Обзор языков программирования в Интранет.

 

Эффективность использования Intranet (КВС) зависит от успешного решения как технологических, так и организационных вопросов в аспекте программного обеспечения и языков программирования.

Для поддержки информационных технологий в сетях Intranet выделяют три класса программных продуктов (рис. 64):

- системное программное обеспечение;

- пакеты прикладных программ;

- инструментарий технологии программирования.

Структура системного программирования состоит из базового программного обеспечения и сервисного программного обеспечения.

В базовое программное обеспечение входят:

- операционная система;

- операционные оболочки (текстовые и графические);

- сетевая операционная система.

Язык программирования – формализованный язык для описания алгоритма решения задачи на компьютере.

Разработано и создается большое число различных языков. Например:

Язык АССЕМБЛЕРА – assembly language – язык, понятия которого отражают архитектуру компьютера. Он содержит предложения, форматы команд и данных, которые однозначно соответствуют возможностям конкретного компьютера. Рассматриваемый язык является системой обозначений, используемой для представления программ, записанных в коде компьютера.

Язык описания технических средств (HDL) – Hard-Ware Description language – язык моделирования, разработки и тестирования устройств, предназначенных для обработки дискретных сигналов. Он позволяет разработчикам создавать иерархические структуры, реализовывать

Рис. 64. Классы программных продуктов

 

разнообразные функции, выполнять сложные арифметические операции и логику сравнения.

Язык параллельной обработки – parallel processing language – язык, обеспечивающий описание процесса при параллельной обработки данных. Он основывается на модели, в которой прикладной процесс делится на главный и группу рабочих процессов (рис. 65). Главный процесс разделяет данные коллективного использования, компонует их в кортежи и выдает задания. Рабочие процессы решают порученные им задания. При этом обеспечивается синхронизация всех этих процессов. Одним из языков, осуществляющим распараллеливание данных, является язык Linda.

Языки программирования:

- машинные языки (computer language) – языки программирования, воспринимаемые аппаратной частью компьютера (машинные коды);

- машинно-ориентированные языки (computer-oriented language) – языки программирования, которые отражают структуру конкретного типа компьютера (ассемблера);

- алгоритмические языки (algorithmic language) – не зависящие от архитектуры компьютера языки программирования для отражения структуры алгоритма (Паскаль, Фортран, Бейсик и др.);

- процедурно-ориентированные языки (procedure-oriented language) – языки программирования, где имеется возможность описания программ как совокупности процедур (подпрограмм);

- проблемно-ориентированные языки (universal programming language) – языки программирования, предназначенные для решения задач определенного типа (Лиск, РПГ, Симула и др.);

- интегрированные системы программирования.

Язык программирования обеспечивает:

- поиск, обработку и передачу данных;

- определение функций, выявляемых устройством;

- описание процессов, в том числе в понятиях логики.

Выделяют несколько разновидностей языков программирования. К первой из них относятся «языки высоко уровня». Это языки, которые отображают естественные для человека понятия, не связанные с конкретной структурой какой-нибудь системы. К ним в первую очередь относятся универсальные: язык Ada, язык «С», язык Pascal и простой язык

Basic. Кроме того, существуют языки, предназначенные для определения областей их использования:

- язык ALGOL для математических задач;

- язык Chill для телекоммуникационных систем;

- язык COBOL для экономических задач;

- язык PostScript для описания изображений;

- язык SGML для описания документов.

Среди языков высокого уровня особо выделяют языки параллельного программирования, например язык Linda. Языки высоко уровня отражают потребности программиста, а не возможности системы обработки данных.

Вторую разновидность языков программирования образуют «языки низкого уровня», например язык ассемблера.

В третью группу входят «машинные языки» - языки, элементами которых являются команды компьютеров. В этих языках управление и структура данных непосредственно отображают архитектуру конкретного компьютера. Программы, разработанные на языках высокого уровня, необходимо трансформировать в какой-нибудь язык низкого уровня. Эту операцию выполняют трансляторы.

Широкое распространение получили языки описания процессов искусственного интеллекта. Они ориентированы на рабочие станции, оснащенные мощными средствами компьютерной графики. Первым шагом в этом направлении было появление «языка обработки информации» (IPL). Этот язык позволил программам обрабатывать не числа, а понятия, став первым средством имитации функции мышления. Позже появились языки LISP, предназначенный для описания задач символьного представления и обработки произвольных объектов, и язык PROLOG, обеспечивающий обработку списков.

Язык описания языков программирования называют «метаязыком», например VDL, используемый в методе VDM – Vienna Development Method – метод из Вены, предназначенный для разработки программ. Он охватывает все фразы жизненного цикла программ: анализ, спецификация требований, проектирование, реализацию, тестирование.

Остановимся на рассмотрении языков.

Язык ADA – Ada language – универсальный язык программирования, назван в честь Августа Ады Лавлейс, одного из первых в истории программистов. Он используется для разработки программного обеспечения встроенных и управляющих комплексов (например, аэронавигационных). Язык основан на идеях структурного программирования и обеспечивает создание сложных многомодульных систем и характеризуется высокой степенью независимости от операционных систем. В нем обеспечивается поддержка средств параллельной обработки данных в реальном времени.

Язык ALGOL – ALGOL language – язык программирования для решения математических задач.

Он в первую очередь предназначен для решения численных задач. Точное определение синтаксиса языка позволило сделать его независимым от конкретного типа и структуры компьютера. Особенностями языка стала блочная структура. Наибольшее распространение ALGOL получил в Европе и стал важной вехой на пути новых языков, например языка Pascal.

Язык BASIC – BASIC language – простой язык программирования. Он вначале был разработан в Дартмутском колледже для использования студентами в системах с разделением времени. Язык оказался простым и удобным, получил большую популярность при работе пользователей в режиме диалога с небольшими системами. В него включены средства редактирования, избавляют пользователя от излучения сложной операционной системы. Он снабжен всем необходимым для разработки программ – синтаксисом языка, поддержкой структурного программирования, средствами использования процедур компоновки многомодульных программ, отладки и подсказки программистам.

Язык «С» - «С» language – универсальный язык программирования, разработанный первоначально для операционной системы UNIX – UNIX operation system, созданная корпорацией Bell Laboratory. Простота, эффективность и переносимость на другие операционные системы сделали этот язык одним из наиболее распространенным. В зыке «С» удачно сочетаются особенности современных языков высокого уровня и возможность адресации технических средств компьютера, ассоциируемой с языком ассемблера. Язык «С» имеет удобный синтаксис, привлекающий профессиональных программистов. Рассматриваемый язык утвержден Международной организацией по стандартизации (ISO) – International Organization for Standardization. Использование объектно-ориентированной архитектуры привело к появлению расширенного языка С++.

Язык COBOL – COBOL language – язык, предназначенный для решения экономических задач. Он получил распространение в области обработки коммерческой информации. Отличается развитыми средствами работы с файлами и формой записи, приближенной к английскому языку. На языке COBOL хорошо описываются данные со структурой, типичной для деловых документов. На нем можно излагать задачи без особой предварительной подготовки. Корпорация IBM разработала COBOL для операционной системы OS/2. в этой версии язык, широко распространенный среди пользователей крупных компаний, в разработке программного обеспечения серверы и клиентов, опирается на объектно-ориентированную архитектуру.

Язык FORTRAN – FORTRAN language – язык, предназначенный в первую очередь для научных расчетов. Он описывает преобразование целых действительных чисел. Они определяются как переменные величины, обозначаемые символами. В языке легко выполняются арифметические операции, задачи с разветвляемой логикой, составлением форм ведомостей, экономические расчеты.

Запись фортрановских программ сильно напоминает алгебраические уравнения. Информационной базой языка служит массив, соответствующий матрицам, применяемым в расчетах. Имеется возможность создания библиотек научных программ. В 1991 г вышла версия языка FORTRAN 90. В нее добавлены новые глобальные декларации, операции над массивами, имена встроенных программ. Идентификация осуществляется не шестью, как ранее, а 31 символом.

Язык LINDA – Linda language – язык предназначенный для параллельной обработки данных. При использовании этого языка прикладной процесс делится на группу процессов, в среде которых выделяется главный. Указанные процессы осуществляются одновременно и синхронизированы один относительного другого. Язык предоставляет программистам эффективные средства создания параллельных программ.

Ядром языка является пространство кортежей – совокупность взаимосвязанных данных. Каждая из них содержит ключевое слово для выборки кортежа.

Язык Linda позволяет писать параллельные программы на обычных: языке «С», языке FORTRAN, языке LIPS, дополняя их операциями организации межпроцессорного обмена данными. Важной характеристикой языка Linda является то, что он может использоваться для написания программ, выполняемых на суперкомпьютерах с различной архитектурой.

Язык LIPS – LIPS language – язык обработки списков, основанный на понятии списка. Это универсальный, высокоуровневый язык, все объекты которого (программы и данные) рассматриваются как списки. Обеспечивается работа пользователя с системой в режиме диалога. Язык широко используется для программирования задач искусственного интеллекта.

В отличие от числовой обработки представление данных в виде списков позволяет выражать мысли и понятия. LIPS может быть также использован для программирования прикладных процессов, не связанных с искусственным интеллектом, например с обычными расчетами. На основе LIPS разработаны средства программирования с удобными интерфейсами пользователя. Он позволяет также работать со структурами данных, размеры и состав которых видоизменяются в ходе выполнения прикладных процессов.

Язык PASCAL – Pascal language – язык структурного программирования, вначале использовался для обучения программированию. Но затем получил широкое распространение для составления для составления разнообразных программ. Язык простой, но позволяет обрабатывать разнообразные типы данных: массивы, записи, файлы. Он легко реализуется на компьютерах разных типов. Версия Pascal-Plus применяется при параллельной обработке данных.

Язык PROLOG – PROLOG language – язык программирования, используемый в задачах искусственного интеллекта, программа которого представляет собой совокупность логических утверждений и правил. Утверждения состоят из условий (предикатов), связок, констант, образуя базу данных. Правила имеют вид: «А, если B и D». Основным элементом языка является так называемый «атом», который выражает отношения между отдельными объектами.

PROLOG – это новый подход к использованию формальной логики. Пользуясь этим языком, программист имеет дело непосредственно с логическими связями между понятиями. Для этого в языке определяются правила, которые могут выполнятся для достижения целей, поставленных перед прикладным процессом.

Язык SGML – SGML language – язык логического описания структуры документов. Он оперирует с разнообразными объектами: текстами, изображениями, фрагментами звука и предоставляет пользователям общие языковые средства описания этих компонентов документов. Благодаря этому стандартизуются форма и логическая структура представления документов, их редактирование и размещение а базах данных.

Язык состоит из трех частей:

- описания, дающего заголовок файлу, содержащему информацию о системе, в которой будет использоваться документ;

- определения типа документа, задающего его структуру, категории лиц, имеющих к нему доступ, иерархию объектов;

- текстового содержания документа.

Чтобы воспользоваться SGML – документом, необходима программа, преобразующая его в формат, удобный для поиска, редактирования, включения в прикладные программы или направления на принтер.