Синтаксис языков программирования реферат
Обновлено: 04.07.2024
Основные концепции современных языков программирования. Парадигмы программирования. Императивная, декларативная и структурная модели. Основные виды и группы трансляторов: компилятор, интерпретатор. Динамический и статический контроль типов данных.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 12.06.2013 |
| Размер файла | 38,5 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Бийский технологический институт (филиал)
СОВРЕМЕННЫЕ ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Введение
программирование транслятор язык
Процесс работы компьютера заключается в выполнении программы, то есть набора вполне определённых команд во вполне определённом порядке. Машинный вид команды, состоящий из нулей и единиц, указывает, какое именно действие должен выполнить центральный процессор. Чтобы задать компьютеру последовательность действий, которые он должен выполнить, нужно задать последовательность двоичных кодов соответствующих команд. Программы в машинных кодах состоят из тысячи команд. Написание таких программ - занятие сложное и утомительное. Программист должен помнить комбинацию нулей и единиц двоичного кода каждой команды, а также двоичные коды адресов данных, используемых при её выполнении. Гораздо проще написать программу на каком-нибудь языке, более близком к естественному человеческому языку, а работу по переводу этой программы в машинные коды поручить компьютеру. Так возникли языки, предназначенные специально для написания программ.
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 ее управлением.
Создатели языков по-разному толкуют понятие язык программирования. К наиболее распространенным утверждениям, признаваемым большинством разработчиков, относятся следующие:
- Функция: язык программирования предназначен для написания компьютерных программ, которые применяются для передачи компьютеру инструкций по выполнению того или иного вычислительного процесса и организации управления отдельными процессами.
- Исполнение: язык программирования может использовать специальные конструкции для определения и манипуляции структурами данных и управления процессом вычислений.[1]
Язык программирования чаще всего представлен в виде набора спецификаций, определяющих его синтаксис и семантику. Для многих языков программирования созданы международные стандарты. Специальные организации проводят регулярное обновление спецификаций и формальных определений соответствующего языка, а также продолжают разработку и модернизацию языков программирования.
Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало уже более двух с половиной тысяч языков программирования и каждый год их число пополняется новыми. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты иногда применяют в своей работе более десятка разнообразных языков программирования.
1. Современные языки программирования
Но тщеславие программистов не единственная причина возникновения новых языков программирования. Время не стоит на месте, развивается и наука и технологии, то, что ещё вчера казалось пределом научно-технического прогресса, сегодня уже вчерашний день.
В настоящее время перед программистами ставятся задачи по созданию систем обработки и хранения информации, которые ещё двадцать лет назад казались невозможными. Появляются устройства и технологии, требующие принципиально новых подходов к программированию. Развитие Интернета предоставляет новые, ещё до конца не освоенные возможности по созданию распределённых сетевых технологий.
Всё это служит благодатной почвой для создания новых языков программирования, отвечающих всем современным задачам, использующих новые принципы программирования и позволяющих решать актуальные проблемы.
Таблица 1 - Рейтинг языков программирования [2]
Все эти языки программирования, безусловно, очень разные. Каждый из них имеет своё собственное назначение, подчас уникальную среду разработки, и конечно свой синтаксис и семантику.
Однако, рассмотрение языков программирования по общим для них всех концепциям, позволяет судить о развитии программирования в целом. О том, какие задачи наиболее актуальны, какими методами они решаются, и какие подходы для этого используются.
Рассмотрим эти языки программирования с нескольких основных позиций:
1. Какие парадигмы программирования наиболее популярны в современных языках.
2. Какие виды трансляторов применяются.
3. Какие виды типизации используются.
2. Парадигмы программирования
Парадигма программирования - это совокупность идей и понятий, определяющая стиль написания программ.
Парадигма программирования - модель или подход к решению проблемы.
Парадигма, в первую очередь, определяется базовой программной единицей и самим принципом достижения модульности программы. В качестве этой единицы выступают определение, действие, правило, диаграмма переходов и др. сущности. Парадигма программирования определяет то, в каких терминах программист описывает логику программы. Например, как последовательность действий, в виде выражения и множества определений функций, рассматривать программу как набор взаимодействующих объектов.
Важно отметить, что парадигма программирования не определяется однозначно языком программирования - многие современные языки программирования являются мультипарадигменными, то есть допускают использование различных парадигм.
На сегодняшний день самые известные модели программирования:
Рассмотрим эти модели подробнее.
2.1 Императивная модель
Императивная модель - это парадигма программирования, характеризующаяся принципом последовательного изменения состояния вычислителя пошаговым образом. При этом управление изменениями полностью определено и полностью контролируемо.
Один из подходов реализующих императивную модель программирования - Процедурное программирование. При этом программа состоит из последовательности операторов (инструкций), задающих процедуру решения задачи. Основным является оператор присваивания, служащий для изменения содержимого областей памяти. Концепция памяти как хранилища значений, содержимое которого может обновляться операторами программы, является фундаментальной в императивном программировании.
Императивное программирование наиболее пригодно для реализации небольших подзадач, где очень важна скорость исполнения на современных компьютерах.
2.2 Декларативная модель
Декларативная модель - это парадигма программирования, характеризующаяся принципом при котором описывается каково нечто, а не как его создать.
Есть несколько подходов реализующих декларативную модель программирования:
Функциональное программирование - при котором процесс вычисления трактуется как вычисление значений функций в математическом понимании последних. Функциональное программирование предполагает обходиться вычислением результатов функций от исходных данных и результатов других функций, и не предполагает явного хранения состояния программы. Соответственно, не предполагает оно и изменяемость этого состояния.
Логическое программирование - основанное на автоматическом доказательстве теорем, с использованием механизмов логического вывода информации с использованием заданных фактов и правил вывода, основанных на формальных исчислениях. Логическое программирование основано на теории и аппарате математической логики с использованием математических принципов резолюций. [4]
2.3 Структурная модель
Структурное программирование - это парадигма программирования, в основе которой лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. В соответствии с данной парадигмой:
1. Любая программа представляет собой структуру, построенную из базовых конструкций.
2. В программе базовые конструкции могут быть вложены друг в друга произвольным образом, но никаких других средств управления последовательностью выполнения операций не предусматривается.
3. Повторяющиеся фрагменты программы (либо представляющие собой логически целостные вычислительные блоки) могут оформляться в виде т. н. подпрограмм (процедур или функций).
Есть несколько подходов реализующих структурную модель программирования:
Модульное программирование - основанное на разбиении программы на независимые модули, каждый из которых компилируется отдельно от остальных. Такая модульность программного кода позволяет значительно уменьшить время перекомпиляции при изменениях, вносимых лишь в небольшое количество исходных файлов, и упрощает групповую разработку.
Объектно-ориентированное программирование (или объектное) - состоит в описании структуры и поведения проектируемой системы, то есть, фактически, определяет: из каких частей состоит система и в чём состоит ответственность каждой из частей, при этом основными концепциями являются понятия объектов и классов.
Класс - это тип, описывающий устройство объектов. Это в чистом виде абстрактный тип данных, создаваемый программистом.
Объект - сущность в адресном пространстве вычислительной системы, появляющаяся при создании экземпляра класса.
Метапрограммирование - это парадигма программирования, основанная на создании программ, которые порождают другие программы как результат своей работы (в частности, на стадии компиляции), либо программ, которые меняют себя во время выполнения (самомодифицирующийся код).
Есть несколько подходов реализующих модель метапрограммирования:
Генерация кода - при этом подходе код программы не пишется вручную, а создается автоматически программой-генератором на основе другой, более простой программы. Реализуется двумя основными методами:
Читайте также: