Moderní programovací jazyk na vysoké úrovni: příklady a srovnání

Většina moderních počítačových programů je napsána pomocí jazyků vysoké úrovně. Je třeba poznamenat, že mnohé z nich byly vytvořeny již v 60. a 70. letech, ale jsou stále relevantní. Jaké další fakty o vysokých jazycích můžeme upozornit? Jaké jsou nejběžnější varianty souvisejících řešení?

Podstata programovacích jazyků na vysoké úrovni

Programovací jazyk na vysoké úrovni je nástrojem souvisejícím s počítačem. Co to znamená? Faktem je, že programovací jazyky jsou rozděleny do několika kategorií.

K dispozici je strojový kód: sada algoritmů, které jsou navrženy tak, aby přímo řídily uživatele hardwarové prvky počítače. Jejich podstata bude zcela závislá na stroji: pro určité typy počítačů jsou vhodné pouze určité algoritmy.

Jsou zde montážní jazyky. Ve skutečnosti jsou nadstavbou nad konstrukcí určenou pro nízké ovládání hardwarových komponent počítačů prostřednictvím strojového kódu. Ale v mnoha ohledech jsou montážní jazyky také běžně označovány jako závislé na stroji. Obvykle jsou přizpůsobeny určitému typu hardwarové komponenty PC. Jejich hlavním úkolem je zjednodušit správu počítače pro uživatele pomocí vhodných komunikací na nízké úrovni.

Na druhé straně programovací jazyk na vysoké úrovni umožňuje uživateli komunikovat s počítačem bez ohledu na to, jaký konkrétní hardware je v počítači nainstalován. Proto by měl být přičítán strojově nezávislému. Při psaní operačních systémů se nejčastěji jedná o programovací jazyk na vysoké úrovni. Ale existuje OS, které je napsáno v assembleru. Nízké a vysoké úrovně programovacích jazyků lze použít současně. Osoba, která dává příkazy vysoké úrovně k počítači, musí určitým způsobem komunikovat s konkrétními hardwarovými komponentami a tato funkce může být realizována pomocí jazyků sestavení současně s vyššími úrovněmi, které se podílejí na struktuře operačního systému.

Překladatelé

Nejdůležitějšími prvky programovacích jazyků na vysoké úrovni jsou překladatelé. Jejich funkce může být odlišná. Mezi klíčové oblasti použití překladatelů je "překlad" příkazů generovaných v programovacím jazyce na vyšší úrovni do strojového kódu, který je srozumitelný s konkrétní hardwarovou komponentou PC, například procesorem. Překladače, které tuto funkci provádějí, se také nazývají překladače. Existuje další druh relevantní složky - tlumočníci. Jejich účelem je "překládat" příkazy na vyšší úrovni do těch, které jsou srozumitelné pro operační systém nebo jakýkoli jiný program.

Klasifikace jazyků na vysoké úrovni

Programovací jazyky na vysoké úrovni lze klasifikovat z různých důvodů. Systém je rozdělen podle toho, že jsou rozděleny do následujících hlavních odrůd:

- procedurálně orientované (používané jako nástroj pro zpracování informací v jakékoli fázi výpočtu);

- problémově orientovaný (používá se jako prostředek k řešení průmyslu a aplikovaných problémů, které vznikají při rozšiřování oblastí použití PC);

- objektově orientované (mohou to být zvláštní případy jazyků prvních dvou typů, ale jsou přizpůsobeny pro použití širokým rozsahem vývojářů s různými úrovněmi výcviku, například ve formě řešení s vizuálním rozhraním).

Podívejme se nyní na některé z historických a moderních programovacích jazyků na vysoké úrovni, které odpovídají této klasifikaci.

Procedurální jazyky

Mezi ně patří FORTRAN. Je považován za první programovací jazyk na vysoké úrovni navržený pro široké použití. Je charakterizována jednoduchou strukturou. Mezi procedurální jazyky patří také BASIC. To je považováno za jeden z nejčastěji používaných při učení programování. Příkladem dalšího procedurálního jazyka je SI. Původně byl vytvořen pro operační systém UNIX. Na jeho základě byl později vytvořen jazyk C ++, doplněný o objektově orientované programovací nástroje. Dalším jazykem v této kategorii je Pascal. Často se také podílí na programování učení. Možnosti tohoto jazyka umožňují, aby byl použit jako velmi účinný nástroj pro vývoj profesionálních typů softwaru.

Jazyky orientované na problémy

Mezi ně patří Lisp, Prolog. První jazyk byl vyvinut v roce 1962 - několik let po vytvoření Fortranu. Proto je považována za druhou v historii. Aktivně se angažuje jako nástroj pro programátory pracovat s řetězci znaků. V praxi se Lisp používá v systémech klasifikovaných jako odborníci, stejně jako systémy určené pro analytické výpočty. Prolog je široce používán v logickém programování. V praxi se nejčastěji používá v řízení algoritmů umělé inteligence v odpovídajících systémech.

Jazyky orientované na objekt

Nyní studujeme příklady programovacích jazyků na vysoké úrovni, které jsou objektově orientované. Ty zahrnují Visual Basic, Delphi, Visual Fortran, C ++ výše uvedené a Prolog ++. Prakticky všechny z nich vycházejí z procedurálně orientovaných jazyků. Očekává se však, že budou podstatně doplněny vizuálními kontrolami pro účely následného osvojení nezbytných algoritmů vývojáři, kteří jsou využíváni pro další nástroje. První odborný jazyk na vysoké úrovni, Fortran, je tedy schopen rychle prozkoumat IT specialisté prostřednictvím schopností Visual Fortranu. Pomocí podobné metody můžete rychle ovládat Basic nebo Prolog.

Delphi programování na vysoké úrovni Object Pascal, podle pořadí, je implementován. Existuje velké množství jiných prostředí pro vývoj softwaru, které jsou klasifikovány jako objektově orientovaný jazyk. Tato oblast vývojových technologií se aktivně vyvíjí.

Fortran a Lisp - první a druhý jazyk na vysoké úrovni

Dozvíme se více o tom, jak se objevil první programovací jazyk na vysoké úrovni - Fortran, stejně jako Lisp, který je považován za druhý. V roce 1954 vytvořili vývojáři společnosti IBM, vedený Johnem Backusem, jazyk, díky němuž měli programátoři možnost velice usnadnit interakci s počítači, které byly do té doby implementovány pomocí strojních instrukcí nebo assemblerem. On dostal jméno Fortran a brzy stal se známý v SSSR pod Russified jménem. Fortran se stal populárním nástrojem pro vědecké výpočty.

Hlavní revoluční prvek navržený komunitou IBM pro komunitu byl ve skutečnosti stejný kompilátor, který byl navržen jako alternativa k assembleru. V prvních letech praxe psaní programů při používání Fortranu se mnoho vývojářů domnívalo, že kompilátor není zcela úspěšným řešením, především pokud jde o náklady na pracovní sílu. Mnoho kódů strojů bylo opravdu jednodušší než při použití překladače. Nicméně, s rychlým nárůstem výkonu počítače, programátoři začali si uvědomovat, že bez použití kompilátoru by efektivní software, který by plně využil výpočetní výkon počítače, byl velmi problematický. Takže vývojářské iniciativy IBM byly dále rozvíjeny. Základní syntaktické konstrukce programovacího jazyka na vysoké úrovni Fortran se v mnoha případech začaly chovat jako základní při vytváření nových řešení.

Příkladem dosažení praktických výsledků ve vývoji konceptů zakotvených ve Fortranu lze považovat vytvoření Lispu. Tento jazyk byl vyvinut v roce 1958, nicméně později se stal známým později - v roce 1960. Lisp byl vyvinut John McCarthy a publikoval v jednom z populárních časopisů pro IT specialisty. Hlavním účelem daného jazyka je zpracování seznamu. Lisp se stala populární mezi vývojáři systémů umělé inteligence. Na tomto základě byly vytvořeny jazyky jako Planner, Scheme a Common Lisp. Lisp také významně ovlivnil mnoho moderních nástrojů pro vývoj softwaru. Struktura programovacích jazyků na vysoké úrovni, která jsou dnes populární, je z velké části založena na algoritmech Fortran a Lisp.

Bylo by však zajímavé zvážit další přístupy k klasifikaci použitých nástrojů pro vývoj softwaru.

Univerzální jazyky vysoké úrovně

Takže moderní odborníci zdůrazňují univerzální jazyky vysoké úrovně. Patří sem zejména ty, které byly vyvinuty v 60. letech. Jejich hlavní charakteristiky:

- zaměřit se na širokou škálu úkolů (především v oblasti výpočetní techniky);

- velké množství jazykových konstrukcí a algoritmů;

- význam nejen pro jeho čas, ale i pro moderní vývojový stupeň počítačového vybavení;

- podpora imperativní metodologie v příslušných jazycích.

Univerzální jazyky jsou zásadní pro příslušný průmysl IT. Je možné poznamenat, že zatím nemají žádné přímé analogy v části vnitřní struktury. Ve skutečnosti to velmi vysvětluje význam použití příslušných jazyků v moderních objektově orientovaných rozhraních. Ve vybraných jazycích je běžný typ dat. Tento faktor velmi určuje jejich univerzálnost. Mezi nejpozoruhodnější vlastnosti jazyků patřících do kategorie univerzální je kontinuita. Takže historicky pozdější jazyky byly zpravidla založeny na koncepcích předchůdců.

Jedinečné jazyky

Někteří IT odborníci rozlišují "jedinečné jazyky" jako samostatnou kategorii. Patří mezi ně: APL, Cobol, Forth, SETL a CLU. Jaká je jejich specifičnost?

Nejdůležitějším aspektem APL je použití pole (vektory a matice) jako klíčového strukturního typu. Specifičnost jazyka Cobol je zaměřena na komerční sféru. Proto je vhodné jej použít při řešení problémů týkajících se standardizovaného formátu pro předkládání výsledků. Forth jazyk je charakterizován použitím psaní postfix programů, stejně jako použití zápisu zásobníku. V sadě SETL se jako jeden z klíčových datových typů používají sady hodnot. Programovací jazyk na vysoké úrovni je také CLU. Jeho hlavním rysem je využití konceptu práce s abstraktními datovými typy. Mnoho IT specialistů vidí logický vznik nových řešení založených na unikátních jazycích - jako například objektově orientovaný Cobol.

Paralelní programovací nástroje

Tato kategorie může obsahovat obrovské množství řešení. Na druhou stranu paralelní programovací jazyky mohou mít řadu důvodů pro klasifikaci. Například metoda organizace procesu. Tento základ naznačuje klasifikaci paralelních programovacích nástrojů založených na přítomnosti:

- korutiny;

- vidlice;

- sdružení;

- paralelní konzoly;

- algoritmy pro práci s procesy.

Dalším základem pro klasifikaci jazyků tohoto typu jsou metody synchronizace procesů. Příslušná řešení proto mohou zahrnovat:

- semafory;

- monitory;

- "Rendezvous";

- kritické oblasti;

- vzdálený volání procedury;

- transakce související s kategorií atomových.

Jazyky tohoto typu zahrnují Modula-2, BLISS, Souběžný Pascal, DP, Argus.

C jazykové rodiny

Dříve jsme považovali řešení jako C za příklad programovacího jazyka na vysoké úrovni. V podstatě tvoří celou rodinu. Jazyky, které se jí týkají, jsou specifické C konstrukty. Přidání různých objektově orientovaných komponent vedlo k vývoji C ++. Po podstatném filtrování řady konstrukcí C se objevil jazyk Java. Je třeba poznamenat, že Java byl vytvořen převážně pod vlivem konceptů projektu Oberon, který je veden Niklasem Wirthem, tvůrcem jazyka Pascal. Vztahuje se na JavaScript na vysoké úrovni? Samozřejmě, i přes úzkou aplikaci, jako nástroj pro vývoj webových stránek. Programovací jazyky na vysoké úrovni však nezahrnují zejména HTML, XML a SGML. Jsou klasifikovány jako hypertextové značkovací nástroje.

Jazyková rodina Pascalu

Programovací jazyky Pascal také tvoří samostatnou rodinu. Na základě Pascalu byl Oberon skutečně vytvořen, klasifikovaný jako objektově orientovaný jazyk. Klíčovým prvkem firmy Oberon je jeho bezpečnostní schopnost. Vedle Oberonu jsou jazyky rodiny Pascal také Modula-2 a Component Pascal.

Ada rodina jazyků

Založení v příslušné kategorii jazyků - objednané podle potřeb amerického ministerstva obrany Ada. Byl vytvořen koncem 70. let - počátkem 80. let. Je charakterizován velkým množstvím funkcí, funkcí a všestrannosti. Rodina Ada zahrnuje řešení jako Cedar, Modula 3.

Jazyk rodiny Simula

Simulační jazyk je běžný v programovacích odvětvích souvisejících se simulací. Specifičnost příslušných rozhodnutí spočívá v použití specifického jádra. Jeho použití umožňuje použití různých rozšíření, přizpůsobených různým aplikacím. Na základě Simula byl vytvořen objektově orientovaný jazyk Smalltalk, stejně jako BETA, charakterizovaný schopností kombinovat v rámci jednoho abstrakce algoritmy, které odrážejí práci s daty, postupy a řízením. Objekty BETA lze prohlížet v různých kontextech, například jako proměnné, funkce nebo paralelní systémy.