Что такое системы программирования и к какому классу программ они относятся
Системы программирования: примеры, описание, особенности
Системы программирования обеспечивают платформу для разработки прикладного программного обеспечения и непосредственно взаимодействуют с компьютерным оборудованием, чтобы получить необходимую производительность при выполнении задач пользователей. Платформу можно использовать для программирования приложений iPhone, iPad и операционных систем Android, используя язык программирования Java. Интерфейс Android Studio и Oracle Java SDK в сочетании с необходимыми базовыми знаниями позволяет создавать самые разнообразные приложения.
Элементы программных систем
Вам будет интересно: Холодильники «Хотпоинт-Аристон»: отзывы, обзор, инструкция по эксплуатации. Неисправности и их устранение. Холодильник Hotpoint-Ariston
Для начала раскроем понятие о системах программирования. Те, которыми мы пользуемся сейчас, относятся к периоду 3-го поколения ЭВМ. Системное программирование заключается в создании программного обеспечения. Оно может выполнять множество различных задач. Без него большинство аппаратных средств не исполняли бы свои функции. Чтобы сделать их полезными, используют программное обеспечение. Пользователю требуется выбирать нужную программу для каждого задания.
Элементы классической системы программирования:
Вам будет интересно: Роутер D-Link DIR 620: настройки, пошаговая инструкция
Пример современной системы программирования включает в себя сервисное и базовое ПО.
Структура программы
Общая форма программы уделяет особое внимание отдельным компонентам и взаимосвязи между ними. Программы бывают хорошо или плохо структурированными. С хорошо структурированной программой разделение на компоненты следует по принципам, например, таким как сокрытие информации, а интерфейсы между компонентами ясны и просты. На более тонком уровне она использует соответствующие структуры данных и программные единицы с единственной точкой входа и одной точкой выхода.
Вам будет интересно: Ада Лавлейс: биография, личная жизнь, достижения, фото
При плохо структурированной программе разделение на компоненты в значительной степени произвольно, а интерфейсы являются неявными и сложными. Кроме того, такая программа имеет произвольные структуры данных и поток контроля. Практически все структурированные программы имеют общий характер действий:
Примеры приветствия «Hello World»
Системы программирования и примеры приветствия «Hello World» на разных программных языках четко демонстрирует базовые различия.
Чтобы использовать переменную внутри программы, компилятор должен заранее знать тип данных, которые будут храниться в нем. По этой причине переменные объявляются в начале программы.
Объявление переменной состоит из указания нового имени и типа данных для переменной. Обычно это делается в самом начале.
На следующем рисунке показан пример системы программирования для структуры цикла, который запускает набор операторов, пока условие не станет истинным.
Бесконечный цикл
Это тот, который не имеет функционирующей процедуры выхода. В результате цикл повторяется непрерывно до тех пор, пока операционная система не почувствует его и не прекратит программу с ошибкой или пока не произойдет какое-либо другое событие, например, программа автоматически прекратится через определенное время.
Системы программирования и примеры программ на языке C для программы сортировки строк в словаре представлены ниже. Эта программа принимает 10 слов (строк) от пользователя и сортирует их в лексикографическом порядке. Например, 10 языков программирования:
Основные инструменты
Для программирования нужно несколько инструментов. Схема классической системы программирования:
Шаблоны проектирования
Вам будет интересно: Принцип BYOD в корпоративной модели закупок
Использование шаблона дизайна состоит в том, чтобы структурировать программу или использовать инструменты языка и максимально четко обеспечить системный подход к программированию, а также связь с базой данных шаблона, создание страницы, которая будет отображать пользовательский вид. В более общем плане шаблон проектирования представляет собой многозадачное и усовершенствованное решение.
Структура программного обеспечения (или фреймворка) представляет собой специальный тип библиотеки программного обеспечения. Его первая цель состоит в том, чтобы компоновать программирование, обеспечивая максимально инструментами, которые понадобятся. Например, Django 2 представляет собой структуру в Python, предназначенную для облегчения создания реактивных веб-сайтов. Она создает структуру и предлагает общие инструменты, которые могут потребоваться всем сайтам (интерфейс администрирования, службы аутентификации, способ перевода сайта на несколько языков и т. д).
Скомпилированные языки
В случае интерпретируемых языков исходный код предоставляется интерпретатору, который выполняет программу напрямую. При этом нет необходимости беспокоиться об операционной системе или типе процессора, так как он должен быть установлен на компьютере пользователя. Более того, поскольку исходный код должен быть «переведен» в машинный при каждом выполнении, интерпретируемые языки часто медленны по сравнению с эквивалентными скомпилированными языками. При этом интерпретаторы не оптимизируют генерируемый машинный код, что заставляет их работать медленнее, но процесс генерации машинного кода выполняется быстрее, чем у компиляторов.
Языки виртуальных машин
Часто сокращено их называют «языки VM» (в соответствии с аналогий английского названия виртуальной машиной). Принцип действия и назначение системы программирования заключается в том, чтобы исходный код переводился не в машинный, понятный конкретному процессору, а в «фиктивный» (байт-код), который сам будет интерпретироваться языком виртуальной машиной. Такой язык имеет свои преимущества и недостатки.
Как и в интерпретируемых языках, программа, скомпилированная в байт-код, может работать на любой операционной системе и процессоре при условии, что виртуальная машина доступна для этой комбинации. С другой стороны, поскольку была компиляция восходящего потока, программа работает быстрее, чем на эквивалентном интерпретируемом языке. Часто она достигает скорости, аналогичной скорости «реального» машинного кодового языка. Однако это нивелируется тем фактом, что виртуальная машина может быть достаточно ресурсоемкой, особенно в памяти.
Примеры языков и систем программирования
Представляем самые известные языки программирования:
Применение
Вам будет интересно: Выбираем ноутбук с хорошим экраном
Представляем пример машинного кода:
110101010010001000111001001 010101001000100001011101001 000111001101110001101101010 001111010010010101011001010 001010101111110100101010001.
Для серверной стороны PHP держит верхние позиции, но Python и Ruby тоже активно применяются. JavaScript также используется на стороне сервера, благодаря NodeJS. Для видеоигр в Windows применяют C ++, Python и C #. Однако они далеко не единственные. Любой язык, который делает его достаточно легким для создания графического интерфейса, может быть подходящим (C, Java, Ruby или Tcl / Tk).
Для крупных приложений на рынке доминируют C ++ и Java, хотя C # тоже набирает силу. Для небольших утилитарных приложений, в частности, в командной строке, легко найти C, Perl, Python или Ruby. В области научных вычислений Фортран остается королем. Он все чаще конкурирует с C ++, Python или со специализированными языками, такими как Matlab и R.
Программирование PASCAL
Пример системы программирования в PASCAL
Ниже приведен пример для определения количества букв в слове.
PASCAL облегчает модульное кодирование посредством:
В приведенном примере системы программирования на Паскале программа показывает двоичный выбор (есть только два случая: ActualMark> = 50 или ActualMark Понравилась статья? Поделись с друзьями:
Конспект по информатике на тему «Системы программирования»
В настоящее время разработка любого системного и прикладного программного обеспечения осуществляется с помощью систем программирования, в состав которых входят
• трансляторы с языков высокого уровня;
• средства редактирования, компоновки и загрузки программ;
• макроассемблеры (машинно-ориентированные языки);
• отладчики машинных программ.
Системы программирования, как правило, включают в себя
• текстовый редактор ( Edit ), осуществляющий функции записи и редактирования исходного текста программы;
•загрузчик программ ( Load ), позволяющий выбрать из директория нужный текстовый файл программы;
• запускатель программ ( Run ), осуществляющий процесс выполнения программы;
• компилятор ( Compile ), предназначенный для компиляции или интерпретации исходного текста программы в машинный код с диагностикой синтаксических и семантических (логических) ошибок;
• отладчик ( Debug ), выполняющий сервисные функции по отладке и тестированию программы;
• диспетчер файлов ( File ), предоставляющий возможность выполнять операции с файлами:сохранение, поиск, уничтожение и т.п.
Ядро системы программирования составляет язык. Существующие языки программирования можно разделить на две группы: процедурные и непроцедурные, рис. 2.9.
Процедурные (или алгоритмические) программы представляют из себя систему предписаний для решения конкретной задачи. Роль компьютера сводится к механическому выполнению этих предписаний.
Процедурные языки разделяют на языки низкого и высокого уровня.
Языки низкого уровня (машинно-ориентированные) позволяют создавать программы из машинных кодов, обычно в шестнадцатиричной форме. С ними трудно работать, но созданные с их помощью высококвалифицированным программистом программы занимают меньше места в памяти и работают быстрее. С помощью этих языков удобнее разрабатывать системные программы, драйверы (программы для управления устройствами компьютера), некоторые другие виды программ.
Рис. 2.9. Общая классификация языков программирования
Программы на языках высокого уровня близки к естественному (английскому)
языку и представляют набор заданных команд.
Перечислим наиболее известные системы программирования.
Среди непроцедурных языков наиболее известны
2. Пролог ( PROgramming in LOGic );
3. Оккам (назван в честь философа У. Оккама).
2.2. ТРАНСЛЯЦИЯ ПРОГРАММ И СОПУТСТВУЮЩИЕ ПРОЦЕССЫ
С появления первых компьютеров программисты серьезно задумывались над проблемой кодирования компьютерных программ. Уже с конца 40-х годов стали появляться первые примитивные языки программирования высокого уровня. В них программист записывал решаемую задачу в виде математических формул, а затем, используя специальную таблицу, переводил символ за символом, преобразовывал эти формулы в двухлитерные коды. В дальнейшем специальная программа (впоследствии названная интерпретатором) превращала эти коды в двоичный машинный код. Первый компилятор был разработан Г. Хоппер в начале 50-х годов; он осуществлял функцию объединения команд и в ходе трансляции производил организацию подпрограмм, выделение памяти компьютера, преобразование команд высокого уровня (в то время псевдокодов) в машинные команды. В дальнейшем компиляторы и интерпретаторы для языков Ассемблера стали развиваться и прочно вошли в практику компьютерного дела.
Современная программа представляет набор команд, операторов и выражений, в которых имеются ссылки (прямые или косвенные) на различные подпрограммы из существующих в системе программирования библиотек, модулей, объектов. В этой связи исходный текст программы, как правило, занимает по объему места в памяти в несколько раз меньше, чем его оттранслированный вариант в машинных кодах.
Многие системы программирования дополнительно содержат промежуточные этапы трансляции. В этих системах на первом шаге предусмотрена трансляция исходного текста в макроассемблерный код, а затем в объектный модуль. Это связано с историей развития языков программирования, а также с тем, что многие подпрограммы удобнее писать на языке Ассемблера, и подключать их легче на этапе линко-вания ассемблерного модуля с ассемблерными библиотеками подпрограмм.
В современных системах программирования, например, Турбо-Паскаль, Турбо-Си весь этот сложный процесс трансляции с компоновкой подпрограмм скрыт от пользователя и осуществляется специальными компиляторами.
Коротко об отладчиках. Эти программы входят в современные системы программирования и предоставляют средства для просмотра и изменения значений переменных в ходе отладки программы, поиска ошибок и т.д. Использование отладчиков значительно облегчает процесс доводки больших программ.
Заметим, что описанный процесс трансляции характерен для компиляции. Последовательно реализованный интерпретатор объектного модуля фактически не создает. В этом его и недостаток, и достоинство (экономия машинной памяти). Впрочем, у современных ЭВМ, в том числе и персональных, проблема малого ОЗУ отходит на второй план, и интерпретация встречается все реже, так как эффективность этого процесса в целом значительно ниже.
Остается непонятным, как детально происходит трансляция. Пользователь может не уметь сам вручную оттранслировать программу (даже столь короткую, как вышеприведенная), но элементарное понимание этого сложного процесса необходимо.
Различные фазы компиляции могут быть как последовательными, так и частично перекрывающимися во времени. В зависимости от способа реализации компилятор читает и обрабатывает исходный текст один или несколько раз, называясь соответственно однопроходным, двухпроходным и т.д.
Системы программирования
Что такое система программирования
Система программирования — это система для разработки новых программ на конкретном языке программирования.
Специалисты с помощью сервисных возможностей систем программирования могут разрабатывать собственные компьютерные программы. При этом компьютерная программа состоит из совокупности указаний автоматизированной вычислительной системы, в результате выполнения которой получается требуемый результат.
Наиболее полное определение системы программирования и ее составляющих представлено в документе ГОСТ 19781-90. Согласно ему:
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
Система программирования — система, образуемая языком программирования, компиляторами или интерпретаторами программ, представленных на этом языке, соответствующей документацией, а также вспомогательными средствами для подготовки программ к форме, пригодной для выполнения.
Системы программирования позволяют программистам заниматься разработкой компьютерных программ. Данная задача значительно облегчается совершенствованием систем программирования, в которых постоянно расширяются пользовательские возможности, создается удобная среда для работы и оптимизируется процесс разработки программ.
Что входит в состав комплекса, основные компоненты
Система программирования обычно включает в себя следующие компоненты:
Компилятор — это особый вид транслятора, который переводит тексты с языка программирования высокого уровня (с того языка, которым пользуется программист при написании текста программы) на машинный язык (в машинный код, который понятен компьютеру).
Например, если пользователь пишет код на языке высокого уровня, таком как Java, и хочет его выполнить, то ему необходимо использовать специальный компилятор, разработанный для Java. Он занимается сканированием всей программы, транслированием ее в машинный код, который выполняется процессором компьютера, после чего выполняются необходимые задачи.
Интерпретатор — это исполняемый файл, который поэтапно читает программу, а затем обрабатывает, сразу выполняя ее инструкции. Он осуществляет программу поэтапно как часть собственного исполняемого файла.
Каждый раз, когда интерпретатор получает на выполнение код языка высокого уровня, то перед его конвертацией в машинный код, он преобразовывает этот код в промежуточный язык. Части кода последовательно интерпретируются и выполняются отдельно; при нахождении ошибок в составляющих кода процесс интерпретации останавливается.
Основные отличия компилятора от интерпретатора:
Интегрированная среда разработки — это набор инструментов для разработки и отладки программ, имеющий общую интерактивную графическую оболочку, поддерживающую выполнение всех основных функций жизненного цикла разработки программы.
Функции жизненного цикла разработки программы:
Основные компоненты интегрированной среды разработки:
Компоновщик — инструментальная программа, которая производит компоновку («линковку»): принимает на вход один или несколько объектных модулей и собирает из них исполняемый или библиотечный файл-модуль.
В системе программирования компоновщик необходим для связывания объектного и машинного кодов, а также подготовки объектной программы (файла) к работе в конкретной программной среде.
Библиотеки стандартных программ и функций состоят из совокупности подпрограмм, составленных на одном из языков программирования и удовлетворяющих определенным единым требованиям к структуре, организации их входов и выходов, описаниям подпрограмм.
Важным компонентом понятия системы программирования являются отладочные программы.
Отладка — этап разработки компьютерной программы, на котором обнаруживают, локализуют и устраняют ошибки.
Программный модуль отладки позволяет выполнить основные задачи, связанные с мониторингом процесса выполнения результирующей прикладной программы. Отладка позволяет последовательно и пошагово выполнять итоговые программы, просматривать значения объявленных переменных, устанавливать контрольные точки, трассировку для того, чтобы идентифицировать места и виды ошибок в разработке.
Справочная система, входящая в состав системы программирования, предназначена для предоставления пользователю справочной информации по конкретной системе программирования.
Машинно-ориентированные системы программирования
Классификация машинно-ориентированных систем:
Машинно-независимые системы программирования
Машинно-независимые системы программирования — системы, позволяющие описывать алгоритмы решения задач и информацию, подлежащую обработке. Системы часто используются в широких кругах пользователей и не требуют особых знаний организации функционирования ЭВМ.
Виды языков программирования в машинно-независимых системах:
Процедурно-ориентированные являются основными языками описания алгоритмов, которые обеспечивают математические функции многих современных вычислительных машин.
Они включают в себя такие популярные языки как:
Проблемно-ориентированные языки — это формальные языки, предназначенные для описания данных (информации) и алгоритмов их обработки (программ) на вычислительной машине.
Основные проблемно-ориентированные языки:
Объектно-ориентированное программирование основано на методологии представления программы в виде совокупности объектов, каждый из которых является экземпляром определенного класса, а классы образуют иерархию наследования.
Примеры объектно-ориентированных языков:
Примеры систем программирования
Актуальные системы программирования:
Системы программирования
Вы будете перенаправлены на Автор24
Неотъемлемой частью современных ЭВМ являются системы программного обеспечения, которые являются средствами, расширяющими возможности аппаратуры и сферу ее использования. Эти системы являются посредником между человеком и вычислительной машиной, автоматизируют выполнение определенных функций в соответствии с профилем специалистов и режимами их взаимодействия с ЭВМ. Программное обеспечение повышает эффективность труда пользователя. Программное обеспечение подразделяют на общее и специальное.
Общее программное обеспечение служит для реализации функций, связанных с работой ЭВМ. Оно состоит из операционной системы, системы программирования, программ технического обслуживания.
Специальное программное обеспечение состоит из прикладных программ, проблемно ориентированных на решение определенных задач.
Состав систем программирования
Системы программирования представляют комплексы инструментальных программных средств для работы с программами на определенном языке программирования.
Используя подобные системы программисты имеют возможность разрабатывать свои собственные компьютерные программы.
Системы программирования состоят из: трансляторов с языков высокого уровня; редактирующих и компонующих средств, а также средств загрузки программ; макроассемблеров (машинно-ориентированных языков); отладчиков машинных программ.
Языки программирования
Язык программирования составляет ядро системы программирования. Они могут быть процедурными и непроцедурными.
Готовые работы на аналогичную тему
Компьютер лишь механически выполняет эти предписания.
Процедурные языки могут быть представлены языками низкого и высокого уровня.
С использованием языков низкого уровня (машинно-ориентированных) создаются программы в машинных кодах. С такими языками тяжело работать, однако созданные на них программы малы по объему и быстродейственны. Используя языки программирования низкого уровня, разрабатывают системные программы, драйвера и др.
Программы, созданные на языках высокого уровня, представляют собой наборы заданных команд, которые близки по своему звучанию к естественному (английскому) языку.
К наиболее известным процедурным системам программирования относят:
Среди непроцедурных языков программирования наиболее известны:
Машинно-ориентированные системы программирования
По уровню формализации входного языка, целевому назначению и структуре системы программирования делят на: машинно-ориентированные и машинно-независимые.
Машинно-ориентированные состоят из входного языка, наборов операторов и изобразительных средств. Для систем подобного типа характерны:
По степени автоматического программирования машинно-ориентированные системы подразделяют на классы:
Машинно-независимые системы программирования
Эти системы программирования являются средством описания алгоритмов решения задач и обрабатываемой информации. Их удобно использовать широкому кругу пользователей, поскольку не требуется знаний особенностей организации функционирования ЭВМ.
Машинно-независимые системы программирования подразделяют на:
Интерпретаторы и компиляторы
Компилятор прежде чем запустить программу на выполнение полностью обрабатывает ее текст:
Далее сгенерированный объектный код обрабатывается специальной программой — сборщиком или редактором связей. В результате текст программы преобразовывается в готовый к исполнению файл, он сохраняется в памяти компьютера или на диске. Этот файл может самостоятельно работать под управлением опера¬ционной системы.
Интерпретатор используется для анализа очередного оператора языка из текста програм¬мы и запуска его на исполнение. Перейти к выполнению следующего оператора интерпретатор может только после успешного выполнения текущего. При многократном выполнении одного и того же оператора интерпретатор каждый раз выполняет его так, будто впервые. В результате программы, содержащие большие объемы повторяющихся вычислений, работают медленно.
К основным недостаткам компиляторов можно отнести трудоемкость трансляции языков программирования, ориентированных на обработку данных сложной структуры. Используя интерпретатор, наоборот, можно остановить работу программы в любой момент, организовать диалог с пользователем, исследовать содержимое памяти, выполнить любые сложные преобразования данных и при этом постоянно осуществлять контроль за состоянием окружающей программно-аппаратной среды, благодаря чему достигают высокой надежности работы. Интерпретаторы удобно использовать при изучении про¬граммирования, так как они дают возможность понять механизм работы каждого оператора языка в отдельности.