Принципы работы компьютера. Языки программирования

Совсем недавно, во времена Советского Союза, информатика считалась лженаукой. На сегодняшний день правительства определенных стран жалуются на атаки, поступающие от российских хакеров. Стоит отметить, что в настоящий момент Россия производит мало высокотехнологичных устройств, однако умных программистов достаточно. В данной статье речь пойдет о компьютерных языках, их классификации, сути, возможностях и перспективы применения в будущем.

Что представляют собой компьютерные языки?

На самом деле, это система знаков и символов, созданная для общения человека и компьютера. Невозможно просто взять и подойти к устройству, начав ему что-либо объяснять. С этой целью созданы специальные слова-коды и лексика, составляющие основу компьютерных языков. Они доносятся до устройства в понятной ему форме. Сегодня можно найти больше, чем 8 тысяч разных языков, предназначенных для общения человека и компьютера. Правда, все их знать невозможно. Некоторые создают язык для себя, другие занимаются этим на коммерческой основе. Однако опытный пользователь знает в совершенстве несколько базовых из них.

Какие языки программирования наиболее известные?

В мире компьютерных технологий всегда что-то развивается и совершенствуется. Таким образом, появляются новые разработки, а прошлые модернизируются. Не являются исключением и компьютерные языки программирования. Наибольшей популярности добились следующие из них:

С/С++;
Java;
Python;
Visual Basic;
PHP.

Это далеко не весь перечень, на самом деле их намного больше. Здесь представлены самые основные, которые используются для написания более 90% компьютерных приложений. Стоит рассмотреть их более подробно.

Процедурный С/С++

Языки С и C++ пользователи называют двумя братьями. Существует версия, что это два различных языка программирования, однако это неверно. С++ выступает в качестве некоторого усовершенствования предыдущего языка, которое облегчает написание программ и сохраняет прежний синтаксис. Разработка С была начата еще в семидесятых годах прошлого века. Приблизительно через десять лет началось создание С++. В настоящий момент последний является одним из наиболее известных. Он содержит множество функций, позволяет создать операционную систему, а также драйверы, предназначенные для устройств, игры и прочее.

Если говорить о преимуществах и недостатках данного языка, трудно делать однозначные выводы. Существуют его приверженцы, а также беспощадные критики. Главным предметом споров выступает то, что в нем отсутствует что-то свое. Здесь объединены функции и возможности нескольких языков программирования. Таким образом, получился комплексный инструмент. Если же начать рассматривать его по отдельно взятым функциям, он уступает языкам узких специализаций.

Независимый и безопасный Java

Данный английский язык программирования был разработан компанией Sun Microsystems. За счет того, что написанная программа способна транслироваться в особый байт-код, она может функционировать независимо от типа операционной системы либо компьютерной архитектуры. Благодаря этому язык Java стал наиболее известным. Он встречается в следующих устройствах:

Бытовой технике;
банкоматах;
городских автоматах, а также во всем, что имеет связь с компьютерными технологиями.

Java используется для написания многих известных приложений для смартфонов, а также телефонов. Кроме того, данный язык программирования имеет довольно высокий уровень безопасности. Использование программой действий в границах собственных полномочий контролируется с помощью виртуальной машины, которая осуществляет передачу команды на устройства.

Таким образом, при совершении попытки выполнить другую задачу программа сразу прекращает свою работу. При рассмотрении простоты языка необходимо указать исследования, показывающие, что одинаковые операции пишутся в 1,2-2 раза дольше, нежели на языке C++. Кроме того, намного больше ресурсов необходимо на осуществление команд. Однако команда разработчика регулярно выпускает множество обновлений, сводящих к минимуму все минусы данного языка программирования.

Если создать собственный сайт или способный делать динамические страницы. Он выступает в качестве одного из наиболее известных языков, когда необходимо создать сайты и написать веб-приложения. За счет того, что данный язык программирования разрабатывался с открытым кодом, его получилось довести до совершенства. Таким образом, он получил завидную популярность. PHP с легкостью взаимодействует с различными базами данных, начиная от MySQL и заканчивая Access. Наиболее известные сайты интернета, такие как Facebook или Wikipedia, созданы при использовании именно этого языка. Он достаточно прост в применении. Имеется даже статистика, результаты которой показывают, что более 60% программистов со всего мира, работающих на коде PHP, несколько ограниченно знакомы с английским языком. Компьютерная грамотность в данном случае ограничена только знанием требуемых функций и процедур.

Стоит также указать и на недостатки этого языка. Учитывая то, что в рейтингах наиболее популярных языков 2015 года он занял 6-е место, негативные отзывы все же присутствуют. Нужно отметить, что он был создан не одной группой программистов. Поэтому синтаксис языка не унифицирован, в нем отсутствует единая архитектура. Существуют различные процедуры, которые нужно описывать по-особенному, не придерживаясь стандартного шаблона. Кроме того, имеется одна очень существенная проблема, которая состоит в отсутствии совместимости между различными версиями языков. Версии, относящиеся к более ранним, и вовсе отказываются работать с обновлениями. Зачастую это является проблемой для переноса кода из одной версии в другую.

Современность знания и понимания языков программирования

В последнее время общение человека с компьютером набирает популярность. В этом нет ничего удивительного, поскольку информационные технологии развиваются стремительными темпами. Программировать код, а также обслуживать устройства должен квалифицированный специалист. Таким образом, спрос на грамотных программистов существует всегда. К еще одной причине популярности можно отнести спад экономики страны. Пользователь, который умеет работать с Java на профессиональном уровне, способен удаленно работать на зарубежную компанию, занимающуюся созданием приложений.

В результате он сможет заработать в месяц большую сумму, которую никогда ему не заплатят в собственной стране, если он будет заниматься аналогичным видом деятельности. Хотя, если подумать, достаточно тяжело начать успешно заниматься программированием, а также писать компьютерные программы. Английский Основной преградой для начинающих является английский язык. Как известно, многие программы и языки написаны именно с учетом его лексики.

Изучить языки онлайн Таким образом, необходимо изучить иностранный язык и знать его хотя бы на базовом уровне. На сегодняшний день это можно сделать онлайн. Для этого достаточно иметь компьютер, подключенный к интернету.

Под термином «компьютерный язык» понимают все языки, позволяющие взаимодействовать человеку и компьютеру. При этом различают языки, которые могут читать машины, и те, которые способны понимать люди.

Языки, понятные машинам, умеет читать процессор и, следовательно, выполняет отправленные с их помощью команды. В этом случае речь идет о так называемых машинных языках. Но есть еще и компьютерные языки, которые могут читать люди. К ним относятся, например, языки программирования. Они используют слова и символы человеческого языка - компьютер не может их ни прочесть, ни интерпретировать.

Чтобы сделать эти языки читаемыми для «железа», их необходимо перевести на машинный язык. Это может произойти в режиме реального времени с помощью интерпретатора или заранее с помощью ассемблера или компилятора.

Какие языки понимает компьютер?

Единого для всех компьютерного языка, как вы уже поняли из начала нашей статью, не существует. Есть очень длинный список разнообразных компьютерных языков, а наиболее известными среди них, вероятно, являются уже упомянутые языки программирования.

Скриптовые языки не переводятся предварительно компилятором в машинный код. Интерпретаторы делают их доступными для чтения компьютером, и это позволяет выполнять определенные действия. К скриптовым языкам относятся Python и Javascript.

Еще одной формой языков программирования являются так называемые высокоуровневые языки. Здесь информация программируется с помощью кода, который может прочитать человек, а компилятор преобразует этот в машинный. Примерами высокоуровневых языка являются C и C++.

В отличие от выше перечисленных языки разметки не используют программы, поэтому они не преобразуются в машинный код. Они применяются для создания таких документов, с которыми сможет работать какая-либо . Классическими примерами языков разметки являются HTML, XML или CSS.

Есть еще языки баз данных, такие как SQL. Они не относятся непосредственно к языкам программирования, но управляют компьютером при выполнении запросов в базе данных.

Если вы хотите научиться программировать самостоятельно, то в вы найдете ценные советы для начинающих программистов.

Сейчас мы просто не сможем представить свою жизнь без . Базы данных, компьютерные игры, операционные системы, социальные сети и многое другое.

Всего этого у нас не было бы, если бы люди не разработали специальные языки программирования, с помощью которых сейчас создаётся самое разнообразное программное обеспечение для компьютера.

Языки программирования исчисляются уже не десятками, а сотнями. Есть языки специально для разработки сайтов, игр, анимации.

Какие языки используются для создания обычных прикладных программ (т.е. программ, написанных непосредственно для пользователей)? Их бесчисленное множество, самые популярные из них – C++ и Delphi. Они предоставляют наибольшее количество возможностей для разработки программ на все случаи жизни. Именно их используют профессиональные программисты.

Однако и С++, и Delphi были созданы на основе более простых языков. Для C++ это язык C (называют «Си»). Предшественник Delphi – это Pascal. Многие их учат ещё в школе на уроках информатики. Язык Pascal был создан именно для обучения программированию, так как является очень простым и понятным. Сейчас он используется практически во всех школах, колледжах, университетах и институтах.

После освоения Pascal изучение Delphi проходит, что называется «на ура». Такая последовательность освоения языков, т.е. сначала именно Pascal, а потом Delphi или C, C++, является весьма желательной. На вопрос «Какой язык программирования лучше» можно ответить, что для обучения начинающим лучше всего подойдет Паскаль (Pascal).

Для разработки мультфильмов и анимации была создана специальная программа – Adobe (Macromedia) Flash. Также Flash используют при разработке сайтов и для создания компьютерных игр. Язык, применяемый во Flash, – ActionScript. Он получил огромную популярность в наши дни, так как используется во всех современных интернет-проектах.

HTML является сокращением от англ. HyperText Markup Language и переводится как «язык разметки гипертекста». С его помощью создается большинство веб-страниц. Знание HTML значительно упрощает работу со своим блогом или сайтом, но не является при этом обязательным.

Более совершенные и функциональные (но более сложные) языки, чем HTML, – это PHP, Ajax, SQL.

Для разработки игр и программ на телефоны используются, в основном, два языка – Java и C++. Про C++ мы уже говорили, а Java является языком программирования, созданным на основе C++.

Для создания 3D игр и фильмов используют язык Python. Он даёт огромнейший спектр возможностей для управления 3D графикой.

Язык Фортран был разработан для сложных математических вычислений, создан в 1954-1957 годах. Слово Fortran произошло от первых букв: FORmula TRANslator, то есть, переводчик формул. Он выполняет математические, инженерные и различные научные задачи и применяется в очень мощных компьютерах.

Как мы видим, программисты разработали языки программирования на все случаи жизни. Многие программисты являются поклонниками какого-то одного языка программирования, но это зависит от личных предпочтений. Создаются всё новые языки, усовершенствуются старые. Именно от функциональности языков программирования зависит будущее компьютерных технологий.

P.S. Статья закончилась, но можно еще прочитать.

Программирование - это целая наука, позволяющая создавать компьютерные программы. Она включает в себя огромное количество различных операций и алгоритмов, которые образуют единый язык программирования. Итак, что же это такое и какими бывают языки программирования? В статье даны ответы, а также приведен обзорный список языков программирования.

Историю возникновения и изменения программных языков следует изучать наравне с историей развития компьютерных технологий, ведь эти понятия связаны между собой напрямую. Без языков программирования невозможно было бы создать никакую программу для работы компьютера, а значит, создание вычислительных машин стало бы бессмысленным занятием.

Первый машинный язык был придуман в 1941 году Конрадом Цузе, который является изобретателем аналитической машины. Чуть позже, в 1943 г., Говард Эйкен создал машину "Марк-1", способную считывать инструкцию на уровне машинного кода.

В 1950-х годах начался активный спрос на разработку программного обеспечения, а машинный язык не выдерживал большие объемы кода, поэтому был создан новый способ общения с компьютерами. "Ассемблер" является первым мнемоническим языком, заменившим машинные команды. С годами список языков программирования только увеличивается, ведь область применения компьютерных технологий становится обширнее.

Классификация языков программирования

На данный момент существует более 300 языков программирования. Каждый из них имеет свои особенности и подходит для одной определенной задачи. Все языки программирования можно условно разделить на несколько групп:

• Аспектно-ориентированные (основная идея - разделение функциональности для увеличения эффективности программных модулей).
• Структурные (в основе лежит идея создания иерархической структуры отдельных блоков программы).
• Логические (в основе лежит теория аппарата математической логики и правил резолюции).
• Объектно-ориентированные (в таком программировании используются уже не алгоритмы, а объекты, которые принадлежат определенному классу).
• Мультипарадигмальные (сочетают в себе несколько парадигм, и программист сам решает, каким языком воспользоваться в том или ином случае).
• Функциональные (в качестве основных элементов выступают функции, которые меняют значение в зависимости от результатов вычислений исходных данных).

Программирование для начинающих

Многие задаются вопросом, что же такое программирование? По сути, это способ общения с компьютером. Благодаря языкам программирования мы можем ставить перед различными устройствами определенные задачи, создавая специальные приложения или программы. При изучении данной науки на начальном этапе самое главное - это выбрать подходящие (интересные для вас) языки программирования. Список для начинающих приведен ниже:

• Basic придуман в 1964 году, относится к семейству высокоуровневых языков и используется для написания прикладных программ.
• Python ("Питон") довольно легко выучить благодаря простому читаемому синтаксису, преимущество же в том, что на нем можно создавать как обычные десктопные программы, так и веб-приложения.
• Pascal ("Паскаль") - один из древнейших языков (1969 г.), созданных для обучения студентов. Его современная модификация имеет строгую типизацию и структурированность, однако "Паскаль" - вполне логичный язык, который понятен на интуитивном уровне.

Это не полный список языков программирования для начинающих. Существует огромное количество синтаксисов, которые доступны для понимания, и обязательно будут востребованы в ближайшие годы. Каждый вправе самостоятельно выбрать то направление, которое будет интересным для него.

Новички имеют возможность ускорить изучение программирования и его основ благодаря специальным инструментам. Основной помощник - это интегрированная среда разработки программ и приложений Visual Basic («Визуал Бейсик» одновременно является и языком программирования, который унаследовал стиль языка Basic 1970-х годов).

Уровни языков программирования

Все формализованные языки, предназначенные для создания, описания программ и алгоритмов для решения задач на компьютерах, делятся на две основных категории: языки программирования низкого уровня (список приведен ниже) и высокого уровня. Поговорим о каждом из них отдельно.

Низкоуровневые языки предназначены для создания машинных команд для процессоров. Главное их преимущество в том, что они используют мнемонические обозначения, т. е. вместо последовательности нулей и единиц (из двоичной системы счисления) компьютер запоминает осмысленное сокращенное слово из английского языка. Самые известные языки низкого уровня - это "Ассемблер" (существует несколько подвидов этого языка, каждый из которых имеет много общего, а отличается лишь набором дополнительных директив и макросов), CIL (доступен в платформе.Net) и Байт-код JAVA.

Языки программирования высокого уровня: список

Высокоуровневые языки созданы для удобства и большей эффективности приложений, они являются полной противоположностью низкоуровневых языков. Их отличительная черта - наличие смысловых конструкций, которые емко и кратко описывают структуры и алгоритмы работы программ. В языках низкого уровня их описание на машинном коде было бы слишком длинным и непонятным. Языки же высокого уровня обладают независимостью от платформы. Вместо них функцию транслятора совершают компиляторы: они переводят текст программы в элементарные машинные команды.

Следующий список языков программирования: C ("Си"), C# ("Си-шарп"), "Фортран", "Паскаль", Java ("Ява") - входит в число самых используемых высокоуровневых синтаксисов. Он обладает следующими свойствами: эти языки работают с комплексными структурами, поддерживают строковые типы данных и операции с файлами ввода-вывода информации, а также имеют преимущество - с ними гораздо проще работать благодаря читабельности и понятному синтаксису.

Самые используемые языки программирования

В принципе, написать программу можно на любом языке. Вопрос в том, будет ли она работать эффективно и без сбоев? Вот почему для решения различных задач следует выбирать наиболее подходящие языки программирования. Список по популярности можно охарактеризовать так:

• языки ООП: Java, C++, Python, PHP, VisualBasic и JavaScript;
• группа структурных языков: Basic, Fortran и Pascal;
• мультипарадигмальные: C#, Delphi, Curry и Scala.

Область применения программ и приложений

Выбор языка, на котором написана та или иная программа, во многом зависит от области ее применения. Так, например, для работы с самим "железом" компьютера (написания драйверов и поддерживающих программ) лучшим вариантом станет C ("Си") или С++, которые входят в основные языки программирования (список смотрите выше). А для разработки мобильных приложений, в том числе игр, следует выбрать Java или С# ("Си-шарп").

Если вы еще не определились, в каком направлении работать, то рекомендуем начать изучение с языков C или C++. Они имеют весьма понятный синтаксис, четкое структурное разделение на классы и функции. К тому же, зная C или С++, можно с легкостью выучить любой другой язык программирования.

Язык программирования - формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под её управлением.

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.

Низкоуровневый язык программирования (язык программирования низкого уровня) - язык программирования, близкий к программированию непосредственно в машинных кодах используемого реального или виртуального (например, Java, Microsoft .NET) процессора. Для обозначения машинных команд обычно применяется мнемоническое обозначение. Это позволяет запоминать команды не в виде последовательности двоичных нулей и единиц, а в виде осмысленных сокращений слов человеческого языка (обычно английских).

Языки программирования низкого уровня

Первым компьютерам приходилось программировать двоичными машинными кодами. Однако программировать таким образом - достаточно трудоемкая и сложная задача. Для упрощения этой задачи стали появляться языки программирования низкого уровня, которые позволяли задавать машинные команды в более понятном для человека виде. Для преобразования их в двоичный код были созданы специальные программы - трансляторы.

Рис.1. Пример машинного кода и представления его на ассемблере

Трансляторы делятся на:

компиляторы - превращают текст программы в машинный код, который можно сохранить и затем использовать уже без компилятора (примером являются исполняемые файлы с расширением *. exe);

интерпретаторы - превращают часть программы в машинный код, выполняют и после этого переходят к следующей части. При этом каждый раз при выполнении программы используется интерпретатор.

Примером языка низкого уровня является ассемблер. Языки низкого уровня ориентированы на конкретный тип процессора и учитывают его особенности, поэтому для переноса программы на ассемблере на другую аппаратную платформу ее нужно почти полностью переписать. Определенные различия имеются и в синтаксисе программ под разные компиляторы. Правда, центральные процессоры для компьютеров фирм AMD и Intel практически совместимы и отличаются лишь некоторыми специфическими командами. А вот специализированные процессоры для других устройств, например, видеокарт, телефонов содержат существенные различия.

Преимущества

С помощью языков низкого уровня создаются эффективные и компактные программы, поскольку разработчик получает доступ ко всем возможностям процессора.

Недостатки

Программист, работающий с языками низкого уровня, должен быть высокой квалификации, хорошо понимать устройство микропроцессорной системы, для которой создается программа. Так, если программа создается для компьютера, нужно знать устройство компьютера и, особенно, устройство и особенности работы его процессора;

результирующая программа не может быть перенесена на компьютер или устройство с другим типом процессора;

значительное время разработки больших и сложных программ.

Языки низкого уровня, как правило, используют для написания небольших системных программ, драйверов устройств, модулей стыков с нестандартным оборудованием, программирование специализированных микропроцессоров, когда важнейшими требованиями являются компактность, быстродействие и возможность прямого доступа к аппаратным ресурсам.

Ассемблер - язык низкого уровня, что широко применяется до сих пор.