Программирование в компьютерных системах

Несмотря на то, что ассемблер является машинно-ориентированным языком, то есть языком низкого уровня, программист может применять его для работы, как на высоком, так и на среднем уровне. Низкий уровень программирования на ассемблере подразумевает прямое обращение к каналам ввода-вывода устройств, называемых портами ввода-вывода, и прямой доступ в оперативную память.

Turbo Assembler, помимо полной  поддержки транслятора фирмы Microsoft имеет дополнительные возможности, объединённые в режиме, названном  разработчиками Ideal. Использование  этого режима даёт возможность  начинающему программисту применять более наглядный и простой стиль разработки программ. Более опытные программисты, пишущие на ассемблере, могут использовать такие возможности режима Ideal, как вложенные структуры, объединения.

Важной особенностью режима Ideal является применение проверки типов данных, подобно языкам высокого уровня, что позволяет выявить многие ошибки ещё на этапе трансляции.

Ассемблер предоставляет программисту полую свободу действий при разработке программы, что является и его достоинством, и недостатком, так как требует от разработчика знания системы команд данного компьютера и его операционной системы. Кроме того, несмотря на минимальный размер выполняемого файла при максимальной скорости работы, время, необходимое для создания программы, резко возрастает с увеличением объёма разрабатываемого проекта. Поэтому ассемблер был и остаётся языком программирования для профессионалов.

Си++

Наследник C язык C++ быстро завоевал поддержку, являясь обновленной версией языка C. C++ был разработан шведским программистом по имени Бьярн Страуструп (Bjarne Stroustrup) в начале 1980-х. C++ имеет на вооружении несколько дополнительных команд и операторов, но основное отличие заключается в подходе к программированию.

Главная причина, по которой и сейчас C++ остается популярным, — он поддерживает объектно-ориентированное программирование (ООП). ООП — это иной способ написания программ, помогающий программисту писать программы быстрее и с наименьшим числом ошибок. ООП также позволяет повысить скорость обслуживания.

Так как Си++ восходит, главным образом, к Си. Поэтому сделанного в Си акцента на средствах низкого уровня достаточно, чтобы справляться с самыми насущными задачами системного программирования. Си, в свою очередь, многим обязан своему предшественнику BCPL.

Си++ - это машинно-ориентированный язык программирования, задуманный так, чтобы сделать программирование более приятным для серьёзного программиста. За исключением второстепенных деталей Си++ является надмножеством языка программирования Си.

Позднее была проведена проверка определения Си++, чтобы удостовериться в том, что любая конструкция, допустимая и в Си, и в Си++, действительно означает в обоих языках одно и то же. В Си++ нет типов данных высокого уровня и нет первичных операций высокого уровня. В нём нет, например, матричного типа с операций обращения.

Если пользователю понадобится подобный тип, его можно определить в самом языке. По сути дела, основным, чем занимается программирование на Си++ - это определение универсальных и специально-прикладных типов.

Популярность объектно-ориентированного языка C++ дала начало множеству новых языков для современного Интернета. Причиной успешного развития языка Java (Джава) (и его производных, таких как JavaScript) является широкомасштабное использование в нем языка C++, и хотя C++ не поддерживает достаточной безопасности программирования web-сайтов, его объектно-ориентированная природа делает Java хорошим кандидатом для программирования объектов Интернета. Компания Sun Microsystems изменила язык C++, добавив в него элементы обеспечения достаточной безопасности и убрав ряд сомнительных возможностей C++. (Примером является множественность наследования, которая позволяет генерацию одного объекта программирования, такого как окно, из набора нескольких родительских окон с различными характеристиками. Подобная концепция сбивает с толку даже при формулировании ее на высоком уровне.)

Бейсик

BASIC был разработан в  колледже города Дартмут (Dartmouth) и  предназначался для обучения  начинающих. Язык FORTRAN был сложным  для студентов нематематических отделений. Джон Кимини (John Kemeny) и Томас Курц (Thomas Kurtz), учившиеся в Дартмуте, при разработке языка BASIC в качестве основы использовали FORTRAN. BASIC — сокращение от Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code (универсальный код символических инструкций для начинающих) — имя, которое говорит само за себя. BASIC, как правило, используется с интерпретатором, хотя современные версии BASIC являются компилирующими. Это позволяет новичкам сосредоточиться на языке программирования и не вникать в особенности компиляции. Как и все интерпретируемые языки, BASIC-программы выполняются медленнее, чем откомпилированные программы, поэтому программы на языке BASIC не используются в коммерческих приложениях.

Этот язык стал одним из самых распространённых. Бейсик был первоначально задуман как очень простой язык, который можно было бы очень быстро освоить. В язык были включены примитивные средства редактирования, с тем, чтобы избавить пользователя от необходимости разбираться во всех сложностях базовой операционной системы. Вначале Бейсик использовался только для обработки числовых величин, но позднее был расширен средствами обработки строковых переменных и снабжен набором процедур простого манипулирования символьными цепочками, который фактически стал стандартом. Простота Бейсика сделала его наиболее подходящим языком программирования для первых микроЭВМ. В настоящее время он является основным языком программирования персональных ЭВМ. К сожалению, почти каждая машина имеет свой собственный диалект Бейсика, поэтому мобильность программ на Бейсике обеспечить довольно трудно. В настоящее время во многие диалекты Бейсика включаются современные управляющие структуры типа: REPEAT…UNTIL, что вселяет определённый оптимизм.

Лого

Язык Лого был создан с целью обучения школьников основам алгоритмического мышления и программирования. Лого - диалоговый процедурный язык, реализованный на основе интерпретатора с возможностью работы со списками и на их основе с текстами, оснащенный развитыми графическими средствами, которые доступны для детского восприятия. Этот язык реализован для большинства ПЭВМ, применяемых в школах. Хотя язык был разработан задолго до того, как началось массовое распространение персональных компьютеров, именно с их появлением этот язык привлёк внимание и приобрёл популярность.

Форт

Язык Форт относится к числу своеобразных языков. Он весьма популярен среди пользователей микроЭВМ. Основной чертой языка Форт является его открытость, которая позволяет строить новые определения функций на базе ранее определённых. Программист может легко добавить новые операции, типы данных или определения основного языка. Форт позволяет поддерживать многозадачный режим работы, широко используя принцип реентерабельности (одновременного доступа) программ. Структура языка позволяет создавать очень компактные трансляторы (переводчики). Программирование на этом языке требует специальных навыков, поэтому Форт находит применение при решении сложных задач имитационного моделирования, в графических системах, в системах искусственного интеллекта как средство построения баз знаний, в промышленных разработках.

Пролог

Пролог является языком логического программирования. Главное назначение языка - разработка интеллектуальных программ и систем. Пролог-это язык программирования, созданный специально для работы с базами знаний, основанными на фактах и правилах (одного из элементов систем искусственного интеллекта). В языке реализован механизм возврата для выполнения обратной цепочки рассуждений, при котором предполагается, что некоторые выводы или заключения истинны, а затем эти предположения проверяются в базе знаний, содержащей факты и правила логического вывода. Если предположение не подтверждается, выполняется возврат и выдвигается новое предположение. Пролог принят в качестве основного языка в японских ЭВМ пятого поколения.

Рефал

Несомненно надо рассказать и о некоторых языках программирования созданных у нас на родине. Один из таких языков является Рефал, разработанный у нас в России (СССР), в 1966г. ИПМ АН СССР. Этот язык прост и удобен для описания манипуляций над произвольными текстовыми объектами.

Рефал широко применяется при разработке трансляторов с алгоритмических языков как универсальных и проблемно – ориентированных, так и автокодов. Кроме использования в задачах трансляции, Рефал имеет такие важные сферы применения, как машинное выполнение громоздких аналитических выкладок в теоретической физике и прикладной математике; проектирование «умных» информационных систем, осуществляющих нетривиальную логическую обработку информации; машинное доказательство теорем; моделирование целенаправленного поведения; разработка диалоговых обучающих систем; исследования в области искусственного интеллекта и т.п.

Программирование на Рефале имеет специфику, связанную, прежде всего, с тем, что Рефал является языком функционального типа в отличие от обычных операторных языков типа Алгол, Фортран и т.д.. Если программа на операторных языках – ни что иное, как совокупность приказов-операторов, то программа на Рефале представляет собой по существу описание связей и отношений между определенными понятиями.

Вследствие того, что в Рефале программист сам определяет структуру обрабатываемой информации, эффективность программы существенно зависит от удачного или неудачного выбора этой структуры. Для задания структур в Рефале используются скобки, а специфика всех реализаций языка такова, что использование скобок резко повышает эффективность выполнения программы. Это достигается с помощью адресного соединения скобок.

Определенной спецификой обладают и переменные типа «выражения» имеется в виду их способность удлиняться при отождествлении. Правильное использование переменных этого типа также позволяет значительно повысить эффективность Рефал – программы.

Лекс

Лекс – генератор программ лексического анализа. Лексический анализ это распознавание лексем во входном потоке символов. Предположим, что задано некоторое конечное множество слов (лексем) в некотором языке и некоторое входное слово. Необходимо установить, какой элемент множества (если он существует) совпадает с данным входным словом. Обычно лексический анализ выполняется так называемым лексическим анализатором. Лексический анализатор – это программа. Лексический анализ применяется во многих случаях, например, для построения пакетного редактора или в качестве распознавателя директив в диалоговой программе и т.д. Однако, наиболее важное применение лексического анализатора – это использование его в компиляторе. Здесь лексический анализатор выполняет функцию программы ввода данных.

Лексический анализатор выполняет первую стадию компиляции – читает строки компилируемой программы, выделяет лексемы и передает их на дальнейшие стадии компиляции (грамматический разбор, кодогенерацию и т.д.).

Лексический анализатор распознает тип каждой лексемы и соответствующим образом помечает ее. Например, при компиляции Си-программы могут быть выделены следующие типы лексем: число, идентификатор, оператор, ограничитель и т.д.

Лексический анализатор должен не только выделить лексему, но и выполнить некоторые преобразования. Например, если лексема – число, то его необходимо перевести во внутреннюю (двоичную) форму записи как число с плавающей или фиксированной запятой. А если лексема – идентификатор, то его необходимо разместить в таблице, чтобы в дальнейшем обращаться к нему не по имени, а по адресу в таблице.

Хотя лексический анализ по своей идее прост, тем не менее, эта фаза работы компилятора часто занимает больше времени, чем любая другая. Частично это происходит из-за необходимости просматривать и анализировать исходный текст символ за символом. Иногда даже бывает необходимо вернуть прочитанный символ во входной поток с тем, чтобы повторить просмотр и анализ.

5. Основы программирования на языке VBA

Самый первый вариант языка программирования BASIC (Бейсик) был создан в 1964 году сотрудниками Дартмутского колледжа Дж. Кемени и Т. Курцем. История происхождения названия языка тоже весьма интересна.

В прошлом веке один английский миссионер выделил из английского языка триста наиболее употребительных слов, назвал их Basic English и стал обучать местных жителей. Опыт оказался весьма успешным, и контакты с ними значительно упростились. Создатели языка BASIC стремились достигнуть того же эффекта – облегчить взаимопонимание между начинающими программистами и компьютером. Аббревиатура BASIC так и расшифровывается – «Beginner’s All purpose Symbolic Instruction Code», что в переводе значит «многоцелевой язык символьных команд для начинающих».

Язык программирования VBA – Visual Basic for Applications, является результатом дальнейшего развития языка BASIC. Несмотря на то, что VBA для каждого из приложений, которое его поддерживает (Microsoft Excel, Microsoft Word и т.д.), имеет свой, особенный, набор возможностей, общая основа у него остается неизменной. То есть, освоив однажды VBA, например, для Microsoft Excel, использование его, затем, например, для автоматизации Microsoft Word не составит особого труда.

Программирование линейных алгоритмов.

Структурным элементом программы, написанной на языке VBA, является модуль – совокупность объявлений и процедур, объединенных в единое целое. По своему предназначению модули делятся на два типа: стандартные модули и модули объектов. К стандартным модулям относятся те, которые содержат макросы. К модулям объектов относятся модули, связанные с рабочей книгой, рабочими листами, формами и модули класса. Мы будем использовать только стандартные модули.

Чтобы осуществить вставку модуля необходимо находясь в среде VBA выполнить команду Insert (Вcтавить) / Module (Модуль).

Окно редактирования кода служит в качестве редактора для ввода и изменения кода внутри модуля. Каждый модуль состоит из области описания и одной или нескольких процедур. Процедура представляет собой последовательность операторов, которые часто называют программными кодами. Входящие в модуль процедуры объединены общей областью описания. В ней описываются данные и объекты, которые являются общепринятыми для процедур модуля. Иерархия указанных объектов такова: