VII. Системы программирования

Стр 1 из 2Следующая ⇒

VII. Системы программирования

Одними из важнейших программных средств ПЭВМ являются системы

Программирования. Это такие инструментальные средства, с помощью которых

Создается и отлаживается остальное программное обеспечение. Обычно системы

Программирования включают текстовые редакторы, компиляторы и редакторы

Межмодульных связей (или интерпретаторы), отладчики и программные оболочки,

Объединяющие все отдельные компаненты системы. Каждая система

Программирования опирается на некоторый входной язык программирования, как

Важнейшую часть всей системы. Остановимся на рассмотрении языков,

Используемых для разработки программ.

Языки программирования

Языком (в вычислительной технике) называется совокупность символов,

Соглашений и правил для описания данных и алгоритмов решения задач.

а) классификация

Существует много принципов классифмкации языков программирования.

Наиболее общим является подход, разделяющий этапы решения задач. Так как

Решение предполагается с помощью ЭВМ, а формулировка задачи остается за

Человеком, все языки можно разделить на машинные, машинно-зависимые,

Машиннонезависимые и естественные человеческие языки. Мы не будем

Рассматривать здесь человеческие языки, так как на них человек только

Осознает задачу, а для ее решения, она должна быть записана на конкретном

Машинном языке.

Машинный язык - конечный набор команд в двоичных кодах, которые может

Выполнять процессор ЭВМ. В конечном итоге любая программа должна быть

Переведена на этот язык, если мы хотим получить решение с помощью машины.

Каждый новый тип процессора - это одновременно и новый машинный язык.

В настоящее время на машинных языках не пишут программы. Это можно

Делать на машинно-зависимых или машинно-независимых языках. Если хотят

Максимально использовать возможности и особенности машины при решении

Задачи используют машинно-зависимый язык. Если желательно программу

Создавать для широкого круга ЭВМ, ее пишут на машинно-независимом языке.

Машинно-зависимые языки носят название ассемблеров.

Примерами реализаций машинно-зависимых языков для ПЭВМ являются

макроассемблеры MASM (Microsoft) и TASM (Borland).

Строение ассемлеров опирается на архитектуру и наборы команд каждого

Типа ЭВМ.

Из машинно-независимых языков, реализованных на ПЭВМ можно отметить

Бэйсик, Паскаль, Си, Фортран-77, Пролог, Лисп, Смолток, Модула-2, Ада.

Наибольшее распространение получили первые 4 из этого списка.

б) история развития

Развитие языков программирования определялось в первую очередь

Изменениями потребностей пользователей (что выражалось в распределении

Затрат на разные этапы решения залачи с помощью ЭВМ).

Первые ЭВМ позволяли программировать задачи только на машинном языке,

Что было связано с невозможностью использовать какие-либо программы-

Трансляторы. Так как основные затраты при работе на этих ЭВМ были связаны с

Записью программ в машинных (двоичных) кодах, основные усилия системных

Программистов напрвлялись на создание средств автоматизации кодирования,

Которые получили название автокодов (позднее получивших название

ассемлеров). Это позволило на порядок сократить время разработки и отладки

Программ. Конечно использование таких языков стало возможным после

Достаточного увеличения ОП и появления устройств ввода и вывода символьной

Информации. Эти языки получили название языков программирования 1-го поколения.

С конца 50-х годов возрастание размеров программ, написанных на

Машинно-зависимых языках приводит к большим затратам на отладку программ.

Для сокращения текстов программ и повышения их наглядности постепенно

Происходит переход на языки 2-го поколения, больше подходящие для описания рещения задачи,

А не ориентированные на возможности ЭВМ. Такие языки получают название

" алгоритмических". В качестве примеров можно назвать ФОРТРАН (название

произошло от " Формульного Транслятора" ), АЛГОЛ-60, ЛИСП и др. Первую версию

Языка ФОРТРАН разработал Дж.Бэкус и фирма IBM в 1956, а первый транслятор с

ФОРТРАНа начал работать в 1958 году. В 1962 году сформировался вариант

Языка с обозначением ФОРТРАН-IV, долгое время являвшимся самым

Распространенным языком в мире. Общее количество языков, разработанных к

Середине 60-х годов, составляло порядка трех тысяч, хотя большинство из них

Использовалось только разработчиками и их ближайшими знакомыми.

С середины 60-х годов происходит интеграция накопленного " языкового"

Опыта в универсальных языках высокого уровня (относящихся к 3-му поколению)

, таких как ПЛ/1, АЛГОЛ-68,

СИМУЛА. В них сделана попытка объединить возможности всех ранее

Разработанных языков с целью перехода к единому языку программирования. На

этих языках, казалось, можно было написать любую программу. Например, в

Язык ПЛ/1 были вкючены практически все используемые в прикладных задачах

Простые типы данных и возможности построения любых составных конструкций.

Хотя этот язык сильно критиковали за сложность, вседозволенность, следует

Ометить, что за 25 лет с момента его создания он практически не изменялся

(в отличие от, например, ФОРТРАНА). Системные программисты, а также

Прикладные программисты, работающие в новых областях науки активно

Использовали этот язык, но ему не удалось вытеснить старые языки ФОРТРАН

Или КОБОЛ из-за огромного объема ранее разработанных программных продуктов,

Библиотек подпрограмм и из-за консерватизма непрофессиональных

Программистов.

Важнейшей особенностью этого периода являлось появление очень больших

По объему программ, создаваемых коллектвами авторов. Написание программ

Становилось меннее сложным делом, чем их отладка и документальное

Сопровождение. Всякая модификация программ приводила к появлению все новых

Ошибок. Поэтому, несмотря на интенсивное развитие инструментальных средств,

Производительность труда программистов с начала 70-х годов перестала расти.

Срывались сроки разработки, программы становились дороже и ненадежнее.

Увеличение ресурсов (денег, людей) не приводило к ускорению работы. Эта

ситуация получила название " кризиса программирования".

Преодаление кризиса началось с работы Боэма " Программная инженерия",

Вышедшая в 1976 году, в которой было показано, что основные затраты на

Программный продукт приходятся на сопровождение, а не на разработку.

Поэтому важнейшими аспектами становятся технология программирования и

" прозрачность" ПО. На смену " хитроумным" программам написанным на

Громоздких языках приходят простые понятные библиотеки подпрограмм, часто в

Виде исходных текстов на таких языках как Паскаль, Си, Бейсик. Этому

Способствует переход на ПЭВМ, на которых просто невозможно реализовать

Трансляторы с мощных универсальных языков ПЛ или АЛГОЛ-68.

Языками программирования 80-х годов стали языки, реализованные на

Персональных ЭВМ. К ним в первую очередь относятся Си, Паскаль, Форт,

Бейсик, ФОРТРАН-77. Все они относятся к классическим алгоритмическим

Проблемно-ориентированным операторным языкам, хотя и сильно отличаются

Друг от друга. Эти языки программирования относят к 4 поколению.

Язык Си был разработан Д.Ритчи в 1972 году и предназначался

В первую очередь для переноса программ с одной ЭВМ на другую. Он стал

Активно применяться после того, как очередная версия операционной системы

UNIX была написана на Си. В этом языке сочетаются возможности языка

Высокого уровня с доступностью адресации аппаратных средств ЭВМ и

Отсутствием многих ограничений, присущих другим языкам, поэтому он является

В настоящее время основным языком системного программирования.

Процедурно ориентированный язык Паскаль был разработан Н.Виртом в 1971

Году. Первоначально он

использовался для обучения студентов принципам программирования, но в силу

Ясности, выразительности и высокой эффективности разработанных

Это четвертое поколение

С начала 90-х годов.

VII. Системы программирования

12 Следующая ⇒