опе-рацию или действие необходимо реализовать.
В настоящее время можно выделить более 2000 разнообразных язы-ков программирования, а также их модификаций, однако только некото-рые из них обрели широкое признание. Все языки программирования мо-гут быть условно классифицированы в соответствии с определенными ос-новными признаками [12, 77]. Рассмотрим классификацию языков про-граммирования:
По уровню зависимости от аппаратных средств языки программиро-вания делятся на:
1) языки программирования низкого уровня,
2) языки программирования высокого уровня [5, 33].
Низкоуровневые языки программирования (машинно-ориентированные) — это языки, в которых данными и командами учитыва-ется архитектура компьютера. Эти языки ориентированы на определенный тип компьютера и учитывают его аппаратные специфики.
Почти у каждого типа компьютера был свой язык программирования низкого уровня. Одну и ту же программу нельзя было выполнить на ком-пьютере другого типа, что сильно ограничивало возможность обмена про-граммами.
Программы для первых электронно-вычислительных машин были разработаны именно на «машинных» языках. Это был сложный процесс, поэтому вскоре появились языки символьного кодирования. Команды по-давались уже символами, а не двоичным кодом. Изменение символьного кода в машинные команды происходит автоматически [6, 72].
Как правило, команды современных языков программирования пи-шутся английскими буквами с применением символов, которые содержатся на клавиатуре [10, 95]. Однако компьютер хранит и выполняет команды, представленные физическими сигналами (к примеру, двумя уровнями окончательной магнитной индукции, двумя значениями электрического напряжения, наличием и отсутствием светового луча). Значение физиче-ских сигналов обозначается двоичными символами, математическими зна-чениями 0 и 1.
Программы, представленные набором 0 и 1, называются машинными или машинным кодом. Он точно определяет, какое конкретно действие должен выполнить процессор [2, 72].
Применяются разные структуры команд. Большинство команд состоят из операционной и адресной частей. В операционной части отмечено, что действие (операция) должно выполняться, а в адресной части — над какими конкретно данными необходимо его выполнить.
Упрощенный двоичный или шестнадцатеричный код команды можно записать соответственно следующим образом: 11001011 10101101 11011001 А7 В5 С3
Языки программирования высокого уровня (машинно-независимые) — это языки, на которых программы можно использовать на персональных компьютерах разных типов и которые доступнее для людей, чем языки низкого уровня.
Первым языком высокого уровня, широко признанным мировыми программистами, был Fortran. Он был разработан в 1954 году компанией IBM (США) [2, 76]. Язык Fortran очень похож на язык алгебры и ориенти-рован на решение вычислительных задач. В 1960 году группа ученых из разных стран азработала язык Algol-60, который также был ориентирован на решение вычислительных задач.
По принципам программирования языки делятся на:
1) процедурные языки программирования
2) непроцедурные языки программирования
3) объектно-ориентированные языки программирования
В соответствии с принципами программирования выделяют языки процедурные, непроцедурные, а также языки объектно-ориентированного программирования.
Процедурные языки основаны на описании последовательного изме-нения состояния компьютера, то есть значений ячеек памяти, состояния процессора и других устройств. Они манипулируют данными в пошаго-вом режиме, применяя пошаговые инструкции. В процедурных языках выдерживают четкое структурирование программ, поэтому они также называются языками структурного программирования. К подобным язы-кам относятся BASIC, Algol, Pascal, Fortran [12, 77].
Процедурные языки полностью отвечают требованиям разработки небольших программ и программ средней сложности. Однако в начале 1980-х годов XX века размер и сложность программ достигли уровня, требующего к программированию новых концептуальных подходов.
Непроцедурные языка являются эффективными для программирова-ния поиска больших объемов данных, а также для программирования за-дач, процесс решения которых не может быть точно описан (перевод, рас-познавание образов) [16, 96]. На этих языках сам поиск решения интегри-рован в интерпретатор языка. Такие языки включают функциональные и логические языки программирования.
В конце XX века был представлен новый метод программирования, названный объектно-ориентированным программированием. То есть эво-люционировали языки, которые содержат конструкции, которые позволя-ют определять объекты, принадлежащие к классам и обладающие сред-ствами для работы с абстрактными типами данных. К таким языкам отно-сятся C ++, Java, C, Python и другие [16, 111]. В настоящее время языки объектно-ориентированного программирования практически вытеснили процедурные языки с рынка профессионального программирования.
По ориентации на класс задач языки программирования делятся на:
1) универсальные языки программирования
2) специализированные языки программирования [2, 93]
Универсальные языки должны решать широкого класса задачи. К этим языкам относятся PL/1, Algol, Pascal, С. Особенный класс универ-сальных языков представляют собой визуальные среды программирова-ния: VisualBasic, Delphi и другие.