Языки программирования и трансляторы

Общее понятие алгоритма и алгоритмических языков.

Компьютер может выполнять программу только в том случае, если содержащиеся в ней команды представлены в двоичном машинном коде, т.е. выражены на языке, алфавит которого состоит из логических единиц и нулей. Для первых компьютеров программы составлялись непосредственно в машинных кодах, что требовало высокой квалификации программистов и больших затрат труда, поэтому уже в 40-х годах началась разработка языков программирования, которые по своей лексике были бы максимально приближены к естественному языку человека. Такие языки программирования называются алгоритмическими.

Промежуточным шагом к разработке алгоритмических языков стал язык Ассемблер. В Ассемблере команды представляются не двоичными числами, а в виде сочетаний символов (мнемоническими кодами), по которым можно воспроизвести смысл команды, что значительно устраняет трудности и недостатки программирования на машинном языке. Однако Ассемблеру присущи и недостатки - это машинноориентированный язык, и для каждого компьютера создается свой язык Ассемблера. Программирование на Ассемблере требует от программиста хорошего знания архитектуры (устройства) компьютера и сопряжено со значительными трудозатратами, в то же время именно с помощью Ассемблера можно наилучшим образом использовать в программе ресурсы компьютера (память, быстродействие), поэтому Ассемблер по-прежнему широко распространен среди профессиональных программистов.

Первым алгоритмическим языком стал Fortran, созданный в 1957г. специалистами фирмы IBM под руководством Джона Бекуса. Сейчас существует большое множество алгоритмических языков: Pascal, C, Algol, PL1, Basic, Lisp, Prolog и многие другие.

Алгоритмические языки и ассемблеры относятся к языками символьного кодирования, т.е. к языкам, которые оперируют не машинными кодами, а условными символьными обозначениями, поэтому программы, составленные на этих языках, не могут быть непосредственно выполнены на компьютере. Чтобы такая программа заработала, ее текст нужно преобразовать в машинные коды. Для этого существуют специальные программы-переводчики (трансляторы). Различают 2 вида трансляторов- компилятор и интерпретатор. Компилятор транслирует программу сразу целиком, и лишь после этого возможно ее выполнение. Интерпретатор - это более простой транслятор, он последовательно транслирует операторы программы и так же по частям ее выполняет.

Первым шагом к написанию программы на том или ином алгоритмическом языке является создание алгоритма.

Обычно под алгоритмом понимают набор правил, определяющих процесс преобразования исходных данных задачи в искомый результат.

Алгоритм не только задает последовательность выполнения операций при решении конкретной задачи. Он должен обладать следующими свойствами:

- определенность - однозначная определенность результатов выполнения каждого шага алгоритма;

- конечность - однозначная определенность результатов выполнения каждого шага алгоритма за конечное время;

- результативность - получение конечного результата за конечное время;

- массовость - возможность использования алгоритма для некоторого класса исходных данных;

- правильность - получение правильных результатов решения поставленной задачи. Говорят, что алгоритм содержит ошибки, если можно указать такие исходные данные или условия, при которых выполнение алгоритма либо не завершается вообще, либо не будет получено никаких результатов, либо полученные результаты окажутся неправильными.

Разработка алгоритма решения задачи - наиболее ответственный этап в программировании. Игнорирование этого этапа является причиной многочисленных ошибок при проектировании программ. На этапе разработки алгоритма устанавливается необходимая логическая последовательность вычислений с учетом выбранного метода решения. При разработке алгоритма необходимо стремиться к максимальной простоте и наглядности. Это требование относится как к содержательной стороне, так и к форме записи алгоритма. Существует несколько способов записи алгоритмов, отличающихся друг от друга наглядностью, компактностью, степенью формализации и другими показателями. Наиболее распространенными являются:

- графический способ – блок-схемы алгоритмов;

- словесный способ (специальный язык проектирования программ - псевдокод и программа).

Следуя принципам структурного программирования, задачу необходимо представить как набор последовательных шагов (действий), избегая непоследовательных переходов.

(показать и объяснить условные графические обозначения: начало, конец, операция ввода-вывода, вычисления или присвоения, условия, подпрограммы)

Дата добавления: 2014-01-06