Понятие о языке программирования

Язык программирования — это формальный язык для записи алгоритмов в виде, допускающем их автоматическую подготовку к выполнению на компьютере. Для преобразования программы в машинный код служит специальное программное средство — транслятор.

Язык программирования содержит три основных компонента: алфавит, синтаксис и семантику. Эти компоненты определяют правила записи программ. Алфавит языка — это набор символов, которые можно применять в инструкциях языка программирования. Другие символы допустимы только в особых случаях, например в строковых константах.

Синтаксис языка определяет правила построения операторов. Любой корректный оператор соответствует этим правилам. Правила синтаксиса — формальные. Проверка правильности исходного текста и поиск синтаксических ошибок могут быть выполнены автоматически.

Семантика — это смысловое содержание операторов языка программирования. Семантические правила определяют действия, описываемые различными операторами, и, в итоге, сущность всего алгоритма.

ЯЗЫК АССЕМБЛЕРА

Система обозначений для представления в удобочитаемом виде программ, записанных в машинном коде, — это уже язык программирования (язык ассемблера, или автокод). Языки для машинно-ориентированной записи программ называют языками низкого уровня.

Инструкция языка ассемблера описывает ровно одну машинную команду. И наоборот: каждой команде в системе команд процессора соответствует инструкция языка (мнемоника). По сравнению с машинным кодом язык ассемблера имеет ряд преимуществ, облегчающих труд программиста.

· Символические мнемоники запоминаются легче, чем шестнадцатеричные коды команд.

· Для регистров и областей памяти также можно использовать символические имена.

· Нет необходимости работать с физическими адресами памяти.

· Числовые константы и строки представляются в программе в привычном виде.

Ассемблер, программа, преобразующая текст на языке ассемблера в машинные команды, — это простейший транслятор.

Языки низкого уровня сегодня применяют в тех случаях, когда имеются особые требования к скорости работы и компактности программы. Они также удобны, если нужен прямой доступ к аппаратным ресурсам.

ЯЗЫКИ ВЫСОКОГО УРОВНЯ

Программировать на языке ассемблера намного проще, чем в машинном коде, но все равно сложно. Поэтому были созданы другие языки программирования, в которых каждая инструкция (оператор) языка преобразуется в группу машинных. Эти языки ориентируются не на систему команд процессора, а на способ мышления, присущий человеку. Языки, удобные для людей, называют языками высокого уровня.

Сегодня абсолютное большинство программ создается именно на основе языков высокого уровня. Эти языки имеют следующие достоинства.

· Машинная независимость. Программа с одинаковым исходным текстом может быть подготовлена для выполнения на процессорах с разной системой команд. Транслятор языка программирования высокого уровня — это машинно-зависимая система, предназначенная для подготовки программы к выполнению в рамках конкретной платформы.

· Использование естественных обозначений (например, привычных математических знаков).

· Эффективное представление этапов обработки данных средствами языка. Набор допустимых операций определен соображениями удобства, а не системой команд конкретного процессора.

· Расширенный набор поддерживаемых типов данных.

· Готовые библиотеки стандартных подпрограмм для выполнения часто встречающихся действий.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ:

ПРОЦЕДУРНЫЕ ЯЗЫКИ

К процедурным (или структурным) языкам относится большинство «классических» языков программирования, таких как FORTRAN, BASIC, Паскаль, Си. Эти языки удобны при создании относительно коротких программ. В процедурных языках программа и данные рассматриваются как отдельные, вообще говоря, не связанные друг с другом элементы. Работа программы состоит в последовательном выполнении операторов. Связь различных частей программы (процедур) между собой осуществляется только через данные. Данные можно передавать из одной процедуры в другую и обрабатывать совместно.

ЛОГИЧЕСКИЕ ЯЗЫКИ

Логические языки программирования (ЛИСП, ПРОЛОГ и другие) представляют собой отдельную линию развития. Их используют при теоретическом исследовании алгоритмов, в работах по созданию искусственного интеллекта, в операциях с базами данных и в сложных системах автоматического управления.

Программа на логическом языке программирования представляет собой набор данных и логических правил. Иногда ее можно рассматривать как единое сложное логическое образование.

Работа программы состоит в выполнении формальных логических преобразований и получении всех возможных выводов. Эту операцию можно рассматривать как «упрощение» исходного сложного логического выражения.