• У дома
  •  > 
  • Съвет
  •  > 
  • Езици за програмиране на високо и ниско ниво: кои трябва да научите. Нива на програмиране

Езици за програмиране на високо и ниско ниво: кои трябва да научите. Нива на програмиране

В момента има няколкостотин реално използвани езика за програмиране в света. Всеки има своя област на приложение.

Всеки алгоритъм, както знаем, е последователност от инструкции, следвайки които можете да преминете от първоначалните данни към резултата в краен брой стъпки. В зависимост от степента на детайлност на инструкциите обикновено се определя нивото на езика за програмиране - колкото по-малко детайли, толкова по-високо е нивото на езика.

Въз основа на този критерий могат да се разграничат следните нива на програмни езици:

    машина;

    машинно ориентирани (монтажници);

    независими от машината (езици високо ниво).

Машинните езици и машинно-ориентираните езици са езици ниско ниво, изискващи спецификация на фини детайли на процеса на обработка на данни. Езиците от високо ниво имитират естествени езици, като използват някои думи говорим езики общи математически символи. Тези езици са по-удобни за хората.

Езиците от високо ниво се разделят на:

    процедурни (алгоритмични) (Basic, Pascal, C и др.), които са предназначени за недвусмислено описание на алгоритми; за решаване на проблема процедурни езициизисква под една или друга форма изрично да се запише процедурата за решаването му;

    логически (Prolog, Lisp и др.), които са фокусирани не върху разработването на алгоритъм за решаване на проблем, а върху систематично и формализирано описание на проблема, така че решението да следва от компилираното описание;

    обектно-ориентирани (Object Pascal, C++, Java и др.), които се основават на концепцията за обект, който комбинира данни и действия върху нас. Програма на обектно-ориентиран език, решаваща определен проблем, по същество описва част от света, свързана с този проблем. Описването на реалността под формата на система от взаимодействащи обекти е по-естествено, отколкото под формата на взаимодействащи процедури.

Език за програмиране на високо ниво

Език за програмиране на високо ниво- език за програмиране, предназначен за бързина и лекота на използване от програмиста. Основната характеристика на езиците на високо ниво е абстракцията, тоест въвеждането на семантични конструкции, които накратко описват такива структури от данни и операции върху тях, чиито описания в машинен код (или друг език за програмиране на ниско ниво) са много дълъг и труден за разбиране.

Езиците за програмиране на високо ниво са проектирани за независимост на алгоритмите от платформата. Зависимостта от платформата се пренася върху инструментални програми - транслатори, които компилират текст, написан на език от високо ниво, в елементарни машинни команди (инструкции). Следователно за всяка платформа е разработен специфичен за платформата преводач за всеки език от високо ниво, например превод на текст, написан на Delphi, в елементарни команди на микропроцесори от семейството x86.

По този начин езиците на високо ниво се стремят не само да улеснят решаването на сложни програмни задачи, но и за опростяване на пренасянето на софтуер. Използването на различни преводачи и преводачи осигурява връзката на програми, написани с помощта на езици от високо ниво, с различни операционни системи, програмируеми устройства и оборудване и в идеалния случай не изисква модификация програмен код(текст, написан на език от високо ниво) за всяка платформа.

Този вид изолиране на езиците на високо ниво от хардуерната реализация на компютъра, освен много предимства, има и недостатъци. По-специално, не ви позволява да създавате прости и точни инструкциикъм използваното оборудване. Програмите, написани на езици от високо ниво, са по-лесни за разбиране от програмиста, но са по-малко ефективни от техните колеги, създадени с помощта на езици от ниско ниво. Една от последиците от това беше добавянето на поддръжка за един или друг език на ниско ниво (език за сглобяване) към редица съвременни професионални езици за програмиране на високо ниво.

Примери: C++, C#, Java, JavaScript, Python, PHP, Ruby, Perl, Pascal, Delphi, Lisp. Езиците на високо ниво се характеризират със способността да работят със сложни структури от данни. Повечето от тях имат интегрирана поддръжка за типове низове, обекти, операции файл I/Oи така нататък.

Разглежда се първият език за програмиране от високо ниво компютърен език Plankalkül, разработен от немския инженер Конрад Цузе през периода 1942-1946 г. Преводач за него обаче не съществува до 2000 г. Първият в света езиков преводач на високо ниво е PP (програма за програмиране), известна още като PP-1, успешно тествана през 1954 г. Преводачът PP-2 (1955 г., 4-ият преводач в света) вече се оптимизираше и съдържаше собствен зареждащ и дебъгер, библиотека от стандартни процедури, а преводачът PP за компютъра Стрела-4 вече съдържаше линкер от модули. Въпреки това, широкото използване на езици от високо ниво започва с появата на Fortran и създаването на компилатор за този език (1957 г.)

Програмен език- език (знакова система), предназначен за запис компютърни програми. Езикът за програмиране дефинира набор от лексикални, синтактични и семантични правила, определящ външен видпрограми и действия, които изпълнителят (обикновено компютър) ще извърши под негов контрол. Езикът за програмиране е предназначен за писане на компютърни програми, които са набор от правила, които позволяват на компютъра да прави едно или друго нещо. изчислителен процес, организират управлението на различни обекти и др. Езикът за програмиране се различава от естествените тематични езици, който е предназначен за взаимодействие на човека с компютър, докато естествените езици се използват, за да комуникират хората помежду си.

Съществуват различни класификации на езиците за програмиране. разделени на езици ниско и високо ниво .

Ако езикът е близо до естествен езикпрограмиране, той се нарича език от високо ниво; ако е по-близо до машинните команди, се нарича език от ниско ниво.

Към езиковата група ниско ниво включва машинни езици и езици за символно кодиране: Autocode, Assembly. Операторите на този език са същите машинни инструкции, но написани в мнемонични кодове, а не конкретни адреси, а символни имена се използват като операнди. Всички езици на ниско ниво са насочени към конкретен тип компютър, т.е. те са зависими от машината.

Към езиците за програмиране високо ниво включват Fortran(преводач на формули), АЛГОЛ, COBOL(търговски език - използва се предимно за програмиране икономически задачи), Паскал, ОСНОВЕН, Si, Прологи т.н.

Тези езици независим от машината, защото те са фокусирани не върху командната система на конкретен компютър, а върху системата от операнди, характерни за запис на определен клас алгоритми. Въпреки това програмите, написани на езици от високо ниво, заемат повече памет и се изпълняват по-бавно от програмите, написани на машинни езици.

Езиците за програмиране също могат да бъдат разделени на поколения:

– езици от първо поколение: машинно ориентирани, ръчно управлявани памети на компютри от първо поколение.

– езици от второ поколение: с мнемоника представяне на команди, така наречените автокодове.

– езици от трето поколение: с общо предназначение, използвани за създаване приложни програмивсеки тип. Например BASIC, COBOL, C и Pascal.

– езици четвърто поколение : напреднал, предназначен за създаване на специални приложни програми за управление на база данни.

– езици за програмиране от пето поколение: декларативни, обектно-ориентирани и визуални езици. Например Prolog, LISP (използва се за създаване на програми с помощта на методи на изкуствен интелект), C++, Visual Basic, Делфи.

7. Приложен софтуер. PPP ms Office.

Приложен софтуер – това е комплекс софтуери документация за тях, предназначени за решаване на сравнително тесни класове проблеми в специфични предметни области, предназначени за конкретен потребител: научни, технически, икономически, инженерни, дизайнерски и други специални проблеми в различни сфери на човешката дейност.

По този начин всеки приложна програма(най-често тези програми се наричат приложения) е предназначен за решаване на конкретен проблем в конкретна област на приложение (например: офис програми, правни системи, счетоводни програми, издателски системии така нататък.).

Пакет приложения е набор от програми, предназначени за решаване на проблеми от определен клас (функционална подсистема, бизнес приложение).

Разграничете следните видове PPP:

общо предназначение (универсално);

· ориентирани към метода;

· проблемно ориентиран;

· глобални мрежи;

организация (администриране) на изчислителния процес

ПЧП с общо предназначение – универсален софтуерни продукти, предназначени да автоматизират разработването и работата на функционални потребителски задачи и информационни системи като цяло.

Метод-ориентирано ПЧПсе различават по това, че тяхната алгоритмична основа реализира някакъв икономически и математически метод за решаване на проблема.

Проблемно-ориентираните софтуерни продукти са софтуерни продукти, предназначени да разрешават проблем в определена функционална област.

ПЧП на отделни предметни области.Едно от основните направления на развитие на софтуерната индустрия от няколко години е разработването на софтуер за различни предметни области: счетоводство, финансово управление, правни системи и др.

ПЧП счетоводство (ППЗ БУ).Въпреки факта, че в света има повече от хиляда възпроизводими счетоводни пакети с различна мощност и цена, руските предприемачи предпочитат местни пакети, които са по-подходящи за условията на икономика в преход и бърза смяназаконодателни актове, регулиращи счетоводните процедури. В момента се появява третото поколение руски автоматизирани счетоводни системи.

Финансово управление на ПЧП (PPP FM) се появи във връзка с необходимостта от финансово планиране и анализ на дейността на фирмите.

ПЧП законно помощни системи представляват ефективен инструмент за работа с огромно количество законодателна информация, пристигаща в непрекъснат поток.

PPP на глобалните компютърни мрежи. Основната цел на глобалните компютърни мрежие да осигури удобен, надежден потребителски достъп до географски разпределени мрежови ресурси, бази данни, предаване на съобщения и др.

Да осигури организацията на администрирането на изчислителния процесв местните и глобални мрежиКомпютрите в повече от 50% от световните системи използват софтуер от Bay Networks (САЩ), който контролира администрирането на данни, комутатори, хъбове, рутери и трафик на съобщения.

Проектиране на езици за програмиране

Предназначение на езиците за програмиране

Програмни езици

Езиците за програмиране са предназначени за комуникация между човек и микропроцесорна система. Тази връзка се състои в предаване от човек към системата на набор от команди (инструкции), които трябва да бъдат изпълнени. Извиква се подреден набор от такива инструкции програма.

Че. Езиците за програмиране са предназначени за писане на компютърни програми, съдържащи инструкции за извършване на определен процес и организиране на управлението на всякакви устройства.

Езиците за програмиране са предназначени да бъдат използвани ASCII, тоест достъпност за всеки графични символи ASCII е необходим и достатъчно условиеза записване на всякакви езикови конструкции.

Програмата на езика е написана текстов редактор. защото Процесора разбира само цифрово двоичен код, писмените команди се преобразуват в машинен код с помощта на програма за превод, наречена преводач. Има два вида преводачи:

1) интерпретатори - обработват текст директно, докато пишат програма, т.е. всеки ред поотделно;

2) компилатори - конвертират целия текст на програмата едновременно.

Програмата работи чрез обработка на данни – константиИ променливи. Операторите определят действията върху константи и променливи. Операторе езикова инструкция.

Програмата е поредица от изрази, написани един след друг. По своята структура програмите могат да бъдат линейни, циклични и разклонени.

Има различни нива (във връзка с естествените, човешките) езици за програмиране:

Ниско ниво – машинни езици;

Асемблиращите езици са близки до машинните езици;

Езиците от високо ниво са близки до хората.

Използвайте машинен език, единственият разбираем за микропроцесора, причинява трудности, свързани с необходимостта да се пишат тромави, трудни за запомняне комбинации от двоични кодове, с трудността да се открият грешки в компилираната програма, която е последователност от цифрови кодове, с трудността да се направи промени в компилираната програма.

Наред с тези недостатъци езикът за комбиниране на кодове има и предимства. Програмата на този език се оказва най-ефективна, заема минимално количество памет и се изпълнява по-бързо.

Пример:За да представим машинния език, който използваме DOS програма DEBUG е специална програма, включена в помощните програми на MS-DOS за въвеждане и поетапно изпълнениепрограми, написани на машинен език или с помощта на инструкции на асемблер (фиг. 3.16).

Фигура 3.16 – Преглед на съдържанието на клетките на паметта в прозореца на програмата DEBUG

Когато се опитвате да разберете кой език за програмиране да започнете да учите, вероятно ще срещнете термините „високо ниво“ и „ниско ниво“. Хората говорят за езици за програмиране на високо и ниско ниво през цялото време. Но какво точно означава това? И какво означава да се научиш да пишеш код? Нека започнем с дефинициите на всеки.


Езици за програмиране на “високо” и “ниско ниво”.

В тази статия ще говоря за езиците на „високо“ и „ниско ниво“. Но няма специални критерии, които да определят това. Само имайте предвид, че това до голяма степен зависи от вашата гледна точка. Ако сте C програмист, Java може да изглежда на доста високо ниво. Ако сте свикнали с Ruby, Java може да изглежда като език от ниско ниво.

Машинен код и езици на ниско ниво

Независимо дали един език се счита за високо ниво или ниско ниво (или някъде по средата), става дума за абстракция. Машинният код няма абстракция - той съдържа отделни инструкции, прехвърлени на компютъра. И тъй като машините работят само с числа, те са представени в двоичен(въпреки че понякога се записват в десетична или шестнадесетична система).

Ето пример за машинен код:

В машинния код операциите трябва да бъдат точно посочени. Например, ако част от информацията трябва да бъде извлечена от паметта, машинният код ще трябва да каже на компютъра къде в паметта да я намери.

Писането директно в машинен код е възможно, но много трудно.

Езиците за програмиране на ниско ниво добавят малко абстракция към машинните кодове. Тази абстракция крие конкретни инструкции за машинен код зад декларации, които са по-четими от човека. Асемблиращите езици са езиците от най-ниско ниво до машинния код.

В машинния код можете да напишете нещо като "10110000 01100001", но асемблерният език може да опрости това като "MOV AL, 61h". Все още има почти едно към едно съответствие между написаното на асемблер и инструкциите, дадени на машината.

Преминавайки към по-популярните езици за програмиране, стигате до нещо като C. Въпреки че този език не е толкова ниско ниво като асемблерния език, все още има силно съответствие между написаното на C и машинния код. Повечето операции, написани на C, могат да бъдат изпълнени с малък брой инструкции от машинен код.

Езици за програмиране на високо ниво

Подобно на езиците от по-ниско ниво, по-високите нива покриват широк спектър от абстракции. Някои езици, като Java (мнозина го смятат за междинен език за програмиране), все още ви дават голям контрол върху това как компютърът управлява паметта и данните.

Други, като Ruby и Python, са много абстрактни. Те ви дават по-малък достъп до функции от по-ниско ниво, но синтаксисът е много по-лесен за четене и писане. Можете да групирате неща в класове, които наследяват характеристики, така че трябва да ги декларирате само веднъж.

Променливите, обектите, подпрограмите и циклите са важни части от езиците на високо ниво. Тези и други концепции ще ви помогнат да кажете на машината много неща с кратки, стегнати изявления.

Докато асемблерният език има почти еднакво съответствие между своите инструкции и инструкциите на машинния код, езикът от по-високо ниво може да изпрати десетки команди с един ред код.

Важно е да се отбележи, че „езиците за програмиране на високо ниво“ могат да включват всичко, което е по-абстрактно от асемблерния език.

Кой език да изучавате: ниско или високо ниво?

Това определено е общ въпроссред нови и амбициозни програмисти. Кои езици за програмиране е по-добре да научите: високо ниво или ниско ниво? Както при много въпроси за програмиране, въпросът за езиците за програмиране на високо и ниско ниво не е толкова прост.

И двата вида езици имат важни предимства. Езиците от ниско ниво, тъй като изискват малко интерпретация от компютъра, обикновено са много бързи. И те дават на програмистите голям контрол върху съхранението на данни, паметта и извличането.

Езиците от високо ниво обаче са интуитивни и позволяват на програмистите да пишат код много по-ефективно. Тези езици също се считат за "по-безопасни", защото има повече предпазни мерки, които не позволяват на кодиращия да издава лошо написани команди, които могат да причинят щети. Но те не дават на програмистите същия контрол върху процесите на ниско ниво.

Имайки това предвид, ето списък с популярни езици в скала от ниско до високо:

  • JavaScript
  • Python

Разбира се, това е отчасти субективно. И включва само малка част от наличните езици.

Но това трябва да ви даде известна представа на какво ниво са езиците, които ви интересуват.

Какво искаш да правиш?

Когато решавате кой език ще научите, първият ви въпрос трябва да бъде: какво искате да програмирате?

Ако искате да програмирате операционна система, ядра или всичко, което е необходимо за работа максимална скорост, може да е език от по-ниско ниво добър избор. Голям част от Windows, OS X и Linux са написани на C и езици, получени от C, като C++ и Objective-C.

много модерни приложениянаписани на езици от по-високо ниво или дори на специфични за домейн езици. Python и Ruby са особено популярни за уеб приложения, въпреки че HTML5 става все по-мощен. Езици като Swift, C#, JavaScript и SQL имат своите силни и слаби страни.

Наскоро четох тема във форум за програмиране и попаднах на интересно предложение: изучавайте и двете нива едновременно. Ще получите по-задълбочено разбиране на типовете абстракции, които правят езика от по-високо ниво по-ефективен.

Разбира се, изучаването на два езика едновременно не е лесно, така че може да искате да разпределите малко обучението си. И изборът на два езика, които са най-сходни, може да бъде полезен.

Отново ще се върнем към това, което казах по-рано: изберете език въз основа на това, което искате да правите. Направете проучване, за да разберете какви езици използват хората в своята област. След това използвайте тази информация, за да изберете език на високо и ниско ниво и започнете да ги изучавате.

Скоро ще видите паралелите и ще придобиете много по-задълбочено разбиране за това как работи програмирането.

Фокусирайте се върху целта, а не върху средствата.

Има много критерии, които можете да използвате, за да изберете език за програмиране. Един от критериите е високо и ниско ниво. Но в почти всеки случай критериите, които трябва да използвате, са това, което искате да програмирате.

Вашият проект може да се възползва от език на ниско ниво. Или може да бъде много по-ефективен на високо ниво. От вас зависи да изберете правилния инструмент за работата. Съсредоточете се върху целта си и избирайте правилния език всеки път.

Имате ли опит с езици на високо и ниско ниво? Предпочитате едното пред другото? Споделете вашите мисли в коментарите по-долу!

Как да се развива компютърна технологияне стои неподвижно, а методите и езиците за програмиране непрекъснато се подобряват. Нека да разгледаме какви езици съществуват в съвременната компютърна област и тяхната класификация.

Главна информация

Списъкът с езици за програмиране е толкова широк и разнообразен, че излагането му напълно е почти невъзможна задача. Сред всички езици могат да се разграничат три основни подгрупи:

  • машина (езици за програмиране на ниско ниво);
  • машинно ориентирани (монтажници);
  • машинно независим (високо ниво);

Сред разработчиците на модерни софтуерНай-популярни са следните основни езици за програмиране. Списъкът е даден в низходящ ред на популярност:

  1. Java.
  2. HTML.
  3. Visual Basic.
  4. Делфи.

Този списък с езици за програмиране далеч не е пълен, но това са най-популярните езици, чието познаване може да се изисква от програмист при кандидатстване за работа. Всички те са езици за програмиране на високо ниво.

Основи на програмирането

Езиците за програмиране на ниско ниво са онези езици, които изискват отчитане на типа и възможностите на процесора. Операторите и методите на работа на такива езици за програмиране са доста близки до машинния код, те изискват познаване на устройството с памет персонален компютъри как процесорът осъществява достъп до него.

Трудно е да се назове различни езиципрограмиране на ниско ниво. Списъкът все още ще бъде намален до един доминиращ език - асемблер. Тъй като ви позволява да съставяте програмни кодове в нотации, близки до машинния код, асемблерът се използва изключително при писане на системен софтуер, като операционни системи, драйвери на устройства и при програмиране на контролни кодове на микросхеми.

Недостатъкът на такива езици за програмиране е, че програмите в тях са написани, за да бъдат изпълнени специфични задачи, На конкретно устройствои тяхното изпълнение е невъзможно, ако се прехвърлят на друг процесор.

Разработка на приложения

Списък с езици за програмиране за създаване персонализирани приложения, както и за разработка и внедряване на персонализиран софтуер, разполага с хиляди позиции. Както разбирате, такова разнообразие се дължи на факта, че конкретен език е подходящ за решаване на определени проблеми.

Въпреки че тези езици за програмиране дефинират отделна група, тяхното изпълнение се извършва в машинен код. За изпълнение завършена програмаред по ред и превеждането му в се използват специални програми- преводачи. Ако преводът на програмен код от един език на друг се извършва без изпълнение на команди, тогава програмите за компилиране правят това. Като цяло, програми, предназначени да превеждат писмени програми от един формален езикпрограмирането в друго се наричат ​​транслатори.

Нека разгледаме по-подробно езиците за програмиране на високо ниво. Няма да правим списък, просто ще напишем малко по-подробно за всеки от най-популярните.

SQL

Специализираният език за програмиране е предназначен предимно за работа със системи за управление на бази данни и тяхното програмиране. SQL се превежда като "специализиран" Тъй като пазарът на СУБД се разрасна експоненциално през последните десетилетия, популярността на този език не е изненада.

Има различни мнения относно бъдещето на този език. Определено се смята, че технологията за създаване на релационни бази данни е била в най-добрия си вид, но времето й изтича. Необходимостта от развитие във връзка с нарастващите обеми обработвани данни навежда експертите на идеята, че в бъдеще човечеството просто се нуждае от преход от релационни към пострелационни технологии, но като се има предвид поддържането на съвместимост със съществуващите банки данни.

Javascript

Той с право се нарежда на второ място сред езиците за програмиране на високо ниво. Лесен за научаване, удобен за използване. Повишената адаптивност към програмирането в сравнение с предшественика му води до факта, че милиони хора по света работят с този език. Обектно-ориентиран език, базиран на C++, адаптиран за създаване на програми и приложения, способни да обработват огромни потоци от информация в специализирани среди и отчитайки спецификата на средата за внедряване на крайния продукт.

Java технология- това е основата, която ви позволява да увеличите инфраструктурата на предприятия и компании в неограничени количества, способни да свързват системи от различен калибър, от свързване към телефонна мрежа чрез Wi-Fi и завършване със суперкомпютри.

XML

Наследник на HTML, тази технология е разширяем език за маркиране. Пригоден е за устен превод на документи. Извършва сложни трансформации и промени в документи. XML езикизползва се за прехвърляне и временно съхранение на данни при работа с различни релационни бази данничрез Интернет.

XML вече е достигнал точката, в която може да претендира, че е основната технология за изграждане на корпоративни мрежи.

Програмиране на руски

Повечето популярни езици за програмиране използват речник на английски. Въпреки това, освен тях, има и руски езици за програмиране. Списъкът на руски е малък, но предметна областИндустрията, в която се използват, е много специализирана. Нека дадем няколко примера.

  • 1C: Предприятие. Цялата система, предназначен за управление на организация във всички сфери на дейност. Често можете да намерите „1C програмист“ в обявите за работа.
  • Глагол. Аналог на англоезичния Pascal.
  • Робик. Специализиран език за програмиране, предназначен да научи децата на основите на програмирането.
  • Рапира. Базиран на процедури език.

Както можете да видите, списъкът с езици за програмиране е толкова широк и разнообразен, че не може да бъде обхванат от никакви класификации или списъци. Ако решите да се занимавате с програмиране на аматьорско или професионално ниво, не забравяйте, че програмистът е творческа професия, която изисква не само знания, но и фантазия, въображение, интуиция и дори малко късмет.