Гипермаркет знаний>>Информатика>>Информатика 9 класс>>Информатика: Информатика 9 класс. Дополнение к главе 7

Дополнение к главе 7

7.1. История языков программирования

Основные темы параграфа:

♦ первые шаги автоматизации программирования; 
♦ первые языки высокого уровня: Кобол и Фортран;
♦ языки процедурного программирования;
♦ языки искусственного интеллекта;
♦ современные языки объектно-ориентированного и визуального программирования.

Первые шаги автоматизации программирования

Программы для первых ЭВМ программисты писали на языках машинных команд. Это очень трудоемкий и длительный процесс. Проходило значительное время между началом составления программы и началом ее использования. Решить эту проблему можно было лишь путем создания средств автоматизации программирования.

Первыми «инструментами», которые экономили труд программистов, стали подпрограммы. В августе 1944 года для релейной машины «Марк-I» под руководством Грейс Хоппер (женщина-программист, морской офицер ВМФ США) была написана первая подпрограмма для вычисления sinx.

Не одну Грейс Хоппер волновала проблема облегчения труда программистов. В 1949 году Джон Моучли (один из создателей ЭВМ ЕNIAC) разработал систему Short Соde, которую можно считать предшественницей языков программирования высокого уровня. Программист записывал решаемую задачу в виде математических формул, преобразовывал формулы в двухбуквенные коды. В дальнейшем специальная программа переводила эти коды в двоичный машинный код. Таким образом, Дж. Моучли разработал один из первых примитивных интерпретаторов. А в 1951 году Г. Хоппер создала первый компилятор А-0. Ею же впервые был введен этот термин.

Первые языки высокого уровня: Кобол и Фортран

В 50-е годы прошлого века группа под руководством Г. Хоппер приступила к разработке нового языка и компилятора В-0. Новый язык позволил бы программировать на языке, близком к обычному английскому. Разработчики языка выбрали около 30 английских слов, для распознавания которых Г. Хоппер придумала способ, сохранившийся в операторах будущих языков программирования: каждое слово содержит неповторимую комбинацию из первой и третьей букв. Благодаря этому компилятор при создании машинного кода программы может игнорировать все остальные буквы в слове.

Необходимость появления такой системы, язык которой приближен к разговорному, Г. Хоппер связывала с тем, что область применения ЭВМ будут расширяться, в связи с чем будет расти и круг пользователей. По словам Г. Хоппер, следует оставить попытки «превратить их всех в математиков».

В 1958 году система В-0 получила название FLOW-MATIC и была ориентирована на обработку коммерческих данных. В 1959 году был разработан язык СОВОL (Соmmon Вusiness Oriented Language) (Кобол) — машинно независимый язык программирования высокого уровня для решения задач бизнеса. Одна и та же программа, написанная на машинно независимом языке, может быть выполнена на ЭВМ разных типов, оснащенных соответствующим транслятором с этого языка. Консультантом при создании языка СОВОL вновь выступила Г. Хоппер.

В 1954 году публикуется сообщение о создании языка FORTRAN (FORmula TRANslation) (Фортран). Местом рождения языка стала штаб-квартира фирмы IВМ в Нью-Йорке. Одним из главных разработчиков является Джон Бэкус. Он же стал автором НФБ (нормальная форма Бэкуса), которая используется для описания синтаксиса многих языков программирования.

Одним из основных достоинств первой версии Фортрана являлось то, что язык давал возможность автоматизировать организацию циклов. Этот язык стал незаменимым для разработки научных и инженерных приложений. Следует отметить долговечность языка Фортран. За полстолетия он сильно изменился. В настоящее время Фортран реализован на персональных компьютерах, супер-компьютерах и по-прежнему широко используется в научных исследованиях.

В тот же период в европейских странах и в СССР популярным становится язык АLGOL. Как и FORTRAN, он ориентировался на математические задачи. В нем была реализована передовая для того времени технология программирования — структурное программирование.

Большое количество новых языков стало появляться в 60-е, 70-е годы прошлого столетия, но не все из них выдержали испытание временем. К языкам-долгожителям следует отнести язык ВASIC, разработанный в Дартмутском университете в 1964 году под руководством Джона Кемени и Томаса Курца. По замыслу авторов, это простой язык, легко изучаемый, предназначенный для программирования несложных расчетных задач. Наибольшее распространение ВАSIС получил на микро-ЭВМ и персональных компьютерах. Однако первоначально этот язык был неструктурным и с этой точки зрения плохо подходил для обучения качественному программированию. В 1985 году была создана версия языка Тrue ВАSIC, которая по мнению разработчиков была совершеннее, чем РАSCAL. В 1991 году появилась первая версия языка VISUAL BASIC.

Языки процедурного программирования

Для первых языков программирования характерной чертой была предметная ориентация. Это значит, что каждый язык предназначался для решения какого-то определенного класса задач. СОВОL был ориентирован на решение задач бизнеса, FORTRAN — на проведение инженерных и научных расчетов. В эпоху ЭВМ третьего поколения большое распространение получил язык РL/1 (Ргоgram Language/1), разработанный фирмой IВМ. Это был первый язык, претендовавший на универсальность, т. е. на возможность решать любые задачи: вычислительные, обработки текстов, накопления и поиска информации. РL/1 оказался слишком сложным языком. Транслятор с него недостаточно оптимальный, содержащий ряд невыявленных ошибок. По этой причине этот язык не получил распространения. Однако линия на универсализацию языков была продолжена. Старые языки были модернизированы в универсальные варианты. Примером тому стал FORTRAN 77.

Значительным событием в истории языков программирования стало создание в 1971 году языка РАSCAL. Его автором является Никлаус Вирт, профессор из Швейцарии. Вирт назвал этот язык в честь французского математика и физика Блэза Паскаля, который в 1642 году сконструировал вычислительный механизм. Первоначально РАSCAL создавался как язык для обучения. В нем ярко выражена структурная линия программирования. Широкое практическое применение язык получил с появлением персональных компьютеров в версии Тuгbо РАSCAL.

Язык программирования С («Си») был задуман как инструментальный язык для разработки операционных систем. Он создавался одновременно с операционной системой UNIX. Авторами этого языка и ОС UNIX являются американские программисты Деннис Ричи и Кеннет Томпсон. Первоначально К. Томпсон начал писать ОС UNIX на языке FORTRAN. В дальнейшем был создан язык С, и в 1973 году ядро операционной системы вместе с программами-утилитами было переписано на С. Этот язык является структурным языком высокого уровня. В настоящее время он применяется для разработки не только операционных систем, но и трансляторов, системных и прикладных программ.

Языки искусственного интеллекта

В 90-х годах прошлого столетия планировалось появление компьютеров пятого поколения, называемых машинами «искусственного интеллекта». В качестве основных языков программирования в этом, пока неосуществленном, проекте предполагались языки искусственного интеллекта LISР и РROLOG.
Создателем языка LISP (1956-1959 гг.) является Джон Маккарти, которого называют отцом искусственного интеллекта. Именно он первым ввел термин «искусственный интеллект». Основным в языке LISР является понятие рекурсивно определенных функций. Доказано, что любой алгоритм может быть описан с помощью некоторого набора рекурсивных функций. Основные идеи этого языка были позже использованы в языке программирования для детей LOGО, разработанном в 70-е годы в Массачусетском технологическом институте под руководством Сэймура Пейперта. Подмножество языка LOGО, включающее команды для Черепашки, применяется при раннем обучении программированию.

Язык РROLOG разработан во Франции в 1972 году также для решения проблем искусственного интеллекта. РROLOG позволяет в формальном виде описывать различные утверждения, логику рассуждений, заставляет компьютер давать ответы на заданные вопросы.

Современные языки объектно-ориентированного и визуального программирования

В последнее время одним из основных направлений в развитии программного обеспечения компьютера стал объектно-ориентированный подход. Под словом «объект» понимается структура, объединяющая в единое целое данные и программы их обработки. Стали популярны объектно-ориентированные операционные системы (например, Windows), прикладные программы, а также системы объектно-ориентированного программирования (ООП).

Первым языком с элементами ООП был язык Симула-67. В Тurbо РАSCAL, начиная с версии 5.5, появились средства ООП. Итогом развития Тurbо РАSСАL в этом направлении стало создание фирмой Вогland системы программирования DELPHI (Делфи). Использование этой системы, в частности, дает возможность легко и быстро программировать сложный графический интерфейс. В 1991 году появилась первая версия языка VISUAL ВASIС. Начиная с пятой версии (1997 год) язык стал полностью объектно-ориентированным. По данным на конец 90-х годов прошлого столетия количество программистов, использующих для своих разработок VISUAL BASIC, не уступает числу сторонников VISUAL С++ и DELPHI.

В 1985 году лаборатория Веll Labs (США) сообщила о создании языка программирования С++ (СИ++). Этот язык является сегодня наиболее популярным среди языков объектно-ориентированного программирования. С его помощью возможно создание программных приложений, ориентированных на любые машины — от персональных до суперкомпьютеров. Создателем языка является Бьорн Страуструп.

Представителем языков объектно-ориентированного программирования является и язык JAVА, созданный в 1995 году под руководством Джеймса Гослинга группой инженеров компании Sun Microsystems. При его разработке была поставлена цель — создать простой язык, не требующий специального изучения. Язык JAVА был разработан так, чтобы быть максимально похожим на С++. JАVА является идеальным инструментом при создании приложений для Интернета.

Коротко о главном

Первые средства автоматизации программирования: Short Соdе (1949); компилятор А-0 (1951).

Первыми распространенными полноценными языками высокого уровня были: FORTRAN (Фортран) (1954), ориентированный на математические вычисления, СОВОL (Кобол), ориентированный на задачи бизнеса.

Языки, распространившиеся в 60-70-х годах XX века: АLGOL, ВАSIС, РАSCAL, РL/1; С — первый язык высокого уровня, применяемый в системном программировании; языки искусственного интеллекта: РROLOG, LISP.

В 1980-90-е годы XX века были созданы языки объектно-ориентированного программирования: С++, DELPHI, VISUAL BASIC; JAVА — язык Web-программирования.

И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс
Отослано читателями из интернет-сайтов

_{Сборник конспектов уроков информатики, учебная программа по информатике 9 класс, материалы для подготовки к урокам, готовые домашние задания}

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.