Мова програмування С. Мова програмування с

Мова програмування С

Дипломна робота

Мова програмування С++

Зміст

1. Створення простих програм на С++

1.1 Структура програми

1.2 Етапи виконання програми

1.3 Порядок запуску програми

2. Форматний ввід/вивід у мові С/С++

2.1 Функції вводу/виводу мови С

2.2 Функції вводу/виводу та маніпулятори мови С++

3. Лінійні програми на С++

3.1 Стандартні типи даних мови С++

3.2. Операції мови С++

4. Основні оператори мови С++

4.1 Складові оператори

4.2 Оператори розгалуження

4.3 Оператори циклу

4.4 Оператори переходу

5. Вказівними та операції над ними

5.1 Поняття вказівника

5.2 Дії над вказівниками

6. Робота з одновимірними масивами

6.1 Статичні та динамічні масиви

6.2 Рядки, як одновимірні масиви

7. Двовимірні масиви

8. Символьна інформація та рядки

8.1 Збереження символьної інформації

8.2 Функції вводу/виводу для роботи з рядками

8.3 Спеціальні функції для роботи з рядками та символами

9. Функції користувача

9.1 Функції: визначення, опис, виклик

9.2 Передача масивів у функцію

9.3 Перевантаження функцій у С++

9.4 Функції зі змінною кількістю параметрів

10. Структури

Список літератури

1. Створення простих програм на С++

C++ (Сі-плюс-плюс) — універсальна мова програмування високого рівня з підтримкою декількох парадигм програмування: об'єктно-орієнтованої, узагальненої та процедурної. Розроблена Б'ярном Страуструпом (англ. Bjarne Stroustrup) в AT&T Bell Laboratories (Мюррей-Хілл, Нью-Джерсі) у 1979 році та названа «Сі з класами». Страуструп перейменував мову у C++ у 1983 р. Базується на мові Сі. Визначена стандартом ISO/IEC 14882:2003.

1.1 СТРУКТУРА ПРОГРАМИ

Розглянемо програму, що виводить на екран монітора фразу “Ласкаво просимо до С++!”:

Приклад 1.

// Welcome.cpp – ім’я файла з програмою

# include <iostream.h>

void main ()

{ cout << ” Ласкаво просимо до С++! \ n”;

}

Результат виконання програми:

Ласкаво просимо до С++!

У першому рядку програми міститься однорядковий коментар, що починається з символу “//”, який вказує, що після цього символу йде однорядковий коментар. Коментарі не викликають ніяких дій комп’ютера і ігноруються компілятором С++, а лише допомагають іншим людям читати і зрозуміти Вашу програму.

У другому рядку розміщено команду (директиву) препроцесору, що забезпечує включення до програми засобів зв’язку зі стандартними потоками вводу і виводу даних. Вказані засоби містяться у файлі під назвою iostream.h (мнемоніка: “і” (input) – ввід; “output” – вивід; “stream” – потік; “head” - заголовний). Рядок, що починається з ”#”, обробляється препроцесором перед компіляцією програми. Файл iostream.h повинен бути залучений для всіх програм, що виводять дані на екран монітора або вводять дані з клавіатури.

Третій рядок є заголовком функції з іменем main. Будь-яка програма на С++ повинна містити лише одну функцію з таким іменем. Саме з неї починається виконання програми. void – специфікатор типу, який вказує, що функція main в даному прикладі не повертає ніякого значення. Круглі дужки після main потрібні в зв’язку з форматом (синтаксисом) заголовка будь-якої функції. В них розміщується список параметрів. У нашому прикладі параметри не потрібні.

Тіло будь-якої функції повинно починатися і закінчуватися фігурними дужками, між якими знаходиться послідовність описів, операторів і визначень. Кожен оператор, визначення чи опис повинні закінчуватися крапкою з комою.

Рядок

cout << ” Ласкаво просимо до С++! \ n”;

є командою комп’ютеру надрукувати на екрані рядок символів, що записаний у лапках. Повний рядок, включаючи cout, операцію ”<<”, рядок ”Ласкаво просимо до С++! \ n” і крапку з комою “;”, називається оператором. Всі вводи і виводи в С++ виконуються над потоками символів. Таким чином потік символів Ласкаво просимо до С++! спрямовується до об’єкта стандартного потоку виводу cout, який пов’язаний з екраном. Вже зараз слід відмітити одну з принципових особливостей мови С++, яку називають перевантаженням або розширенням дії стандартних операцій. Операція ”<<” називається операцією „розмістити у потік” лишень у тому випадку, коли зліва від неї знаходиться ім’я об’єкта cout. Інакше пара символів “<<” означає бінарну операцію зсуву вліво. Символи правого операнда зазвичай виводяться так само, як вони виглядають між лапками.

Слід зазначити, що символи ”\n” не виводяться на екран. Комбінацію символів, що починаються з позначки оберненого Стеша (”\”), називають знаком переходу або escape-символом. Керуюча послідовність ”\n” означає перехід на початок нового рядка. Цей символ в лапках може знаходитися будь-де в рядку, при цьому послідовність символів, що знаходиться за ним, виводитиметься з нового рядка. Тобто результат виконання операції

cout << ” Ласкаво просимо \nдо С++! \ n”;

матиме вигляд:

Ласкаво просимо

до С++!

1.2 ЕТАПИ ВИКОНАННЯ ПРОГРАМИ

Вихідна програма, підготовлена на мові С++ у вигляді текстового файла з розширенням *.срр (welcome.cpp), проходить 3 етапи обробки:

препроцесорне перетворення тексту програми;
компіляція;
компоновка (редагування зв¢язків чи складання).

Після цих 3 етапів формується машинний код програми, що виконується.

Задачею препроцесора є перетворення (доповнення) тексту програми до початку її компіляції. Правила препроцесорної обробки визначаються програмістом за допомогою директив препроцесора. Директива починається з ”#” (¢дієс¢, ¢шарп¢). Наприклад,

1) #define - визначає правила заміни в тексті:

#define ZERO 0.0

Це означає, що кожне використання у програмі імені ZERO буде замінюватися на 0.0.

2) #include< ім¢я заголовного файла > - передбачена для залучення до тексту програми тексту файлу з каталогу “Заголовних файлів” INCLUDE, які постачаються разом зі стандартними бібліотеками. Кожна бібліотечна функція чи об¢єкт С++ має відповідний опис в одному з заголовних файлів (наприклад, iostream.h, stdio.h, conio.h, math.h). Список заголовних файлів визначається стандартом мови. Використання директиви include не під¢єднує відповідну стандартну бібліотеку, а лише дозволяє долучити до тексту програми описи із зазначеного заголовного файлу. В нашому випадку препроцесор обробляє директиву #include <iostream.h> і під’єднує до вихідного тексту програми засоби для обміну з дисплеєм. Далі файл передається на компіляцію, у ньому виявляються синтаксичні помилки, які потрібно усунути програмістові. Після безпомилкової компіляції текст програми перекладається компілятором на машинну мову, далі отримуємо об’єктний файл з розширенням *.obj. Підключення об¢єктних кодів файлів з визначеннями необхідних стандартних функцій і об¢єктів з бібліотеки відбувається на етапі компоновки, тобто після компіляції. У об¢єктному коді створюваної програми ніби замуровуються дірки за допомогою кодів стандартних функцій. Хоча в заголовних файлах містяться всі описи стандартних функцій, до коду програми залучаються лише функції й об¢єкти, які використовуються в програмі.

Після компоновки утворюється модуль програми з розширенням *.ехе.

Отже, в нашому випадку, виконавши директиви, препроцесор сформує повний текст програми, компілятор створить об’єктний файл welcome.obj, за замовчуванням обравши для нього зазначене ім’я, а компоновщик (редактор зв’язків Linker) доповить програму бібліотечними функціями, наприклад, для роботи з об’єктом cout і побудує модуль welcome.exe, запустивши, який ми одержуємо на екрані бажану фразу. Схема етапів виконання програми наведена на рис. 1.1.

coolreferat.com

Мова програмування - Gpedia, Your Encyclopedia

Мо́ва програмува́ння (англ. Programming language) — це штучна мова, створена для передачі команд машинам, зокрема комп'ютерам. Мови програмування використовуються для створення програм, котрі контролюють поведінку машин, та запису алгоритмів.

Більш строге визначення: мова програмування — це система позначень для опису алгоритмів та структур даних[1], певна штучна формальна система, засобами якої можна виражати алгоритми[2]. Мову програмування визначає набір лексичних, синтаксичних і семантичних правил, що задають зовнішній вигляд програми і дії, які виконує виконавець (комп'ютер) під її управлінням.[джерело?]

З часу створення перших програмованих машин було створено понад дві з половиною тисячі мов програмування.[3] Щороку їх кількість поповнюється новими. Деякими мовами вміє користуватись тільки невелике число їх власних розробників, інші стають відомі мільйонам людей. Професійні програмісти зазвичай застосовують в своїй роботі декілька мов програмування.

Означення

Мова програмування — це нотація для запису програм, які є специфікаціями якогось обчислення або алгоритму.[4]

Історія

Підручники мов програмування

Власне перші мови програмування з'явилися задовго до появи перших комп'ютерів. Ще в 19-му столітті існували «програмовані» ткацькі верстати та піаніно-програвачі, спосіб програмування нагадує так звані предметно-орієнтовані мови програмування. На початку 20-го століття починають використовуватись перфокарти, та механічна обробка даних. В 1930 −1940 рр. виникає лямбда-числення та машина Тюринга, які застосовували математичну абстракцію для опису алгоритмів. Лямбда-числення згодом здійснило вплив на проектування мов програмування.[5]

В 1940 роках створюються перші електричні, двійкові комп'ютери. Вважається, що першу мову програмування високого рівня — Планкалькюль (нім. Plankalkül) розробив німець Конрад Цузе в період 1943–1945 років, але в той час вона не була реалізована і не одержала уваги. Реалізацією мови зайнялися і здійснили лише в 1998—2000 роках[6].

Наприкінці 40-их — початку 50-их застосовувалися інтерпретовані системи кодування, коли певні команди мови програмування кодувалися числами, які вже інтерпретувалися машинним кодом. Ці системи називалися «автоматичним програмуванням» і були простішими для програмування, ніж машинні коди, але могли мати значно меншу (до 50 разів) швидкодію, через що часто надавали перевагу машинним кодам. До таких систем належали — Short Code для BINAC (1949) і UNIVAC I (1952), Speedcoding[en] для IBM 701, розроблена Джоном Бекусом у 1954.

Першою широковживаною компільованою мовою став розроблений групою Джона Бекуса Фортран, анонсований 1954 року й випущений 1957 року для IBM 704. Основним призначенням Фортрану були швидкі наукові обчислення, оголошувалося, що швидкодія згенерованого компілятором коду майже не відрізнятиметься від написаного вручну машинного коду. Уже у квітні 1958 близько половини програм для IBM 704 були написані на Фортрані. Випущений у 1958 році Фортран II дозволяв незалежну компіляцію підпрограм, що дозволило створювати більші програми, оскільки низька надійність IBM 704 не дозволяла скомпілювати без збоїв велику програму (понад 300—400 рядків) одразу. Розроблений у 1960–1962 роках Фортран IV був однією з найпоширеніших мов того часу і лишався стандартною версією Фортрану до появи 1978 року Фортрану 77.

1958 року в MIT розробили LISP — першу функційну мову, яка понад чверть століття домінувала у програмуванні задач штучного інтелекту.

Наприкінці 1950-их почали розроблятися різні мови програмування. 1958 року декілька значних груп комп'ютерних користувачів у США, включаючи SHARE — групу науковців-користувачів IBM і USE (UNIVAC Scientific Exchange, група науковців-користувачів UNIVAC) запропонували ACM заснувати робочу групу зі створення універсальної мови програмування. Також ще 1955 року німецьке Товариство прикладної математики і механіки (GAMM) заснувало комітет зі створення універсальної мови програмування. В кінці травня 1958 року було проведено зустріч у Цюриху між ACM і GAMM, на матеріалах якої у грудні опубліковано «ALGOL 58 Report». На його основі було створено 3 значні реалізації — MAD (1961), NELIAC (1963), JOVIAL (1963). З них лише JOVIAL отримав поширення, ставши на чверть століття офіційною мовою програмування у Військово-морських силах США. SHARE і IBM почали створення власної реалізації ALGOL, але припинили, врахувавши витрати на створення і просування Фортрану.

Впродовж 1959 року ALGOL 58 широко обговорювався, була запропонована нотація для опису синтаксису мов програмування — форма Бекуса-Наура. 1960 року проведено чергову зустріч і опубліковано ALGOL 60 Report. ALGOL вплинув на багато мов програмування і став стандартною мовою для публікації алгоритмів, але через ряд причин не одержав широкого поширення — він був заскладним, і не було реалізацій, які підтримували його повністю, відсутність стандартного введення-виведення привела до появи різних несумісних реалізацій, деякі неоднозначності опису мови так і не були розв'язані. Також широкого вжитку уже набув Фортран, і IBM не підтримала ALGOL.

1959 року було проведено зустріч у Пентагоні для створення мови CBL (Common Business Language), засновано комітет з його створення, і 1960 року опубліковано початкову специфікацію COBOL 60, який невдовзі став першою мовою прийнятою у Міністерстві оборони США. 1968 року COBOL було стандартизовано ANSI.

1964 року було створено спрощену мову BASIC (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) для навчання програмуванню студентів, які переважно спеціалізувалися у вільних мистецтвах, а не технічних науках.

Тоді як науковці переважно використовували Фортран, а бізнес — COBOL, 1963 року в IBM вирішили створити універсальні платформу IBM/360 і мову програмування. У стислі терміни до 1965 року було розроблено мову PL/I, яка поєднувала можливості Фортран, ALGOL і COBOL, і виявилась заскладною, хоча і була у широкому вжитку у 1970-их у наукових і бізнес задачах, також її підмножини (PL/C, PL/CS) використовувалися для навчання програмуванню.

На початку 1960-их було створено перші мови із динамічною типізацією — APL і SNOBOL.

SIMULA 67 була першою об'єктно-орієнтованою мовою програмування.

1965 року Ніклаус Вірт і Тоні Гоар запропонували комітету з розвитку мови ALGOL свою версію, яку згодом назвали ALGOL-W і застосовували для навчання в деяких університетах. Пропозиція була відхилена через незначну кількість змін на користь значно складнішого ALGOL 68. У ALGOL 68 з'явилися визначення структур даних і динамічні масиви. ALGOL 68 став першою мовою із формальною специфікацією, яка однак була складною для розуміння.

1971 року Вірт опублікував опис мови Pascal, яка у 70-их стала загальновживаною для навчання студентів.

1972 року Деніс Річі розробив у Bell Labs мову C. Тоді ж у Марселі створено інтерпретатор мови Пролог — першої і найвідомішої мови логічного програмування. Алан Кей у Xerox PARC розробив першу широко вживану об'єктно-орієнтовану мову — Smalltalk.

1973 року Робін Мілнер в Единбурзькому університеті створив ML.

1975 року в Массачусетському технологічному інституті описано спрощений діалект мови Лісп — Scheme.

1976 року випущено мову для статистичного програмування S, на базі якої 1993 року створено R.

1977 року випущено Bourne shell.

1975 року Міністерство оборони США утворило міжнародну групу для створення нової мови програмування для власних потреб, конкурс 1979 року виграла мова Ада.

1981 року випущено dBASE II.

1984 року з метою об'єднання різних діалектів Ліспу створено Common Lisp. Випущено MATLAB

1985 року Б'ярн Страуструп опублікував реалізацію мови C++. Тоді ж випущено AWK.

1986 року опубліковано мову Objective-C і створено Erlang. Тоді ж Borland і Apple незалежно створили об'єктно-орієнтоване розширення мови Pascal — Object Pascal.

1987 року створено Perl.

1990 року опубліковано Standard ML і Haskell.

1991 року створено Visual Basic і опубліковано Python.

1992 року випущено Oracle 7 з підтримкою PL/SQL

1993 року створено Lua.

1995 року Sun Microsystems випустила Java, Netscape — JavaScript, тоді ж створено PHP і Ruby.

1996 року створено OCaml.

2001 року створено C#.

2002 року створено F#.

2003 року створено Scala.

2009 року створено Go.

2010 року створено Rust.

2014 року на конференції розробників WWDC 2014 було представлено мову Swift.

Елементи

Синтаксис

Синтаксис мови програмування визначає те, як буде виглядати програма на цій мові, зокрема, як пишуться оператори, оголошення і інші мовні конструкції[7]. Наприклад, оголошення масиву V з десяти цілочислових елементів в мові С буде виглядати так:

На мові Pascal:

V: array[0..9] of integer;

Семантика

Термін семантика стосується значення мови, на відміну від її форми (синтаксису).

Статична семантика

Статична семантика описує обмеження на структуру текстів мови які важко або неможливо виразити звичайними структурними формалізмами.[4] Для компільованих мов, статична семантика, по суті, це правила які можуть бути перевіреними на етапі компіляції. Наприклад перевірка того що кожен ідентифікатор задекларований до того як використовується (в мовах які потребують таких декларацій) або що варіанти в операторі switch різні.[8] Багато важливих обмежень цього типу, такі як перевірка використання ідентифікатора в правильному контексті (наприклад заборона додавання чисел до функцій), або що виклики підпрограма мають правильну кількість і типи аргументів можуть бути забезпеченні визначенням їх як правил логіки яка називається системою типізації. Інші форми статичного аналізу, такі як аналіз потоку даних[en] також можуть бути частиною статичної семантики. Такі мови програмування як Java та С# мають як частину своєї статичної семантики definite assignment analysis[en] — форму аналізу потоку даних.

Динамічна семантика

Коли дані описані, комп'ютер має отримати інструкції щось робити з даними. Наприклад, семантика може описувати cтратегії обчислення за якими отримуються значення виразів, або спосіб яким інструкції визначають потік керування. Динамічна семантика мови (також відома як семантика виконання, англ. execution semantics) визначає як і коли різні конструкції мови повинні задавати поведінку програми. Існує багато способів задання семантики виконання. Для опису семантики виконання мов що часто застосовуються на практиці використовується природня мова. Велика частина досліджень мов програмування стосується формальної семантики мов програмування.

Типи даних

Область зберігання даних в апаратній частині комп'ютера (пам'ять, регістри і зовнішні запам'ятовуючі пристрої) зазвичай мають доволі просту структуру в вигляді послідовності бітів, згрупованих в байти або слова. Проте в віртуальному комп'ютері, як правило, організовано складнішим чином — в різні моменти виконання програми використовуються такі форми зберігання даних, як стеки, масиви, числа, символьні рядки та інші. Один або декілька однотипних елементів даних, об'єднаних в одне ціле в віртуальному комп'ютері в певний момент виконання програми, прийнято називати об'єктом даних. При виконанні програми існує багато об'єктів даних різних типів. Тип даних — це деякий клас об'єктів даних разом з набором операцій для створення і роботи з ним[9]. В кожній мові програмування є певний набір вбудованих примітивних типів даних. Додатково в мові можуть бути передбачені засоби, що дозволяють програмісту визначати нові типи даних.

Класифікація мов програмування

Мови класифікують за такими критеріями[джерело?]:

Рівень абстракції Мови програмування високого рівня оперують сутностями ближчими людині, такими як об'єкти, змінні, функції. Мови програмування нижчого рівня оперують сутностями ближчими машині: байти, адреси, інструкції. Текст програми на мові високого рівня зазвичай набагато коротший ніж текст такої самої програми на мові низького рівня, проте програма має більший розмір.Область застосування Універсальні та спеціалізовані. Спеціалізовані мови теж бувають Тьюрінг-повні, та все ж їх область застосування обмежена, як наприклад у мови shell.Підтримувані парадигми програмування Об'єктно-орієнтовані, логічні, функційні, структурні…

Імперативні мови базуються на ідеї змінної, значення якої змінюється присвоєнням. Вони називаються імперативними (лат. imperative — наказовий), оскільки складаються із послідовностей команд, які звичайно містять присвоєння змінних <назва_змінної> = <вираз>, де вираз може посилатися на значення змінних присвоєних попередніми командами.

Способи реалізації мов

Мови програмування можуть бути реалізовані як компільовані та інтерпретовані.

Програма на компільованій мові за допомогою компілятора (особливої програми) перетвориться (компілюється) в машинний код (набір інструкцій) для даного типу процесора і далі збирається в виконавчий модуль, який може бути запущений на виконання як окрема програма. Іншими словами, компілятор переводить вихідний текст програми з мови програмування високого рівня в двійкові коди інструкцій процесора.

Якщо програма написана на скриптовій мові, то інтерпретатор безпосередньо виконує (інтерпретує) вихідний текст без попереднього перекладу. При цьому програма залишається мовою оригіналу і не може бути запущена без інтерпретатора. Процесор комп'ютера, в зв'язку з цим, можна назвати інтерпретатором для машинного коду.

Поділ на компільовані і інтерпретовані мови є умовним. Так, для будь-якої традиційно компілючої мови, як, наприклад, Паскаль, можна написати інтерпретатор. Крім того, більшість сучасних «чистих» інтерпретаторів не виконують конструкції мови безпосередньо, а компілюють їх в деяке високорівневе проміжне представлення (наприклад, з розіменуванням змінних і розкриттям макросів).

Для будь-якої інтерпритуючої мови можна створити компілятор — наприклад, мова Лісп, початково інтерпретована, може компілюватися без обмежень. Створюваний під час виконання програми код може так само динамічно компілюватися під час виконання.

Як правило, скомпільовані програми виконуються швидше і не вимагають для виконання додаткових програм, так як вже переведені на машинну мову. Разом з тим, при кожній зміні тексту програми потрібно її перекомпіляція, що уповільнює процес розробки. Крім того, скомпільована програма може виконуватися тільки на тому ж типі комп'ютерів і, як правило, під тією ж операційною системою, на яку був розрахований компілятор. Щоб створити виконуваний файл для машини іншого типу, потрібна нова компіляція.

Інтерпретовані мови володіють деякими специфічними додатковими можливостями (див. вище), крім того, програми на них можна запускати відразу ж після зміни, що полегшує розробку. Програма на скриптовій мові може бути найчастіше запущена на різних типах машин та операційних систем без додаткових зусиль.

Однак інтерпретовані програми виконуються помітно повільніше, ніж компільовані, крім того, вони не можуть виконуватися без програми-інтерпретатора.

Деякі мови, наприклад, Java та C #, перебувають між компільованими і інтерпретованими. А саме, програма компілюється не в машинну мову, а в машинно-незалежний код низького рівня, байт-код. Далі байт-код виконується віртуальною машиною. Для виконання байт-коду зазвичай використовується інтерпретація, хоча окремі його частини для прискорення роботи програми можуть бути трансльовані в машинний код безпосередньо під час виконання програми за технологією компіляції «на льоту» (Just-in-time compilation, JIT). Для Java байт-код виповнюється віртуальною машиною Java (Java Virtual Machine, JVM), для C # — Common Language Runtime.

Подібний підхід у деякому сенсі дозволяє використовувати плюси як інтерпретаторів, так і компіляторів. Слід згадати, що є мови, які мають і інтерпретатор, і компілятор (Форт (Forth)).

Процедури та функції

Підпрограми діляться на процедури та функції: Синтаксично процедури та функції складаються з заголовка (що містить ключове слово procedure або function, ім'ям, за яким може слідувати опис передаваних параметрів в дужках, тип повертаного значення через символ двокрапки для функцій і крапки з комою для процедур), після заголовка слідує 'тіло', після якого ставиться символ ;.

program mine(output); var i : integer; procedure print(var j: integer); function next(k: integer): integer; begin next := k + 1 end; begin writeln('Всього: ', j); j := next(j) end; begin i := 1; while i <= 10 do print(i) end.

Тіло процедури, як і програми, у свою чергу може містити описи процедур і функцій. Таким чином, процедури і функції можуть бути вкладені один в одного як завгодно глибоко, при цьому тіло програми — саме верхнє в ланцюжку.

Причому вміст секцій опису змінних, типів, констант, зовнішнього тіла (процедури, функції, програми), розташованих перед описом процедури/функції, доступні усередині неї. Також, в більшості діалектів з процедури можна звертатися до параметрів зовнішньої процедури.

Услід за заголовком процедур/функцій замість тіла може поміщатися ключове слово forward, це робиться в тому випадку, якщо опис процедури/функції розташовується в програмі після її виклику, і пов'язано з підтримуваною в Паскалі можливістю компіляції програми за один прохід.

Процедури відрізняються від функцій тим, що функції повертають якесь значення, а процедури — ні.

Об'єктно-орієнтоване програмування

Об'єктно-орієнтоване програмування (ООП) — це технологія створення складного програмного забезпечення, яке засноване на представленні програми у вигляді сукупності об'єктів, кожен з яких є екземпляром певного класу, а класи утворюють ієрархію із спадкоємством властивостей.

Основна перевага ООП — це значне спрощення процесів створення та модифікації програмних систем. Набагато легше маніпулювати 100 об'єктами, кожен з яких сам відповідає за свою поведінку і обробку даних пов'язаних з ним, ніж тисячами функцій розкиданих по різних модулях.

Основні недоліки в ООП — це деяке зниження швидкодії через складнішу організацію програмної системи, а також, як правило, помітне збільшення об'єму бінарного коду (особливо при використанні стандартних бібліотек класів в невеликих програмах) через те, що більшість сучасних компіляторів і компонувальників не здатні виявити і видалити весь код, що доводиться на невживані класи, віртуальні методи і інші елементи ООП.

Семантика мов програмування

Існує кілька підходів до визначення семантики мов програмування.

Найбільш широко поширені наступні три різновиди семантик: операційна, дериваційна (аксіоматична) і денотаційна (математична)[джерело?].

При описі семантики в рамках операційного підходу зазвичай виконання конструкцій мови програмування інтерпретується за допомогою деякої уявної (абстрактної) ЕОМ.

Дериваційна семантика описує наслідки виконання конструкцій мови за допомогою мови логіки і завдання перед- і пост-умов.

Денотаційна семантика оперує поняттями, типовими для математики — множини, відповідності, а також судження, твердження та ін.

Мови програмування низького рівня

Перші комп'ютери доводилось програмувати двійковими машинними кодами. Проте програмувати таким чином — доволі трудомістке і важке завдання[10]. Для спрощення цього завдання почали з'являтися мови програмування низького рівня, які дозволяли задавати машинні команди в зрозумілішому для людини вигляді. Для перетворення їх у двійковий код були створені спеціальні програми — транслятори.[11]

Транслятори поділяються на:

компілятори — перетворюють текст програми в машинний код, який можна зберегти і після цього використовувати уже без компілятора (прикладом є виконувальні файли з розширенням *.exe).
інтерпретатори — перетворюють частину програми в машинний код, виконують і після цього переходять до наступної частини. При цьому щоразу при виконанні програми використовується інтерпретатор.

Прикладом мови низького рівня є асемблер. Мови низького рівня орієнтовані на конкретний тип процесора і враховують його особливості, тому для перенесення програми на асемблері на іншу апаратну платформу її потрібно майже цілком переписати. Певні відмінності є і в синтаксисі програм під різні компілятори. Щоправда, центральні процесори для комп'ютерів фірм AMD та Intel практично сумісні і відрізняються лише деякими специфічними командами. А ось спеціалізовані процесори для інших пристроїв, наприклад, відеокарт, телефонів містять суттєві відмінності.

Переваги

За допомогою мов низького рівня створюють ефективні і компактні програми, оскільки розробник отримує доступ до всіх можливостей процесора.

Недоліки

Програміст, що працює з мовами низького рівня, має бути високої кваліфікації, добре розуміти будову мікропроцесорної системи, для якої створює програму. Так, якщо програму створюють для комп'ютера, потрібно знати будову комп'ютера і, особливо, влаштування і особливості роботи його процесора.
результуюча програма не може бути перенесена на комп'ютер або пристрій з іншим типом процесора.
значний час розробки великих і складних програм.

Мови низького рівня, як правило, використовують для написання невеликих системних програм, драйверів пристроїв, модулів стиків з нестандартним обладнанням, програмування спеціалізованих мікропроцесорів, коли найважливішими вимогами є компактність, швидкодія і можливість прямого доступу до апаратних ресурсів.

Асемблер — мова низького рівня, що застосовується і досі.

Мови програмування високого рівня

Можна сказати є зрозумілішими людині, ніж комп'ютеру. Особливості конкретних комп'ютерних архітектур в них не враховуються, тому створені програми легко переносяться з комп'ютера на комп'ютер. Здебільшого достатньо просто перекомпілювати програму під певну комп'ютерну архітектурну та операційну систему. Розробляти програми на таких мовах значно простіше і помилок допускається менше. Значно скорочується час розробки програми, що особливо важливо при роботі над великими програмними проектами.

Наразі у середовищі розробників вважається, що мови програмування, які мають прямий доступ до пам'яті та регістрів або мають асемблерні вставки, потрібно вважати мовами програмування з низьким рівнем абстракції. Тому більшість мов, які вважалися мовами високого рівня до 2000-го року зараз вже такими не вважаються.

Недоліком мов високого рівня є більший розмір програм порівняно з програмами на мові низького рівня. Сам текст програм на мові високого рівня менший, проте, якщо взяти у байтах, то код початково писаний на асемблері буде компактніший. Тому в основному мови високого рівня використовуються для розробок програмного забезпечення комп'ютерів, і пристроїв, які мають великий обсяг пам'яті. А різні підвиди асемблеру застосовуються для програмування інших пристроїв, де критичним є розмір програми.

Покоління мов програмування

Інколи в літературі та в інтернеті згадують про п'ять поколінь мов програмування[13][14][15][16], щоправда даний поділ є спірним і суперечним. В професійній літературі по програмуванню доволі рідко згадують про покоління мов програмування, а більше зосереджуються на функціональній класифікації мов програмування. Крім того саме віднесення певних мов до різних поколінь різниться у різних авторів.

Поділ на покоління мов програмування почав поширюватись з появою високорівневих мов програмування і до того не застосовувався. Високорівневі мови програмування почали вважатися третім поколінням, асемблерні мови — другим, а машинний код — першим поколінням. Сучасні спроби класифікація мов на четверте і п'яте покоління проводяться різними авторами по різному по різних ознаках і різниця між мовами третього, четвертого та п'ятого покоління часто доволі нечітка. Крім того багато компаній розробники мов програмування та середовищ програмування для них використовують маркетинговий хід проголошуючи певну мову (мову та інтегроване середовище розробки для неї) п'ятим поколінням.

Примітки

↑ (Пратт, розділ І)
↑ (Gabrielli, С. 27)
↑ Список мов програмування. Архів оригіналу за 2013-06-23. (англ.)
↑ а б Aaby, Anthony (2004). Introduction to Programming Languages.
↑ Benjamin C. Pierce writes: «… the lambda calculus has seen widespread use in the specification of programming language features, in language design and implementation, and in the study of type systems.» Pierce, Benjamin C. (2002). Types and Programming Languages. MIT Press. с. 52. ISBN 0-262-16209-1.
↑ Rojas, Raúl, et al. (2000). «Plankalkül: The First High-Level Programming Language and its Implementation». Institut für Informatik, Freie Universität Berlin, Technical Report B-3/2000. (full text)
↑ Пратт Т., Зелкович М.- C. 42
↑ Michael Lee Scott, Programming language pragmatics, Edition 2, Morgan Kaufmann, 2006, ISBN 0-12-633951-1, p. 18–19
↑ Пратт Т., Зелкович М. 2002- С.186
↑ Пам'ять ЕОМ і представлення інформації
↑ Трансляция кода
↑ Підготовка і відладка програм
↑ Відеопрезентація на тему «Історія мов програмування» (англ.)
↑ Сергей Бобровский. Пятое поколение — языки программирования или прикладные системы?//PC Week Live
↑ Язык программирования
↑ Соколов В. В. Эволюция языков программирования

Література

Pratt T.W., Zelkovitz M.V. Programming languages, design and implementation (4th ed.). Prentice Hall, 2000 (англ.) (Пратт Т., Зелкович М., Языки программирования: разработка и реализация.- Спб.: Питер, 2002.-688 с.)(рос.)
Gabbrielli, Maurizio (2010). Programming languages principles and paradigms. London, New York: Springer,. ISBN 9781848829145.
Robert W. Sebesta: Concepts of Programming Languages, 9th ed., Addison Wesley 2009.

Див. також

Посилання

www.gpedia.com