Среда программирования. Классификация языков программирования

Тест «Верно ли, что...»
Бесконечная последовательность шагов – это алгоритм?
Алгоритм, в котором команды выполняются последовательно друг за другом – это циклический алгоритм?
Исполнитель – это только человек?
Алгоритм – это конечная последовательность, имеющая ожидаемый результат?
Алгоритм, в котором некоторые команды повторяются – это алгоритм с ветвлениями?
Компьютерная программа – это алгоритм?
Машина не может быть исполнителем алгоритма?
Овал в блок-схеме означает начало алгоритма?
Алгоритм можно записать только схемой?
Шаги в алгоритме должны быть записаны на понятном исполнителю языке?
Человек может выполнить любой алгоритм?
Для записи алгоритмов существует специальная среда?

Проверка ответов
Бесконечная последовательность шагов – это алгоритм? (-)
Алгоритм, в котором команды выполняются последовательно друг за другом – это циклический алгоритм? (-)
Исполнитель – это только человек? (-)
Алгоритм – это конечная последовательность, имеющая ожидаемый результат? (+)
Алгоритм, в котором некоторые команды повторяются – это алгоритм с ветвлениями? (-)
Компьютерная программа – это алгоритм? (+)
Машина не может быть исполнителем алгоритма? (-)
Овал в блок-схеме означает начало алгоритма? (+)
Алгоритм можно записать только схемой? (-)
Шаги в алгоритме должны быть записаны на понятном исполнителю языке? (+)
Человек может выполнить любой алгоритм? (-)
Для записи алгоритмов существует специальная среда? (+)

Компьютер – автомат, выполняющий вложенные в него инструкции (алгоритмы). Непосредственным исполнителем алгоритмов в компьютере является центральный процессор (ЦП), способный выполнять несколько десятков команд, записанных в двоичном коде.
Данный набор команд называется системой команд процессора.
Систему команд процессора, в основном образуют простейшие операции перемещения данных между ячейками ОЗУ и регистрами ЦП, выполнения арифметических и простейших логических операций.

По способу перевода трансляторы делятся на две группы:
интерпретаторы, осуществляющие перевод текста программы в машинные коды по одной команде с немедленным выполнением данной команды;
компиляторы, выполняющие полный перевод всего текста программы в машинные коды и последующее выполнение полученного программного модуля.
Ясно, что компилирующие языки программирования дают более быстрый код и, как следствие, в настоящее время они чаще всего применяются на практике.

Классификация языков программирования:
I. по способу перевода:
интерпретаторы;
компиляторы.
II. По степени близости к человеческому языку:
машинно-зависимые: машинные коды, ассемблеры, макроассемблеры,
алгоритмические языки низкого уровня;
машинно-независимые: алгоритмические языки высокого уровня.
III. По методам решения поставленных задач:
императивные (процедурные) – описывают процедуру решения задачи;
декларативные (описательные) – описывают имеющиеся данные, цели задачи, а алгоритм решения компьютер строит самостоятельно.

Язык программирования Паскаль
– процедурный язык модульного программирования высокого уровня, разработанный в 1971 г. швейцарским учёным Никлаусом Виртом.
Первоначально предназначался для обучения программированию. Однако, позже на его базе были построены современные инструментальные средства, обладающие всеми необходимыми средствами и возможностями для логически последовательного, модульного и объектно-ориентированного программирования.

Общая структура программы на языке программирования Паскаль.
Program ProgramName;
{ Раздел описаний данных.
меток, констант, типов, переменных, процедур и функций.
Тут описываются структуры данных необходимы для решения поставленной задачи.}
Begin
{Раздел действий.
Здесь описывается алгоритм действий, который необходимо
выполнить над данными, описанными в разделе описаний, для получение
необходимого результата }
End.

Среды программирования (или как их еще называют, среды разработки)
- это программы, в которых программисты пишут свои программы. Иными словами, среда программирования служит для разработки ( написания) программ и обычно ориентируется на конкретный язык или несколько языков программирования (в этом случае языки, обычно, принадлежат одной языковой группе, например, Си-подобные).

Интегрированная среда программирования содержит в себе все необходимое для разработки программ:
редактор с подсветкой синтаксиса конкретного языка программирования. В нем программист пишет текст программы, так называемый программный код;
компилятор. Он, как мы уже с вами знаем, транслирует программу, написанную на высокоуровневом языке программирования в машинный язык (машинный код), непосредственно понятный компьютеру. Язык С++ относится к компилируемым языкам, поэтому для обработки текстов его программ служит компилятор, иногда вместо компилятора (либо вместе с ним) используется интерпретатор, для программ, написанных на интерпретируемых языках программирования;
отладчик. Служит для отладки программ. Как мы все знаем, ошибки в программах допускают абсолютно все: и новички, и профессионалы - они могут быть синтаксическими (обычно они выявляются еще на стадии компиляции) и логическими. Для тестирования программы и выявления в ней логических ошибок служит отладчик.

Общее описание работы среды программирования
выполнить программу на С++, надо пройти шесть этапов:
Первый этап - редактирование;
Второй этап - предварительная (препроцессорная) обработка;
Третий этап - компиляция;
Четвертый этап - компоновка;
Пятый этап - загрузка;
Шестой этап - выполнение.

Редактирование.
Это первый этап разработки программы в среде программирования и представляет он собой редактирование файла (исходного файла, который в последствии будет содержать код программы).
Он выполняется с помощью редактора программ, который напоминает нам обычный текстовый редактор, такой как блокнот, word и т.д.
Программист набирает в этом редакторе свою программу на С++ и, если это необходимо, вносит в нее различные изменения или исправления. Одним словом, работает с кодом программы как с обычным текстом.
Имена файлов программ на С++ часто оканчиваются расширением .с или .срр.

Предварительная (препроцессорная) обработка.
На этом этапе программист дает команду компилировать программу. Но прежде чем компилятор приступит к компиляции вашей программы, производится предварительная обработка программы.
Что это значит? Любая программа в С++ подчиняется специальным командам, именуемым директивами препроцессора (обычно начинаются они со специального символа "#") , которые указывают, что в программе перед ее компиляцией нужно выполнить определенные преобразования. Обычно эти преобразования состоят во включении других текстовых файлов в файл, подлежащий компиляции, и выполнении различных текстовых замен.

Компиляция.
На этом этапе компилятором проверяется текст программы на наличие синтаксических ошибок и затем, если все хорошо, текст программы с подстановками, сделанными на предыдущем этапе, преобразуется в машинный код (код на языке, уже непосредственно понятный компьютеру).
Иногда его еще называют объектным. На этом этапе создается файл с расширением .obj.
Также в вашей программе могут использоваться кусочки уже готового машинного кода, расположенного в иных библиотеках (например, в файлах с расширением .lib).
На этапе компиляции эти библиотеки еще не будут подключены к только что созданному машинному коду. Они подключаются на следующем этапе.

Компоновка.
Следующий этап называется компоновка. Программы на С++ обычно содержат ссылки на функции, определенные где-либо вне самой программы, например, в стандартных библиотеках или в личных библиотеках групп программистов, работающих над данным проектом.
Объектный код, созданный компилятором, обычно содержит «дыры» из-за этих отсутствующих частей. Компоновщик связывает объектный код с кодами отсутствующих функций, чтобы создать исполняемый загрузочный модуль (без пропущенных частей).
Получаем в итоге файл с расширением .exe (для Windows), либо .out (для Linux).

Загрузка.
Следующий этап называется загрузка. Перед выполнением программа должна быть размещена в оперативной памяти компьютера.
Это делается с помощью загрузчика, который забирает исполняемый загрузочный модуль с диска (наш файл с расширением .exe) и перемещает его в оперативную память.

Выполнение.
И наконец, рассмотрим самый последний этап - выполнение. С этого момента компьютер под управлением своего ЦПУ (центральное процессорное устройство) начинает последовательно выполнять в каждый момент времени по одной команде программы.
Эти моменты времени носят название такт, каждый процессор имеет свою тактовую частоту, которую задает его внутренний тактовый генератор.
Чем более высокая частота работы вашего процессора, тем, соответственно, лучше и тем быстрее выполняются ваши программы.
На маленьких программах это, конечно же, не очень ощутимо, но когда запускаете какую-нибудь новомодную игрушку, то все очень даже заметно.

Запомнить:
Среда программирования - это программа, в которой программисты разрабатывают свои программы.
Основные компоненты среды программирования - это редактор, компилятор и отладчик.
В редакторе набирается текст программы. Редактор имеет подсветку синтаксиса конкретного языка программирования.
Компилятор переводит программу, набранную в редакторе, в машинный язык, непосредственно понятный компьютеру.
Отладчик служит для нахождения ошибок в программе. А без ошибок в программах не бывает даже у очень опытных программистов.