Sodobni programski jezik na visoki ravni: primeri in primerjave

21. 4. 2019

Večina sodobnih računalniških programov je napisana z uporabo jezikov na visoki ravni. Omeniti je treba, da so bili mnogi izmed njih razviti v 60. in 70. letih, vendar so še vedno pomembni. Katera druga dejstva o jezikih na visoki ravni lahko izpostavimo? Katere so najpogostejše vrste sorodnih rešitev?

Programski jezik visoke ravni

Bistvo programskih jezikov na visoki ravni

Programski jezik na visoki ravni je orodje, povezano s strojem. Kaj to pomeni? Dejstvo je, da so programski jeziki razdeljeni v več kategorij.

Obstaja strojna koda: niz algoritmov, ki so namenjeni neposrednemu nadziranju uporabnikov strojne opreme računalnika. Njihovo bistvo bo popolnoma odvisno od stroja: za določene vrste osebnih računalnikov so primerni le določeni algoritmi.

Prvi programski jezik na visoki ravni, ustvarjen za

Obstajajo zbirni jeziki. Pravzaprav so nadgradnja nad tistimi, ki so namenjeni za nadzor nizke ravni strojne komponente računalnika s pomočjo strojne kode. Toda v mnogih pogledih se sestavljalni jeziki pogosto imenujejo tudi strojno odvisni. Praviloma so prilagojene določeni vrsti komponente strojne opreme računalnika. Njihova glavna naloga je poenostaviti računalniško upravljanje za uporabnika z ustreznimi komunikacijami na nizki ravni.

Programski jezik na visoki ravni omogoča uporabniku interakcijo z osebnim računalnikom, ne glede na to, katera strojna oprema je nameščena v računalniku. Zato ga je treba pripisati strojno neodvisni. Pri pisanju operacijskih sistemov je najpogosteje vključen programski jezik visoke ravni. Vendar pa obstaja OS, ki je napisana v zbirniku. Programski jeziki nizke in visoke ravni se lahko uporabljajo hkrati. Oseba, ki PC-ju dodaja ukaze na visoki ravni, jih mora na takšen ali drugačen način sporočiti določenim komponentam strojne opreme, to funkcijo pa je mogoče uresničiti z uporabo skupnih jezikov hkrati z visokimi, ki so vključeni v strukturo operacijskega sistema.

Prevajalci programskih jezikov na visoki ravni

Prevajalci

Najpomembnejši elementi programskih jezikov na visoki ravni so prevajalci. Njihova funkcija je lahko drugačna. Med ključnimi področji uporabe prevajalcev je »prevajanje« ukazov, ustvarjenih v programskem jeziku na visoki ravni, v strojno kodo, ki je razumljiva določeni strojni komponenti osebnega računalnika, na primer procesorju. Prevajalci, ki opravljajo to funkcijo, se imenujejo tudi prevajalci. Obstaja še ena vrsta ustreznih komponent - tolmačev. Namenjeni so "prevajanju" ukazov na visoki ravni v tiste, ki so razumljivi operacijskemu sistemu ali katerem koli programu.

Klasifikacija jezikov na visoki ravni

Programski jeziki na visoki ravni se lahko razvrstijo iz različnih razlogov. Shema je razdeljena po tem, da so razdeljeni na naslednje glavne sorte:

- postopkovno usmerjena (uporablja se kot orodje za. t obdelave podatkov v kateri koli fazi izračuna);

- problemsko usmerjena (uporablja se kot sredstvo za reševanje industrijskih in uporabnih problemov, ki se oblikujejo pri širitvi področij uporabe računalnika);

- objektno usmerjene (lahko so posebni primeri jezikov prvih dveh tipov, vendar so prilagojeni za uporabo širokega spektra razvijalcev z različnimi stopnjami usposabljanja, na primer v obliki rešitve z vizualnim vmesnikom).

Poglejmo zdaj nekaj zgodovinskih in sodobnih programskih jezikov na visoki ravni, ki ustrezajo tej klasifikaciji.

Sodobni programski jeziki visoke ravni

Postopni jeziki

Ti vključujejo FORTRAN. Šteje se za prvi programski jezik na visoki ravni, zasnovan za široko uporabo. Zanj je značilna preprosta struktura. Postopni jeziki vključujejo tudi BASIC. Šteje se, da je eden najpogosteje uporabljenih pri učenju programiranja. Primer drugega jezikovnega postopka je SI. Prvotno je bil ustvarjen za operacijski sistem UNIX. Na njegovi podlagi je bil kasneje ustvarjen jezik C ++, dopolnjen z objektno usmerjenimi programskimi orodji. Drugi jezik v tej kategoriji je Pascal. Pogosto so vključeni tudi v učenje programiranja. Zmožnosti tega jezika omogočajo, da se uporablja kot zelo močno orodje za razvoj profesionalnih vrst programske opreme.

Problemsko usmerjeni jeziki

Ti vključujejo Lisp, Prolog. Prvi jezik je nastal leta 1962 - nekaj let po nastanku Fortrana. Zato se šteje kot druga v zgodovini. Aktivno vključen kot orodje za programerje za delo z znakovnimi nizi. V praksi se je Lisp uporabljal v sistemih, ki so bili razvrščeni kot strokovnjaki, kot tudi tisti, ki so bili namenjeni za analitične izračune. Prologue se pogosto uporablja v logičnem programiranju. V praksi se najpogosteje uporablja pri upravljanju algoritmov umetne inteligence v ustreznih sistemih.

Objektno orientirani jeziki

Zdaj preučujemo primere programskih jezikov na visoki ravni, ki so objektno usmerjeni. Med njimi so Visual Basic, Delphi, Visual Fortran, zgoraj omenjeni C ++ in Prolog ++. Skoraj vse temeljijo na proceduralno usmerjenih jezikih. Vendar pa se pričakuje, da bodo bistveno dopolnjeni z vizualnimi kontrolami za namen kasnejšega obvladovanja potrebnih algoritmov s strani razvijalcev, ki se uporabljajo za druga orodja. Tako lahko prvi strokovnjaki na visoki ravni, Fortran, hitro preučijo IT strokovnjaki s pomočjo zmožnosti Visual Fortrana. Z uporabo podobne metode lahko hitro obvladate Basic ali Prolog.

Programski jeziki na visoki ravni Pascal

Delphi programiranje na visoki ravni Object Pascal se izvaja. Obstaja veliko drugih razvojnih okolij programske opreme, ki so označena kot objektno usmerjeni jezik. To področje tehnologij razvoja programske opreme se aktivno razvija.

Fortran in Lisp - prvi in ​​drugi jezik visoke ravni

Spoznajmo več o tem, kako se je pojavil prvi programski jezik na visoki ravni - Fortran in Lisp, ki je drugi. Leta 1954 so IBM-ovi razvijalci, pod vodstvom Johna Backusa, ustvarili jezik, preko katerega so imeli programerji možnost, da v veliki meri olajšajo interakcijo z osebnimi računalniki, ki so bili do takrat izvedeni s strojnimi navodili ali montažerjem. Prejel je ime Fortran in kmalu postal znan v ZSSR pod Russified ime. Fortran je postal priljubljeno orodje za znanstveno računalništvo.

Glavni revolucionarni element, ki ga je skupnost IBM predlagala skupnosti, je bil pravzaprav isti prevajalnik, ki je bil zasnovan kot alternativa monterju. V prvih letih pisanja programov pri uporabi Fortrana so mnogi razvijalci menili, da prevajalnik ni popolnoma uspešna rešitev, predvsem v smislu stroškov dela. Mnoge strojne kode so bile zbrane lažje kot pri prevajalcu. Vendar pa so se s hitrim povečanjem zmogljivosti računalnika programerji začeli zavedati, da bi bila brez uporabe prevajalnika učinkovita programska oprema, ki bi v celoti izkoristila računalniško moč računalnika, zelo problematična. Zato so bile pobude razvijalcev IBM-a še naprej razvite. Osnovni sintaktični konstrukti programskega jezika na visoki ravni Fortran so v mnogih primerih začeli delovati kot osnovni pri ustvarjanju novih rešitev.

Primer za doseganje praktičnih rezultatov pri razvoju konceptov, vgrajenih v Fortran, se lahko šteje za oblikovanje Lispa. Ta jezik je bil razvit leta 1958, vendar je postal malo znan - leta 1960. Lisp je razvil John McCarthy in objavljen v eni izmed priljubljenih revij za IT-strokovnjake. Glavni namen zadevnega jezika je obdelava seznama. Lisp je postal priljubljen med razvijalci sistemov umetne inteligence. Na tej podlagi so bili ustvarjeni jeziki, kot so načrtovalec, shema in Common Lisp. Lisp je prav tako pomembno vplival na številna sodobna orodja za razvoj programske opreme. Struktura programskih jezikov na visoki ravni, ki so danes priljubljeni, v veliki meri temelji na algoritmih Fortran in Lisp.

Zanimivo pa bi bilo razmisliti o drugih pristopih k klasifikaciji obravnavanih orodij za razvoj programske opreme.

Univerzalni jeziki na visoki ravni

Sodobni strokovnjaki tako poudarjajo univerzalne jezike na visoki ravni. Ti vključujejo zlasti tiste, ki so se razvili v šestdesetih letih. Njihove ključne značilnosti:

- osredotočanje na širok spekter nalog (v glavnem povezanih z računalništvom);

- Veliko število jezikovnih konstrukcij in algoritmov;

- pomen ne le za svoj čas, ampak tudi za sodobno fazo razvoja računalniške opreme;

- podpreti v ustreznih jezikih nujno metodologijo.

Delphi programiranje v jeziku visoke ravni

Univerzalni jeziki so bistveni za ustrezno IT industrijo. Ugotovimo lahko, da do sedaj nimajo neposrednih analogov v delu notranje strukture. Dejansko to v veliki meri pojasnjuje pomen uporabe ustreznih jezikov v sodobnih objektno usmerjenih vmesnikih. Tudi v izbranih jezikih je pogost tip podatkov. Ta dejavnik v veliki meri določa njihovo univerzalnost. Med najpomembnejšimi lastnostmi jezikov, ki spadajo v kategorijo univerzalnega, je kontinuiteta. Tako so zgodovinsko poznejši jeziki praviloma temeljili na konceptih predhodnikov.

Edinstveni jeziki

Nekateri strokovnjaki za IT razlikujejo „edinstvene jezike“ kot samostojno kategorijo. Ti vključujejo: APL, Cobol, Forth, SETL in CLU. Kakšna je njihova specifičnost?

Najpomembnejši vidik APL je uporaba nizov (vektorjev in matrik) kot ključnega strukturnega tipa. Specifičnost jezika Cobol je v središču pozornosti komercialne sfere. Zato je priporočljivo, da ga uporabite pri reševanju problemov, povezanih s standardizirano obliko za predstavitev rezultatov. Za jezik Forth je značilna uporaba postfix programov za pisanje, kot tudi uporaba zapisa stack. V SETL se nizi vrednosti uporabljajo kot eden od ključnih tipov podatkov. Programski jezik na visoki ravni je tudi CLU. Njena glavna značilnost je uporaba koncepta dela z abstraktnimi tipi podatkov. Mnogi strokovnjaki za informacijsko tehnologijo vidijo logično pojavljanje novih rešitev, ki temeljijo na unikatnih jezikih - kot je na primer Object-Oriented Cobol.

Osnovne skladenjske konstrukcije programskega jezika na visoki ravni

Orodja za paralelno programiranje

Ta kategorija lahko vključuje veliko število rešitev. Vzporedni programski jeziki imajo lahko številne razloge za razvrstitev. Na primer, metoda procesne organizacije. Ta osnova predlaga klasifikacijo vzporednih programskih orodij, ki temeljijo na:

- koroutini;

- vilice;

- združenja;

- vzporedni oklepaji;

- algoritmi za delo s procesi.

Druga osnova za razvrščanje jezikov te vrste so metode sinhronizacije procesov. Ustrezne rešitve lahko zato vključujejo:

- semafore;

- monitorji;

- "Rendezvous";

- kritična območja;

- oddaljeni klic postopka;

- transakcije, povezane z kategorijo atomskih.

Jeziki te vrste so Modula-2, BLISS, Concurrent Pascal, DP, Argus.

C jezikovna družina

Zgoraj smo obravnavali rešitev, kot je C, kot primer programskega jezika na visoki ravni, ki v bistvu tvori celo družino. Jeziki, ki ji pripadajo, so zasebni konstrukti C. Zato je njegovo dodajanje k različnim objektno usmerjenim komponentam pripeljalo do razvoja C ++. Po znatnem filtriranju številnih konstrukcij C se je pojavil jezik Java. Ugotovimo lahko, da je bila Java ustvarjena predvsem pod vplivom koncepta projekta Oberon, ki ga vodi Niklaus Wirth, ustvarjalec jezika Pascal. Ali se uporablja za JavaScript na visoki ravni? Seveda, da, kljub svoji ozki uporabi, kot orodju za razvoj spletnih strani. Vendar programski jeziki na visoki ravni ne vključujejo zlasti HTML, XML in SGML. Razvrščeni so kot orodja za označevanje hiperteksta.

Pascal jezikovna družina

Visoki programski jeziki Pascal tvorijo tudi ločeno družino. Na podlagi Pascala je bil Oberon dejansko ustvarjen, razvrščen kot objektno usmerjen jezik. Ključna značilnost Oberona je njegova varnostna sposobnost. Poleg Oberona sta v jezikih družine Pascal tudi Modula-2 in Component Pascal.

Jezikovna družina Ada

Ustanovitev v ustrezni kategoriji jezikov - po naročilu Ministrstva za obrambo ZDA Ada. Nastala je v poznih 70-ih - zgodnjih 80-ih. Značilna je veliko število funkcij, značilnosti, vsestranskost. Jezikovna družina Ada vključuje rešitve, kot so Cedar, Modula 3.

Jezikovna družina Simula

Simulacijski jezik je pogost pri programskih industrijah, povezanih s simulacijo. Posebnost ustreznih odločitev je uporaba določenega jedra. Njegova uporaba omogoča uporabo različnih razširitev, prilagojenih različnim aplikacijam. Na podlagi Simule je bil ustvarjen objektno usmerjen jezik Smalltalk in BETA, za katerega je značilna sposobnost združevanja algoritmov, ki v eni abstrakciji odražajo delo s podatki, postopki in kontrolo. BETA predmete je mogoče gledati v različnih kontekstih, na primer kot spremenljivke, funkcije ali vzporedne sisteme.