Языки программирования. Что такое язык программирования

Никлаус Вирт создал язык в 1969 году и назвал его в честь математика Блеза Паскаля. Он остается популярным языком программирования и сегодня. Он используется в университетах и средних школах для обучения студентов первого курса. Многие другие языки основаны на нем.

2 – Введение в языки программирования

Современные компьютеры работают все быстрее и быстрее. Однако существуют некоторые важные ограничения. Во-первых, они понимают только один ограниченный набор команд, поэтому вам нужно точно сказать им, что делать.

Компьютерная программа (обычно называемая приложением) — это набор команд, которые компьютер может запустить и выполнить. Процесс создания программы называется программированием. Разработчики обычно создают программу путем подготовки исходного кода (обычно сокращенно — код). Это список шагов, которые вводятся в один или несколько текстовых файлов.

Набор естественных компонентов компьютера, из которых он состоит и которые выполняют программу, называется материалом. Когда компьютерная программа загружается в память и материал выполняет каждую команду по очереди, это называется инициацией или выполнением программы.

Машинный язык

Центральный процессор (ЦП) компьютера не понимает C ++. Ограниченный набор команд, которые центральный процессор понимает сразу, называется машинным кодом (или машинным языком, или набором команд).

Примером командного языка является: 10110000 01100001.

Когда компьютеры только появились, разработчикам приходилось писать программы непосредственно в машинном коде, что было сложно и отнимало много времени.

То, как организованы эти инструкции, не входит в тему данного введения, но интересно отметить два момента.

• Во-первых, каждая инструкция состоит из последовательности нулей и единиц. Каждый отдельный 0 или 1 называется битом (от «binary digit», или «двоичная цифра»). Количество битов, составляющих одну команду, может различаться – например, некоторые процессоры обрабатывают инструкции, которые всегда имеют длину 32 бита, тогда как некоторые другие процессоры (например, семейство x86, которое вы, вероятно, используете) имеют инструкции, которые могут быть переменной длины.
• Во-вторых, каждый набор битов интерпретируется центральным процессором в команду для выполнения очень конкретной работы, например, сравнения этих двух чисел или помещения этого числа в эту ячейку памяти. Однако из-за того, что разные CPU имеют разные наборы инструкций, инструкции, написанные для одного типа процессоров, не могут использоваться процессором, который не использует такой же набор команд. Это означало, что программы, как правило, нельзя было портировать (переносить, использовать без серьезной доработки) между различными типами систем, и их приходилось переписывать заново.

Язык ассемблера

Людям было трудно читать и понимать машинный код, поэтому был изобретен язык ассемблера. В языке ассемблера каждая команда обозначается короткой аббревиатурой (вместо набора битов), и могут использоваться другие числа.

Те же команды, что и выше, но в сборке языка: mov al, 061h.

Это делает разработку более легкой для чтения и написания, чем машинный код. Однако центральный процессор не сразу понимает язык ассемблера. Вместо этого программы на языке ассемблера должны быть переведены в машинный код, прежде чем они смогут быть выполнены центральным процессором. Это делается программой, называемой ассемблером. Программы, написанные на языке ассемблера, обычно очень быстрые, и ассемблер все еще используется, когда важна скорость выполнения.

Однако язык ассемблера имеет недостатки. Во-первых, язык ассемблера требует много команд, даже для выполнения простых задач. Хотя отдельные инструкции читаются довольно легко, понимание того, из чего состоит весь график, может оказаться сложной задачей (как попытка понять предложение, рассматривая каждый символ в отдельности). Во-вторых, языки на ассемблере еще не очень переносимы. Программы, написанные на ассемблере для процессоров, могут не работать с материалом, который использует другой набор команд и требует переписывания или модификации.

Однако этот вариант не так безопасен. В написанном программном обеспечении часто возникают ошибки. Однако без JavaScript современные интернет-браузеры просто перестали бы функционировать.

Что такое программа и куда её писать

Процессор, несмотря на всю сложность его конструкции и изготовления, по сути своей достаточно прост и ответственен. Он не может выполнять новые задания, искать или находить решения неформальных, уникальных задач. Он может только выполнять скучные, передаваемые ему из байта в байт, из команды в команду. Это утомительный, но ненасытный и очень навязчивый набор инструкций. Существует грубый пример последовательности инструкций.

Выполнение такой последовательности команд приведет к появлению на экране панически-скоростной фразы «аааа!».

Так много кода для такой простой цели! Очевидно, что если бы все программы писались быстро, то вскоре на разработку сложного продукта потребовались бы столетия. Кроме того, если процессоры должны быть разработаны и произведены в коде каждого оригинального процессора.

Зачем нужны языки программирования

Языки программирования были изобретены и созданы для решения двойной проблемы. Упрощение понимания программы человеком и исключение зависимости от «железа» в исходном коде (от системы заказов конкретного процессора). Их много, и даже среди тех, которые постоянно спрашивают, быстро осваиваются один-два десятка Assembler, C, C ++, C #, Java, Python, Ruby, PHP, Scala и JavaScript.

Программы на этих языках гораздо ближе к естественным человеческим языкам. Поэтому их легче, быстрее и интереснее писать. И самое главное, их гораздо легче читать. Сразу после написания, через год или от вас, от ваших коллег.

Проблема заключается в том, что эти языки непонятны процессору и должны быть переведены, прежде чем программа сможет быть выполнена с естественного языка на язык процессора (машинный язык). Перевод — перевод слово в слово прямой (выражение в выражение) — осуществляется программой — переводчиком. Это считается синхронным переводом, когда переводчик переводит фразы, представляющие полный смысл, со скоростью произношения или прибытия. Перевод — перевод также может быть выполнен над всем текстом программы — это делает программа — компилятор (компилятор — составитель, сборщик). Их действие похоже на перевод обычного готового текста. Если только это не язык фэнтези, в каждом языке есть переводчик-переводчик. Это может быть интерпретатор или компилятор, или и то, и другое. Для распространенных языков, как правило, существует целый ряд поставщиков, из которых можно выбирать, и различные платформы. Большинство из них находятся в свободном доступе в Интернете.

Следовательно, языки, понятные человеку, имеют программы. Их также называют «исходный код», просто «код» или «источник». Они записываются в простые текстовые файлы с помощью любого текстового процессора, даже Блокнота. Затем они преобразуются в набор единиц и нулей, понятных процессору, и используются транслятором (интерпретатором или компилятором), который интерпретирует исходный код и выполняет команды, непосредственно используя ресурсы процессора. В качестве записи двоичный исполняемый файл — это то же самое, что процессор понимает и вызывает исполняемую программу.

Двоичные файлы не могут быть прочитаны человеком и обычно исполняются только процессором. Они могут иметь различные типы в зависимости от того, для какой цели они предназначены: файлы .exe — это исполняемые файлы программ операционной системы Windows, .hex — исполняемые файлы программ, подготовленные для загрузки в микроконтроллер, например Arduino. Файл .exe — это исполняемый файл программы, подготовленный для загрузки на выполнение микроконтроллером, например, Arduino. и работает практически на «чистом материале» (без операционной системы и других системных программ).

Почему существует так много языков программирования и в чем их различия?

Почему; потому что на планете существует множество людей и компаний, и многие из них считают, что они могут делать что-то лучше, чем кто-либо другой.

Разное: разные языки имеют разный баланс между написанием, читабельностью и скоростью выполнения.

Взгляните на одну и ту же программу, которая генерирует 99 песен о пивных бутылках на разных языках программирования.

Например, язык Perl. Написано быстро — разработчик не может понять, что это значит — выполнено медленно:.

На чём программируется Arduino

Если говорить о микроконтроллерах Arduino или Atmel, какой язык вы используете для написания программы? Теоретический ответ: любой язык. На практике, однако, варианты ограничены Ассемблером, C и C ++. Причина этого в том, что ресурсы очень ограничены по сравнению с настольными компьютерами. Килобайты памяти, а не гигабайты. Гигагерц, а не мегагерц процессора. это цена дешевизны и энергоэффективности.

Для этого необходим язык, который можно компилировать и эффективно выполнять. Это означает преобразование этих нулей и тузов из команд наилучшим образом, не тратя ценные команды и память. Именно в этом заключается эффективность номинативных языков. Используя их, даже в рамках узких ограничений ресурсов микроконтроллера, можно написать множество потенциальных программ, которые будут выполняться.

Как вы видели, Ассемблер — не самый простой и элегантный язык, и, конечно же, язык для Arduino — это C/C ++.

Многие источники утверждают, что Arduino планируется на специальном языке: обработка, проводка. Это утверждение абсолютно неверно. Контроллер программируется на языке C/C ++, и эти так называемые слова являются полезными «обертками», которые решают многие стандартные задачи и скрывают особенности и детали, без необходимости каждый раз открывать колесо.

Почему C и C ++ относятся к одному и тому же предложению? C ++ является надстройкой C. Любая программа C ++ является действительной программой C ++, а не наоборот. Вы можете использовать оба варианта. Чаще всего вы даже не задумываетесь о том, что используете в своей работе.

Front-end разработчики имеют дело с тем, что видит пользователь. Пользователи — проектирование удобных интерфейсов и создание кнопок, всплывающих окон и других интерактивных элементов.

Чем язык программирования отличается от алгоритма

При создании эталонных условий пользователи сталкиваются с понятием «алгоритм». Это представляет собой четкий порядок действий и правила выполнения, не зависящие от выбранного инструмента реализации. На самом деле, алгоритмы являются частью всех языков, и разработчики используют их для создания логики выполнения.

Различия касаются следующего

1. Одна и та же команда (алгоритм) выглядит по-разному в зависимости от языка программирования.
2. Понимание алгоритма упрощает выполнение техзадания на любой платформе.
3. Высокоуровневые языки проще для понимания, чем низкоуровневые типа Ассемблера.

Последнее объясняется использованием удобного для пользователя форматирования, при котором пользователь использует смещения линий. Специалисты по обработке кода обычно выделяют типичные участки разными цветами. Визуализация помогает ориентироваться в «чужих» программах, а также ускоряет разработку собственных алгоритмов.

Как компьютер понимает языки программирования

Технически, цифровая электроника управляется серией единиц и нулей. Однако ручная обработка таких последовательностей непрактична, учитывая объемы, с которыми нам приходится иметь дело сегодня. Современные языки программирования, с другой стороны, представляют собой «наборы фраз» с функциями. Перед выполнением каждое приложение переводится в машинные команды.

1. Исходный текст программы прогоняется через модуль компилятора.
2. После запуска происходит выполнение заданного алгоритма программы.
3. В ряде случаев возможна декомпиляция и редактирование кода.

Во время депривации программа считывается и выполняется шаг за шагом с помощью интерпретатора, с визуальным представлением результата. Интересным фактом является то, что оба приложения (компилятор и интерпретатор) также написаны на языке программирования. Это набор машинного кода, который ранее был неким исходным кодом, например, на языке C++.

Многие программы состоят из некоего стандартизированного модуля «открыть окно импорта данных». Для упрощения и ускорения создания продуктов все чаще используются библиотеки сигнального кода. Это заранее разработанные и протестированные модули, которые можно просто вставить в текст. Или же они хранятся в отдельном файле, к которому программа регулярно обращается.

Почему появляются новые языки программирования

Кульминацией четкого программирования считается кадр. Типичными представителями этой категории в веб-разработке являются Bootstrap, React.JS, Django, Laravel и Angular. На рынке существует множество подобных «продуктов». Эти инструменты часто называют «новыми» языками программирования.

Зачем разрабатывать новые продукты:.

1. Изменение локальных и сетевых технологий.
2. Рост мультимедийных возможностей оборудования.
3. Возрастают потребности пользователей компьютеров.

Эта тенденция особенно заметна в мобильных телефонах, социальных сетях и поисковых системах. Алгоритмы искусственного интеллекта начинают применяться повсеместно, но потенциала старых платформ явно недостаточно для обеспечения определенных функций. Кроме того, количество программного обеспечения резко возрастает, и разработчикам необходимо думать о сокращении времени выполнения. В противном случае конкуренты выпустят аналогичные продукты раньше. В противном случае программировать не выгодно, так как расходы значительно возрастут. Выгоднее содержать двух разработчиков, специализирующихся на фреймворке, чем большой штат сотрудников, пишущих код на одном из «примитивных» языков.