Программирование на языках высокого уровня: Harlan — высокоуровневый язык программирования для GPU | Новости
Содержание
Языки программирования высокого уровня: высокоуровневые языки
Языки программирования высокого уровня — языки, которые используют различные абстрактные смысловые конструкции, которые просто невозможно сообщать машине на низкоуровневых языках в силу их большого объема и сложности.
Программирование незаметно стало одной из важнейших сфер деятельности нашего времени. Все люди активно пользуются компьютерной техникой, смартфонами, интернетом, самыми разнообразными гаджетами и все это просто не может существовать без специально написанных программ. Именно от качества используемого ПО зависит конечное быстродействие, стабильность работы, функциональность и многие другие параметры практически любого оборудования.
Первые языки программирования появились достаточно давно, еще примерно в середине 20-го века. Конечно, они были достаточно примитивны по современным меркам, но вполне справлялись с поставленными на них задачами. Сейчас существуют разные виды языков программирования, к примеру, языки низкого и высокого уровня. Каждый из них необходим для решения определенного спектра задач. Помимо указанных вариантов, есть еще алгоритмические, формальные, машинные, символические, императивные и многие другие типы языков программирования, но наибольшее распространение и актуальность сейчас имеют именно языки низкого и высокого уровня. Даже указанной информации достаточно, чтобы понять: классификация языков программирования – это очень объемное и сложное занятие, которое может растянуться на многие часы.
Отличия языков программирования высокого уровня
Языки программирования низкого уровня обращаются непосредственно к «железу», давая ему определенные точные команды, а языки программирования высокого уровня оперируют более абстрактными понятиями, здесь не нужно задавать способ работы каждой детали устройства, а достаточно просто в общих чертах задавать выполнение определенных задач и функций. Программисты, работающие с языками низкого уровня, должны знать в придачу ко всему еще и основы электроники, технические нюансы устройств, с которыми они работают, для работы на высоком языке все это не так нужно.
К примеру, если подключенное к ПК устройство (например, кулер) может работать на максимальных оборотах 1000 об/мин, то когда программист, используя низкоуровневый язык, пишет на него драйвера, он должен это знать и учитывать, так как если он поставить большее количество оборотов, то устройство испортится. Программисты же, которые используют языки программирования высокого уровня даже не задумываются об этом – они просто задают, к примеру, запуск кулера в определенный момент времени и его остановку. Но стоит помнить, что это довольно упрощенные определения.
Если говорить об отличиях с другими видами языков, то они могут быть еще более существенны. К примеру, разница между машинным кодом и высокоуровневым языком, как между небом и землей – в первом случае нужно работать с понятным машине шифром и набором принятых обозначений, во втором – использовать абстрактный язык с собственными правилами и синтаксисом.
Когда возникли языки высокого уровня
Ответить конкретно на вопрос о том, когда именно появился первый язык программирования высокого уровня довольно сложно. Первые попытки внедрить что-то подобное наблюдались еще в 70 годах, но тогда массового использовался в основном Pascal, который еще нельзя отнести к высокому уровню. Американские военные первыми взялись разрабатывать язык программирования высокого уровня для решения своих задач. В результате их работы в начале 80-х годов ими был разработан язык Ada, который был очень функциональным для своего времени, но в то же время предельно упрощен. Его главной задачей было программирование различной военной аппаратуры, встроенных систем, где любые сложности и долгие подсчеты идут только во вред.
Также приблизительно в те же годы был создан всеми любимый язык C, с которого в итоге развились и С++ и СИ Шарп, и ряд других достойных примеров, список которых может оказаться довольно длинным. Также именно из высокоуровневого языка С берет свое начало популярнейший в наше время язык высокого уровня Java, на котором одинаково эффективно пишутся программы, скрипты, плагины и прочие «примочки» как на компьютеры, так и на разнообразные гаджеты: смартфоны, планшеты, смарт часы, очки виртуальной и дополненной реальности. Указанные языки были лидерами еще в далекие 80-90-е годы и остаются ими и поныне, хотя конечно, за это время изменилось и появилось очень многое.
Некоторые популярные языки высокого уровня
Рассмотрим некоторые достойные высокоуровневые языки программирования, которые являются сейчас признанными лидерами и изучение которых способно дать максимальную отдачу.
C#
СИ Шарп является одним из основных языков для написания программного обеспечения под самую популярную операционную систему для настольных компьютеров Windows от Microsoft. Именно в недрах данной компании C# и зародился, используясь в первую очередь для разработки приложения на платформу .NET Framework. С его помощью довольно легко реализовывать взаимодействие с базами данных MS SQL, он прекрасно интегрируется с другими языками (тем самым С и С++).
С++
Еще один язык высокого уровня из большого семейства С, который в наше время повсеместно используется для решения самых разнообразных задач:
- Создание логических ядер для серьезного ПО;
- Разработки для сетей, серверов и различных служб, которые их обслуживают;
- Для разработки компьютерных игр;
- Для создания интерфейсов программ и многих других задач.
Даже обычный видеоплеер, которых сейчас хоть пруд пруди, чаще всего пишется именно на С++. Да, в нем могут быть элементы интерфейса (кнопки, переключатели и т.п.) разработанные на любом другом языке, но если речь идет о серьезных функциях, например, перекодировка видео в иной формат или прогрузка большого файла порциями, то подобные задачи решает именно С++.
Java
Замечательный высокоуровневый язык программирования, который активно используется в написании ПО для компьютерной техники. В последние годы в него буквально вдохнула вторую жизнь мобильная ОС Android, программы на которую пишутся в основном именно на Java. Благодаря последнему факту актуальность данного языка ничуть не убывает. Зная его можно писать отличные приложения как для ПК, так и для самых разных современных гаджетов (включая смарт часы и очки виртуальной реальности).
PHP
Отличный язык, дополняющий современные языки программирования высокого уровня. Он незаменим для разработки самых разнообразных веб-приложений, настройки работы серверного ПО, создания динамичных Интернет-ресурсов, снабженных различными интерактивными функциями, всплывающими окнами и прочими «погремушками». Если Вы видите в своем браузера на любимом сайте появившееся окно с приложением – скорее всего оно написано именно на PHP.
Python
Очень популярный высокого уровня, который применяется для создания сайтов, программного обеспечения. Именно на Python пишется вся логическая система в играх, сложных приложений, налаживается автоматизация самых разнообразных процессов, создаются всевозможные вспомогательные инструменты. Это относительно несложный язык, который часто рекомендуется для начинающих.
В качестве заключения стоит сказать, что полный обзор языков программирования высокого уровня был бы слишком большим да и вряд ли возможным, так как их очень много. Мы ознакомились с тем, каким был первый язык программирования высокого уровня, когда начали появляться более современные и используемые сейчас варианты. Рассмотренные популярные сейчас языки отлично подойдут для начинающих, которые только решили пойти путем программиста и хорошо разобраться в этом деле.
Язык программирования высокого уровня — это… Что такое Язык программирования высокого уровня?
Высокоуровневый язык программирования — язык программирования, разработанный для быстроты и удобства использования программистом. Основная черта высокоуровневых языков — это абстракция, то есть введение смысловых конструкций, кратко описывающих такие структуры данных и операции над ними, описания которых на машинном коде (или другом низкоуровневом языке программирования) очень длинны и сложны для понимания.
Так, высокоуровневые языки стремятся не только облегчить решение сложных программных задач, но и упростить портирование программного обеспечения. Использование разнообразных трансляторов и интерпретаторов обеспечивает связь программ, написанных при помощи языков высокого уровня, с различными операционными системами и оборудованием, в то время как их исходный код остаётся, в идеале, неизменным.
Такого рода оторванность высокоуровневых языков от аппаратной реализации компьютера помимо множества плюсов имеет и минусы. В частности, она не позволяет создавать простые и точные инструкции к используемому оборудованию. Программы, написанные на языках высокого уровня, проще для понимания программистом, но менее эффективны, чем их аналоги, создаваемые при помощи низкоуровневых языков. Одним из следствий этого стало добавление поддержки того или иного языка низкого уровня (язык ассемблера) в ряд современных профессиональных высокоуровневых языков программирования.
Примеры: C++, Visual Basic, Python, Perl, Delphi (Pascal), строковых типов, объектов, операций файлового ввода-вывода и т. п.
Первым языком программирования высокого уровня считается компьютерный язык Plankalkül разработанный немецким инженером Конрадом Цузе ещё в период 1942—1946 гг. Однако, широкое применение высокоуровневых языков началось с возникновением Фортрана и созданием компилятора для этого языка (1957).
Переносимость программ
Распространено мнение, что программы на языках высокого уровня можно написать один раз и потом использовать на компьютере любого типа. В действительности же это верно только для тех программ, которые мало взаимодействуют с операционной системой, например, выполняют какие-либо вычисления или обработку данных. Большинство же интерактивных (а тем более мультимедийных) программ обращаются к системным вызовам, которые сильно различаются в зависимости от операционной системы. Например, для отображения графики на экране компьютера программы под Microsoft Windows используют функции Windows API, которые недоступны в системах, поддерживающих стандарт программный интерфейс X-сервера.
К настоящему времени создан целый ряд программных библиотек (например, библиотека wxWidgets), скрывающих несоответствия системных вызовов различных операционных систем от прикладных программ. Однако такие библиотеки, как правило, не позволяют полностью использовать все возможности конкретных операционных систем.
Новые тенденции
Новой тенденцией является появление языков программирования еще более высокого уровня (ультра-высокоуровневых). Такого рода языки характеризуются наличием дополнительных структур и объектов, ориентированных на прикладное использование. Прикладные объекты, в свою очередь, требуют минимальной настройки в виде параметров и моментально готовы к использованию. Использование ультра-высокоуровневых языков программирования снижает временные затраты на разработку программного обеспечения и повышает качество конечного продукта за счет, опять таки, уменьшения объема исходных кодов.
Пример:
См. также
Ссылки
Wikimedia Foundation.
2010.
Программирование на языке высокого уровня Python
В курсе рассматриваются теоретические основы современных технологий и методов программирования, практические вопросы создания программ, а также основные алгоритмические конструкции и их реализация на языке высокого уровня Python. Рассмотрение теоретических основ программирования сопровождается большим количеством примеров, иллюстрирующих приемы создания программ, а также заданиями для самостоятельного выполнения, позволяющими сформировать у студентов практические навыки программирования. Соответствует актуальным требованиям федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования и профессиональным требованиям. Для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования.
Профессиональное образование
Укажите параметры рабочей программы
Дисциплина
Язык Python
УГС
09.00.00 «ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА»10.00.00 «ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ»
Специальность/профессия
Уровень подготовки
Программирование на языке высокого уровня
Программирование на языках высокого уровня
Учебное пособие
… принципы программирования на языках высокого уровня: основные управляющие структуры программирования; … ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА ЯЗЫКАХ ВЫСОКОГО УРОВНЯ 8 1.1. Этапы решения задач на ЭВМ 8 1.2. Представление основных управляющих структур программирования …
Программирование на языках высокого уровня
Методические указания
… «Вычислительные системы и технологии» ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКАХ ВЫСОКОГО УРОВНЯ Методические указания для студентов … 3 Контрольные вопросы по курсу «Программирование на языке высокого уровня». Программирование на языке Си (ANSI C99). 1-й семестр …
1 Программирование на языке высокого уровня (C )
Программа
… кафедра информационных технологий в машиностроении 1. Программирование на языке высокого уровня (C++) 1.1. Имена, переменные и константы … Питер, 2005. –907 с. Т.А.Павловская. С/С++. Программирование на языке высокого уровня. – СПб.: Питер, 2001. –479 …
Курс лекций по программированию на языках высокого уровня
Лекция
Курс лекций по программированию на языках высокого уровня I семестр: язык Си Важные примечания © Максим Максимович … любой парадигме программирования на языках высокого уровня. Во всех императивных языках есть мощное и удобное средство решения …
“ ” 2005 г РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ Программирование на языке высокого уровня Рекомендовано Методическим советом УГТУ-УПИ для направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» Екатеринбург 2005
Рабочая программа
… А.В., Сухинина И.В., Томшин В.К. Программирование на С и С++: практикум. М.:Радио и связь, 1997, 220 с. Павловская Т.А. C/C++. Программирование на языке высокого уровня: учебное пособие …
Высокоуровневые языки программирования
Высокоуровневые языки программирования были разработаны для платформенной независимости сути алгоритмов. Зависимость от платформы перекладывается на инструментальные программы —трансляторы, компилирующие текст, написанный на языке высокого уровня, в элементарные машинные команды (инструкции). Поэтому, для каждой платформы разрабатывается платформенно-уникальный транслятор для каждого высокоуровневого языка, например, переводящий текст, написанный на Delphi в элементарные команды микропроцессоров семейства x86.
Так, высокоуровневые языки стремятся не только облегчить решение сложных программных задач, но и упростить портирование программного обеспечения. Использование разнообразных трансляторов и интерпретаторов обеспечивает связь программ, написанных при помощи языков высокого уровня, с различными операционными системамипрограммируемыми устройствами и оборудованием, и, в идеале, не требует модификации исходного кода (текста, написанного на высокоуровневом языке) для любой платформы.
Такого рода оторванность высокоуровневых языков от аппаратной реализации компьютера помимо множества плюсов имеет и минусы. В частности, она не позволяет создавать простые и точные инструкции к используемому оборудованию. Программы, написанные на языках высокого уровня, проще для понимания программистом, но менее эффективны, чем их аналоги, создаваемые при помощи низкоуровневых языков. Одним из следствий этого стало добавление поддержки того или иного языка низкого уровня (язык ассемблера) в ряд современных профессиональных высокоуровневых языков программирования.
Примеры: C++, C#, Java, JavaScript, Python, PHP, Ruby, Perl, Паскаль, Delphi, Лисп. Языкам высокого уровня свойственно умение работать с комплексными структурами данных. В большинстве из них интегрирована поддержка строковых типов, объектов, операций файлового ввода-вывода и т. п.
Первым языком программирования высокого уровня считается компьютерный язык Plankalkül, разработанный немецким инженером Конрадом Цузе ещё в период 1942—1946 годах. Однако транслятора для него не существовало до 2000 года. Первым в мире транслятором языка высокого уровня является ПП (Программирующая Программа), он же ПП-1, успешно испытанный в 1954 году. Транслятор ПП-2 (1955 год, 4-й в мире транслятор) уже был оптимизирующим и содержал собственный загрузчик и отладчик, библиотеку стандартных процедур, а транслятор ПП для ЭВМ Стрела-4 уже содержал и компоновщик (linker) из модулей. Однако, широкое применение высокоуровневых языков началось с возникновением Фортрана и созданием компилятора для этого языка (1957).
На сегодняшний момент по версии компании TIOBE Software лидирует язык программирования JavaScript.
| Обратная связь |
В данном разделе раскрываются основные понятия языков программирования высокого уровня. Рассматриваются основные типы данных и даётся обзор наиболее востребованных операторов.
Основные понятия языков программирования
Запись алгоритма на формальном языке называется программой. Иногда само понятие алгоритма отождествляется с его записью, так что слова «алгоритм» и «программа» — почти синонимы. Небольшое различие заключается в том, что при упоминании алгоритма, как правило, имеют в виду основную идею его построения, общую для всех алгоритмических языков. Программа же всегда связана с записью алгоритма на конкретном формальном языке.
Программирование начиналось с записи программ непосредственно в виде двоичных чисел машинных команд (в кодах, как говорят программисты). Сегодня практически все программы создаются с помощью языков программирования. Теоретически программу, как и алгоритм, можно описать и на естественном языке (говорят: программирование на метаязыке), но из-за неоднозначности естественного языка автоматически перевести такую программу в машинный код практически невозможно.
Языкипрограммирования — это формальные искусственные языки. Как и естественные языки, они имеют алфавит, словарный запас, грамматику и синтаксис, а также семантику.
Алфавит — разрешенный к использованию набор символов, с помощью которого могут быть образованы слова данного языка, никакие другие символы в тексте не допускаются.
Синтаксис — система правил, определяющих допустимые конструкции (фразы, осмысленные предложения) языка программирования из букв алфавита.
Семантика — система правил однозначного толкования каждой языковой конструкции, позволяющих производить процесс обработки данных.Семантика устанавливает, какие последовательности действий описываются теми или иными фразами языка и, в конечном итоге, какой алгоритм определен данным текстом на алгоритмическом языке.
Взаимодействие синтаксических и семантических правил определяет основные понятия языка (синтаксические единицы, конструкции), такие как операторы, идентификаторы, константы, переменные, функции, процедуры и т.д. В отличие от естественных, язык программирования имеет ограниченный запас слов (операторов) и строгие правила их написания, а правила синтаксиса и семантики, как и для любого формального языка, сформулированы явно, однозначно и четко.
Имена (идентификаторы) — обозначения, присваиваемые объектам программы (переменным, массивам, функциям и др.) и используемые для обращения к ним. Как правило, в качестве имён разрешается использовать последовательности алфавитно-цифровых символов, начинающихся не с цифры. Имена также не должны содержать символов, имеющих специальное назначение (пробелов, скобок, знаков операций). Желательно, чтобы имя отражало назначение объекта.
Зарезервированные имена – уже имеющие определённый смысл слова, которые не могут использоваться в иных целях. В каждом языке (иногда даже в разных версиях одного и того же языка) существуют свои особенности присвоения имён и зарезервированные слова. Примеры допустимых и недопустимых имён (для языков Бейсик, Паскаль, Си++) приведены в таблице 15.
Таблица 15
Примеры использования имён
Операция (англ. operator) – способ записи некоторых вычислительных действий. Зачастую операция обозначается всего одним знаком. Охарактеризуем наиболее часто встречающиеся практически во всех языках типы операций:
—арифметические операции, обозначаемые обычно знаками * (умножение), / (деление), + (сложение), — (вычитание) и дp.;
—логические операции НЕ, И, ИЛИ, синтаксис обозначения которых устанавливается языком программирования;
-операции отношения (сравнения) – знаки < , > , <= , >= , = , <> ;
-операция конкатенации (сцепки, слияния, соединения, склеивания символьных значений друг с другом с образованием одной длинной строки) обычно изображается знаком + или &.
Данные – формализованные величины, обрабатываемые программой. Имеется три базовых (основных) типа данных: числа, символы (одиночные, или строки – их последовательности, в том числе и пустые, не содержащие ни одного символа) и логические величины. Разным типам соответствуют разные операции, которые возможно производить с данными (операндами). Например, с числовыми типами возможны арифметические операции. С символьными – сравнение и сцепка, с логическими – проверка значения на истинность или ложность и т.п. Как правило, в любом языке имеется базовый набор типов и несколько конструкций, которые позволяют строить новые типы из уже имеющихся. Наборы базовых типов и конструкций различаются для разных языков.
Все данные, обрабатываемые компьютером, хранятся в ячейках памяти компьютера, каждая из которых имеет свой адрес. Для того чтобы не следить за тем, по какому адресу будут записаны те или иные данные, в языках программирования используется понятие переменной, позволяющее отвлечься от адреса ячейки памяти и обращаться к её содержимому с помощью имени (идентификатора).
Переменная (англ. variable) – область памяти (ячейка, элемент данных, объект), имеющая имя и предназначенная для хранения значения, которое допускается изменять в процессе выполнения программы. А о реальном адресе и способе хранения можно спокойно позабыть. Кроме имени и значения, переменная обычно имеет тип.
Тип переменной задает не только множество допустимых операций, применимых к данному типу, но и способ записи информации в ячейки памяти (формат представления) и, соответственно, необходимый для ее хранения объем памяти, а также диапазон допустимых значений. Например, в ячейке памяти длиной в 8 бит (или 1 байт) может храниться 256 различных значений в двоичном коде. В зависимости от типа переменной это значение может быть интерпретировано и как целое число в диапазоне от 0 до 255 (byte) или от -128 до 127 (shortint), и как один из символов в кодировке ASCII (char).
Переменные с указанием их типа можно вводить в программу с помощью специальных команд описания (объявления) и соответствующих ключевых слов. Значения переменных можно преобразовать из одного типа в другой в соответствии с соглашениями языка программирования. Такой процесс называется приведением типов.
Если переменные присутствуют в программе на протяжении всего времени ее работы, то их называют статическими. Переменные, создающиеся и уничтожающиеся на разных этапах выполнения программы, называют динамическими.
Константами или постоянными называют данные, значения которых заданы в тексте программы и не изменяются при ее выполнении. Константы, как и переменные, хранятся в памяти и имеют тип. Их можно указывать в тексте программы явно (такие константы называются также литералами), или для удобства обозначать идентификаторами, как и переменные. Например, инструкция Const pi = 3.14 задаёт значение константы pi, и это значение во время работы программы изменить нельзя, так как это не переменная. При этом запись 3.14 является литералом. Значения строковых литералов всегда заключаются в кавычки.
Выражения (англ. expression) предназначаются для записи необходимых вычислений, состоят из констант, переменных и функций, объединенных знаками операций – операторами (в узком смысле). Каждая операция имеет свой приоритет, то есть очерёдность выполнения. Так, значение выражения 2+2*2 будет равно шести. Изменить порядок вычисления можно с помощью круглых скобок. Выражения записываются в виде линейных последовательностей символов (без подстрочных и надстрочных символов, «многоэтажных» дробей и т.д.), что позволяет вводить их в компьютер одной строкой. В зависимости от типа операций различают арифметические, логические и строковые выражения.
Арифметические выражения служат для определения числового значения. Например, выражение (1+sin(x))/2 содержит константы 1 и 2, переменную x, функцию sin() и знаки операций +, /. Значение этого выражения при x=0 будет равно 0.5, а при x=pi/2 – единице
Логические выражения описывают некоторые условия, которые могут удовлетворяться или не удовлетворяться. Таким образом, логическое выражение может принимать только два значения – «истина» или «ложь» («да» или «нет«). Рассмотрим в качестве примера логическое выражение x*x + y*y < r*r , определяющее принадлежность точки с координатами (x, y) внутренней области круга радиусом r c центром в начале координат. При x=1, y=1, r=2 значение этого выражения – «истина», а при x=2, y=2, r=1 – «ложь».
Примеры использования в выражениях некоторых, наиболее часто используемых операторов (обозначений операций), приведены в таблице 16.
Таблица 16 | |
Языки программирования высокого уровня — Информатика, информационные технологии
ЯЗЫКИ ПРОГРАМИРОВАНИЯ
Число когда-либо разработанных языков программирования вместе с их модификациями в настоящее время достигает трех тысяч, однако подавляющая их часть не получила сколько-нибудь широкого распространения; в практической деятельности используется не более нескольких десятков. Такое многообразие языков программирования определяется разнотипностью решаемых задач (вычислительных, экономических, графических, экспертных и др.), ориентацией на конкретную архитектуру ЭВМ, удобством для пользователя, реализацией личных вкусов и идей разработчиков.
Языки программирования по мере их близости или удаленности от языка машинных команд принято делить на две основные группы – языки низкого и высокого уровня.
ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ НИЗКОГО УРОВНЯ
Эти языки в настоящее время используются для реализации лишь специальных частей программ, в которых необходимо обеспечить наивысшую эффективность. Операторы близки к машинному коду и ориентированы на конкретный тип процессора; таким образом, программа, написанная на языке низкого уровня, может использоваться только в той среде, в которой она была создана.
Языки программирования в машинных кодах
Программа представляет собой набор двоичных данных – весьма сложную структуру, доступную для понимания лишь специалистам высокого класса. Сейчас в машинных кодах практически не программируют.
Assembler
Версии машинных кодов, адаптированные под аппаратную платформу. Каждая архитектура имеет свою собственную версию Ассемблера. Каждая машинная команда представляется в виде символьных условных обозначений (символьных мнемоник). Программа на языке Ассемблера переводится в машинные коды (этот процесс называется транслитерацией). При этом каждой строке исходного текста ставится в соответствие одна команда процессора (принцип «одна инструкция – одна строка»). В символическом Ассемблере, разработанном в конце 50-х – начале 60-х гг., впервые появилось понятие переменной, что позволило ему стать первым полноценным языком программирования. В настоящее время эти языки используются только в компактных, но очень важных частях систем, в которых необходимо высокое быстродействие, т.к. разработчик получает доступ ко всем возможностям процессора.
ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ВЫСОКОГО УРОВНЯ
Особенности компьютерных систем не учитываются, перенос программ на уровне исходных текстов на другие платформы не создает трудностей, если в них создан транслятор этого языка. Чаще всего для разработки программ на языках высокого уровня используются интегрированные системы программирования, включающие в себя текстовый редактор, компоненту для перевода исходного текста программы в машинный код, называемую транслятором, и редактор связей.
Каждый язык программирования, как и естественный язык, имеет:
• алфавит – фиксированный для данного языка набор основных символов, допускаемых для составления текста программы на этом языке;
• синтаксис – систему правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования из букв алфавита;
• семантику – систему правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести процесс обработки данных.
При описании языка и его применении используют понятия языка. Понятие подразумевает некоторую синтаксическую конструкцию и определяемые ею свойства программных объектов или процесса обработки данных.
Взаимодействие синтаксических и семантических правил определяют те или иные понятия языка, например, операторы, идентификаторы, переменные, функции, процедуры, модули и т.д. В отличие от естественных языков правила грамматики и семантики для языков программирования, как и для всех формальных языков, должны быть явно, однозначно и четко сформулированы. Нарушение формы записи программы приводит к синтаксической ошибке, а формально правильно написанная, но не отвечающая алгоритму программа содержит семантическую (логическую) ошибку.
Языки программирования, имитирующие естественные языки, обладающие укрупненными командами, ориентированные на решение прикладных содержательных задач, называют языками высокого уровня.
Языки программирования высокого уровня имеют следующие достоинства:
• алфавит значительно шире машинного, что делает его гораздо более выразительным и существенно повышает наглядность и понятность текста;
• набор операций, допустимых для использования, не зависит от набора машинных операций, а выбирается из соображений удобства формулирования алгоритмов решения задач определенного класса;
• конструкции команд (операторов) отражают содержательные виды обработки данных и задаются в удобном для человека виде;
• используется аппарат переменных и действия с ними;
• поддерживается широкий набор типов данных.
Для описания классов этих языков используются следующие определения:
• процедура – именованная часть программы, в которую при вызове передаются параметры, и в соответствии с ними выполняется программный код, после чего управление передается в основную программу;
• функция – процедура, возвращающая значение;
• переменная – именованный участок памяти, хранящий значение;
• класс – набор взаимосвязанных переменных, процедур и функций;
• модульное программирование – часть программного кода записывается в виде процедур и функций, которые впоследствии могут вызываться из основной части программы, что позволяет избавиться от повторяющихся элементов кода, сделав программу более компактной, гибкой в использовании и универсальной.
Линейные языки
Одно из начальных направлений развития систем программирования. Эти языки не имеют процедур и функций; программный код в них исполняется последовательно. Их первые версии не имели даже механизмов ветвления, а программы на них представляли собой просто набор операторов для вычисления элементарных математических задач.
Short Code
Первая система кодирования машинных команд с помощью специальных символов, предложенная сотрудником Пенсильванского университета Джоном Моучли в 1949 г. В ней программист записывал решаемую задачу в виде математических формул, а затем, используя специальную таблицу, осуществлял посимвольный перевод в двухлитерные коды. В дальнейшем специальная программа ЭВМ превращала эти коды в двоичный машинный код. Эта система была, по существу, примитивным интерпретатором.
MATH-MATIC
Группа под руководством Грейс Хоппер в 1954 г. разработала систему, включавшую в себя язык программирования и компилятор. Первый же в мире компилятор был создан тем же коллективом в 1951 г., и тогда же был введен сам этот термин. Г. Хоппер принадлежит также ввод в обиход фундаментальных терминов «подпрограмма» и «отладка» (debugging).
Процедурные языки
На протяжении длительного времени основная традиционная методология программирования. Отражение фон-неймановской архитектуры компьютера. Основная идея процедурного программирования – использование памяти для хранения да
Введение в ООП
Введение в ООП
Введение в объектно-ориентированное программирование
Программирование:
Программа — список инструкций для выполнения компьютером.
Эволюция языков:
- Машинные языки — это то, что нужно компьютеру, но тяжело
для чтения - Языки ассемблера — это символьные переводы машинного кода,
людям легче читать - Процедурные языки высокого уровня (например, Pascal, Fortran, C)
- Объектно-ориентированные языки (C ++, Java, Smalltalk)
Компьютерам нужны инструкции машинного кода, а программисты —
люблю читать и писать программы более высокого уровня.Языки высокого уровня
как C и Pascal, также известны как процедурные языки. Они разрешают
написание процедур и функций для модульности кода, часто разделяющих
Работа в отдельные действий . Языки высокого уровня — это много
более читабельный для программистов. Поскольку компьютеру все еще нужна машина
инструкции кода, языки высокого уровня обычно запускаются через компилятор,
который переводит высокоуровневый код в собственные инструкции машины.
Объектно-ориентированные языки, такие как C ++ и Java, делают еще один шаг вперед
и инкапсулируют свои данные и процедуры вместе в блоки, называемые объектами ,
которые содержат больше, чем просто функции (действия, часто представляемые
глаголы).Эти языки также делают элементы модульными (объекты или вещи
представимы существительными). Объектно-ориентированные языки также являются высокоуровневыми.
языки, более удобочитаемые для людей и нуждающиеся в переводе для машины
(компилятором или интерпретатором).
C — это процедурный язык программирования высокого уровня.
C ++ — объектно-ориентированный язык программирования, основанный на C.
Классов и объектов:
- Объект — инкапсуляция данных и функций, которые действуют на
эти данные.Три аспекта объекта:- Имя — имя переменной, которое мы даем ей
- Атрибуты (данные члена) — данные, описывающие, что
объект — это - Behavior (функции-члены) — аспекты поведения объекта
(функции, описывающие, что делает объект )
- Класс — чертеж предметов. Класс — это определяемый пользователем
тип, описывающий, как будет выглядеть определенный тип объекта.Класс
описание состоит из объявления и определения (обычно разделено на
отдельные файлы). - Объект — это единственный экземпляр класса.
Вы можете создать много
объекты из одного и того же типа класса, почти так же, как вы можете создавать
много домов по одному проекту.
Что такого особенного в предметах?
В языке C есть аналогичная концепция, называемая структурой struct . Что
различия? Структура состоит из:
- Имя — имя переменной, которое мы даем ей
- Атрибуты — данные, хранящиеся внутри структуры
Итак, в чем разница?
- В C данные и функции отдельных
- В C ++ можно создавать объекты, объединяющие данные и функции вместе
Библиотеки C ++ могут содержать полезные классы объектов, хранящих данные
полезными и многоразовыми способами.Классы становятся строительными блоками
для использования в других программах.
Разница между языком низкого и высокого уровня
[wp_ad_camp_1]
Основное различие между языком низкого уровня и языком высокого уровня состоит в том, что язык низкого уровня далек от людей и предоставляет возможность для написания программ на аппаратном уровне, в то время как язык высокого уровня близок к человеческим существам и не обеспечивает возможность писать программы на аппаратном уровне.
язык низкого уровня | Язык высокого уровня |
Определение | |
| Язык низкого уровня или машинный язык — это язык программирования низкого уровня, понятный компьютеру. | Язык высокого уровня — это англоязычный язык, который также понятен компьютеру и людям. |
Способ записи | |
| Каждое взаимодействие на машинном языке состоит из большой серии нулей и единиц.На языке ассемблера операторы записываются в символических кодах, называемых мнемониками. | Языки высокого уровня ближе к человеческому языку и включают такие операторы, как GOTO и PRINT, которые являются обычными словами. |
Программирование | |
| Сложно написать программу на машинном языке. | Легче писать на языке высокого уровня, потому что его легко выучить и использовать. |
| Каждый компьютер имеет собственный уникальный машинный язык. | Программы на языках высокого уровня написаны не для конкретного компьютера. |
Типы | |
|
|
| Языки низкого уровня далеки от людей, чтобы их легко понять | Языки высокого уровня дружественны к человеку и их легко понять. |
| Для их понимания требуется глубокий уровень знаний в области аппаратного обеспечения. | Для их понимания не требуется глубоких знаний аппаратного обеспечения. |
| Обычно используется для написания аппаратных программ. | Обычно используются для написания прикладных программ. |
| Предоставляет много возможностей на уровне оборудования. | Не предоставляет много возможностей на уровне оборудования. |
| Компьютеры понимают без перевода | Языки высокого уровня используются для решения проблем |
| Использует английский как слова. | Не используйте английский как слова, которые трудно читать. |
| Трудно обнаружить ошибки в коде. | Легко найти ошибки в коде. |
Что такое язык высокого уровня?
Примеры языков высокого уровня
Что такое язык низкого уровня?
Примеры низкоуровневого языка
Язык программирования высокого уровня
Из Википедии, бесплатная энциклопедия
Язык программирования высокого уровня — это язык программирования, который по сравнению с языками программирования низкого уровня может быть более абстрактным, более простым в использовании, или более переносимы между платформами.Такие языки часто абстрагируются от операций ЦП, таких как модели доступа к памяти и управление областью видимости.
Особенности языков высокого уровня
Термин «язык высокого уровня» не означает, что язык всегда превосходит языки программирования низкого уровня — фактически, с точки зрения глубины знаний о том, как компьютеры работают, обратное может на самом деле быть правдой. Скорее, «язык высокого уровня» относится к более высокому уровню абстракции от машинного языка.Вместо того, чтобы иметь дело с регистрами, адресами памяти и стеками вызовов, языки высокого уровня имеют дело с переменными, массивами и сложными арифметическими или логическими выражениями. Кроме того, у них нет кодов операций, которые могут напрямую скомпилировать язык в машинный код, в отличие от языков низкого уровня, таких как язык ассемблера. Также могут присутствовать другие функции, такие как процедуры обработки строк, возможности объектно-ориентированного языка и ввод / вывод файлов.
Стереотипно, языки высокого уровня упрощают сложное программирование, в то время как языки низкого уровня, как правило, создают более эффективный код.В языке высокого уровня сложные элементы могут быть разбиты на более простые, но все же довольно сложные элементы, для которых язык предоставляет абстракции, избавляя программистов от необходимости «изобретать колесо». По этой причине код, который должен выполняться особенно быстро и эффективно, может быть написан на языке более низкого уровня, даже если язык более высокого уровня облегчит кодирование.
Однако с ростом сложности современных микропроцессорных архитектур хорошо спроектированные компиляторы для языков высокого уровня часто создают более эффективный код, чем большинство программистов низкого уровня могут сделать вручную.
Относительное значение
Обратите внимание, что термины «высокий уровень» и «низкий уровень» по своей сути относительны. Первоначально ассемблер считался низкоуровневым, а COBOL, C и т. Д. Считались высокоуровневыми, поскольку они позволяли абстракции функций, переменных и вычисление выражений, а также то, что они должны были быть скомпилированы в сборку перед компиляцией в машину. код. Многие программисты сегодня могут называть C низкоуровневым, поскольку он по-прежнему позволяет обращаться к памяти по адресу и обеспечивает прямой доступ к уровню сборки.Подробнее об этом различии см. На странице C2 о языках высокого уровня.
Модели исполнения
Существуют три модели исполнения для современных языков высокого уровня:
- Интерпретируемый
- Интерпретируемые языки считываются, а затем выполняются напрямую, без стадии компиляции.
- Скомпилировано
- Скомпилированные языки перед запуском преобразуются в исполняемую форму.Существует два типа компиляции:
- Промежуточные представления
- Когда язык компилируется в промежуточное представление, это представление может быть оптимизировано или сохранено для последующего выполнения без необходимости повторного чтения исходного файла. Когда промежуточное представление сохраняется, оно часто представляется в виде байтового кода.
- Генерация машинного кода
- Некоторые языки компилируются непосредственно в машинный код (или язык ассемблера).Виртуальные машины, которые выполняют байтовый код напрямую или преобразуют его в машинный код, стерли когда-то четкое различие между промежуточными представлениями и действительно скомпилированными языками.
- Переведено
- Язык может быть переведен на язык программирования низкого уровня, для которого компиляторы машинного кода уже широко доступны. Язык программирования C — обычная цель для таких переводчиков.
См. Также
- Языки программирования низкого уровня
- Языки программирования среднего уровня
- Языки программирования очень высокого уровня
- Категориальный список языков программирования
Внешняя ссылка
- http://c2.com / cgi / wiki? HighLevelLanguage — статья WikiWikiWeb о языках программирования высокого уровня
Категория: Компьютерные языки
Языки программирования высокого уровня
Языки программирования высокого уровня
Ответ:
Нет — меньший чип может иметь хорошо подобранный набор операций, которые работают
вместе лучше и быстрее, чем плохо выбранные операции другого процессора.
Программисты редко пишут программы на машинном языке.
как мы это сделали с лампочкой.
Исполняемые файлы (непосредственно запускаемые программы на машинном языке)
для большинства приложений содержат сотни тысяч (или даже миллионы)
инструкций на машинном языке.
Было бы очень сложно создать что-то подобное с нуля.
В качестве эксперимента просмотрите свой жесткий диск с помощью утилиты для просмотра файлов.
(«Проводник» в системах Microsoft.)
Посмотрите на размер , что-то файлов .EXE.
На процессорах Intel на одну машинную инструкцию приходится около четырех байтов,
поэтому разделите на четыре, чтобы получить количество инструкций.
Большинство программ создаются с использованием
язык программирования высокого уровня
такие как Java, C, C ++ или BASIC.
С языком высокого уровня,
программист создает программу, используя
мощные, «большие» операции, которые
позже будет переделана во многие маленькие машинки
операции.
Например,
вот строка из программы на языке C:
int sum = 0;
Это объявляет и инициализирует переменную до нуля
(большая операция).
Машинные операции, соответствующие этой большой операции
настроить часть основной памяти для хранения числа,
сохранить там число ноль,
и упорядочить вещи так, чтобы другие части программы могли его использовать.
Для всего этого может потребоваться сотня машинных операций.Очевидно, что программисту проще попросить все эти
операции с использованием C.
ВОПРОС 8:
Допустим, корпорация платит программистам 50 долларов в час.
Захочет ли корпорация, чтобы программисты программировали на машинном языке?
или на языке высокого уровня?
Вики-сайт по языкам высокого уровня
— FPGAkey
Введение
Компьютерный язык делится на язык высокого уровня и язык низкого уровня.Язык высокого уровня в основном относится к языку ассемблера. Это ближе к программированию естественного языка и математических формул. Он в основном отличается от аппаратной системы машины и пишет программы таким образом, чтобы людям было легче их понять. Написанная программа называется исходной программой.
Язык высокого уровня не является конкретным языком, но включает в себя множество языков программирования, таких как популярные java, c, c ++, C #, pascal, python, lisp, prolog, FoxPro, простой язык, китайская версия языка C Подождите, эти языки имеют разный синтаксис и форматы команд.
Язык высокого уровня не имеет ничего общего с аппаратной структурой компьютера и системой команд. Он обладает более выразительными способностями, может легко представлять операции с данными и структуру управления программой, может лучше описывать различные алгоритмы, его легко изучить и освоить. Однако программный код, сгенерированный компиляцией на языке высокого уровня, обычно длиннее, чем программный код, разработанный на языке ассемблера, и скорость выполнения также низкая. Следовательно, язык ассемблера подходит для написания некоторых программ, требующих высокой скорости и длины кода, а также программ, которые напрямую управляют оборудованием.Языки высокого уровня, языки ассемблера и машинные языки — все это языки, используемые для написания компьютерных программ.
Программа на языке высокого уровня «невидима» для аппаратной структуры машины и не может использоваться для написания системного программного обеспечения или программного обеспечения для управления устройством, которое напрямую обращается к аппаратным ресурсам машины. По этой причине некоторые языки высокого уровня предоставляют интерфейс вызова с языком ассемблера. Программа, написанная на языке ассемблера, может использоваться как внешняя процедура или функция на языке высокого уровня, используя стек для передачи параметров или адресов параметров.
Путь развития
После того, как язык программирования претерпел обновления, такие как машинный язык и язык ассемблера, люди обнаружили ключевой фактор, ограничивающий продвижение программ, — переносимость программ. Необходимо разработать программу, которая может работать на разных машинах вне зависимости от компьютерного оборудования.Это может сэкономить множество повторяющихся процессов программирования и повысить эффективность. В то же время этот язык должен быть близок к математическому языку или естественному языку человека. В 1950-х годах, когда компьютеров было мало, родился первый язык программирования высокого уровня. В то время компьютеры были дорогими, но количество вычислений в день было ограничено. Как эффективно использовать ограниченные вычислительные мощности компьютеров стало проблемой, с которой столкнулись люди в то время. В то же время из-за нехватки ресурсов операционная эффективность компьютеров стала целью, которую преследовали инженеры в ту эпоху.Чтобы использовать компьютеры более эффективно, люди разработали языки программирования высокого уровня, чтобы удовлетворить стремление людей к эффективным и простым языкам программирования. Программы, написанные на языках программирования высокого уровня, должны быть переведены и переведены в двоичные числа, распознаваемые машиной, прежде чем они могут быть выполнены компьютером. Хотя программам, написанным на языках программирования высокого уровня, требуется некоторое время для перевода кода, что снижает эффективность выполнения на компьютере, практика показала, что удобство языков программирования высокого уровня для инженеров намного больше, чем снижение эффективности выполнения.После неустанных усилий различных инженеров и экспертов по программному обеспечению в 1954 году появился первый полноценный язык программирования высокого уровня FORTRAN. Он полностью отказался от ограничений конкретных машин и стал первым языком программирования общего назначения. С момента появления первого языка программирования до наших дней появились сотни языков программирования высокого уровня, и многие языки стали вехами на пути развития языков программирования, оказав огромное влияние.Например: BASIC, JAVA, C, C ++, python и т. Д. Язык программирования высокого уровня также претерпел изменения от ранних управляющих сигналов к текущим инструментам структурированного и форматированного программирования. Появление C ++ и других языков открыло новую главу объектно-ориентированных языков программирования. В то же время, с повышением эффективности написания программного обеспечения, разработка программного обеспечения постепенно превратилась в коммерческий проект с масштабом и отраслью.
Характеристики
Поскольку он четко нацелен и прост для понимания, новичок может легко выучить язык программирования высокого уровня.В то же время, из-за истории развития языки программирования высокого уровня имеют множество библиотек функций. Пользователи могут добавлять файлы заголовков в код в соответствии со своими потребностями для вызова этих функций для выполнения своих собственных функций. Конечно, пользователи также могут писать функции в соответствии со своими предпочтениями, чтобы следить за ними. Код.
Как общий язык программирования, язык программирования высокого уровня не имеет ничего общего с аппаратным обеспечением и системой команд самого компьютера.Он более читабелен, может удобно выразить функцию программы и лучше описать используемый алгоритм. В то же время его легче освоить новичкам и легче научиться. И это легко освоить и освоить. Однако, поскольку язык программирования высокого уровня является компилируемым языком, его скорость работы ниже, чем у ассемблера. В то же время, поскольку язык высокого уровня более подробный, скорость выполнения кода также ниже [6].
Язык программирования высокого уровня, как инструмент программирования на уровне пользователя, пользователям не нужно понимать структуру оборудования, но использовать логический язык для достижения желаемой цели, но поскольку архитектура языка программирования высокого уровня является выше, чем ассемблер, он не может быть написан напрямую. Системные программы, которые обращаются к аппаратным ресурсам, поэтому языки программирования высокого уровня должны вызывать программы, написанные на языке ассемблера, для доступа к адресам оборудования.
Классификация
Императивный язык. Семантическая основа этого языка — вычислимая модель машины Тьюринга, которая имитирует «хранение данных / операции с данными», что соответствует естественной реализации современной компьютерной архитектуры. Основной способ создания операций — полагаться на побочные эффекты операторов или команд.Большинство современных языков относятся к этому типу, например Fortran, Pascal, Cobol, C, C ++, Basic, Ada, Java, C # и т. Д., И различные языки сценариев также считаются этим типом.
Функциональный язык. Семантическая основа этого языка — вычислимая модель лямбда-оператора, основанная на отображении значений концепции математической функции. Этот язык очень подходит для вычислений, таких как искусственный интеллект. Типичные функциональные языки, такие как Lisp, Haskell, ML, Scheme, F # и т. Д.
Логический язык.Семантическая основа этого языка — формальная логическая система, основанная на наборе известных правил. Этот язык в основном используется при реализации экспертных систем. Самый известный логический язык — Пролог.
Объектно-ориентированный язык. Большинство современных языков обеспечивают объектно-ориентированную поддержку, но некоторые языки построены непосредственно на базовой объектно-ориентированной модели, а семантика грамматической формы языка является базовыми объектными операциями. Основной чистый объектно-ориентированный язык — Smalltalk.
Анализ производительности
Анализ интерфейса
Интерфейс в основном относится к связи между языком высокого уровня и языком ассемблера. Язык Ada может получить доступ к языку ассемблера во время процесса подачи заявки. Для реализации ситуации доступа требуется только программная функция.Программа-функция взламывает установленную ссылку в процессе использования. Посетите работу. Для языка C ассемблер в целом рассматривается как независимая часть, а независимая часть добавляется в программу C и выполняет функцию связи. Для применения макросов его можно использовать на языке ассемблера и выполнять различные задачи с помощью компилятора. Работоспособность языка не изменилась. Связь между Java и языком ассемблера можно рассматривать как код.Этот код переносится и может использоваться непосредственно при трансплантации. В процессе эксплуатации не так уж много сложных процедур.
Анализ адресации
Адресация Ada в основном достигается с помощью СИСТЕМЫ, которая может быть точно адресована; Адресация C должна быть реализована с помощью указателей, которые могут быть точно реализованы. Для адресации памяти она должна быть завершена путем просмотра. Адресация Modula-2. В соответствии с ситуацией Ada, она может поглощать абсолютную адресацию.
Анализ битовых манипуляций
Для разных языков с разными битовыми ситуациями выраженные предложения могут четко указывать бит Ада, будет много битовых ситуаций, комбинируйте их и работайте с ними по принципу логики.Основная функция C — битовая операция. Для Modula-2 в основном используется BIYSTE, и таким образом можно точно выполнить битовую операцию.
Анализ поддержки задач
Задачи на разных языках имеют разные функции. Для Ada существует множество задач, которые имеют сильную поддержку и могут реализовать ситуацию, когда несколько задач работают одновременно. По сравнению с Ada, C не имеет таких преимуществ. Modula-2 не так полна, как Ada, и ее нужно реализовывать с помощью механизмов.Таким преимуществом является Ада, которую можно сделать самостоятельно.
Анализ управляющей программы
Для настройки системы требуется управляющая программа. Для языков высокого уровня он будет охватывать определенную структуру управления. Например, у Ada есть возможности управления, а его ветви могут полностью контролировать его работу. В C нет идеальной структуры управления, которая в основном гибкая в использовании оценок, простая и легкая в использовании. В процессе использования он должен эксплуатироваться в строгом соответствии с его положениями, чтобы избежать проблем, вызванных человеческими причинами.Система управления Modula-2 — это всего лишь ветвь управления, и для передачи требуется применение FXIT. Во время операции ссылка на операцию должна быть строго проверена, чтобы избежать проблем во время операции. Операция должна быть добросовестной, потому что операции человека в этой области легко могут вызвать проблемы. форма.
Как работают языки высокого уровня
Программы, разработанные на языках высокого уровня, должны быть «переведены», прежде чем они могут быть выполнены на машине.Есть два метода «перевода»: один — это интерпретация, а другой — компиляция. Интерпретация — это процесс перевода исходной программы в предложение и выполнения предложения, в то время как компиляция — это процесс перевода исходной программы в целевую программу в форме машинных инструкций с последующим связыванием целевой программы с исполняемой программой перед выполнением. Это.
Объясните процесс перевода. Программы, которые интерпретируют и выполняют программы на языке высокого уровня, называются интерпретаторами (программным обеспечением).Его функция состоит в том, чтобы читать исходную программу, выполнять анализ и перевод предложение за предложением в соответствии с динамической логической последовательностью исходной программы, объяснять и выполнять предложение за предложением, без генерации какого-либо промежуточного кода, и, наконец, получить результат выполнения программа.
IBM100 — ФОРТРАН
До Фортрана почти все компьютерное программирование выполнялось на машинном языке — громоздком и сложном наборе инструкций.Впервые испытанный в 1954 году и коммерческий выпуск в 1957 году, Fortran положил начало компьютерному программному обеспечению. Это дало пользователям компьютеров первый доступный «высокоуровневый» язык и позволило компьютерам оптимизировать команды в 20 раз эффективнее. В течение десяти лет Fortran стал первым национальным вычислительным стандартом (в 1966 году) и использовался в большинстве крупных центров обработки данных в Соединенных Штатах и некоторых странах Европы. Позднее он распространился на более мелкие системы для комплексной обработки информации и решения проблем — повышения производительности компьютеров во всем мире.
Товар с номерами
Способность Fortran эффективно обрабатывать очень сложные числовые задачи почти сразу же нашла ряд применений в промышленно развитых и модернизирующихся обществах: расчет траекторий полета ракет и схем полета НАСА; вычисление сложных экономических и статистических моделей; проектирование всего, от общего дизайна продукта до строительства инфраструктуры и обеспечения долговечности; и продвижение науки от предсказания погоды до вычислительной физики и химии.
Рейтинг самых быстрых компьютеров в мире
С июня 1993 года в рамках проекта TOP500 дважды в год составлялся список 500 самых мощных суперкомпьютеров в мире. Чтобы гарантировать непредвзятые результаты, TOP500 использует тест LINPACK для определения рейтингов. Тесты LINPACK, написанные на Фортране, измеряют вычислительную мощность системы с плавающей запятой.
Программирование для всех
Поскольку это была смесь сокращенного английского языка и алгебраических уравнений, Фортран был особенно привлекателен для сообщества непрограммистов, которое не обязательно понимало нули и единицы машинного кода.Ученые, математики и инженеры быстро усвоили принципы Фортрана и вскоре смогли вводить свои проблемы прямо в компьютер, не полагаясь на программиста, который переводит их потребности в машинный код.
Fortran исполняется 50 лет
В 2007 г. журнал
Научное программирование посвятил специальный выпуск, посвященный 50-летию Fortran. В документе «Язык программирования Fortran и научное программирование: 50 лет взаимного роста» были представлены вклады Ван Снайдера, давнего члена комитетов J3 и WG5 по Fortran, и Джона Рида, созывающего комитета WG5 и члена комитета FSG.
Фортран сегодня
Спустя более чем 50 лет после его дебюта Fortran, первый компьютерный язык высокого уровня, все еще используется каждый день: в доплеровских радиолокационных прогнозах погоды или исследованиях атмосферы и океана, а также для моделирования наночастиц, геномов, ДНК и атомных структур. Фермеры также используют Фортран для разведения наиболее экономически эффективных кур на основе генетической селекции.
типов данных для языков программирования очень высокого уровня
Аннотация
Языки программирования очень высокого уровня (выше PL / I, Algol 60 и т. Д.) пытается освободить программиста от подробностей и позволить ему сконцентрироваться на алгоритме решения данной проблемы. Важность языков программирования очень высокого уровня дополнительно подчеркивается снижением стоимости оборудования, увеличением затрат на программирование и желанием иметь хорошо структурированные, простые для понимания и подтверждающие правильность программы. Языки очень высокого уровня предоставляют мощные управляющие структуры и структуры данных, которые позволяют естественным образом определять проблему.В этой диссертации мы предлагаем несколько способов повышения уровня владения языком. Различные типы операторов for итерации объединены в один общий оператор for. Это, наряду с новым типом, доменом массива, предоставляет нам простой способ обработки массивов; вложенные операторы итерации больше не нужны. Синтаксические генераторы списков и массивов, а также концепция перегрузки делают программирование более гибким. Текущее представление о том, что тип данных — это набор значений вместе с базовыми операциями над этим набором, приводит нас к выводу, что формальные типы параметров не нужно указывать явно.Учитывая формальный параметр X с операциями $ z_ {1}, z_ {2}, \ ldots, z_ {n} $, выполняемыми с ним в рамках процедуры, следует иметь возможность предоставить в качестве фактического параметра в вызове переменная любого типа, для которой определены операции $ z_ {1}, z_ {2}, \ ldots, z_ {n} $. Например, эта концепция позволяет нам написать одну процедуру, которая находит максимальное значение элементов массива любого измерения и любого типа элемента или индекса. Сетки — это массивы, которые могут иметь любую форму. Элементы сетки не обязательно должны быть смежными i.е. решетки могут иметь отверстия. Например, сетки могут быть трапециевидными, параболическими, прямоугольными с отверстием или пирамидальными. Программы, написанные с использованием сеток, являются более общими, чем программы, написанные с использованием массивов и / или функций для имитации форм, не являющихся массивами. Чтобы изменить существующую программу для работы с другой формой сетки, нужно только соответствующим образом изменить объявление сетки, оставив остальную часть программы нетронутой. Программы меньше, семантически понятнее и имеют более естественное представление проблемы. Сетки могут использоваться для представления разреженных матриц.Безопасность данных достигается за счет того, что части сетки передаются в качестве параметров только для чтения или полностью замаскированы. Сетки были реализованы как расширение Фортрана. Используя Паскаль в качестве базового языка, мы показываем серией примеров из численного анализа, обработки данных, инженерии и т. Д., Как вышеуказанные концепции повышают уровень языка программирования и как они естественным образом и систематически сочетаются друг с другом. Обсуждаются также эффективные способы их реализации.
Субъект
информатика; технический отчет
Ранее публиковалось как
http: // techreports.library.cornell.edu:8081/Dienst/UI/1.0/Display/cul.cs/TR75-258
.