Programavimas- kompiuterinių programų kūrimo naudojant programavimo kalbas procesas ir menas.

Programavimas sujungia meno, gamtos mokslų, matematikos ir inžinerijos elementus.

Siaurąja to žodžio prasme programavimas laikomas kodavimu – vieno ar kelių tarpusavyje susijusių algoritmų įgyvendinimas programavimo kalba.

Platesne prasme programavimas – tai programų kūrimo procesas, tai yra programinės įrangos kūrimas.

Dauguma programuotojo darbo apima šaltinio kodo rašymą viena iš programavimo kalbų.

Skirtingos programavimo kalbos palaiko skirtingus programavimo stilius (vadinamus programavimo paradigmomis).

Dalis programavimo meno yra pasirinkti kalbą, kuri geriausiai atitinka nagrinėjamą problemą.

Programavimo kalba yra formali ženklų sistema, skirta programoms rašyti.

Programa paprastai pateikia tam tikrą algoritmą įgyvendintojui suprantama forma (pavyzdžiui, kompiuteriui).

Programavimo kalba apibrėžia leksinių, sintaksinių ir semantinių taisyklių rinkinį, naudojamą kompiuterio programai sudaryti.

Tai leidžia programuotojui tiksliai nustatyti, į kokius įvykius kompiuteris reaguos, kaip bus saugomi ir perduodami duomenys bei kokius veiksmus su šiais duomenimis reikėtų atlikti įvairiomis aplinkybėmis.

Nuo pirmųjų programuojamų mašinų sukūrimo žmonija sugalvojo daugiau nei aštuonis su puse tūkstančio programavimo kalbų.

Programavimo kalbas galima suskirstyti į kompiliuojamas ir interpretuojamas.

Programa sukompiliuota kalba, naudojant specialią kompiliatoriaus programą, konvertuojama (sukompiliuojama) į tam tikro tipo procesoriaus (mašinos kodo) instrukcijų rinkinį ir įrašoma į vykdomąjį failą, kurį galima vykdyti kaip atskirą programą. Kitaip tariant, kompiliatorius verčia programą iš aukšto lygio kalbos į žemo lygio kalbą, kurią procesorius gali suprasti.

Jei programa parašyta interpretuojama kalba, tai vertėjas tiesiogiai vykdo (interpretuoja) jos tekstą be išankstinio vertimo. Tokiu atveju programa lieka originalo kalba ir jos negalima paleisti be vertėjo. Galima sakyti, kad kompiuterio procesorius yra mašininio kodo interpretatorius.

Trumpai tariant, kompiliatorius iš karto ir visą išverčia programą į mašinų kalbą, sukurdamas atskirą programą, o vertėjas verčia į mašinų kalbą tiesiogiai programos vykdymo metu.

Žemo lygio programavimo kalba yra programavimo kalba, kuri yra artima programavimui tiesiogiai mašininiu kodu. Paprastai jis naudoja konkrečios procesorių šeimos funkcijas.

Gerai žinomas žemo lygio kalbos pavyzdys yra asamblėjos kalba.

Aukšto lygio programavimo kalba yra programavimo kalba, sukurta taip, kad programuotojas galėtų ją greitai ir lengvai naudoti.

Pagrindinis aukšto lygio kalbų bruožas yra abstrakcija, tai yra semantinių konstrukcijų, trumpai apibūdinančių tokias duomenų struktūras ir jomis atliekamas operacijas, įvedimas, kurių aprašymai mašininiu kodu (ar kita žemo lygio programavimo kalba) yra labai svarbūs. ilgas ir sunkiai suprantamas.

Įvairių vertėjų ir vertėjų naudojimas užtikrina, kad programos, parašytos aukšto lygio kalbomis, susisiektų su skirtingomis operacinėmis sistemomis ir aparatine įranga, o jų šaltinio kodas idealiai išlieka nepakitęs.

Toks aukšto lygio kalbų atskyrimas nuo kompiuterio aparatinės įrangos diegimo, be daugelio privalumų, turi ir trūkumų.

Visų pirma, tai neleidžia jums sukurti paprastų ir tikslių naudojamos įrangos instrukcijų.

Programuotojui lengviau suprasti programas, parašytas aukšto lygio kalbomis, tačiau jos yra mažiau veiksmingos nei jų kolegos, sukurtos naudojant žemo lygio kalbas.

Viena iš to pasekmių buvo tai, kad prie daugybės šiuolaikinių profesionalių aukšto lygio programavimo kalbų buvo pridėtas vienos ar kitos žemo lygio kalbos (assembly language) palaikymas.

Labiausiai paplitusios aukšto lygio kalbos yra C++, Visual Basic, Java, Python, Ruby, Perl, Delphi (Pascal), .

Pirmąja aukšto lygio programavimo kalba laikoma kompiuterių kalba Plankalkül, kurią sukūrė vokiečių inžinierius Konradas Zuse dar 1942–1946 m.

Tačiau plačiai paplitusios aukšto lygio kalbos prasidėjo atsiradus Fortran ir sukūrus šios kalbos kompiliatorių (1957).

Programavimo kalbos pamokos

Funkcinis (Lisp, Haskell, Nemerle, Clean, ML, Flang, Erlang, Miranda, Curry);

Stack (PostScript, Forth);

Struktūrinis (Algol, Basic, QBASIC, Fortran, Focal, Cg);

Procedūrinė (Ada, BASIC (versijos nuo Quick Basic iki Visual Basic atsiradimo), C, COBOL, Fortran, Modula-2, Verb (rusiškas Oberon analogas), Pascal, PL/1, Rapier, REXX);

Dinaminio programavimo kalbos (Python, PHP, Ruby, JavaScript);

Mokomoji (algoritminė kalba, KuMir, Logo, Robik, Rapier, Fort, Postscript);

Sąsajų aprašymai (CORBA IDL, COM IDL);

Prototipinė (aktoriais pagrįsta lygiagreti kalba, ABCL: ABCL/1, ABCL/R, ABCL/R2, ABCL/c+, Agora, Cecil, Cel, ECMAScript, ActionScript, DMDScript, JavaScript, JScript, Factor, NewtonScript, Obliq, OpenLaszlo, REBOL, Self, Šiferis, TADS);

Objektinis (Eifel, Simula, Java, C#, C++, Object Pascal (Delphi), VB.NET, Visual, DataFlex, Perl, PHP, Python, Scala, ActionScript, JavaScript, JScript.NET, Ruby, Ada, Xbase++) ;

Loginės programavimo kalbos (Prolog);

Lygiagrečios programavimo kalbos (MC#);

Scenarijų kūrimas arba scenarijus (Perl, Python, PHP, Tcl (įrankio komandų kalba), Ruby, ERM, Lua);

Ezoteriniai (Byter, Brainfuck, Befunge, INTERCAL, Whitespace).

Programavimas – ištisas mokslas, leidžiantis kurti kompiuterines programas. Tai apima daugybę skirtingų operacijų ir algoritmų, kurie sudaro vieną programavimo kalbą. Taigi, kas tai yra ir kokios yra skirtingos programavimo kalbos? Straipsnyje pateikiami atsakymai ir pateikiamas programavimo kalbų apžvalginis sąrašas.

Programų kalbų atsiradimo ir kaitos istorija turėtų būti nagrinėjama kartu su kompiuterinių technologijų raidos istorija, nes šios sąvokos yra tiesiogiai susijusios viena su kita. Be programavimo kalbų būtų neįmanoma sukurti jokios programos kompiuteriui veikti, o tai reiškia, kad kompiuterių kūrimas taptų beprasmiu užsiėmimu.

Pirmąją mašinų kalbą 1941 m. išrado Konradas Zuse, kuris yra analitinio variklio išradėjas. Kiek vėliau, 1943 m., Howardas Aikenas sukūrė Mark 1 mašiną, galinčią skaityti instrukcijas mašinos kodo lygiu.

1950-aisiais atsirado programinės įrangos kūrimo paklausa, o mašinų kalba negalėjo apdoroti didelio kodo kiekio, todėl buvo sukurtas naujas būdas bendrauti su kompiuteriais. „Assembler“ yra pirmoji mnemoninė kalba, pakeičianti mašinos instrukcijas. Bėgant metams programavimo kalbų sąrašas tik didėja, nes kompiuterinių technologijų taikymo sritis tampa platesnė.

Programavimo kalbų klasifikacija

Šiuo metu yra daugiau nei 300 programavimo kalbų. Kiekvienas iš jų turi savo ypatybes ir tinka vienai konkrečiai užduočiai. Visas programavimo kalbas galima suskirstyti į kelias grupes:

• Aspektinis (pagrindinė idėja – funkcionalumo atskyrimas, siekiant padidinti programinių modulių efektyvumą).
• Struktūrinis (remiantis idėja sukurti atskirų programos blokų hierarchinę struktūrą).
• Loginis (remiantis matematinės logikos aparato teorija ir raiškos taisyklėmis).
• Objektinis (tokiame programavime naudojami nebe algoritmai, o objektai, priklausantys tam tikrai klasei).
• Daugiaparadigma (sujungti kelias paradigmas, o programuotojas pats nusprendžia, kurią kalbą konkrečiu atveju naudoti).
• Funkcinis (pagrindiniai elementai yra funkcijos, kurios keičia savo reikšmę priklausomai nuo pirminių duomenų skaičiavimo rezultatų).

Programavimas pradedantiesiems

Daugeliui kyla klausimas, kas yra programavimas? Iš esmės tai yra būdas bendrauti su kompiuteriu. Programavimo kalbų dėka įvairiems įrenginiams galime priskirti konkrečias užduotis kurdami specialias aplikacijas ar programas. Studijuojant šį mokslą pradiniame etape, svarbiausia pasirinkti tinkamas (jums įdomias) programavimo kalbas. Sąrašas pradedantiesiems pateikiamas žemiau:

• „Basic“ buvo išrastas 1964 m., priklauso aukšto lygio kalbų šeimai ir yra naudojamas programų programoms rašyti.
• Python yra gana lengva išmokti dėl paprastos, skaitomos sintaksės, tačiau privalumas yra tas, kad jį galima naudoti kuriant tiek įprastas darbalaukio programas, tiek žiniatinklio programas.
• Paskalis yra viena iš seniausių kalbų (1969 m.), sukurta mokyti studentus. Šiuolaikinė jo modifikacija yra griežtai tipiška ir struktūrizuota, tačiau Pascal yra visiškai logiška kalba, suprantama intuityviu lygmeniu.

Tai nėra visas pradedantiesiems skirtų programavimo kalbų sąrašas. Yra daugybė sintaksių, kurias lengva suprasti ir kurios tikrai bus paklausios ateinančiais metais. Kiekvienas turi teisę savarankiškai pasirinkti kryptį, kuri jam bus įdomi.

Pradedantieji turi galimybę paspartinti programavimo ir jo pagrindų mokymąsi specialių įrankių dėka. Pagrindinis pagalbininkas yra integruota programų ir programų kūrimo aplinka „Visual Basic“ („Visual Basic“ taip pat yra programavimo kalba, paveldėjusi aštuntojo dešimtmečio „Basic“ kalbos stilių).

Programavimo kalbų lygiai

Visos formalizuotos kalbos, skirtos kompiuterių problemų sprendimo programoms ir algoritmams kurti, aprašyti, skirstomos į dvi pagrindines kategorijas: žemo lygio programavimo kalbas (sąrašas pateiktas žemiau) ir aukšto lygio. Pakalbėkime apie kiekvieną iš jų atskirai.

Žemo lygio kalbos skirtos sukurti mašinų instrukcijas procesoriams. Pagrindinis jų privalumas yra tas, kad jie naudoja mnemoninius užrašus, t.y., vietoj nulių ir vienetų sekos (iš dvejetainės skaičių sistemos), kompiuteris įsimena prasmingą sutrumpintą žodį iš anglų kalbos. Garsiausios žemo lygio kalbos yra „Assembler“ (yra keletas šios kalbos potipių, kurių kiekvienas turi daug bendro, tačiau skiriasi tik papildomų direktyvų ir makrokomandų rinkiniu), CIL (pasiekiama „.Net“). platforma) ir JAVA Bytecode.

Aukšto lygio programavimo kalbos: sąrašas

Aukšto lygio kalbos sukurtos siekiant patogumo ir didesnio programų efektyvumo, jos yra visiškai priešingos žemo lygio kalboms. Jų išskirtinis bruožas yra semantinių konstrukcijų, kurios glaustai ir glaustai apibūdina programų struktūras ir algoritmus, buvimas. Žemo lygio kalbomis jų aprašymas mašininiu kodu būtų per ilgas ir nesuprantamas. Aukšto lygio kalbos nepriklauso nuo platformos. Vietoje to kompiliatoriai atlieka vertėjo funkciją: verčia programos tekstą į elementarias mašinos instrukcijas.

Šis programavimo kalbų sąrašas: C („C“), C# („C-sharp“), „Fortran“, „Pascal“, „Java“ („Java“) – viena iš dažniausiai naudojamų aukšto lygio sintaksių. Jis pasižymi šiomis savybėmis: šios kalbos veikia su sudėtingomis struktūromis, palaiko eilučių duomenų tipus ir operacijas su failo įvesties/išvesties informacija, taip pat turi pranašumą, kad su jomis dirbti daug lengviau dėl skaitomumo ir suprantamos sintaksės.

Dažniausiai naudojamos programavimo kalbos

Iš esmės galite rašyti programą bet kuria kalba. Kyla klausimas: ar jis veiks efektyviai ir be gedimų? Todėl įvairioms problemoms spręsti turėtumėte pasirinkti tinkamiausias programavimo kalbas. Sąrašas pagal populiarumą gali būti apibūdintas taip:

• OOP kalbos: Java, C++, Python, PHP, VisualBasic ir JavaScript;
• struktūrinių kalbų grupė: Basic, Fortran ir Pascal;
• kelių paradigmų: C#, Delphi, Curry ir Scala.

Programų ir taikomųjų programų apimtis

Kalbos, kuria parašyta konkreti programa, pasirinkimas labai priklauso nuo jos taikymo srities. Taigi, pavyzdžiui, dirbant su pačia kompiuterio aparatūra (rašant tvarkykles ir palaikomas programas), geriausias pasirinkimas būtų C („C“) arba C++, kurie yra įtraukti į pagrindines programavimo kalbas (žr. aukščiau esantį sąrašą). . O norėdami kurti mobiliąsias programas, įskaitant žaidimus, turėtumėte pasirinkti Java arba C# („C-sharp“).

Jei dar neapsisprendėte, kuria kryptimi dirbti, rekomenduojame pradėti mokytis su C arba C++. Jie turi labai aiškią sintaksę ir aiškų struktūrinį suskirstymą į klases ir funkcijas. Be to, mokėdami C arba C++, galite lengvai išmokti bet kurią kitą programavimo kalbą.

Kompiuteriai egzistuoja jau seniai. Pirmieji iš jų buvo vamzdiniai ir užėmė daug vietos. Norint eksploatuoti tokią mašiną, prireikė daug techninės priežiūros darbuotojų. Laikui bėgant, vamzdelius pakeitė elektroniniai komponentai, o kompiuteriai tapo daug mažesni. Šiais laikais kompiuterių sisteminiai blokai užima labai mažai vietos, o jų našumas tapo žymiai didesnis.

Tačiau pagrindiniai kompiuterių veikimo principai, nustatyti jų gimimo metu, vis dar galioja. Duomenys perduodami naudojant signalą naudojant „signalo esama ar ne“ metodą. Taip atsirado „beat“.. Bitas – informacijos vienetas, kurio reikšmė gali būti 0 arba 1. Aštuoni bitai sujungiami į baitą, vienas baitas lygus 8 bitams. Skaičius 8 atsirado dėl to, kad pirmieji kompiuteriai buvo aštuonių bitų ir vienu metu galėjo dirbti tik su 8 bitais, pavyzdžiui, 01011001. Pirmuosius nulius galima pašalinti.

Vienu baitu galite parašyti bet kokį skaičių nuo 0 iki 255 Nurodytas skaičių diapazonas yra labai mažas, todėl dažnai naudojami didesni diapazonai: du baitai = žodis, du žodžiai = dvigubas žodis.

Kompiuteris pradėjo dirbti dvejetainėje skaičių sistemoje. Bet koks dešimtainis skaičius gali būti parašytas kaip dvejetainis. Išsamios transformacijos nesvarstysime, bet jei kam įdomu, parašykite komentaruose ir aš jums pasakysiu.

Kompiuteryje įprasta atlikti skaičiavimus dvejetainėje arba šešioliktainėje sistemoje. Antrasis buvo pradėtas naudoti, kai kompiuteriai tapo 16 bitų. Kai rašote programas Delphi Naudosime įprastą dešimtainę sistemą, nes pats kompiliatorius visus skaičius konvertuos į procesoriui reikalingą formą, tačiau labai svarbu suprasti, su kokiais skaičiais dirba procesorius.

Šešioliktainė sistema atrodo kitaip. Kiekviename skaitmenyje yra šešiolika būsenų. Todėl vienas skaitmuo gali turėti šias reikšmes: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Raidė „A“ atitinka skaičių 10 dešimtainėje sistemoje, „B“ – 11 ir kt.

Pavyzdžiui, skaičius 1 B šešioliktaine tvarka yra lygus 27 kablelio.

Visoje medžiagoje retkarčiais susidursime su šešioliktaine skaičių sistema. Šiuo atveju, norint atskirti šešioliktainį skaičių nuo dešimtainio skaičiaus, prieš jį bus įrašytas # ženklas, pavyzdžiui, #25, kaip įprasta Delphi.

Darbas su slankiojo kablelio skaičiais yra visiškai kitoks.

Dabar pažvelkime į neigiamus skaičius. Jei iš anksto numatoma, kad skaičius gali būti neigiamas, tai jo ilgis sumažinamas vienu bitu, kuris priskiriamas skaičiaus ženklui. Jei pirmasis bitas yra 1, tada skaičius yra neigiamas, kitu atveju jis yra teigiamas.

Trupmeniniuose skaičiuose vienas baitas gali būti skirtas sveikajai daliai ir vienas trupmeninei daliai. Dėl šios priežasties trupmeniniai skaičiai visada užims daugiau atminties, o operacijos su jais užtruks ilgiau.

1.2. Mašinos kalba

Visi duomenys diske, įskaitant tekstinius failus, yra saugomi dvejetaine forma. Bet kuri programa atrodo lygiai taip pat, tik ji vadinama mašinos kodas. Pažvelkime į tai atidžiau.

Bet kuri programa yra vadinamų komandų seka procesoriaus instrukcijos. Kai programa paleidžiama, kompiuteris įkelia savo mašinos kodą į RAM ir pradeda vykdyti komandą po komandos. Programuotojo darbas yra parašyti šias instrukcijas, kad kompiuteris suprastų, ko iš jo nori.

Tikroji programa, kurią kompiuteris vykdo, yra vienetų ir nulių seka. Ši seka vadinama mašinine kalba.

Pavyzdžiui, papildymo komanda du registrai šešioliktainėje sistemoje atrodo taip: $03С3. Tai nesako daug, o prisiminti tokią komandą labai sunku. Daug lengviau parašyti „pridėkite skaičių 1 ir skaičių 2“.

Iš pradžių programuotojai programas rašė mašininiu kodu, vėliau atsirado pirmasis kompiliatorius – programa, kuri programų tekstą išvertė į mašininį kodą. Taip vartotojai pradėjo prasmingiau rašyti programas, o pats kompiuteris ėmė atlikti visus įprastus programos teksto vertimo į mašininį baito kodą darbus.

1.3. Programavimo kalbų istorija

Kalba, kuria parašyta programa, vadinama programavimo kalba.

Pirmasis kompiliatorius buvoSurinkėjas (išvertus kaip „kolekcionierius“). Rašyti jame beveik taip pat sunku kaip ir mašininiuose kodus, bet dabar buvo naudojami ne skaičiai, o žmonėms suprantami skaičiaižodžius.

Tekstą paveikslėlyje galima suskirstyti į tris stulpelius:

· instrukcijos adresas;

· mašininio kodo instrukcijos;

· Asamblėjos kalbos kodas.

Pavyzdžiui, registro kopijavimo komanda atrodė taip:movtaip,ebx. Tokiu atveju movyra programavimo kalbos komanda taip Irebx- registruoti vardus.

Asamblėjos kalba buvo lengviau parašyti programą, bet mašininiu kodu parašyta programa veikė greičiau ir lanksčiau. Rašant programą mašininiu kodu, programuotojo niekas neriboja, tačiau dirbant su assembleriu yra apribojimų. Ne visada įmanoma paveikti rezultatą.

Sukūrus asemblerį, programavimo kalbos pradėjo atsirasti viena po kitos. Taip atsirado S,ADA, FoxPro, Fortranas, Pagrindinis, Paskalisir tt Kai kurie iš jų buvo skirti tik mokymams, kiti buvo skirti profesionaliems programuotojams.

Asamblėjos kalba šiuo metu daugiausianaudojami tik kaip intarpai aukšto lygio kalboms, o mašininiai kodai naudojami rašyti tai, ko kompiliatorius negali padaryti.

Tada buvo sukurtas objektinis programavimas. C kalba virto C++, Paskalis ObjektasPaskalis ir tt

Paskutinė didelė programavimo revoliucija yra perėjimas prie vizualinio programavimo. Šis perėjimas šiuo metu vyksta. Vizualumas suteikia dar patogesnius kūrimo įrankius greitai parašyti kodą, tačiau pralaimi OOP greičio atžvilgiu. Kai kurios dažniausiai naudojamos kalbos, palaikančios vaizdinį programavimą, yra Delphi ir C #, nors pažanga nestovi vietoje ir atsiranda vaizdinių komponentų daugeliui kitų kalbų.

Neįmanoma išsirinkti geriausios kalbos. Kiekvienas iš jų tinka tam tikram užduočių spektrui, o programuotojas turi pasirinkti sau patogiausią kalbą.

1.4. Mašinos komandų vykdymas

Be baitų, yra ir kitų matmenų:

· 1 kilobaitas = 1024 baitai;

· 1 megabaitas = 1024 kilobaitai;

· 1 gigabaitas = 1024 megabaitai.

· 1 terabaitas = 1024 gigabaitai.

· ir kt.

Kompiuteryje dauguma reikšmių yra 2 laipsniai, nes kompiuteris veikia dvejetainiu būdu ir tokiu būdu galite maksimaliai išnaudoti jo galimybes. Būtent dėl ​​to skaičiuojant matmenis naudojamas 1024 (2 iki 10 laipsnio).

Pažvelkime į kai kurias sąvokas.

Segmentas- Tai yra kompiuterio vidinės atminties sritis.

Kai operacinės sistemos buvo 16 bitų, procesorius negalėjo apdoroti didesnės nei 64 kilobaitų atminties, nes tai yra didžiausias atminties dydis, kurį galima adresuoti naudojant dviejų baitų adresą. Todėl atmintis buvo suskirstyta į segmentus pagal dydį ir paskirtį. Šiuo metu naudojama 32 bitų OS, kuri gali skirti iki 4 GB RAM, ir 64 bitų OS. Todėl galime sakyti, kad atmintis tapo nuolatinė. Tačiau jos skirstymas pagal paskirtį vis dar išlieka.

Yra sekantis segmentas atmintis s:

· kodo segmentas- atminties sritis, į kurią įkeliamas mašinos kodas, kurį vėliau vykdys procesorius;

· duomenų segmentas- atminties zona duomenims saugoti;

· kamino segmentas- atminties sritis laikiniems duomenims ir procedūrų grąžinimo adresams saugoti.

Kiekviena veikianti programa turi savo kodo, duomenų ir kamino segmentą. Todėl vienos programos duomenys negali trukdyti duomenims ar kodui iš kitos programos.

Registruotis- procesoriaus atminties ląstelė. Jo dydis priklauso nuo antgalio gylio. 32 bitų procesoriuose ląstelės yra 32 bitų, tačiau yra ir 64 bitų. Procesorius turi keletą tokių registrų ir kiekvienas iš jų yra skirtas konkretiems tikslams. Taip pat yra bendrųjų registrų, kuriuos programa gali naudoti savo nuožiūra.

1. Įvadas

Norint įdiegti kompiuterius į visas žmogaus veiklos sritis, įvairių profilių specialistai turi įvaldyti kompiuterinių technologijų naudojimo įgūdžius. Didėja universitetų studentų, kurie nuo pirmų kursų yra supažindinami su kompiuterių naudojimu ir paprastais skaitiniais metodais, parengimo lygis, jau nekalbant apie tai, kad atliekant kursinius ir diplominius projektus, kompiuterinių technologijų naudojimas tampa norma. didžioji dauguma universitetų.

Kompiuterinės technologijos dabar naudojamos ne tik inžineriniuose skaičiavimuose ir ekonomikos moksluose, bet ir tokiose tradiciškai nematematinėse specialybėse kaip medicina, kalbotyra, psichologija. Šiuo atžvilgiu galima teigti, kad kompiuterių naudojimas tapo plačiai paplitęs. Atsirado didelė specialistų kategorija – kompiuterių vartotojai, kuriems reikalingos žinios apie kompiuterių naudojimą savo pramonėje – gebėjimai dirbti su esama programine įranga, taip pat sukurti savo programinę įrangą, pritaikytą konkrečiai problemai spręsti. Ir čia vartotojui į pagalbą ateina programavimo kalbų aprašymai.

2. Kas yra programavimo kalba

Programavimo kalba- formali ženklų sistema, skirta aprašyti algoritmus atlikėjui patogia forma (pavyzdžiui, kompiuteriu). Programavimo kalba apibrėžia leksinių, sintaksinių ir semantinių taisyklių rinkinį, naudojamą kompiuterio programai sudaryti. Tai leidžia programuotojui tiksliai nustatyti, į kokius įvykius kompiuteris reaguos, kaip bus saugomi ir perduodami duomenys, kokius veiksmus su juo reikėtų atlikti įvairiomis aplinkybėmis.

Nuo pirmųjų programuojamų mašinų sukūrimo žmonija jau sugalvojo daugiau nei pustrečio tūkstančio programavimo kalbų. Kiekvienais metais jų skaičius papildomas naujais. Kai kurias kalbas vartoja tik nedaugelis jų pačių kūrėjų, o kitas tampa žinomas milijonams žmonių. Profesionalūs programuotojai savo darbe kartais naudoja daugiau nei tuziną skirtingų programavimo kalbų.

Kalbos kūrėjai šią sąvoką interpretuoja skirtingai programavimo kalba. Tarp bendrų dalykų, kuriuos pripažįsta dauguma kūrėjų, yra šie:

· Funkcija: Programavimo kalba skirta rašyti kompiuterines programas, kurios naudojamos perduodant nurodymus kompiuteriui atlikti tam tikrą skaičiavimo procesą ir organizuoti atskirų įrenginių valdymą.

· Užduotis: Programavimo kalba skiriasi nuo natūralių kalbų tuo, kad ji skirta komandoms ir duomenims perduoti iš žmogaus į kompiuterį, o natūralios kalbos naudojamos tik žmonėms bendrauti tarpusavyje. Iš esmės galime apibendrinti „programavimo kalbų“ apibrėžimą - tai komandų, įsakymų, aiškių veiksmų nurodymų perdavimo būdas; kadangi žmonių kalbos taip pat padeda keistis informacija.

· Vykdymas: Programavimo kalba gali naudoti specialias konstrukcijas duomenų struktūroms apibrėžti ir manipuliuoti bei skaičiavimo procesui valdyti.

3. Problemos sprendimo kompiuteriu etapai.

VT rado efektyviausią pritaikymą atliekant daug darbo reikalaujančius skaičiavimus moksliniuose tyrimuose ir inžineriniuose skaičiavimuose. Sprendžiant problemą kompiuteriu, pagrindinis vaidmuo vis tiek tenka žmogui. Mašina atlieka tik savo užduotis pagal sukurtą programą. Žmogaus ir mašinos vaidmenį nesunku suprasti, jei problemos sprendimo procesas suskirstytas į toliau išvardytus etapus.

Problemos formulavimas.Šis etapas susideda iš prasmingo (fizinio) problemos formulavimo ir galutinių sprendimų nustatymo.

Matematinio modelio konstravimas. Modelis turi teisingai (adekvačiai) aprašyti pagrindinius fizikinio proceso dėsnius. Norint sukurti ar pasirinkti matematinį modelį iš esamų, reikia giliai suprasti problemą ir išmanyti atitinkamas matematikos šakas.

Pasaulio taurės raida. Kadangi kompiuteris gali atlikti tik pačias paprasčiausias operacijas, jis „nesupranta“ uždavinio formulavimo, net ir matematinės formuluotės. Jai išspręsti reikia rasti skaitinį metodą, kuris leistų problemą redukuoti į kokį nors skaičiavimo algoritmą. Kiekvienu konkrečiu atveju reikia pasirinkti tinkamą sprendimą iš jau sukurtų standartinių.

Algoritmo kūrimas. Uždavinio sprendimo procesas (skaičiavimo procesas) rašomas kaip elementariųjų aritmetinių ir loginių operacijų seka, vedanti į galutinį rezultatą ir vadinama problemų sprendimo algoritmu.

Programavimas. Problemos sprendimo algoritmas yra parašytas mašinai suprantama kalba tiksliai apibrėžtos operacijų sekos – programos – forma. Procesas dažniausiai atliekamas naudojant kokią nors tarpinę kalbą, o jo vertimą atlieka pati mašina ir jos sistema.

Programos koregavimas. Sudarytoje programoje yra įvairių klaidų, netikslumų ir rašymo klaidų. Derinimas apima programos stebėjimą, klaidų diagnozavimą (ieškojimą ir jų turinio nustatymą) bei jų pašalinimą. Programa testuojama sprendžiant kontrolės (testo) problemas, kad būtų galima pasitikėti rezultatų patikimumu.

Skaičiavimų atlikimas.Šiame etape paruošiami pradiniai skaičiavimų duomenys ir skaičiavimai atliekami naudojant nusistovėjusią programą. Tuo pačiu, siekiant sumažinti rankų darbą apdorojant rezultatus, gali būti plačiai naudojamos patogios rezultatų išdavimo formos teksto ir grafinės informacijos pavidalu, žmonėms suprantama forma.

Rezultatų analizė. Skaičiavimo rezultatai kruopščiai išanalizuoti, rengiama mokslinė ir techninė dokumentacija.

4. Kam skirtos programavimo kalbos?

Kompiuterio veikimo procesas susideda iš programos vykdymo, tai yra labai konkrečių komandų rinkinio labai konkrečia tvarka. Instrukcijos mašinos forma, susidedanti iš nulių ir vienetų, tiksliai nurodo, kokį veiksmą turi atlikti centrinis procesorius. Tai reiškia, kad norint suteikti kompiuteriui veiksmų seką, kurią jis turi atlikti, reikia nurodyti atitinkamų komandų dvejetainių kodų seką. Mašininio kodo programos susideda iš tūkstančių instrukcijų. Rašyti tokias programas yra sudėtinga ir varginanti užduotis. Programuotojas turi atsiminti kiekvienos programos dvejetainio kodo nulių ir vienetų kombinaciją, taip pat ją vykdant naudojamų duomenų adresų dvejetainius kodus. Kur kas paprasčiau programą parašyti kokia nors kalba, artima natūraliai žmogaus kalbai, o šios programos vertimą į mašininius kodus patikėti kompiuteriui. Taip atsirado kalbos, sukurtos specialiai programoms rašyti - programavimo kalbos.

Yra daug įvairių programavimo kalbų. Tiesą sakant, jūs galite naudoti bet kurį iš jų, kad išspręstumėte daugumą problemų. Patyrę programuotojai žino, kurią kalbą geriausia naudoti sprendžiant kiekvieną konkrečią problemą, nes kiekviena kalba turi savo galimybes, orientaciją į tam tikrų tipų problemas ir savo būdą, kaip aprašyti sąvokas ir objektus, naudojamus sprendžiant problemas.

Visas programavimo kalbas galima suskirstyti į dvi grupes: žemo lygio kalbos Ir aukšto lygio kalbos.

Žemo lygio kalbos apima surinkimo kalbas (iš anglų kalbos toassemble - surinkti, surinkti). Surinkimo kalba naudoja simbolines komandas, kurias lengva suprasti ir greitai įsiminti. Vietoj dvejetainių komandų kodų sekos rašomi jų simboliniai žymėjimai, o vietoj komandų vykdymo metu naudojamų dvejetainių duomenų adresų – simboliniai programuotojo pasirinkti šių duomenų pavadinimai. Surinkimo kalba kartais vadinama mnemoniniu kodu arba automatiniu kodu.

Daugelis programuotojų programoms rašyti naudoja aukšto lygio kalbas. Kaip ir įprasta žmonių kalba, tokia kalba turi savo abėcėlę – kalboje naudojamų simbolių rinkinį. Šie simboliai naudojami vadinamiesiems kalbos raktiniams žodžiams sudaryti. Kiekvienas iš pagrindinių žodžių atlieka savo funkciją, kaip ir mums pažįstamoje kalboje žodžiai, sudaryti iš tam tikros kalbos abėcėlės raidžių, gali atlikti skirtingų kalbos dalių funkcijas. Raktiniai žodžiai susiejami į sakinius pagal tam tikras kalbos sintaksines taisykles. Kiekvienas sakinys apibrėžia tam tikrą veiksmų seką, kurią turi atlikti kompiuteris.

Aukšto lygio kalba veikia kaip tarpininkas tarp žmogaus ir kompiuterio, leidžiantis žmogui bendrauti su kompiuteriu žmonėms labiau pažįstamu būdu. Dažnai tokia kalba padeda pasirinkti tinkamą problemos sprendimo būdą.

Prieš rašydamas programą aukšto lygio kalba, programuotojas turi parašyti algoritmas problemos sprendimas, tai yra žingsnis po žingsnio veiksmų planas, kurį reikia užbaigti norint išspręsti šią problemą. Todėl dažnai vadinamos kalbos, kurioms reikalingas išankstinis algoritmo sudarymas algoritminės kalbos.

Dar vakar informatika Sovietų Sąjungoje buvo laikoma pseudomokslu. Ir šiandien kai kurių šalių vyriausybės skundžiasi Rusijos programišių atakomis.

Ir nors šiuo metu Rusijoje gaminama nedaug aukštųjų technologijų įrenginių, tačiau išmaniųjų programuotojų turime ir pakankamai.

Šiandien kalbėsime apie kompiuterių kalbas, jų klasifikaciją, esmę, galimybes ir naudojimo perspektyvas ateityje.

Pradėkime nagrinėti temą nuo teorijos. Pirmiausia supraskime sąvoką.

Kas yra kompiuterių kalbos?

Tai ženklų ir simbolių sistema, sukurta „bendravimui“ tarp žmogaus ir kompiuterio. Juk negalime tiesiog prieiti prie kompiuterio ir pradėti jam ką nors aiškinti. Tam yra specialūs kodiniai žodžiai ir žodynas, sudarantys kompiuterių kalbas. Ir jie jau pristatomi į kompiuterį jam suprantama forma.

Šiandien yra daugiau nei 8 tūkstančiai skirtingų kalbų, skirtų žmogaus ir kompiuterio bendravimui. Žinoma, jų visų pažinti neįmanoma. Kai kurie žmonės kuria kalbą sau, o kiti tai daro komerciniais pagrindais.

Tačiau geras programuotojas turi puikiai išmanyti bent keletą pagrindinių.

Kokios yra populiariausios programavimo kalbos?

Kompiuterinių technologijų pasaulis nuolat tobulėja: atsiranda naujų pokyčių, o ankstesni – įgyvendinami. Kartu atsiranda arba supaprastinamos kompiuterių programavimo kalbos. Populiariausi iš jų, kurie naudojami visame pasaulyje, yra šie:

Žinoma, kalbų iš tiesų yra dar daugiau, tačiau pasirinkome pačias elementariausias, kuriomis parašyta daugiau nei 90% visų kompiuterinių programų. Toliau pažvelkime į kiekvieną iš jų išsamiau.

Procedūrinis C/C++

C ir C++ kalbos gali būti vadinamos dviem broliais. Yra teiginių, kad tai dvi visiškai skirtingos programavimo kalbos, o tai netiesa. C++ yra tam tikras ankstesnės kalbos patobulinimas, leidžiantis lengviau rašyti programas ir išlaikyti tą pačią sintaksę.

C buvo kuriamas nuo praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio, o aštuntajame dešimtmetyje jie pradėjo kurti C++. Šiandien pastarasis gali būti vadinamas vienu populiariausių. Jis toks universalus, kad jį galite naudoti kurdami operacinę sistemą, įrenginių tvarkykles, žaidimus ir dar daugiau.

Kalbant apie šios kalbos privalumus ir trūkumus, negalima daryti aiškių išvadų. Yra jo šalininkų, yra ir negailestingų kritikų. Ginčo pagrindas yra tai, kad šioje programavimo kalboje nėra nieko unikalaus.

Jos kūrėjai, taip sakant, sujungė kelių programavimo kalbų funkcijas ir galimybes į vieną. Rezultatas – visapusiškas ir didelio masto programavimo įrankis. Bet jei analizuosite jį pagal atskiras funkcijas, tada jis yra prastesnis už labai specializuotas kalbas.

Nepriklausoma ir saugi Java

Šią anglų kompiuterinę kalbą sukūrė „Sun Microsystems“. Dėl to, kad parašyta programa yra išversta į specialų baitinį kodą, ji gali veikti nepriklausomai nuo operacinės sistemos tipo ar kompiuterio architektūros.

Dėl to Java tapo populiariausia kalba. Jį galima rasti absoliučiai visuose buitiniuose prietaisuose, bankomatuose, miesto mašinose ir beveik visame, kas susiję su kompiuterine technika. Populiariausios išmaniesiems telefonams ir telefonams skirtos programos yra parašytos Java kalba.

Ši programavimo kalba taip pat pasižymi gana aukštu saugumo lygiu. Veiksmų vykdymą pagal savo įgaliojimus kontroliuoja programa, kuri perduoda komandas įrenginiams. Todėl, kai bandote atlikti bet kokią kitą užduotį, programa iš karto nustoja veikti.

Jei kalbame apie kalbos paprastumą, verta atkreipti dėmesį į tyrimus, kurie parodė, kad panašių operacijų rašymas trunka 1,2-2 kartus ilgiau nei C++. Be to, komandoms vykdyti reikia kelis kartus daugiau resursų. Tačiau gamintojo komanda nuolat išleidžia daugybę atnaujinimų, kurie sumažina visus šios programavimo kalbos trūkumus.

PHP užkariavo internetą

Norite susikurti savo svetainę ar įsitraukti į interneto programavimą? Tai jums padės puiki PHP kalba, galinti kurti dinamiškus puslapius. Tai bene populiariausia kuriant svetaines ir rašant žiniatinklio programas.

Dėl to, kad šią programavimo kalbą sukūrė atvirojo kodo kūrėjai, ji buvo tobulinama ir sulaukė didžiulio populiarumo. PHP lengvai sąveikauja su įvairiausiomis duomenų bazėmis – nuo ​​MySQL iki Access.

Populiariausios interneto svetainės, tokios kaip „Facebook“ ar „Wikipedia“, yra parašytos šia kalba.

Rašyti ant jo gana paprasta. Yra net statistika, kad daugiau nei 60% pasaulio programuotojų, dirbančių su PHP kodu, anglų kalbos žinios (pagrindiniu lygiu) yra gana ribotos. Kompiuterinis raštingumas šiuo atveju apsiriboja tik reikiamų funkcijų ir procedūrų išmanymu.

Negalime ignoruoti kalbos kritikos. Nepaisant to, kad PHP užėmė 6 vietą populiariausių 2015 metų kalbų reitinge, dažnai ja reiškiamas nepasitenkinimas.

Visų pirma, šią kalbą kūrė ne viena programuotojų grupė, o keli. Dėl šios priežasties kalbos sintaksė nėra vieninga ir neturi vienos architektūros. Yra įvairių procedūrų, kurias reikia aprašyti specialiai, o ne pagal standartizuotą šabloną.

Taip pat viena iš pagrindinių problemų yra skirtingų kalbų versijų nesuderinamumas. Ankstesnės versijos visiškai atsisako dirbti su atnaujinimais, todėl dažnai kyla problemų perkeliant kodą iš vienos versijos į kitą.

Programavimo kalbų žinių ir supratimo aktualumas

Gebėjimo „kalbėtis“ su kompiuteriu tema pastarąjį dešimtmetį įgauna vis didesnį pagreitį.

Ir tai nenuostabu, nes informacinės technologijos nenumaldomai įsilieja į mūsų gyvenimą ir net dantų šepetėlis neapsieina be „smegenų“. Specialistas turi suprogramuoti kodą ir aptarnauti įrenginius. Todėl visada yra paklausa kompetentingų programuotojų.

Kita priežastis, kodėl daugelis žmonių mokosi kompiuterinių kalbų, yra šalies ekonomikos nuosmukis. Profesionaliai „Java“ rašyti mokantis žmogus gali dirbti nuotoliniu būdu aplikacijas kuriančioje užsienio įmonėje ir per mėnesį uždirbti tiek pinigų, kiek dešimtmečius tektų taupyti savo šalyje.

Bet jei gerai pagalvoji, gana sunku pradėti sėkmingai programuoti ir rašyti kompiuterines programas. Anglų kalba yra pagrindinė kliūtis pradedantiesiems. Juk dauguma programų ir kalbų yra parašytos atsižvelgiant į šios tarptautinės kalbos žodyną.

Kalbų galite mokytis internete

Taigi, kol bus išrasta rusų kompiuterinė kalba, teks mokytis užsienio kalbos bent jau pradiniame lygmenyje.

Bet nesijaudinkite, pasaulis nestovi vietoje. Šiandien galite mokytis neišėję iš namų. Svarbiausia turėti kompiuterį ir internetą. Yra daug svetainių, kuriose teikiamas kompiuterinis kalbų mokymas. Populiariausi yra Codecademy, Code School ir Udacity.