Виды программирования и их характеристика. Программирование аркадных игри обучение информатике. Классификация языков программирования

Программирование - процесс и искусство создания компьютерных программ с помощью языков программирования.

Программирование сочетает в себе элементы искусства, науки, математики и инженерии.

В узком смысле слова, программирование рассматривается как кодирование - реализация одного или нескольких взаимосвязанных алгоритмов на некотором языке программирования.

В более широком смысле, программирование - процесс создания программ, то есть разработка программного обеспечения.

Большая часть работы программиста связана с написанием исходного кода на одном из языков программирования.

Различные языки программирования поддерживают различные стили программирования (так называемые парадигмы программирования).

Отчасти искусство программирования состоит в том, чтобы выбрать один из языков, наиболее полно подходящий для решения имеющейся задачи.

Язык программирования - формальная знаковая система, предназначенная для записи программ.

Программа обычно представляет собой некоторый алгоритм в форме, понятной для исполнителя (например, компьютера).

Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при составлении компьютерной программы.

Он позволяет программисту точно определить то, на какие события будет реагировать компьютер, как будут храниться и передаваться данные, а также какие именно действия следует выполнять над этими данными при различных обстоятельствах.

Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало уже более восьми с половиной тысяч языков программирования.

Языки программирования могут быть разделены на компилируемые и интерпретируемые.

Программа на компилируемом языке при помощи специальной программы компилятора преобразуется (компилируется) в набор инструкций для данного типа процессора (машинный код) и далее записывается в исполняемый файл, который может быть запущен на выполнение как отдельная программа. Другими словами, компилятор переводит программу с языка высокого уровня на низкоуровневый язык, понятный процессору.

Если программа написана на интерпретируемом языке, то интерпретатор непосредственно выполняет (интерпретирует) ее текст без предварительного перевода. При этом программа остается на исходном языке и не может быть запущена без интерпретатора. Можно сказать, что процессор компьютера - это интерпретатор машинного кода.

Кратко говоря, компилятор переводит программу на машинный язык сразу и целиком, создавая при этом отдельную программу, а интерпретатор переводит на машинный язык прямо во время исполнения программы.

Низкоуровневый язык программирования - язык программирования, близкий к программированию непосредственно в машинных кодах. Как правило, использует особенности конкретного семейства процессоров.

Общеизвестный пример низкоуровнего языка - язык ассемблера.

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.

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 остается, 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.

Наиболее распространенными высокоуровневыми языками являются C++, Visual Basic, Java, Python, Ruby, Perl, Delphi (Pascal), .

Первым языком программирования высокого уровня считается компьютерный язык Plankalkül разработанный немецким инженером Конрадом Цузе еще в период 1942 - 1946 гг.

Однако, широкое применение высокоуровневых языков началось с возникновением Фортрана и созданием компилятора для этого языка (1957 год).

Классы языков программирования

Функциональные (Лисп, Haskell, Nemerle, Clean, ML, Flang, Erlang, Miranda, Curry);

Стековые (PostScript, Forth);

Структурные (Алгол, Basic, QBASIC, Фортран, Фокал, Cg);

Процедурные (Ада, Бейсик (версии начиная с Quick Basic до появления Visual Basic), Си, КОБОЛ, Фортран, Модула-2, Глагол (русский аналог Оберона), Паскаль, ПЛ/1, Рапира, REXX);

Языки динамического программирования (Python, PHP, Ruby, JavaScript);

Учебные (Алгоритмический язык, КуМир, Лого, Робик, Рапира, Форт, Postscript);

Описания интерфейсов (CORBA IDL, COM IDL);

Прототипные (Actor-Based Concurrent Language, ABCL: ABCL/1, ABCL/R, ABCL/R2, ABCL/c+, Agora, Cecil, Cel, ECMAScript, ActionScript, DMDScript, JavaScript, JScript, Factor, NewtonScript, Obliq, OpenLaszlo, REBOL, Self, Slate, TADS);

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

Языки логического программирования (Prolog);

Языки параллельного программирования (MC#);

Сценарные, или скриптовые (Perl, Python, PHP, Tcl (Tool command language), Ruby, ERM, Lua);

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

Под термином «компьютерный язык» понимают все языки, позволяющие взаимодействовать человеку и компьютеру. При этом различают языки, которые могут читать машины, и те, которые способны понимать люди.

Языки, понятные машинам, умеет читать процессор и, следовательно, выполняет отправленные с их помощью команды. В этом случае речь идет о так называемых машинных языках. Но есть еще и компьютерные языки, которые могут читать люди. К ним относятся, например, языки программирования. Они используют слова и символы человеческого языка - компьютер не может их ни прочесть, ни интерпретировать.

Чтобы сделать эти языки читаемыми для «железа», их необходимо перевести на машинный язык. Это может произойти в режиме реального времени с помощью интерпретатора или заранее с помощью ассемблера или компилятора.

Какие языки понимает компьютер?

Единого для всех компьютерного языка, как вы уже поняли из начала нашей статью, не существует. Есть очень длинный список разнообразных компьютерных языков, а наиболее известными среди них, вероятно, являются уже упомянутые языки программирования.

Скриптовые языки не переводятся предварительно компилятором в машинный код. Интерпретаторы делают их доступными для чтения компьютером, и это позволяет выполнять определенные действия. К скриптовым языкам относятся Python и Javascript.

Еще одной формой языков программирования являются так называемые высокоуровневые языки. Здесь информация программируется с помощью кода, который может прочитать человек, а компилятор преобразует этот в машинный. Примерами высокоуровневых языка являются C и C++.

В отличие от выше перечисленных языки разметки не используют программы, поэтому они не преобразуются в машинный код. Они применяются для создания таких документов, с которыми сможет работать какая-либо . Классическими примерами языков разметки являются HTML, XML или CSS.

Есть еще языки баз данных, такие как SQL. Они не относятся непосредственно к языкам программирования, но управляют компьютером при выполнении запросов в базе данных.

Если вы хотите научиться программировать самостоятельно, то в вы найдете ценные советы для начинающих программистов.

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.

Практически каждый день мы используем компьютерные технологии в нашей повседневной жизни. Даже если вы не пользуетесь Интернетом или мобильными гаджетами, различные компьютерные программы окружают вас повсюду — на кассе в магазине, на перекрестке со светофором, в банкоматах и во многих других ежедневных делах, когда мы даже не задумываемся об этом. Вот так вот совершенно незаметно современные технологии стали частью нашей жизни. А уж если вы часто пользуетесь компьютером или же являетесь обладателем смартфона, то тем более прекрасно знаете, что везде и всюду используются различные программы или приложения для совершенно разных нужд современного человека.

Возможно, вы никогда не задумывались, что программы эти тоже создаются людьми — программистами, и пишутся они на специальном языке. Причем важно отметить, что языков программирования сегодня существует великое множество. Это то же самое, как в каждой стране говорят на своем языке, так и в компьютерных технологиях в разных местах используется свой язык — для мобильных приложений под Андроид один язык, а для Айфона уже другой, для создания веб-сайтов третий язык, а для компьютерных игр четвертый и так далее.

«Зачем они нужны?» — спросите вы. Все очень просто. Языки программирования содержат в себе команды, отдаваемые компьютеру, чтобы он выполнял те или иные функции. Видите ли, у вычислительных машин тоже есть свой особый язык, или по-другому код, на котором с ними приходится общаться. Чтобы попросить компьютер что-либо сделать, ему надо написать соответствующую команду, после чего он ее обработает и выдаст результат. Вот так вот все одновременно просто и сложно.

Один из самых базовых языков называется С++, свою историю он ведет еще с 80-х годов. На заре создания компьютеров каждый разработчик создавал свою собственную операционную систему и язык программирования под нее. С ростом различных компаний и их разработок стало ясно, что пора ввести какие-то единые стандарты, т.к. все больше стало возникать проблем совместимости оборудования и программного обеспечения. Так первой общей операционной системой стала Unix, и к ней первый язык программирования C++.

С тех пор прошло много времени, новые языки появлялись и исчезали (совсем не все широко использовались), и другим популярным языком стал Java, имеющий некие общие черты с C++, но по сути являющийся совершенно иным. Язык Ява (или Джава) сегодня особенно используется в разработке самых различных веб-приложений, начиная от простых функций сайтов, заканчивая сложными веб-интерфейсами. Несмотря на то, что в последние годы появилось огромное количество пособий о том, как научиться программировать, все-таки специалисты рекомендуют заканчивать профильные ВУЗы. Или хотя бы посетить специализированные курсы.

Но «пожилые» языки программирования все чаще и чаще критикуются за сложность и громоздкость. Опыт последнего десятилетия и бум новых устройств показал, что команды для компьютеров могут быть гораздо проще и короче. Поэтому процесс развития новых языков не стоит на месте. В последние несколько лет появились такие языки программирования как Скратч (Scratch) и Питон (Python), на которых учатся «кодить» даже дети. Например, Скратч в зарубежных школах начинают изучать с начальных классов. А Питон позволяет ученикам средней школы самостоятельно создавать различные новые функции для известной игры Майн Крафт. Простота новых языков и увлекательный формат подачи привлекают все больше и больше школьников к такой сложной науке как программирование.

В Интернете все чаще появляются пособия для изучения различных компьютерных языков, потому любой желающий может найти что-то свое и начать пробовать свои силы, создавая для начала простые приложения или игры. Только не стоит забывать, что перед запуском своей новой программы необходимо ее протестировать. Для этих целей есть специально обученные люди, которых называют тестировщиками. Они проверяют работоспособность всех функций приложения и выявляют имеющиеся ошибки, которые неизбежно появляются на первых шагах разработчика.

После проверки можно смело размещать свои программы в сети Интернет. Причем как для бесплатного скачивания, так и для получения дохода. Хотя на начальном этапе, конечно, не стоит грезить о большой прибыли, а вот со временем накопленный опыт позволит создавать действительно крупные уникальные программные продукты, которые будут пользоваться спросом и покупаться заинтересованными людьми. Но все-таки главное в программистах — это энтузиазм. Ведь именно благодаря ему рождаются необычайные идеи, обретающие новую жизнь в виртуальном мире, оказывая влияние и на реальный. А потому программированием стоит заниматься только тем людям, которые действительно любят созидать и мечтают сделать мир будущего лучше и интереснее.

Совсем недавно, во времена Советского Союза, информатика считалась лженаукой. На сегодняшний день правительства определенных стран жалуются на атаки, поступающие от российских хакеров. Стоит отметить, что в настоящий момент Россия производит мало высокотехнологичных устройств, однако умных программистов достаточно. В данной статье речь пойдет о компьютерных языках, их классификации, сути, возможностях и перспективы применения в будущем.

Что представляют собой компьютерные языки?

На самом деле, это система знаков и символов, созданная для общения человека и компьютера. Невозможно просто взять и подойти к устройству, начав ему что-либо объяснять. С этой целью созданы специальные слова-коды и лексика, составляющие основу компьютерных языков. Они доносятся до устройства в понятной ему форме. Сегодня можно найти больше, чем 8 тысяч разных языков, предназначенных для общения человека и компьютера. Правда, все их знать невозможно. Некоторые создают язык для себя, другие занимаются этим на коммерческой основе. Однако опытный пользователь знает в совершенстве несколько базовых из них.

Какие языки программирования наиболее известные?

В мире компьютерных технологий всегда что-то развивается и совершенствуется. Таким образом, появляются новые разработки, а прошлые модернизируются. Не являются исключением и компьютерные языки программирования. Наибольшей популярности добились следующие из них:

С/С++;
Java;
Python;
Visual Basic;
PHP.

Это далеко не весь перечень, на самом деле их намного больше. Здесь представлены самые основные, которые используются для написания более 90% компьютерных приложений. Стоит рассмотреть их более подробно.

Процедурный С/С++

Языки С и C++ пользователи называют двумя братьями. Существует версия, что это два различных языка программирования, однако это неверно. С++ выступает в качестве некоторого усовершенствования предыдущего языка, которое облегчает написание программ и сохраняет прежний синтаксис. Разработка С была начата еще в семидесятых годах прошлого века. Приблизительно через десять лет началось создание С++. В настоящий момент последний является одним из наиболее известных. Он содержит множество функций, позволяет создать операционную систему, а также драйверы, предназначенные для устройств, игры и прочее.

Если говорить о преимуществах и недостатках данного языка, трудно делать однозначные выводы. Существуют его приверженцы, а также беспощадные критики. Главным предметом споров выступает то, что в нем отсутствует что-то свое. Здесь объединены функции и возможности нескольких языков программирования. Таким образом, получился комплексный инструмент. Если же начать рассматривать его по отдельно взятым функциям, он уступает языкам узких специализаций.

Независимый и безопасный Java

Данный английский язык программирования был разработан компанией Sun Microsystems. За счет того, что написанная программа способна транслироваться в особый байт-код, она может функционировать независимо от типа операционной системы либо компьютерной архитектуры. Благодаря этому язык Java стал наиболее известным. Он встречается в следующих устройствах:

Бытовой технике;
банкоматах;
городских автоматах, а также во всем, что имеет связь с компьютерными технологиями.

Java используется для написания многих известных приложений для смартфонов, а также телефонов. Кроме того, данный язык программирования имеет довольно высокий уровень безопасности. Использование программой действий в границах собственных полномочий контролируется с помощью виртуальной машины, которая осуществляет передачу команды на устройства.

Таким образом, при совершении попытки выполнить другую задачу программа сразу прекращает свою работу. При рассмотрении простоты языка необходимо указать исследования, показывающие, что одинаковые операции пишутся в 1,2-2 раза дольше, нежели на языке C++. Кроме того, намного больше ресурсов необходимо на осуществление команд. Однако команда разработчика регулярно выпускает множество обновлений, сводящих к минимуму все минусы данного языка программирования.

Если создать собственный сайт или способный делать динамические страницы. Он выступает в качестве одного из наиболее известных языков, когда необходимо создать сайты и написать веб-приложения. За счет того, что данный язык программирования разрабатывался с открытым кодом, его получилось довести до совершенства. Таким образом, он получил завидную популярность. PHP с легкостью взаимодействует с различными базами данных, начиная от MySQL и заканчивая Access. Наиболее известные сайты интернета, такие как Facebook или Wikipedia, созданы при использовании именно этого языка. Он достаточно прост в применении. Имеется даже статистика, результаты которой показывают, что более 60% программистов со всего мира, работающих на коде PHP, несколько ограниченно знакомы с английским языком. Компьютерная грамотность в данном случае ограничена только знанием требуемых функций и процедур.

Стоит также указать и на недостатки этого языка. Учитывая то, что в рейтингах наиболее популярных языков 2015 года он занял 6-е место, негативные отзывы все же присутствуют. Нужно отметить, что он был создан не одной группой программистов. Поэтому синтаксис языка не унифицирован, в нем отсутствует единая архитектура. Существуют различные процедуры, которые нужно описывать по-особенному, не придерживаясь стандартного шаблона. Кроме того, имеется одна очень существенная проблема, которая состоит в отсутствии совместимости между различными версиями языков. Версии, относящиеся к более ранним, и вовсе отказываются работать с обновлениями. Зачастую это является проблемой для переноса кода из одной версии в другую.

Современность знания и понимания языков программирования

В последнее время общение человека с компьютером набирает популярность. В этом нет ничего удивительного, поскольку информационные технологии развиваются стремительными темпами. Программировать код, а также обслуживать устройства должен квалифицированный специалист. Таким образом, спрос на грамотных программистов существует всегда. К еще одной причине популярности можно отнести спад экономики страны. Пользователь, который умеет работать с Java на профессиональном уровне, способен удаленно работать на зарубежную компанию, занимающуюся созданием приложений.

В результате он сможет заработать в месяц большую сумму, которую никогда ему не заплатят в собственной стране, если он будет заниматься аналогичным видом деятельности. Хотя, если подумать, достаточно тяжело начать успешно заниматься программированием, а также писать компьютерные программы. Английский Основной преградой для начинающих является английский язык. Как известно, многие программы и языки написаны именно с учетом его лексики.

Изучить языки онлайн Таким образом, необходимо изучить иностранный язык и знать его хотя бы на базовом уровне. На сегодняшний день это можно сделать онлайн. Для этого достаточно иметь компьютер, подключенный к интернету.