Знакомство с языками программирования

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  Костанайский Государственный Университет
  им. Ахмета Байтурсынова
  Автор презентации: ст. преподаватель кафедры ИиМ
  Ермагамбетова Гульмира Нурлановна
  

• 

  2 слайд

  Тема:
  Знакомство с языками программирования
  

• 

  3 слайд

  Цель:
  Изучить основные понятия языков программирования
  

• 

  4 слайд

  План Лекции:
  1. Стили программирования
  

• 

  5 слайд

  Задачи Лекции:
  1. Рассмотреть основные стили программирования
  2. Показать классификацию основных языков программирования
  

• 

  6 слайд

  1. Стили программирования
  

• 

  7 слайд

  Стили программирования
  Процедурное программирование
  Функциональное программирование
  Логическое программирование
  Объектно-ориентированное программирование
  Одним из важнейших признаков классификации языков программирования является принадлежность их к одному из стилей, основными из которых являются следующие: процедурный, функциональный, логический и объектно-ориентированный.
  

• 

  8 слайд

  Процедурное программирование
  Процедурное (императивное) программирование является отражением архитектуры традиционных ЭВМ, которая была предложена фон Нейманом в 40-х годах.
  Теоретической моделью процедурного программирования служит алгоритмическая система под названием «машина Тьюринга».
  

• 

  9 слайд

  Программа на процедурном языке программирования состоит из последовательности операторов (инструкций), задающих процедуру решения задачи.
  
  
  Основным является оператор присваивания, служащий для изменения содержимого областей памяти.
  
  Концепция памяти как хранилища значений, содержимое которого может обновляться операторами программы, является фундаментальной в императивном программировании.
  Выполнение программы сводится к последовательному выполнению операторов с целью преобразования исходного состояния памяти, то есть значений исходных данных, в заключительное, то есть в результаты.
  Процедурное программирование
  

• 

  10 слайд

  Процедурные языки характеризуются следующими особенностями:
  •необходимостью явного управления памятью, в частности, описанием переменных;
  •малой пригодностью для символьных вычислений;
  •отсутствием строгой математической основы;
  •высокой эффективностью реализации на традиционных ЭВМ.
  Процедурное программирование
  Одним из важнейших классификационных признаков процедурного языка является его уровень. Уровень языка программирования определяется семантической емкостью его конструкций и степенью его ориентации на программиста.
  
  Язык программирования частично ликвидирует разрыв между методами решения различного рода задач человеком и вычислительной машиной.
  

• 

  11 слайд

  Процедурное программирование
  Классификация языков
  программирования
  Двоичный язык
  Язык Ассемблера
  Язык Макроассемблера
  С, С+, С++
  Ваsic
  Pascal
  

• 

  12 слайд

  Двоичный язык
  Двоичный язык является непосредственно машинным языком.
  
  В настоящее время такие языки программистами практически не применяются
  01001 0010 1100 1010
  01001 0010 1100 1010
  1101 0001 0101 0011
  1111 001 0 1101 0011
  0011 1011
  0011 1011
  0101 0101
  0101 0101
  

• 

  13 слайд

  Язык Ассемблера
  Язык Ассемблера - это язык, предназначенный для представления в удобочитаемой символической форме программ, записанных на машинном языке.
  
  
  
  Он позволяет программисту пользоваться мнемоническими кодами операций, присваивать удобные имена ячейкам и областям памяти, а также задавать наиболее удобные схемы адресации.
  Mov 1e,2a
  q asx
  Clr a1,2a
  Ax, bx clr
  

• 

  14 слайд

  Язык Макроассемблера является расширением языка Ассемблера путем включения в него макросредств. С их помощью в программе можно описывать последовательности инструкций с параметрами - макроопределения. После этого программист может использовать снабженные аргументами макрокоманды, которые в процессе ассемблирования программы автоматически замещаются макрорасширениями.
  Макрорасширение представляет собой макроопределение с подставленными вместо параметров аргументами.
  
  
  
  Языки Ассемблера и Макроассемблера применяются системными программистами-профессионалами с целью использования всех возможностей оборудования ЭВМ и получения эффективной по времени выполнения и по требуемому объему памяти программы.
  Язык Макроассемблера
  

• 

  15 слайд

  В С сочетаются достоинства современных высокоуровневых языков в части управляющих конструкций и структур данных с возможностями доступа к аппаратным средствам ЭВМ на уровне, который обычно ассоциируется с языком низкого уровня типа языка Ассемблера.
  
  Язык С имеет синтаксис, обеспечивающий краткость программы, а компиляторы способны генерировать эффективный объектный код. Одна из наиболее существенных особенностей С состоит в нивелировании различий между выражениями и операторами, что приближает его к функциональным языкам.
  
  Синтаксис языка затрудняет программирование и восприятие составленных программ. Отсутствует и строгая типизация данных, что предоставляет дополнительные возможности программисту, но не способствует написанию надежных программ.
  Язык С
  

• 

  16 слайд

  Ваsic(Бэйсик) (Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code) — многоцелевой язык символических инструкций для начинающих) представляет собой простой язык программирования, разработанный в 1964 году для использования новичками. Он был разработан как простейший язык для непосредственного общения человека с вычислительной машиной.
  Согласно концепциям, заложенным в Basic, этот язык в смысле строгости и стройности является антиподом языка Pascal. В частности, в нем широко распространены различные правила умолчания, что считается плохим тоном в большинстве языков программирования подобного типа. Basic широко распространен на ЭВМ различных типов и очень популярен в среде программистов, особенно начинающих.
  
  Существует множество диалектов этого языка, мало совместимых между собой.
  Basic активно поглощает многие концепции и новинки из других языков.
  Поэтому он достаточно динамичен, и нельзя однозначно определить его уровень.
  Ваsic
  

• 

  17 слайд

  Pascal (Паскаль) является одним из наиболее популярных среди прикладных программистов процедурным языком программирования, особенно для ПЭВМ.
  Разработанный в 1970 году швейцарским специалистом в области вычислительной техники профессором Н. Виртом, язык назван в честь французского математика и по замыслу автора предназначался для обучения программированию.
  В языке реализована концепция определения новых типов данных на основе уже имеющихся. Этот язык, в отличие от языка С, является строго типизированным. Pascal характеризуется:
  высоким уровнем;
  широкими возможностями;
  стройностью, простотой и краткостью;
  строгостью, способствующей написанию эффективных и надежных программ;
  высокой эффективностью реализации на ЭВМ.
  Pascal реализован на ЭВМ различных типов, но наиболее распространен и развит для ПЭВМ. В настоящее время широко используются такие версии этого языка для ПЭВМ, как Borland Pascal и Turbo Pascal.
  Pascal
  

• 

  18 слайд

  Функциональное программирование
  Сущность функционального (аппликативного) программирования определена А. П. Ершовым как «... способ составления программ, в которых единственным действием является вызов функции, единственным способом расчленения программы на части является введение имени для функции, а единственным правилом композиции — оператор суперпозиции функции. Никаких ячеек памяти, ни операторов присваивания, ни циклов, ни, тем более, блок-схем, ни передачи управления».
  Роль основной конструкции в функциональных языках играет выражение.
  К выражениям относятся скалярные константы, структурированные объекты, функции, тела функций и вызовы функций.
  
  Функция трактуется как однозначное отображение из X в X, где X — множество выражений.
  

• 

  19 слайд

  Аппликативный язык программирования включает следующие элементы:
  
  •классы констант, которыми могут манипулировать функции;
  •набор базовых функций, которые программист может использовать без предварительного объявления и описания;
  •правила построения новых функций из базовых;
  •правила формирования выражений на основе вызовов функций.
  Функциональное программирование
  

• 

  20 слайд

  Функциональное программирование
  Программа представляет собой совокупность описаний функций и выражения, которые необходимо вычислить. Данное выражение вычисляется посредством редукции, то есть серии упрощений, до тех пор, пока это возможно по следующим правилам: вызовы базовых функций заменяются соответствующими значениями; вызовы не базовых функций заменяются их телами, в которых параметры замещены аргументами.
  
  
  
  
  
  Функциональное программирование не использует концепцию памяти как хранилища значений переменных. Операторы присваивания отсутствуют, вследствие чего переменные обозначают не области памяти, а объекты программы, что полностью соответствует понятию переменной в математике.
  

• 

  21 слайд

  Функциональное программирование
  Первым функциональным языком был LISP(Лисп) (LISt Processing — обработка списков), созданный в 1959 году.
  
  
  Цель его создания состояла в организации удобства обработки символьной информации. Существенная черта этого языка — унификация программных структур и структур данных: все выражения записываются в виде списков.
  
  
  

• 

  22 слайд

  Логическое программирование
  Языки логического программирования, в особенности Пролог, широко используются в системах искусственного интеллекта, рассматриваемых в данном учебном пособии.
  
  
  Центральным понятием в логическом программировании является отношение.
  

• 

  23 слайд

  Логическое программирование
  Алгоритм
  Логика
  Управление
  +
  =
  Программа представляет собой совокупность определений отношений между объектами (в терминах условий или ограничений) и цели (запроса).
  
  Процесс выполнения программы трактуется как процесс общезначимости логической формулы, построенной из программы по правилам, установленным семантикой используемого языка.
  Результат вычисления является побочным продуктом этого процесса.
  
  
  
  В реляционном программировании нужно только специфицировать факты, на которых алгоритм основывается, а не определять последовательность шагов, которые требуется выполнить.
  

• 

  24 слайд

  Логическое программирование
  Языки логического программирования характеризуются:
  •высоким уровнем;
  •строгой ориентацией на символьные вычисления;
  •возможностью инверсных вычислений, то есть переменные в процедурах не делятся на входные и выходные;
  •возможной логической неполнотой, поскольку зачастую невозможно выразить в программе определенные логические соотношения, а также невозможно получить из программы все выводы правильные.
  
  Логические программы, в принципе, имеют небольшое быстродействие, так как вычисления осуществляются методом проб и ошибок, поиском с возвратами к предыдущим шагам.
  Алгоритм
  Логика
  Управление
  +
  =
  

• 

  25 слайд

  Логическое программирование
  Новую область - логическое, или реляционное программирование, — открыло появление языка PROLOG (Пролог) (PROgramming in LOGic - программирование в терминах логики).
  
  Этот язык был создан французским ученым А. Кольмероэ в 1973 г. В настоящее время известны и другие языки, однако наиболее развитым и распространенным языком логического программирования является именно Пролог.
  
  Языки логического программирования, в особенности Пролог, широко используются в системах искусственного интеллекта, рассматриваемых в данном учебном пособии.
  
  

• 

  26 слайд

  Объектно-ориентированное программирование
  В основе объектно-ориентированного стиля программирования лежит понятие объекта, а суть его выражается формулой:
  
  «Объект = Данные + Процедуры».
  
  
  Каждый объект интегрирует в себе некоторую структуру данных и доступные только ему процедуры обработки этих данных, называемые методами.
  
  
  Объединение данных и процедур в одном объекте называется инкапсуляцией и присуще объектно-ориентированному программированию.
  

• 

  27 слайд

  Программирование рассматриваемого стиля заключается в выборе имеющихся или создании новых объектов и организации взаимодействия между ними. При создании новых объектов свойства объектов могут добавляться или наследоваться от объектов-предков.
  
  
  
  В процессе работы с объектами допускается полиморфизм — возможность использования методов с одинаковыми именами для обработки данных разных типов.
  Объектно-ориентированное программирование
  Для описания объектов служат классы. Класс определяет свойства и методы объекта, принадлежащего этому классу. Соответственно, любой объект можно определить как экземпляр класса.
  

• 

  28 слайд

  Объектно-ориентированное программирование
  В 1990 году сотрудник корпорации Sun Д. Гослинг на основе расширения C++ разработал объектно-ориентированный язык Oak, основным достоинством которого было обеспечение сетевого взаимодействия различных по типу устройств. Новая интегрируемая в Internet версия языка, получила название Java. Первый браузер, который поддерживал язык Java, разработан программистом корпорации Sun П. Нафтоном и получил название HotJava.
  С января 1995 года Java получает распространение в Internet.
  Язык C++ был разработан в начале 80-х годов Б. Страуструпом, сотрудником лаборатории Bell корпорации AT&T. Им была создана компактная компилирующая система, в которой за основу был взят язык С, дополненный элементами языков BCPL, Simula-67 и Algol-68. К июлю 1983 года появился язык С с классами, а чуть позднее - C++. К 1990 году была выпущена третья версия языка C++, принятая комитетом ANSI в качестве исходного материала для его стандартизации.
  

• 

  29 слайд

  Объектно-ориентированное программирование
  Принципиальной разницей между Java и C++ является то, что первый из них является интерпретируемым, а второй – компилируемым. Синтаксис языков практически полностью совпадает.
  Java является простым объектно-ориентированным и архитектурно-нейтральным языком интерпретирующего типа, обеспечивающим надежность, безопасность и переносимость, обладающим высокой производительностью в сочетании с многопоточностью и динамичностью.
  

• 

  30 слайд

  Объектно-ориентированное программирование
  В последнее время многие программы, в особенности объектно-ориентированные, реализуются как системы визуального программирования.
  Отличительной особенностью таких систем является мощная среда разработки программ из готовых «строительных блоков», позволяющая создать интерфейсную часть программного продукта в диалоговом режиме, практически без кодирования программных операций. К числу объектно-ориентированных систем визуального программирования относятся; Visual Basic, Delphi, C++Builder и Visual C++.
  

• 

  31 слайд

  М. Бен-Ари. Языки программирования. Практический сравнительный анализ – М.: Мир, 2000.
  Н.Н. Непейвода, Стили и методы программирования, – М.:Интернет-Ун-т Информ. Технологий,- 320 c., 2005
  Р. Себеста. Основные концепции языков программирования – М., Вильямс, 2001.
  А. Ахо, Дж. Ульман "Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции", Т.1 "Синтаксический анализ", М.: Мир, 1978
  “Информатика: Учебник” Под ред. проф. Н.В. Макаровой. Москва. Издательство “Финансы и статистика”. 2005 г.
  “Информатика”. В. А. Острейковский. Москва. Издательство “Высшая школа”. 2004 г.
  Литература
  

• 

  32 слайд

  ???
  Какие стили программирования существуют?
  Классификация языков процедурного программирования?
  Особенности процедурного программирования?
  Что представляет собой язык Ассемблера?
  Что представляет собой язык Basic?
  Особенности логического программирования?
  Какие языки программирования относятся к
  объектно-ориентированным?
  Контрольные вопросы:
  

• 

  33 слайд

  Спасибо за Внимание!
  Спасибо за Внимание!
  Спасибо за Внимание!