Язык высокого уровня [high-level language] — Язык программирования, средства которого обеспечивают описание задачи в наглядном, легко воспринимаемом виде, удобном для программиста. Он не зависит от внутренних машинных кодов ЭВМ любого типа, поэтому программы, написанные на языках высокого уровня, требуют перевода в машинные коды программами транслятора либо интерпретатора. К языкам высокого уровня относят Фортран, ПЛ/1, Бейсик, Паскаль, Си, Ада, C++, Visual Basic, Java, Python, Ruby, Perl, Delphi (Pascal), PHP.
Языкам высокого уровня свойственно умение работать с комплексными структурами данных. В большинство из них интегрирована поддержка строковых типов, объектов, операций файлового ввода-вывода и т. п.
Первым языком программирования высокого уровня считается компьютерный язык Plankalkul разработанный немецким инженером Конрадом Цузе ещё в период 1942—1946 гг. Однако, широкое применение высокоуровневых языков началось с возникновением Фортрана и созданием компилятора для этого языка (1957).
Классификация языков программирования по поколениям и уровням. Что такое машинный код и ассемблер
Ада [Ada] — Язык программирования высокого уровня, ориентированный на применение в системах реального времени и предназначенный для автоматизации задач управления процессами и/или устройствами, например, в бортовых (корабельных, авиационных и др.) ЭВМ. Разработан по инициативе министерства обороны США в 1980-х гг. Назван в честь английского математика Ады Августы Байрон (Лавлейс), жившей в 1815-1851 гг.
Дартмутском колледже Томасом Куртом и Джоном Кемени. Первоначально предназначался для обучения программированию. Отличается простотой, легко усваивается начинающими программистами благодаря наличию упрощенных конструкций языка Фортран и встроенных математических функций, алгоритмов и операторов.
Существует множество различных версий Бейсика, которые не полностью совместимы друг с другом. Некоторые реализации Бейсика включают средства обработки данных и наборов данных. Большинство версий Бейсика используют интерпретатор, который преобразует его компоненты в машинный код и позволяет запускать программы без промежуточной трансляции.
Некоторые более совершенные версии Бейсика позволяют использовать для этой цели трансляторы. На IBM PC широко используются Quick Basic фирмы Microsoft, Turbo Basic фирмы Borland и Power Basic (усовершенствованная версия Turbo Basic, распространяемая фирмой Spectra Publishing). В начале 1999 г. фирма Microsoft выпустила версию языка Visual Basic 6.0 (VB 6.0), предназначенного для создания многокомпонентных программных приложений для систем уровня предприятий. Подробнее о нем см. [429].
Кобол [COBOL — COmmon Buisiness-Oriented Language] — Язык программирования высокого уровня, разработанный в конце 1950-х гг. ассоциацией КАДАСИЛ для решения коммерческих и экономических задач. Отличается развитыми средствами работы с файлами. Поскольку команды программ, написанных на этом языке, активно используют обычную английскую лексику и синтаксис, Кобол рассматривается как один из самых простых языков программирования. В настоящее время используется для решения экономических, информационных и других задач.
Высокоуровневые языки программирования
Лисп [LISP — LISt Processing] — Алгоритмический язык, разработанный в 1960 г. Дж. Маккарти и предназначенный для манипулирования перечнями элементов данных. Используется преимущественно в университетских лабораториях США для решения задач, связанных с искусственным интеллектом. В Европе для работ по искусственному интеллекту предпочитают использовать Пролог.
ЛОГО [LOGO от греч. logos — слово ] — Язык программирования высокого уровня, разработан в Массачусетском технологическом институте в ориентировочно 1970 г. для целей обучения математическим понятиям. Используется также в школах и пользователями ПЭВМ при написании программ для создания чертежей на экране монитора и управления перьевым графопостроителем.
Паскаль [PASCAL — акроним с французского — Program Applique a la Selection et la Compilation Automatique de la Litterature] — Процедурно-ориентированный язык программирования высокого уровня, разработанный в конце 1960-х гг. Никлаусом Виртом, первоначально для обучения программированию в университетах. Назван в честь французского математика XVII века Блеза Паскаля.
В своей начальной версии Паскаль имел довольно ограниченные возможности, поскольку предназначался для учебных целей, однако последующие его доработки позволили сделать его хорошим универсальным языком, широко используемым в том числе для написания больших и сложных программ. Существует ряд версий языка (например, ETH Pascal, USD Pascal, Turbo Pascal) и систем программирования на этом языке для разных типов ЭВМ. Для IBM PC наиболее популярной является система Turbo Pascal фирмы Borland (США).
Пролог [PROLOG — PROgramming in LOGic] — Язык программирования высокого уровня декларативного типа (см. выше декларативное программирование), предназначенный для разработки систем и программ Бейсик [BASIC — Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code] — Язык программирования высокого уровня, разработанный в 1963 — 1964 гг. в искусственного интеллекта. Относится к категории языков пятого поколения. Был разработан в 1971 г. в университете г. Марсель (Франция), относится к числу широко используемых и постоянно развиваемых языков. Последняя его версия Prolog 6.0.
Си [C ] — Многоцелевой язык программирования высокого уровня, разработанный Денисом Ритчи в начале 1970-х гг. на базе языка BCPL. Используется на миниЭВМ и ПЭВМ. Является базовым языком операционной системы Unix, однако применяется и вне этой системы, для написания быстродействующих и эффективных программных продуктов, включая и операционные системы. Для IBM PC имеется ряд популярных версий языка Си, в том числе — Turbo C (фирмы Borland), Microsoft C и Quick C (фирмы Microsoft), а также Zortech C (фирмы Symantec). Многие из указанных версий обеспечивают также работу с Си и Си++ (см. ниже).
Си++ [C++] — Язык программирования высокого уровня, созданный Бьярном Страустрапом на базе языка Си. Является его расширенной версией, реализующей принципы объектно-ориентированного программирования. Используется для создания сложных программ. Для IBM PC наиболее популярной является система Turbo C++ фирмы Borland (США).
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
Программирование на языке высокого уровня
Программирование на языке высокого уровня — это программирование на процедурно-ориентированных языках, употребляемых для записи процедур или алгоритмов информационной обработки практически любых задач.
Введение
Высокоуровневым языком программирования является такой программный язык, который разработан с целью обеспечить его быстрое и удобное использование пользователем. Как правило, этим термином обозначаются универсальные алгоритмические языки, принадлежащие к третьему поколению, тем не менее к ним могут быть отнесены и отдельные языки четвёртого поколения. Главным отличием высокоуровневых языков является абстракция, то есть применение смысловых построений, коротко отображающих такие информационные структуры и процедуры над ними, представление которых в машинных кодах или других низкоуровневых языках программирования будет очень длинным и сложным для осмысления.
Сдай на права пока
учишься в ВУЗе
Вся теория в удобном приложении. Выбери инструктора и начни заниматься!
Помимо этого, высокоуровневые языки предоставляют возможность упрощения переноса программного обеспечения среди разных операционных систем. Это может быть достигнуто применением различных программ трансляции и интерпретации при неизменном исходном коде сформированной программы.
Программирование на языке высокого уровня
Одним из первых высокоуровневых языков может считаться язык Plankalkül, который разработал ещё в сороковые годы двадцатого века немецкий специалист Конрад Цузе. Тем не менее программы трансляции для этого языка не было разработано вплоть до 2000 года. По этой причине первым языком программирования высокого уровня, для которого сразу был разработан компилятор, является Фортран (Fortran).
Этот язык был создан в пятидесятые годы прошлого века специалистами компании IBM. Наименование языка Fortran образовано как сокращение от FORmula TRANslator, то есть транслятор (переводчик) формул. Главным критерием при проектировании программы компиляции считался уровень эффективности исполняемого кода. В языке Фортран изначально было осуществлено несколько очень важных понятий программирования, хотя вместе с тем удобство формирования программ в общем стояло на втором месте после обеспечения максимальной эффективности формируемого машинного кода.
«Программирование на языке высокого уровня»
Готовые курсовые работы и рефераты
Решение учебных вопросов в 2 клика
Помощь в написании учебной работы
Фортран повсеместно применяется прежде всего для реализации инженерных и научных расчётов. За долгий период использования Фортрана на этом языке было спроектировано очень много программ и даже библиотечный набор подпрограмм, в которых есть как статистические комплексы, так и пакеты управления спутниками. Очень много разработанных АСНИ, то есть автоматизированных систем научных исследований, были созданы как раз на языке Фортран.
Основной причиной такой долгой «жизни» языка Фортран считается тот факт, что он является жёстко стандартизированным языком, поэтому его легко трансформировать на разные платформы. Появление новых языковых стандартов не вызывает больших проблем, так как они являются преемниками более старых стандартов и это даёт возможность эффективно применять уже сформированные и отлаженные коды, и, кроме того, осуществлять их модификацию.
Сегодня известно большое количество высокоуровневых языков программирования. За длительный период прогресса информационных технологий осуществлялась постановка разных задач, и часто для их решения оптимальным оказывалась реализация нового языка программирования, предназначенного именно для решения подобных задач. Очевидно, что многие таких языков по различным причинам не стали в дальнейшем развиваться и на текущий момент не применяются, зато некоторые другие языки по существу задают направление развития информационных технологий на сегодняшний день.
Кроме того, иногда новые языки появлялись под воздействием уже существующих, а блестящие идеи, возникающие в них, входили в новые версии старых языков. Всего известно около пяти тысяч языков программирования, большинство из которых на текущий момент нигде не применяются.
Используются и получили распространение сегодня примерно двести языков программирования высокого уровня. Но самым известным из них считается стандартизированный процедурный язык программирования Си. Он был разработан в семидесятые годы прошлого века специалистами Bell Labs Кеном Томпсоном и Денисом Ритчи. Изначально язык Си не предполагался в качестве массового, а предназначался для замещения ассемблера, чтобы дать программистам возможность реализовывать эффективные и компактные приложения, и при этом убрать зависимость от конкретных типов процессоров.
Язык Си проектировался для применения с операционной системой UNIX, но с той поры его версии перенесены на большинство других операционных систем, и он превратился в самый используемый язык программирования. Главным достоинством Си является его эффективность, и он очень часто используется для формирования системного программного обеспечения. Кроме того, он также применяется для прикладного программирования. Невзирая на тот факт, что язык Си проектировался не для новичков, тем не менее его часто используют при обучении программированию. Следует также отметить, что синтаксические построения языка Си явились базой для множества других языков. Для языка Си характерными являются следующие свойства:
- Свойство лаконичности.
- Наличие современной совокупности конструкций управления потоком исполнения.
- Различные структуры данных.
- Обширнейший операционный комплекс.
В семидесятые годы прошлого века на этом языке сформировано много прикладных и системных программ, а кроме того, разные версии операционных систем из семейства Unix.
На основе языка Си++ был разработан объектно-ориентированный язык программирования Java. Его официально выпустила в обращение в 1995-ом году компания Sun Microsystems. Целью проектирования данного языка было упрощение формирования программных продуктов за счёт удаления из него всех возможностей низкого уровня.
Источник: spravochnick.ru
Высокоуровневый язык программирования: отличительные черты и основные виды
Высокоуровневые языки программирования отличаются большей направленностью на человека, чем на машину, для которой их конструкции будут слишком сложными и ресурсоемкими. Не стоит полагать, что данный тип, исходя из названия, чем-то лучше других, так как и у низкоуровневых, и высокоуровневых свои задачи, преимущества и недостатки.
Понимание возможностей и особенностей данных языков позволит начинающим программистам определиться с направлением развития своих навыков. В нашей статье мы расскажем, что такое высокоуровневые языки программирования, как они появились, рассмотрим их возможности и разновидности.
Понятие высокоуровневого языка программирования
Высокоуровневый язык программирования – средство записи компьютерных программ, обеспечивающее высокую скорость и удобство работы. Его отличительной чертой является абстракция. Другими словами, высокоуровневый язык программирования обеспечивает возможность введения смысловых конструкций, способных коротко описать форматы данных и операции с ними в тех случаях, когда описания на низкоуровневом языке (например, на машинном коде) будут сложными для восприятия и очень длинными.
Первые высокоуровневые языки программирования создавались с целью предотвращения зависимости сути алгоритмов от платформы. В этом случае платформенная независимость обеспечивается перекладыванием связей на инструментальные программы, которые осуществляют перевод текстов с высокоуровневых языков на машинный код. Инструментальные программы выступают своего рода трансляторами.
Они создаются отдельно для каждой платформы, под конкретный высокоуровневый язык программирования. К примеру, программа транслятор может переводить текс с языка Delphi в машинный код микропроцессора серии x86.
Таким образом, высокоуровневые языки программирования облегчают выполнение сложных задач программирования и упрощают адаптацию ПО. Применение инструментальных трансляторов позволяет связать программы, написанные с использованием высокоуровневых языков и ОС устройств и оборудования. В идеальном случае при использовании интерпретаторов не требуется модификация первоначального текста на языке программирования высокого уровня для всех видов платформ.
История появления высокоуровневых языков программирования
Попытка создать первый высокоуровневый язык программирования была предпринята еще во время Второй Мировой Войны. Его разработал немецкий инженер, дав ему имя Plankalkül. В 50-е годы эволюция компьютеров привела к началу новой эры программирования. Тогда был создан первый язык программирования, позволяющий писать код независимо от типа процессора, Fortran.
Для вас подарок! В свободном доступе до 09.07 —>
Скачайте ТОП-10
бесплатных нейросетей
для программирования
Помогут писать код быстрее на 25%
Чтобы получить подарок, заполните информацию в открывшемся окне
Появление парадигмы структурного программирования стало революционным шагом в развитии программирования. Это позволило писать код большего объема с меньшими усилиями. А логичная структура программы облегчала тестирование и позволяла избежать множества ошибок. Задачу по созданию языка программирования в свое время пытались решить и военные США. В результате этих разработок в начале восьмидесятых годов прошлого столетия появился язык Ada.
Он еще являлся достаточно упрощенным, но, при этом, для своего времени был достаточно функциональным. Язык Ada применялся для программирования военной аппаратуры.
Также, в 60-е годы компания Bell Labs начала активно разрабатывать ОС Unix. Вслед за неудачными попытками использования ассемблера и языка B, пришел язык С. Он оказался настолько эффективным, что вытеснил BASIC и Pascal. Когда были разработаны принципы объектно-ориентрованного программирования, язык С трансформировался в С++, а позже в С#.
Так появились высокоуровневые языки программирования, к которым также относятся Java, JavaScript, PHP, Python. Это языки с высоким уровнем абстракции, когда программист не задумывается о том, на какой машине он пишет код. Сейчас высокоуровневые языки программирования широко используются во всех сферах IT от веб-браузеров до разработки беспилотных автомобилей.
Плюсы и минусы высокоуровневых языков программирования
Основным достоинством машинно-независимых языков программирования являются их простота и универсальность. Как следствие, значительно сокращается продолжительность написания кода и отладки. Одна и та же программа может быть выполнена на компьютерах разной архитектуры.
Также к преимуществам языков программирования высокого уровня следует отнести такие факты:
- алфавит существенно шире машинного. Он содержит 256 символов и позволяет описать любые конструкции;
- для операторов и ключевых слов используются осмысленные слова естественного языка;
- развитые операторы управления и огромный арсенал средств описания структур данных;
- существует понятие типа данных и поддерживается их широкий набор.
Узнай, какие ИТ — профессии
входят в ТОП-30 с доходом
от 210 000 ₽/мес
Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.
Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились с карьерной целью на ближайшее будущее!
Скачивайте и используйте уже сегодня:
Александр Сагун
Исполнительный директор Geekbrains
Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2023
Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда
Подборка 50+ ресурсов об IT-сфере
Только лучшие телеграм-каналы, каналы Youtube, подкасты, форумы и многое другое для того, чтобы узнавать новое про IT
ТОП 50+ сервисов и приложений от Geekbrains
Безопасные и надежные программы для работы в наши дни
Получить подборку бесплатно
Уже скачали 21563
Недостатком высокоуровневых языков программирования в сравнении с низкоуровневыми является большой размер программ. Поэтому существуют сферы, где до сих пор используются ассемблеры. Это разработка компиляторов для языков высокого уровня, драйверы, системный код, микроконтроллеры. Основная область применения языков высокого уровня — написание ПО для компьютеров и устройств с большими объемами памяти.
Сравнение высоко- и низкоуровневых языков программирования
Рассмотрим наиболее существенные отличия низко- и высокоуровневых языков программирования.
Машинно-зависимые языки позволяют писать быстродействующие программы. Для их работы не требуется использовать трансляторы, так как они максимально приближены к машинному языку. Эффективность ассемблеров в 2-4 раза выше современных языков высокого уровня.
Высокоуровневые языки адаптированы под естественный язык, понятный человеку. А значит, в качестве переводчика между языком программирования и машинным языком, понятным процессору, выступают компиляторы и интерпретаторы. Это в значительной степени замедляет время выполнения программы.
Как упоминалось ранее, программы, написанные на языках программирования высокого уровня, более объемные. Таким образом мы расплачиваемся за удобство и скорость написания кода. Чем более человеко-ориентирован язык, тем больше памяти он занимает. Здесь можно отметить, что программы, написанные на среднеуровневых языках, не нуждаются в таких больших объемах памяти.
Код на низкоуровневых языках приближен к принципам работы машины, но не к человеческому мышлению. Программы выглядят гораздо более объемными, чем написанные на высокоуровневых языках. Код, занимающий 1 строку на Python, может занимать 5-10 на ассемблере. Чем сложнее и длиннее программа, тем больше вероятность допустить ошибку в коде, и тем сложнее ее отладка.
Кроме того, программирование на ассемблере предполагает понимание архитектуры процессора и устройства «железа». Усложняется все тем, что под конкретный процессор используются специфические команды.
Если вы привыкли к огромному количеству библиотек, программируя на высокоуровневых языках, то в случае ассемблера зачастую они просто отсутствуют.
Из перечисленного становится понятным, почему высокоуровневые языки набирают популярность. Здесь низкий порог входа и возможность освоить язык за достаточно короткое время. Дело в том, что высокоуровневые языки, состоящие из фраз английского языка более просты для понимания. Это также способствует их популярности среди программистов.
Под портируемостью понимается возможность переноса программы на другую архитектуру или операционную систему. В случае языков программирования говорят о мобильности, т.е. независимости от платформы.
Машинно-ориентированные языки не являются мобильными. Каждая конкретная программа пишется под определенную архитектуру. Возможность создавать точные инструкции к конкретному оборудованию является огромным плюсом, когда речь идёт о быстродействии и занимаемой памяти. Но перенос под другую архитектуру в данном случае невозможен.
Высокоуровневые языки в большей или меньшей степени не зависимы от платформы или процессора. Чем более распространен и технологичен язык, тем большей мобильностью он характеризуется. Т. е., один и тот же код относительно легко может использоваться на компьютерах разного типа. Нужен лишь соответствующий транслятор, способный представить код на машинном языке. Именно поэтому языки высокого уровня называются машинно-независимыми
Только до 6.07
Скачай подборку материалов, чтобы гарантированно найти работу в IT за 14 дней
Список документов:
ТОП-100 площадок для поиска работы от GeekBrains
20 профессий 2023 года, с доходом от 150 000 рублей
Чек-лист «Как успешно пройти собеседование»
Чтобы зарегистрироваться на бесплатный интенсив и получить в подарок подборку файлов от GeekBrains, заполните информацию в открывшемся окне
По уровню абстракции языки программирования можно разделить на несколько уровней. Машинный уровень – язык из 0 и 1, единственный доступный компьютеру. Программист пишет код непосредственно в бинарном виде. Этот код напрямую загружается в процессор и исполняется процессором. Здесь уровень абстракции нулевой, так как вы полностью подстраиваетесь под машину.
Следующий уровень — низкоуровневые языки. Они обладают низким уровнем абстракции. Этот способ программирования несколько удобнее, чем программирование на машинном коде. Тем не менее абстрагироваться от конкретной машины мы не можем.
Третий уровень — высокоуровневые языки. На данном уровне абстракции уже требуется использование транслятора для перевода с языка программирования на машинный язык. Следовательно, мы можем полностью абстрагироваться от используемого компьютера.
Разновидности высокоуровневых языков программирования
Процедурно-ориентированные языки программирования
С ростом запросов на программное обеспечение программы становились все более сложными и громоздкими. Чтобы упростить их разработку код стали разбивать на фрагменты. Каждый самостоятельный фрагмент программы называется процедурой (или подпрограммой). Он состоит из последовательности шагов для решений конкретной задачи.
Программа в свою очередь состоит из совокупности таких процедур. Выполнение кода организовано сверху вниз по иерархическому принципу.
Наиболее популярные языки, поддерживающие парадигму процедурно-ориентированного программирования:
- Fortran. Один из первых языков программирования высокого уровня. Его название – это аббревиатура от Formula Translator, т.е. «переводчик формул».
- Basic. Создавался для широкого круга пользователей, не программистов. Его название – это сокращение от Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code, т. е., «многоцелевой язык символических инструкций для начинающих.
- С. Уникальный язык, который одновременно можно отнести как к высокоуровневым, так и к низкоуровневым. Он обладает всеми достоинствами языков высокого уровня. При этом он так же дает возможность писать ОС и драйвера. Характеризуется высокой производительностью.
- Pascal. Изначально создавался для обучения структурному программированию. Позже он модифицировался и также стал успешно применяться в профессиональной среде разработчиков программного обеспечения.
Проблемно-ориентированные языки программирования
С течение времени стало очевидно, что не всегда универсальные языки могут дать оптимальное решение для специфических отраслей. Тогда и возник запрос на прикладное программирование. Каждый из проблемно-ориентированных языков нацелен на решение узкоспециализированных задач. Они характеризуются наиболее высоким уровнем абстракции. Алфавитом в таких языках служат термины конкретной научно-технической области.
Популярные статьи
Наиболее известные проблемно-ориентированные языки:
- Lisp. Аббревиатура от List Information Symbol Processing, или «обработка списков». Как следует из названия, он работает со списочными структурами. При его создании предполагалось, что основной задачей языка будет работа в области искусственного интеллекта. В настоящее время он активно применяется в широком спектре прикладных областей от создания текстовых редакторов до проектирования AutoCAD.
- Prolog. Сокращение от Programming in Logic, или «программирование при помощи логики». Прообразом его стала программа по работе с текстами на естественном языке. Сферы применения Prolog включают системы искусственного интеллекта, системы обработки естественных языков, задачи планирования и принятия решений.
- SQL. Аббревиатура от Structured query language, или «язык структурированных запросов». Был создан в 70-е годы как простой язык, с которым могли бы работать не программисты. В последующие годы претерпел существенные изменения. Сегодня его популярность обусловлена потребностью работы с большими базами данных.
Объектно-ориентированные языки программирования
ООП появилось как эволюция процедурных языков программирования.
Его концепция заключается в представлении программы, как совокупности объектов. В структурных языках основную роль играет логика, понимание последовательности действий. В объектно-ориентированных языках важно взаимодействие друг с другом объектов, логика работы каждого объекта не важна.
Языки ООП позволяют программисту использовать не только существующие классы, но и создавать пользовательские. Таким образом можно соперничать с проблемно-ориентированными языками программирования в решении прикладных задач.
Использование классов лучше структурирует программу и значительно сокращает ее размер. Ни одна более менее крупная программа не может быть написана без использования ООП.
Лидерами среди языков объектно-ориентированного программирования являются С++, С#, JavaScript.
Источник: gb.ru