Назначение языка программирования. Типы языков программирования

Системы счисления.

Система счисления- это способ записи чисел с помощью заданного набора специальных знаков (цифр).

Запись числа в некоторой системе счисления называется кодом числа.

Отдельную позицию в изображении числа принято называть разрядом, а номер позиции - номером разряда. Число разрядов в записи числа называется разрядностью и совпадает с его длиной.

Существуют системы позиционные, непозиционные и смешанные.

В непозиционных системах счисления вес цифры не зависит от позиции, которую она занимает в числе. Так, например, в римской системе счисления в числе XXXII (тридцать два) вес цифры X в любой позиции равен просто десяти.

Пример непозиционнойсистемы счисления - римская. В качестве цифр в римской системе используются: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000).
Величина числа в римской системе счисления определяется как сумма или разность цифр в числе. Если меньшая цифра стоит слева от большей, то она вычитается, если справа - прибавляется.
Пример:

CCXXXII=232
IX =9

В позиционных системах счисления вес каждой цифры изменяется в зависимости от ее позиции в последовательности цифр, изображающих число.

Любая позиционная сиситема характеризуется своим основанием. Основание позиционной системы счисления - это количество различных знаков или символов, используемых для изображения цифр в данной системе. За основание можно принять любое натуральное число - два, три, четыре, шестнадцать и т.д. Следовательно, возможно бесконечное множество позиционных систем.

Примеры позиционнойсистемы счисления - двоичная, десятичная, восьмеричная, шестнадцатеричная системы счисления и т. д.

Принцип программного управления.

Джоном фон Нейманом в 1945 г. были описаны основные принципы построения компьютеров, которые до сих пор являются стандартом практически для всех компьютеров. Одним из них является программное управление.

В основе принципа программного управления лежит представление алгоритма решения любой задачи в виде программы вычислений.

Алгоритм– точное предписание, определяющее процесс преобразования исходных данных в конечный результат. При решении задачи применим общий алгоритм: 1) получить исходные данные;2) найти решение; 3) сообщить ответ.

Программа(для компьютера)– это упорядоченная последовательность команд, подлежащая обработке. Программа описывает операции, которые нужно выполнить процессору компьютера для решения поставленной задачи.

Команда-это инструкция машине на выполнение элементарной операции. Набор операций, которые может выполнять компьютер, и правил их записи образуют машинный язык.

Структура команды в общем случае имеет вид:

Суть принципа программного управления заключается в следующем:

·все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов-команд;

·каждая команда содержит указания на конкретную выполняемую операцию, место нахождения (адрес) операндов и ряд служебных признаков. Операнды –это переменные, значения которых участвуют в операциях преобразования данных.

·команды программы расположены в памяти друг за другом, что позволяет микропроцессору организовывать выборку цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти и выполнять команду за командой.

·для перехода к выполнению не следующей по порядку команды, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов.

Некоторые программы постоянно размещаются в памяти и называются резидентными, а другие – загружаются только на время выполнения, а затем удаляются из памяти, и называются транзитными.

Программы, записанные в ПЗУ, составляют базовую систему ввода/вывода (BIOS), которая является промежуточным звеном между программным обеспечением компьютера и его электронными компонентами. Ее компоненты обеспечивают выполнение всех операций ввода/вывода в соответствии со специфическими особенностями работы каждого из периферийных устройств данного компьютера (драйверы стандартных устройств), тестируют работу памяти и устройств компьютера при включении электропитания (тест), а также выполняют загрузку операционной системы.

Назначение и классификация языков программирования.

Назначение языка программирования. Типы языков программирования.

Программы пишутся на ЯП. В отличие от живых языков, языки программирования более просты, поскольку состоят из ограниченного набора слов, предназначенных исключительно для записи алгоритмов. Любая фраза на языке программирования должна подчиняться синтаксису этого языка. Программы на языке программирования вводят в компьютер как обычный текст, а тот, зная, что это текст - программа, преобразует его к виду удобному для исполнения.

Так, язык АЛГОЛ был в свое время создан международной ассоциацией ученых для написания и публикации алгоритмов. Для решения задач в области коммерции был специально разработан язык КОБОЛ, для компьютерной обработки текстов был создан язык ПРОЛОГ, для обучения студентов программированию был придуман языки БЕЙСИК и ЛИСП, для сложных математических расчетов - ФОРТРАН, для облегчения программирования аппаратуры компьютеров - язык СИ.

Основные назначение языков программирования. - быть средством программирования: формулирования программ и их реализации на ЭВМ.

Следует учитывать, что реальные программы выполняются в среде определенной ос. Операционная система представляет собой специальный программный комплекс. В настоящее время наиболее популярными операционными системами являются операционные системы фирмы Microsoft (MS-DOS, MS Windows), а также операционные системы семейства UNIX(Linux и др.). Если к абстрактной вычислительной машине добавить операционную систему, получим виртуальную машину. Программы пишутся для абстрактной вычислительной машины, а для виртуальной машины создаются трансляторы и среды разработки и отладки программ.

Для написания программ на низком уровне абстракции используются языки программирования низкого уровня. Языки низкого уровня используются для очень подробного и детального описания операций, настолько детального, что при этом учитывается архитектура компьютера, устройство его центрального процессора. Такие языки называются машинными кодами и ассемблерами. Ассемблер дает несколько более удобный способ записи программ в машинных кодах. Программа на ассемблере получается длинной, следовательно увеличивается вероятность появления ошибок. Для составления такой программы требуется знание архитектуры компьютера, это увеличивает трудоемкость программирования. Программа оказывается привязанной к конкретной архитектуре. Все это можно считать недостатками программирования на языках низкого уровня. Преимуществом является возможность «выжать» из компьютера все что можно, и прежде всего — максимум быстродействия.

Языки программирования высокого уровня были созданы для того, чтобы преодолеть недостатки низкоуровневого программирования. Они позволяют использовать различные операции, не заботясь о деталях их реализации на конкретной архитектуре. Программы при этом оказываются более короткими, надежными и универсальными, а процесс их составления сокращается. Языки высокого уровня бывают четырех видов: императивные (процедурные), функциональные , логические , объектно-ориентированные .