Как язык программирования взаимодействует с компьютером

Обновлено: 06.07.2024

Язы́к программи́рования — 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.

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

Создатели языков по-разному толкуют понятие язык программирования. К наиболее распространённым 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 устройствами.
Задача:язык программирования отличается отестественных языков тем, что предназначен для передачи команд и данных от человека к компьютеру, в то время, как естественные языки используются для общения людей между собой. В принципе, можно обобщить определение «языков программирования» — это способ передачи команд, приказов, чёткого руководства к действию; тогда как человеческие языки служат также для обмена информацией.
Исполнение: язык программирования может использовать специальные конструкции для определения и манипулирования структурами данных и управления процессом вычислений.

Содержание

Стандартизация языков программирования [ ]

Язык программирования может быть представлен в виде набора спецификаций, определяющих его синтаксис и семантику.

Для многих широко распространённых языков программирования созданы международные стандарты. Специальные организации проводят регулярное обновление и публикацию спецификаций и формальных определений соответствующего языка. В рамках таких комитетов продолжается разработка и модернизация языков программирования и решаются вопросы о расширении или поддержке уже существующих и новых языковых конструкций.

Типы данных [ ]

Современные цифровые компьютеры обычно являются двоичными и данные хранят в двоичном (бинарном) коде (хотя возможны реализации и в других системах счисления). Эти данные как правило отражают информацию из реального мира (имена, банковские счета, измерения и др.), представляющую высокоуровневые концепции.

Особая система, по которой данные организуются в программе, — это система типов языка программирования; разработка и изучение систем типов известна под названием теория типов. Языки могут быть классифицированы как системы со статической типизацией и языки с динамической типизацией.

Статически-типизированные языки могут быть в дальнейшем подразделены на языки с обязательной декларацией, где каждая переменная и объявление функции имеет обязательное объявление типа, и языки с выводимыми типами. Иногда динамически-типизированные языки называются латентно-типизированными.

Структуры данных [ ]

Системы типов в языках высокого уровня позволяют определять сложные, составные типы, так называемые структуры данных. Как правило, структурные типы данных образуются как декартово произведение базовых (атомарных) типов и ранее определённых составных типов.

Основные структуры данных (списки, очереди, хеш-таблицы, двоичные деревья и пары) часто представлены особыми синтаксическими конструкциями в языках высокого уровня. Такие данные структурируются автоматически.

Семантика языков программирования [ ]

Существует несколько подходов к определению семантики языков программирования.

Наиболее широко распространены разновидности следующих трёх: операционного, денотационного (математического) и деривационного (аксиоматического).

При описании семантики в рамкахоперационного подхода обычно исполнение конструкций языка программирования интерпретируется с помощью некоторой воображаемой (абстрактной) ЭВМ.

Деривационная семантика описывает последствия выполнения конструкций языка с помощью языка логики и задания пред- и постусловий.

Денотационная семантика оперирует понятиями, типичными для математики— множества, соответствия, а также суждения, утверждения и др.

Парадигма программирования [ ]

Язык программирования строится в соответствии с той или иной базовой вычислений и парадигмой программирования.

Несмотря на то, что большинство языков ориентировано на императивную модель вычислений, задаваемую фон-неймановской архитектурой ЭВМ, существуют и другие подходы. Можно упомянуть языки со стековой вычислительной моделью ( Forth , ML и др.) и логическое программирование ( Способы реализации языков [ ]

Языки программирования могут быть реализованы как 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 исполнимый модуль, который может быть запущен на выполнение как отдельная программа. Другими словами, компилятор переводит исходный текст программы с языка программирования высокого уровня в двоичные коды инструкций процессора.

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

Кратко говоря, компилятор переводит исходный текст программы на машинный язык сразу и целиком, создавая при этом отдельную машинно-исполняемую программу, а интерпретатор выполняет исходный текст прямо во время исполнения программы («интерпретируя» его своими средствами).

Разделение на компилируемые и интерпретируемые языки является условным. Так, для любого традиционно компилируемого языка, как, например, Common Language Runtime .

Подобный подход в некотором смысле позволяет использовать плюсы как интерпретаторов, так и компиляторов. Следует упомянуть также язык Forth , имеющий и интерпретатор, и компилятор.

Используемые символы [ ]

Современные языки программирования рассчитаны на использование ASCll , то есть доступность всехграфических символов ASCII является необходимым и достаточным условием для записи любых конструкций языка. Управляющие символы ASCII используются ограниченно: допускаются только возврат каретки CR, перевод строки LF и горизонтальная табуляция HT (иногда также вертикальная табуляция VT и переход к следующей странице FF).

Заметным исключением является язык Delphi 2006 , Смотрите также [ ]

Языки программирования – неотъемлемая часть нашей жизни, это возможность взаимодействия человека с машиной, возможность общения друг с другом на понятном языке. Всё, что мы делаем на компьютере, так или иначе связано с ними. Просматривая информацию в браузере можно даже посмотреть программный код страницы. И что же мы увидим? Бесчисленное количество непонятных слов. Но в этом не так сложно разобраться. Эта статья поможет вам узнать много нового про языки программирования и преимущества каждого из них.

Все языки программирования можно разделить на 4 типа:

Структурные языки программирования

В основе этих языков лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Любая программа состоит из трёх базовых управляющих структур: последовательность, ветвление, цикл. Рассмотрим основные структурные языки программирования: Basic, Pascal.

Basic

Этот язык программирования был придуман в 1963 году преподавателями Дартмутского Колледжа Джоном Кемени и Томасом Куртцом. Основной задачей этого языка была возможность без опыта программирования создавать программы для своих задач. Сейчас же он превратился в обычный язык программирования с широким набором возможностей.

Преимущества языка Basic:

Pascal

Pascal – один из самых известных языков программирования. Он был создан Никлаусом Виртом в 1968—1969 годах и используется для обучения программированию в старших классах школы и в вузах. Это один из первых языков, для которых характерна строгая типизация, потому что, по мнению Вирта, язык должен способствовать дисциплинированному программированию. Поэтому Pascal так активно используют в обучении. К 1980-м годам Паскаль стал основой для многочисленных учебных программ.

Преимущества языка Pascal:

Лёгкий синтаксис.
Невысокие аппаратные и системные требования.
Универсальность.

Процедурные языки программирования

При процедурном программировании программа сводится к последовательному выполнению операторов для преобразования исходных данных в результаты. Это даёт возможность определять каждый шаг по ходу решения задачи. Самые популярные процедурные языки программирования – C и PureBasic.

Разработанный в 1969-1973 годах, этот язык программирования оказал существенное влияние на развитие индустрии программного обеспечения. Он доступен на самых различных платформах и позволяет программистам довольно точно представлять, как выполняются их программы. C применяется при разработке операционных систем и приложений реального времени, которые требуют отзывчивости кода.

Преимущества языка C:

Небольшое число ключевых слов.
Простая языковая база.
Наличие указателей на функции.

PureBasic

Этот язык программирования создан в 1998 году на основе синтаксиса Basic. Он предназначен для создания программ на Linux, Windows, Mac OS. Благодаря лёгкому синтаксису PureBasic подойдёт новичкам, а его большие возможности позволяют работать на нём и продвинутым программистам. Особенностью этого языка является то, что у него есть 2 версии: бесплатная PureBasic Demo и платная PureBasic Full. PureBasic Demo имеет некоторые ограничения. Одно из них: нельзя скомпилировать код в котором больше 800 строк кода.

Преимущества языка PureBasic:

Маленький размер программ.
Код может быть скомпилирован на разных платформах.
Простой синтаксис, но при этом высокая функциональность.

Объектно-ориентированные языки программирования

Основные понятия ООП:

Абстракция данных – выделение значимой информации и исключение незначимой.
Инкапсуляция – свойство языка, позволяющее связать данные с методами.
Наследование – свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью.
Класс – тип данных, который состоит из набора переменных элементарных типов и функций для работы с ними.
Объект – сущность в цифровом пространстве, имеющая определённые свойства и операции над ними.

На данный момент существует большое количество объектно-ориентированных языков программирования, т.к. они пользуются наибольшей популярностью у программистов. Рассмотрим некоторые из них.

C++

Преимущества языка С++:

Быстрота исполнения кода.
Универсальность. Можно разрабатывать программы для различных операционных систем.
Доступность. Существует огромное количество учебной литературы.

Java

Этот язык был разработан в 1995 году Джеймсом Гослингом. Сейчас Java используется для создания клиентских приложений и серверного ПО. Важной особенностью технологии этого языка является система безопасности, которая контролирует исполнение программы и прерывает операции, прерывающие установленные полномочия (например, несанкционированная попытка доступа к данным). Это, а также высокая скорость выполнения задач делают Java одним из популярнейших языков программирования.

Преимущества языка Java:

Безопасность.
Простота изучения.
Отсутствие зависимости от платформы.

JavaScript

Многие думают, что JavaScript тесно связан с Java, но это не так. Его синтаксис гораздо больше похож на синтаксис языка С. Первоначально он вообще назывался Mocha, затем – LiveScript и только потом получил название JavaScript. Одна из версий состоит в том, что в то время (1995 год) Java было модным словом. JavaScript обычно используется в браузерах. Он придаёт веб-страницам интерактивность. Также JavaScript – самый популярный язык программирования, предназначенный для разработки веб-приложений.

Преимущества языка JavaScript:

Понятен даже тем пользователям, которые не являются программистами.
Возможность запустить программу в браузере.
Программы подключаются к коду веб-страницы и сразу выполняются при загрузке.

Понятность для новичков.
Поддержка большинства продуктов Microsoft.
Скорость работы.

Python

Этот язык, разработанный голландцем Гвидо ван Россумом в 1991 году, ориентирован на повышение читаемости кода. Вот несколько цитат из философии Python:

“Красивое лучше, чем уродливое.”

“Явное лучше, чем неявное.”

“Простое лучше, чем сложное.”

Действительно, Python обладает чётким синтаксисом, и благодаря этому код написанных на нём программ легко читаем. Также он активно развивается, и примерно раз в два с половиной года выходят новые версии языка. Python – универсальный язык программирования. Его можно использовать в разных сферах: от веб-разработки до работы с машинным обучением.

Преимущества языка Python:

Универсальность.
Легко читаемый синтаксис.
Реализован почти на всех платформах и операционных системах.

PHP

PHP был разработан в 1995 году датским программистом Расмусом Ледорфом. Сейчас этот язык активно применяется при разработке веб-приложений. Этому способствует большое количество дополнительных модулей и встроенных средств для веб-программирования. Синтаксис PHP похож на синтаксис языка C. PHP используют крупные сайты, например, Facebook и Wikipedia.

Преимущества языка PHP:

Простота кода.
Эффективные средства безопасности.
Высокая скорость работы.

Функциональные языки программирования

В функциональном программировании процесс вычисления определяется как вычисление значений функций в их математическом понимании. При этом не предполагается хранение состояния программы: достаточно вычисления результатов функций от исходных данных. Таким образом, в функциональном программировании нет переменных, и если мы вызываем функции с одинаковыми аргументами, то мы получим один и тот же результат: выходные данные зависят только от входных. Рассмотрим несколько функциональных языков программирования.

Scala

Преимущества языка Scala:

Взаимодействие с кодом, написанным на Java.
Приятный синтаксис.
Широкая область применения.

Erlang

Преимущества языка Erlang:

Простота изучения.
Возможность обновления кода во время выполнения программы.
Отказоустойчивость программа.

Вот мы и закончили знакомство с языками программирования. Конечно, существует много языков помимо тех, которые представлены в статье, но эти являются основными. Каждый из них подходит под определённые задачи, и исходя из этого надо решать, какие языки программирования изучать.

Современные компьютеры невероятно быстры и постоянно становятся еще быстрее. Однако они также имеют некоторые существенные ограничения: они изначально понимают только ограниченный набор команд, и им нужно точно сказать, что делать.

Компьютерная программа (также обычно называемая приложением) – это набор инструкций, которые компьютер может выполнить для выполнения некоторой задачи. Процесс создания программы называется программированием. Программисты обычно создают программы, создавая исходный код (обычно сокращено говорят просто код), который представляет собой список команд, введенных в один или несколько текстовых файлов.

Набор физических компонентов компьютера, из которых состоит компьютер, и которые выполняют программы, называется аппаратным обеспечением. Когда компьютерная программа загружается в память и аппаратное обеспечение последовательно выполняет каждую инструкцию, это называется запуском или выполнением программы.

Машинный язык

Центральный процессор (CPU) компьютера не понимает язык C++. Ограниченный набор инструкций, которые CPU может понимать напрямую, называется машинным кодом (или машинным языком, или набором инструкций).

Вот пример инструкции машинного языка: 10110000 01100001 .

Когда были изобретены первые компьютеры, программистам приходилось писать программы непосредственно на машинном коде, что было очень трудно и отнимало много времени.

Как организованы эти инструкции, выходит за рамки данного введения, но интересно отметить две вещи.

Во-первых, каждая инструкция состоит из последовательности нулей и единиц. Каждый отдельный 0 или 1 называется битом (от «binary digit», или «двоичная цифра»). Количество битов, составляющих одну команду, может различаться – например, некоторые процессоры обрабатывают инструкции, которые всегда имеют длину 32 бита, тогда как некоторые другие процессоры (например, семейство x86, которое вы, вероятно, используете) имеют инструкции, которые могут быть переменной длины.
Во-вторых, каждый набор битов интерпретируется центральным процессором в команду для выполнения очень конкретной работы, например, сравнения этих двух чисел или помещения этого числа в эту ячейку памяти. Однако из-за того, что разные CPU имеют разные наборы инструкций, инструкции, написанные для одного типа процессоров, не могут использоваться процессором, который не использует такой же набор команд. Это означало, что программы, как правило, нельзя было портировать (переносить, использовать без серьезной доработки) между различными типами систем, и их приходилось переписывать заново.

Язык ассемблера

Поскольку людям трудно читать и понимать машинный код, был изобретен ассемблер. В языке ассемблера каждая инструкция идентифицируется коротким сокращением (а не набором битов), и могут использоваться имена и другие числа.

Вот та же инструкция, что и выше, но на языке ассемблера: mov al, 061h .

Это сделало разработку намного проще для чтения и записи, чем машинный код. Однако CPU не понимает ассемблер напрямую. Вместо этого программа на ассемблере, прежде чем она сможет быть выполнена компьютером, должна быть переведена на машинный код. Это делается с помощью программы, называемой ассемблером. Программы, написанные на языках ассемблера, обычно бывают очень быстрыми, и ассемблер всё еще используется сегодня, когда очень важна скорость выполнения программы.

Однако у ассемблера всё же есть недостатки. Во-первых, языки ассемблера по-прежнему требуют использования множества инструкций даже для простых задач. Хотя отдельные инструкции в некоторой степени удобочитаемы, понимание того, что делает вся программа, может быть сложной задачей (это немного похоже на попытку понять предложение, рассматривая каждую букву по отдельности). Во-вторых, язык ассемблера по-прежнему не очень портируем – программа, написанная на ассемблере для одного процессора, скорее всего, не будет работать на аппаратном обеспечении, использующем другой набор инструкций, и ее придется переписывать или сильно модифицировать.

Высокоуровневые языки

Чтобы решить проблемы удобочитаемости и переносимости, были разработаны новые языки программирования, такие как C, C++, Pascal (и более поздние языки, такие как Java, Javascript и Perl). Эти языки называются языками высокого уровня, поскольку они разработаны, чтобы позволить программисту писать программы, не беспокоясь о том, на каком компьютере будет выполняться программа.

Вот всё та же инструкция, что и выше, на C/C++: a = 97;

Как и программы на ассемблере, программы, написанные на языках высокого уровня, прежде чем их можно будет запустить, должны быть переведены в формат, понятный компьютеру. Это можно сделать двумя основными способами: компиляция и интерпретация.

Компилятор – это программа, которая читает исходный код и создает автономную исполняемую программу, которую затем можно запустить. После того, как ваш код был преобразован в исполняемый файл, вам не нужен компилятор для запуска программы. Вначале компиляторы были примитивными и создавали медленный, неоптимизированный код. Однако с годами компиляторы стали очень хороши в создании быстрого, оптимизированного кода и в некоторых случаях могут делать его лучше, чем люди, пишущие на ассемблере!

Ниже показано упрощенное представление процесса компиляции:

Рисунок 1 – Пример сборки приложения

Поскольку программы на C++ обычно компилируются, мы вскоре рассмотрим компиляторы более подробно.

Интерпретатор – это программа, которая непосредственно выполняет инструкции в исходном коде, не требуя их предварительной компиляции в исполняемый файл. Интерпретаторы, как правило, более гибки, чем компиляторы, но менее эффективны при запуске программ, потому что при запуске программы каждый раз должен выполняться процесс интерпретации. Это означает, что при каждом запуске программы требуется интерпретатор.

Ниже показано упрощенное представление процесса интерпретации:

Рисунок 2 – Пример интерпретации

Дополнительная информация

Ни один из подходов не имеет перед другим явного преимущества – если бы один подход всегда был лучше, велика вероятность, что мы стали бы использовать его повсюду!

В целом, компиляторы имеют следующие преимущества:

Поскольку они могут видеть весь исходный код заранее, при генерации кода они могут выполнять ряд анализов и оптимизаций, благодаря чему окончательная версия кода выполняется быстрее, чем простая интерпретация каждой строки по отдельности.
Компиляторы часто могут генерировать низкоуровневый код, который выполняет эквивалент высокоуровневых идей, таких как «динамическое связывание» или «наследование» с точки зрения поиска в памяти внутри таблиц. Это означает, что итоговые программы должны помнить меньше информации об исходном коде, что снижает использование памяти сгенерированной программой.
Скомпилированный код обычно быстрее, чем интерпретируемый код, потому, что выполняемые инструкции обычно предназначены только для самой программы, а не для самой программы плюс накладные расходы интерпретатора.

В целом, у компиляторов есть следующие недостатки:

Некоторые языковые функции, такие как динамическая типизация, сложно эффективно скомпилировать, потому, что компилятор не может предсказать, что произойдет, пока программа не будет запущена. Это означает, что компилятор может генерировать не очень хороший код.
Компиляторы обычно имеют длительное время «запуска» из-за затрат на выполнение всего анализа, который они делают. Это означает, что в таких окружениях, как веб-браузеры, где важно быстро загружать код, компиляторы могут работать медленнее, потому что они оптимизируют короткий код, который не будет запускаться много раз.

В целом, у интерпретаторов есть следующие преимущества:

Поскольку они могут читать код в том виде, в каком он написан, и им не нужно выполнять дорогостоящие операции для генерации или оптимизации кода, они, как правило, запускаются быстрее, чем компиляторы.
Поскольку интерпретаторы могут видеть, что делает программа во время ее выполнения, интерпретаторы могут использовать ряд динамических оптимизаций, которые компиляторы могут не видеть.

В целом, у интерпретаторов есть следующие недостатки:

Интерпретаторы обычно используют больше памяти, чем компиляторы, потому, что интерпретатору необходимо хранить больше информации о программе, доступной во время выполнения.
Интерпретаторы обычно тратят некоторое время процессора внутри кода для интерпретатора, что может замедлить выполнение программы.

Поскольку у интерпретаторов и компиляторов есть взаимодополняющие сильные и слабые стороны, в средах выполнения языка становится всё более обычным явлением сочетание элементов обоих методов. Хорошим примером этого является JVM – сам код Java компилируется и изначально интерпретируется. Затем JVM может найти код, который выполняется много-много раз, и скомпилировать его непосредственно в машинный код, что означает, что «горячий» код получает преимущества компиляции, а «холодный» – нет. JVM также может выполнять ряд динамических оптимизаций, таких как встроенное кэширование, для повышения производительности способами, которые обычно не выполняются компиляторами.

Многие современные реализации JavaScript используют аналогичные приемы. Большая часть кода JavaScript короткая и не так уж много чего делает, поэтому обычно начинают с интерпретатора. Однако если станет ясно, что код запускается неоднократно, многие JS-движки скомпилируют код (или, по крайней мере, скомпилируют его отдельные части) и оптимизируют его, используя стандартные методы. В конечном итоге код работает быстро при запуске (полезно для быстрой загрузки веб-страниц), а также быстрее работает и при дальнейшем выполнении.

И последняя деталь: языки не компилируются и не интерпретируются. Обычно код C компилируется, но доступны и интерпретаторы C, которые упрощают отладку или визуализацию выполняемого кода (они часто используются при вводном изучении программирования – или, по крайней мере, они использовались раньше). JavaScript считался интерпретируемым языком, пока некоторые JS-движки не начали его компилировать. Некоторые реализации Python являются чисто интерпретаторами, но вы можете найти компиляторы Python, которые генерируют нативный код. Некоторые языки легче компилировать или интерпретировать, чем другие, но ничто не мешает вам создать компилятор или интерпретатор для любого конкретного языка программирования. Теоретический результат, называемый проекциями Футамуры, показывает, что всё, что можно интерпретировать, можно и скомпилировать.

Большинство языков можно компилировать или интерпретировать, однако традиционно языки, такие как C, C++ и Pascal, компилируются, тогда как «скриптовые» языки, такие как Perl и Javascript, обычно интерпретируются. В некоторых языках, например в Java, используется сочетание этих двух методов.

Высокоуровневые языки обладают многими необходимыми свойствами.

Во-первых, на языках высокого уровня намного легче читать и писать, потому что команды ближе к естественному языку, который мы используем каждый день.

Во-вторых, высокоуровневые языки требуют меньшего количества инструкций, чем низкоуровневые языки, для выполнения одной и той же задачи, что делает программы более краткими и легкими для понимания. В C++ вы можете сделать что-то вроде a = b * 2 + 5; в одну строку. На ассемблере для этого потребуется 5 или 6 разных инструкций.

В-третьих, программы можно компилировать (или интерпретировать) для многих различных систем, и вам не нужно изменять программу для работы на разных процессорах (вы просто перекомпилируете ее для конкретного процессора). В качестве примера:

Рисунок 3 – Пример портируемости приложения

В портируемости есть два общих исключения. Во-первых, многие операционные системы, такие как Microsoft Windows, содержат специфичные для платформы возможности, которые вы можете использовать в своем коде. Это может значительно упростить написание программы для конкретной операционной системы, но за счет усложнения портируемости. В данной серии статей мы избегаем кода, специфичного для какой-либо платформы.

Некоторые компиляторы также поддерживают специфичные для компилятора расширения – если вы их используете, ваши программы без изменений не смогут компилироваться другими компиляторами, которые не поддерживают те же расширения. Мы поговорим об этом позже, когда вы установите компилятор.

Правила, рекомендации и предупреждения

По мере изучения этих руководств мы будем выделять важные моменты в следующих трех категориях:

Правило

Правила – это инструкции, которые вы должны выполнять в соответствии с требованиями языка. Несоблюдение правил обычно приводит к тому, что ваша программа не работает.

Лучшая практика

Лучшие практики – это то, что вам следует делать, потому что такой способ обычно считается стандартным или настоятельно рекомендуется. То есть либо так поступают все (а если вы поступите иначе, то вы будете делать не то, что ожидают), либо это лучше других альтернатив.

Предупреждение

Предупреждения – это то, чего делать не следует, поскольку они обычно приводят к неожиданным результатам.

Программи́рование — процесс и искусство создания компьютерных программ и/или программного обеспечения с помощью языков программирования. Программирование сочетает в себе элементы искусства, фундаментальных наук (прежде всего информатика и математика), инженерии, спорта и ремесла.

В узком смысле слова, программирование рассматривается как Кодирование алгоритмов на заданном языке программирования. Под программированием также может пониматься разработка логической схемы для ПЛИС, а также процесс записи информации в ПЗУ. В более широком смысле программирование — процесс создания программ, то есть разработка программного обеспечения.

Программирование включает в себя:

Содержание

Языки программирования

Большая часть работы программистов связана с написанием исходного кода и отладкой программ на одном из языков программирования. Исходные тексты и исполняемые файлы программ являются объектами авторского права и являются интеллектуальной собственностью их авторов и правообладателей.

Различные языки программирования поддерживают различные стили программирования (т. н. парадигмы программирования). Отчасти искусство программирования состоит в том, чтобы выбрать один из языков, наиболее полно подходящий для решения имеющейся задачи. Разные языки требуют от программиста различного уровня внимания к деталям при реализации алгоритма, результатом чего часто бывает компромисс между простотой и производительностью (или между временем программиста и временем пользователя).

Единственный язык, напрямую выполняемый процессором — это машинный язык (также называемый машинным кодом). Изначально все программисты прорабатывали программы в машинном коде, но сейчас эта трудная работа уже не делается. Вместо этого программисты пишут исходный код на языке программирования высокого уровня, и компьютер (используя компилятор, интерпретатор или ассемблер) транслирует его, в один или несколько этапов, уточняя все детали, в машинный код, готовый к исполнению на целевом процессоре. Даже если требуется полный низкоуровневый контроль над системой, программисты пишут на языке ассемблера, мнемонические инструкции которого преобразуются один к одному в соответствующие инструкции машинного языка целевого процессора.

В некоторых языках вместо машинного кода генерируется интерпретируемый двоичный код «виртуальной машины», также называемый байт-кодом (byte-code). Такой подход применяется в Forth, некоторых реализациях Lisp [1] , Perl,

Программные средства

Программные средства, используемые при разработке программ делятся на системные и инструментальные, лицензионные и свободно распространяемые. В системном обеспечении основными являются операционные систем, инструментальные средства и технологии Windows и Linux и прочих операционных систем.

Свободно распространяемые инструментальные средства можно устанавливать и использовать на любых компьютерах с операционными системами семейства Windows и Linux. На олимпиадах по информатике и программированию с успехом используются только свободно распространяемые инструментальные средства в среде Windows и Linux, позволяющие разрабатывать программное обеспечение без ошибок. На олимпиадах по программированию последние годы использовались языки программирования Pascal, C/C++ и Java.

Для ведения документации при разработках программ вполне могут использоваться лицензионные и свободно распространяемые офисные пакеты программ Open Office и Microsoft Office. Файлы документации, создаваемые в лицензионных и свободно распространяемых офисных, информационно совместимы.

Читайте также: