Средства описания языков программирования

Средства описания языков программирования

Средства описания языков программирования. Как уже указывалось, язык программирования должен иметь алфавит, синтаксис и семантику. Правила, определяющие структуру текста, составляют синтаксис (грамматику). Правила, позволяющие извлекать из текста смысл, называются семантикой языка.

Для описания синтаксиса языка используется так называемый метаязык (язык для описания языка). В качестве метаязыка используют либо металингвистические формулы Бэкуса—Наура, либо синтаксические диаграммы. Джон Бэкус разработал специальную систему определений для языков программирования. Например, определяя элемент «цифра», он указывал:

Этот способ записи назвали нормальной формой Бэкуса, или БНФ. Датский астроном П. Наур внес некоторые уточнения, и форму стали называть формой Бэкуса—Наура, но сокращенное название БНФ осталось.

В БНФ каждое понятие определяется с помощью одной металингвистической формулы, в левой части которой указываются определяемые понятия, а в правой — описываются все допустимые структуры языка, соответствующие этому понятию. Левая и правая части формулы связываются знаком ::=, который читается «по определению есть». При перечислении дополнительных вариантов структур в правой части используется знак |, имеющий смысл «или». Все определяемые понятия языка программирования заключаются в угловые скобки , а неопределяемые исходные понятия языка называются лексемами. Лексемы могут использоваться в правой части формулы.

Например, определить понятие , если алфавит языка программирования включает арабские цифры и знаки арифметических операций. Сначала определим понятие (см. ранее). Затем введем понятие , описав его следующей формулой:

Это равносильно определению «любая последовательность цифр». Формула рекурсивна, так как уже встречается в правой части, т. е. имеется ссылка на само себя. Теперь выведем формулу:

I + через лексемы языка 0, 1, 9, +,

С помощью металингвистических формул могут быть описаны все понятия языка программирования. Синтаксическая правильность текста проверяется в процессе его синтаксического анализа на основе металингвистических формул.

Способ описания синтаксиса на основе диаграмм основан на тех же принципах. На рис. 3.9 приводится изображение понятия «цифра» в виде диаграммы.

Рис. 3.9. Синтаксическая диаграмма понятия «цифра»

Синтаксические диаграммы графически изображают допустимую структуру определяемого понятия. Следование элементов структуры задается стрелками, вариантность указывается как распараллеливание направлений следования. Лексемы изображают в виде кружка или овала, а определяемое понятие — в виде прямоугольника. Диаграмма имеет одну входную и одну выходную стрелки.

Использование языков программирования высокого уровня для создания программ началось в 60-х годах. C тех пор и по настоящее время создано и используется множество различных языков программирования как универсальных, так и ориентированных на определенный круг задач.

Каждый язык программирования имеет свое название. Названия большинства языков программирования были зафиксированы при их первоначальном появлении. C тех пор правила, используемые в языках, могли существенно меняться, но название языка, как правило, осталось без изменения. Рассмотрим их краткие характеристики [9].

Fortran (Фортран) (formula translator). Это первый компилируемый язык, созданный Джимом Бэкусом в 50-е годы. Программисты, разрабатывавшие программы исключительно на ассемблере, выражали серьезное сомнение в возможности появления высокопроизводительного языка высокого уровня, поэтому основным критерием при разработке компиляторов Фортрана являлась эффективность исполняемого кода. Хотя в Фортране впервые был реализован ряд важнейших понятий программирования, удобство создания программ было принесено в жертву возможности получения эффективного машинного кода. Однако для этого языка было создано огромное количество библиотек начиная со статистических комплексов и кончая пакетами управления спутниками, поэтому Фортран продолжает активно использоваться во многих организациях.

Cobol (Кобол) (Common Business-Oriented Language). Это компилируемый язык для применения в экономической области и решения бизнес-задач, разработанный в начале 60-х годов. Он отличается большой «многословностью» — его операторы иногда выглядят как обычные английские фразы. В Коболе были реализованы очень мощные средства работы с большими объемами данных, хранящимися на различных внешних носителях. На этом языке создано очень много приложений, которые активно эксплуатируются и сегодня. Достаточно сказать, что наибольшую зарплату в США получают программисты на Коболе.

Algol (Алгол). Компилируемый язык, созданный в 1960 г. Он был призван заменить Фортран, но из-за более сложной структуры не получил широкого распространения. В 1968 г. была создана версия Алгол 68, по своим возможностям и сегодня опережающая многие языки программирования, однако из-за отсутствия достаточно эффективных компьютеров для нее не удалось своевременно создать хорошие компиляторы.

Pascal (Паскаль). Язык Паскаль, созданный в конце 70-х годов основоположником множества идей современного программирования Никлаусом Виртом, во многом напоминает Алгол, но в нем ужесточен ряд требований к структуре программы и имеются возможности, позволяющие успешно применять его при создании крупных проектов.

Basic (Бейсик) (beginner’s all purpose symbolic instruction code). Для этого языка имеются и компиляторы, и интерпретаторы, а по популярности он занимает первое место в мире. Он создавался в 60-х годах в качестве учебного языка и очень прост в изучении.

C (Си). Данный язык был создан в лаборатории Bell и первоначально не рассматривался как массовый. Он планировался для замены ассемблера, чтобы иметь возможность создавать столь же эффективные и компактные программы, и в то же время не зависеть от конкретного типа процессора.

Си во многом похож на Паскаль и имеет дополнительные средства для прямой работы с памятью.

C++ (Си++). Си++ — это объектно-ориентированное расширение языка Си, созданное Бьярном Страуструпом в 1980 г. Этот язык обладает множеством новых мощных возможностей, позволивших резко повысить производительность труда программистов. Поскольку он является языком невысокого уровня, постольку создание сложных и надежных программ на нем требует от разработчиков высокого уровня профессиональной подготовки.

Java (Джава, Ява). Этот язык был создан компанией Sun в начале 90-х годов на основе Си++ для того, чтобы упростить разработку приложений на основе Си++ путем исключения из него всех низкоуровневых возможностей.

Читайте также:  Малиновый торт летний рецепт игра моя кофейня

Особое внимание в развитии этого языка уделяется двум направлениям: поддержке всевозможных мобильных устройств и микрокомпьютеров, встраиваемых в бытовую технику (технология Jini) и созданию платформно-независимых программных модулей, способных работать на серверах в глобальных и локальных сетях с различными операционными системами (технология Java Beans). Пока основной недостаток этого языка — невысокое быстродействие, так как язык Ява интерпретируемый.

PL/Ι (ПЛ/1). В середине 60-х годов компания IBM решила взять все лучшее из языков Фортран, Кобол и Алгол. В результате в 1964 г. на свет появился новый компилируемый язык программирования, который получил название Programming Language One. По своим возможностям ПЛ/1 значительно мощнее многих других языков (Си, Паскаль).

Smalltalk (Смолток). Работа над этим языком началась в 1970 г. в исследовательской лаборатории корпорации XEROX, а закончились спустя 10 лет, воплотившись в окончательном варианте интерпретатора SMALLTALK-80. Данный язык оригинален тем, что его синтаксис очень компактен и базируется исключительно на понятии объекта. В этом языке отсутствуют операторы или данные. Все, что входит в Смолток, является объектами, а сами объекты общаются друг с другом исключительно с помощью сообщений

LISP (Лисп). Интерпретируемый язык программирования, созданный в 1960 г. Джоном Маккарти. Ориентирован на структуру данных в форме списка и позволяет организовывать эффективную обработку больших объемов текстовой информации.

Prolog (Пролог). Создан в начале 70-х годов. Программа на этом языке, в основу которого положена математическая модель теории исчисления предикатов, строится из последовательности фактов и правил, а затем формулируется утверждение, которое Пролог будет пытаться доказать с помощью введенных правил. Человек только описывает структуру задачи, а внутренний «мотор» Пролога сам ищет решение с помощью методов поиска и сопоставления.

Особое место среди языков программирования занимают языки программирования баз данных. Эта совокупность языков отличается от процедурных языков прежде всего тем, что они предназначены для работы с базами данных. База данных — это файл (или группа файлов), представляющий собой упорядоченный набор записей, имеющих единообразную структуру и организованных по единому шаблону (как правило, в табличном виде). База данных может состоять из нескольких таблиц. Удобно хранить в базах данных различные сведения из справочников, картотек, журналов бухгалтерского учета и т. д.

При работе с базами данных чаще всего требуется выполнять следующие операции:

• создание/модификация свойств/удаление таблиц в базе данных;

• поиск, отбор, сортировка информации по запросам пользователей;

• добавление новых записей;

• модификация существующих записей;

• удаление существующих записей.

Первые базы данных появились очень давно, как только возникла потребность в обработке больших массивов информации и выборке групп записей по определенным признакам. Для этого был создан структурированный язык запросов SQL (Structured Query Language). Он основан на мощной математической теории и позволяет выполнять эффективную обработку баз данных, манипулируя не отдельными записями, а группами записей. Для управления большими базами данных и их эффективной обработки разработаны СУБД (Системы Управления Базами Данных). Практически в каждой СУБД помимо поддержки языка SQL имеется также свой уникальный язык, ориентированный на особенности этой СУБД и не переносимый на другие системы. Сегодня в мире насчитывается пять ведущих производителей СУБД: Microsoft (SQL Server), IBM (DB2), Oracle, Software AG (Adabas), Informix и Sybase. Их продукты нацелены на поддержку одновременной работы тысяч пользователей в сети, а базы данных могут храниться в распределенном виде на нескольких серверах.

C появлением персональных компьютеров были созданы так называемые настольные СУБД. Родоначальником современных языков программирования баз данных для ПК принято считать СУБД dBase II — язык, которой был интерпретируемым. Затем для него были созданы компиляторы, появились СУБД FoxPro и Clipper, поддерживающие диалекты этого языка. Сегодня похожие, но несовместимые версии языков семейства dBase реализованы в продуктах Visual FoxPro фирмы Microsoft и Visual dBase фирмы Inprise. СУБД MS ACCESS включена в офисный пакет Microsoft Office.

C активным развитием глобальной сети было создано немало реализаций популярных языков программирования, адаптированных специально для Интернет. Все они отличаются характерными особенностями: языки являются интерпретируемыми, интерпретаторы для них распространяются бесплатно, а сами программы — в исходных текстах. Такие языки называют скрипт-языками.

HTML. Общеизвестный язык для оформления документов. Он очень прост и содержит элементарные команды форматирования текста, добавления рисунков, задания шрифтов и цветов, организации ссылок и таблиц. Все Web-страницы написаны на языке HTML или используют его расширения.

Perl. Этот язык был разработан в 80-х годах. Он задумывался как средство эффективной обработки больших текстовых файлов, генерации текстовых отчетов и управления задачами. По мощности Perl значительно превосходит языки типа Си. В него введено много часто используемых функций работы со строками, массивами, всевозможные средства преобразования данных, управления процессами, работы с системной информацией и др.

VRML. В 1994 г. был создан язык VRML для организации виртуальных трехмерных интерфейсов в Интернете. Он позволяет описывать в текстовом виде различные трехмерные сцены, освещение и тени, текстуры (покрытия объектов), создавать свои миры, путешествовать по ним, «облетать» со всех сторон, вращать в любых направлениях, масштабировать, регулировать освещенность и т. д.

До появления ПК считалось, что на таких языках, как BASIC, FORTRAN, Pascal, можно писать программы, не учитывая, на какой машине они будут исполняться (т. е. декларировалась переносимость, независимость языка от аппаратной платформы).

После появления ПК стало невозможным говорить о языке вне его связи с конкретной реализацией на компьютере, вне связи со средой программирования. Среда программирования (или система программирования, СП) — это комплекс программных средств (их также называют инструментальными средствами), с помощью которых создается программа на одном из языков программирования.

Читайте также:  Унитаз лира киров отзывы

Из универсальных языков программирования сегодня наиболее популярны следующие:

• Бейсик (Basic) — для освоения требует начальной подготовки (общеобразовательная школа);

• Паскаль (Pascal) — требует специальной подготовки (школы с углубленным изучением предмета и общетехнические вузы);

• Си++ (С++), Ява (Java) — требуют профессиональной подготовки (специализированные средние и высшие учебные заведения).

Для каждого из этих языков программирования сегодня имеется немало систем программирования, выпускаемых различными фирмами и ориентированных на различные модели ПК и операционные системы. Наиболее популярны следующие визуальные среды быстрого проектирован ия программ для Windows:

• Basic: Microsoft Visual Basic;

• Pascal: Borland Delphi;

• C++: Borland C++Builder.

Следует отметить, что с точки зрения пользователя все языки программирования высокого уровня обладают одним существенным недостатком — для их практического применения необходимы специальные знания. Поэтому особый интерес для нас представляют современные системы автоматического создания прикладных программ с помощью визуальных средств разработки, без профессионального знания программирования.

Как уже отмечалось, главная особенность таких систем состоит в том, что они предоставляют пользователю возможность вводить инструкции в компьютер в максимально наглядном виде с помощью методов, наиболее удобных для человека, не знакомого с программированием. К числу таких средств относятся языки программирования VBA и HTML.

1. Классы данных: константы и переменные.

2. Типы данных: числовые, символьные и логические данные.

3. Объединения данных: массивы, записи, файлы.

4. Арифметические и логические выражения.

5. Арифметические операции и порядок их исполнения.

6. Приведите примеры простых и составных высказываний.

7. Сущность структурирования данных. Иерархические, сетевые и табличные структуры данных.

В IT-вселенной существует множество языков программирования. С каждым годом их становится всё больше и больше. Например, сравнительно недавно появились языки Scala, Kotlin, Go и Closure. Но история говорит нам о том, что выживут лишь немногие из них.

Языки, о которых пойдёт здесь речь, внесли огромный вклад в мир разработки программного обеспечения. Именно поэтому они и попали в десятку самых влиятельных языков последних пятидесяти лет.

Языки — это важнейшая составляющая индустрии программирования. Их часто обсуждают, критикуют, их, с течением времени, улучшают. Они у всех на слуху, но их историю, хотя бы то, как зовут их создателей, знают далеко не все. Такое менее характерно для популярных языков. Например, все знают о том, что Джеймс Гослинг — это отец Java. Но далеко не каждый программист знает о том, кто создал Perl, Pascal, Lisp или Erlang.

Автор статьи, перевод которой мы сегодня публикуем, говорит, что к её написанию его подтолкнула вышеописанная ситуация. Здесь речь пойдёт о самых популярных и успешных языках программирования и об их создателях.

Топ-10 языков программирования и их создатели

Представляю вашему вниманию рассказ о десяти языках программирования и об их создателях. Языки здесь расположены в произвольном порядке за исключением первого в списке — языка Java. Я — Java-разработчик, поэтому решил поступить именно так.

Знаю о том, что многие C-программисты со мной не согласятся и посчитают, что первым в списке должен быть язык C. Их можно понять, ведь C — это самый старый из языков, которые всё ещё широко используются. Но эта статья не является неким рейтингом языков. Это — материал, который призван напомнить всем его читателям о мастерах компьютерного искусства, которые изменили мир языков программирования и разработки программного обеспечения.

1. Java — Джеймс Гослинг

Java — это один из самых популярных и успешных языков программирования. Java создал доктор Джеймс Артур Гослинг. Он известен как «отец Java».

Изначально разработкой и поддержкой Java занималась компания Sun Microsystems. С января 2010 года, после того, как компанию Sun купила Oracle, этим занимается Oracle.

В основу Java положен принцип WORA («Write Once Run Anywhere», «Написано один раз, работает везде»). Платформонезависимость Java стала одной из фундаментальных причин успеха этого языка в корпоративной среде.

В настоящее время Java — это один из самых популярных языков. Если вы хотите изучить Java — взгляните на этот учебный курс.

2. C — Деннис Ритчи

Деннис Макалистэйр Ритчи, американский компьютерный специалист, занимался созданием языка программирования C в 1967 — 1973 годах в AT&T Bell Labs.

Язык C всё ещё весьма популярен. Он широко используется в системном программировании. Он старше Java, но не сдаёт своих позиций.

Деннис Ритчи, кстати, создал ещё и всемирно известную операционную систему Unix. Сделал он это вместе со своим давним коллегой Кеном Томпсоном.

Если сравнить популярность Денниса Ритчи с популярностью Билла Гейтса или Стива Джобса, то окажется, что сравнивать тут почти нечего. Но мало кто может сравниться с ним в том, какой вклад он сделал в мир информационных технологий. Об этом стоит знать каждому программисту. Если вы хотите изучить C — взгляните на эту специализацию на Coursera.

3. С++ — Бьёрн Страуструп

Бьёрн Страуструп родился 30 Декабря 1950 года в городе Орхус, в Дании. Он известен благодаря созданию и разработке широко используемого языка программирования C++.

C++, как можно судить по названию языка, представляет собой язык нового поколения, следующего за языком C. C++ отличается поддержкой возможностей по объектно-ориентированному программированию. Это во времена появления C++ выглядело, в сравнении с C, невероятно интересно.

Читайте также:  Почему windows media player не воспроизводит видео

C++ всё ещё остаётся одним из самых популярных языков. Он, например, широко используется при разработке систем высокочастотного трейдинга из-за того, что код, написанный на C++, довольно-таки близок к системным возможностям компьютеров, и из-за того, что этот язык поддерживает популярные в наше время объектно-ориентированные возможности.

Если вы хотите изучить С++ с нуля — рекомендую взглянуть на этот учебный курс. В нём хорошо сочетаются теория и практика.

4. Python — Гвидо ван Россум

Гвидо ван Россум

Язык Python разработал Гвидо ван Россум из Центра математики и информатики (CWI). Python — это высокоуровневый язык общего назначения. При его проектировании особое внимание уделялось хорошей читабельности кода. Его синтаксис считается чистым и выразительным.

В США Python почти заменил Java в научной среде. В частности, это выражается в том, что современные студенты начинают осваивать программирование с изучения Python, а не C или Java, как это было раньше.

Python широко используется в разных сферах, в частности, в веб-разработке и в области информационной безопасности. Этот язык применяется в таких компаниях, как Google, Yahoo и Spotify. Вот хороший учебный курс по Python.

5. JavaScript — Брендан Эйх

Если бы вы спросили меня о том, какой язык программирования можно назвать самым популярным в последние 5-10 лет, то я сказал бы, что это JavaScript. Он, совершенно определённо, господствует в мире клиентской веб-разработки, не в последнюю очередь — за счёт существующих JavaScript-библиотек. Кроме того, он пользуется серьёзной популярностью и в серверной среде — благодаря платформе Node.js.

JavaScript — это скриптовый язык, в котором используются механизмы прототипного наследования. Это — динамический язык со слабой типизацией, который поддерживает работу с функциями высшего порядка. JavaScript создал Брендан Эйх, работавший во время разработки этого языка в Netscape Communications Corporation.

JavaScript-код может выполняться в браузерах, на JavaScript пишут всё то, что приводит в движение современные веб-интерфейсы. JavaScript используется на практически каждом серьёзном сайте.

Если вы хотите изучить JavaScript — к вашим услугам огромное количество материалов.

6. PHP — Расмус Лердорф

Язык PHP (изначально он назывался Personal Home Page Tools, что переводится как «Инструменты для создания персональных веб-страниц») создал в 1995 году Расмус Лердорф. Вне зависимости от того, насколько сильно вы этот язык ненавидите, вам никуда не деться от того факта, что он довольно-таки популярен при разработке серверных частей современных веб-проектов.

В настоящее время эталонная реализация PHP разрабатывается силами The PHP Group. PHP соперничал с технологиями Microsoft Active Server Pages (ASP) и Java Server Pages (JSP) и в итоге стал гораздо более востребованным, чем они. Это — опенсорсный язык, который используется такими интернет-гигантами, как Facebook, Wikipedia, WordPress и Joomla.

Если вы хотите изучить PHP — загляните сюда.

7. Perl — Ларри Уолл

Perl — это высокоуровневый, динамический, интерпретируемый язык программирования общего назначения. Его создал Ларри Уолл в середине 1980-х. Своей популярностью Perl обязан замечательными возможностями по обработке текстов.

Perl всё ещё является основным языком, используемым для разработки скриптов в UNIX-системах. Perl используется в сфере компьютерной графики, в приложениях для работы с базами данных, в сфере сетевого программирования. Среди компаний, которые используют этот язык, можно отметить IMDB, Amazon и Priceline. Вот хороший учебный курс по Perl.

8. Ruby — Юкихиро Мацумото

Язык Ruby был создан Юкихиро Мацумото в середине 1990-х в Японии. Программирование на Ruby — занятие увлекательное. Если вы пробовали веб-фреймворк Ruby on Rails, то вы меня поймёте.

Воздействие на Ruby оказали такие языки, как Perl, Ada, Lisp, Smalltalk. Этот язык создан в расчёте на то, чтобы писать программы на нём можно было бы быстро и приятно.

Ruby, в основном, используется при разработке веб-приложений. В частности, этот язык применяется в таких компаниях, как Twitter, Hulu и Groupon.

Вот учебный курс по Ruby.

9. Lisp — Джон Маккарти

Язык Lisp (LISt Processing language, язык обработки списков) был разработан Джоном Маккарти. Это — один из старейших высокоуровневых языков, которые используются по сей день.

Я никогда не изучал Lisp, но говорят, что этот язык является прародителем таких языков функционального программирования, как Haskell, Erlang и Scala. Этот язык используется в самых разных сферах. В частности — в военной. По Lisp существует не так уж и много учебных курсов. Вот — один из них.

10. Pascal — Никлаус Вирт

Pascal — это императивный процедурный язык, разработанный в конце 1960-х Никлаусом Виртом. Этот язык оказал значительное влияние на IT-индустрию. Он создавался как компактный и эффективный язык, направленный на поддержание хорошего стиля программирования за счёт использования структурного подхода к разработке. Как и в случае с Lisp, по Pascal существует не так уж и много учебных курсов. Всё же язык это довольно старый. Но если вы хотите его изучить — загляните сюда.

Итоги

Я поделился с вами моим рассказом о 10 языках программирования и об их создателях. Все, о ком я рассказал, внесли серьёзный вклад в развитие IT-индустрии. Без них современный мир был бы совсем другим.

Уважаемые читатели! Если бы вы составляли список самых влиятельных языков программирования, подобный этому, какие языки вы включили бы в него?

Ссылка на основную публикацию
Сони плейстейшен нетворк вход
Игры по сети, развлечения, друзья, покупки и многое другое – ваше сетевое приключение начинается в PSN. Подключитесь к нашему сетевому...
Смарт часы фикситайм 3 отзывы
Данный товар недоступен для доставки в Ваш регион Мы всегда стремимся к лучшему, чтобы радовать своих покупателей самыми выгодными ценами....
Смарт часы эпл для детей
1 min Apple Watch — самые популярные умные часы в мире. Является ли это идеальным выбором для вашего ребенка, зависит...
Сони f3112 xperia xa
Недорогой смартфон компании Sony (22 990 рублей за Dual версию) с интересным дизайном, LTE, двумя отдельными слотами для SIM-карт, слотом...
Adblock detector