Главная » Бесплатные рефераты » Бесплатные рефераты по информатике »

Современные языки программирования

Тема: Современные языки программирования

Раздел: Бесплатные рефераты по информатике

Вуз: Финансовый университет

Год и город: Омск 2012

Содержание

Введение 3

1. Теоретическая часть 4

1.1. Основные понятия и классификация языков программирования 4

1.2. История развития языков программирования 8

1.3. Обзор и краткая характеристика современных языков программирования 11

2. Практическая часть 14

2.1. Постановка задачи 14

2.2. Компьютерная модель решения задачи 16

2.3. Результаты компьютерного эксперимента и их анализ 20

Заключение 22

Список литературы 23

Введение

В пятидесятые годы двадцатого века с появлением компьютеров на электронных лампах началось бурное развитие языков программирования. С появлением персональных компьютеров языки стали составными частями интегрированных сред разработки. Появились языки, применяемые в различных офисных программах. В настоящее время языки программирования применяются в самых различных областях человеческой деятельности.

Актуальность данной темы обусловлена тем, что прогресс компьютерных технологий определил процесс появления современных языков программирования.

Объектом исследования послужили языки программирования.

Целью курсовой работы является изучить теоретический материал по современным языкам программирования.

Наименование задачи, которая будет решена в практической части:

- произвести расчет стоимости междугородних телефонных разговоров абонента по заданным значениям;

- сформировать документ «Квитанция для оплаты телефонных разговоров».

- по данным квитанции построить гистограмму с отражением стоимости звонков на определенную дату.

Для оформления курсовой работы использован пакет прикладных программ Microsoft Office 2007: приложения Microsoft Word 2007 и Microsoft Excel 2007.

Применяемые технические средства: компьютер: Intel Pentium E2180 2.00GHz, 1,00 ГБ ОЗУ, система Microsoft Windows XP Professional 32-bit Service Pack 3 версия 2002.

1.Теоретическая часть

Вариант № 44

1.1.Основные понятия и классификация языков программирования

Самому написать программу в машинном коде весьма сложно, причем эта сложность резко возрастает с увеличением размера программы и трудоемкости решения нужной задачи. Условно можно считать, что машинный код приемлем, если размер программы не превышает нескольких десятков байтов и нет потребности в операциях ручного ввода/вывода данных.

Поэтому сегодня практически все программы создаются с помощью языков программирования. Теоретически программу можно написать и средствами обычного человеческого (естественного) языка — это называется программированием на метаязыке (подобный подход обычно используется на этапе составления алгоритма), но автоматически перевести такую программу в машинный код пока невозможно из-за высокой неоднозначности естественного языка. [2, С.569]

Языки программирования – это формальные искусственные языки. Как и естественные языки,они имеют алфавит, словарный запас, грамматику и синтаксис, а также семантику.

Алфавит – это разрешенный к использованию набор символов, с помощью которого могут быть образованы слова и величины данного языка.

Синтаксис – система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования из букв алфавита.

Семантика – система правил однозначного толкования каждой языковой конструкции, позволяющих производить процесс обработки данных.

Взаимодействие синтаксических и семантических правил определяет основные понятия языка, такие как операторы, идентификаторы, константы, переменные, функции, процедуры и т.д. В отличие от естественных, язык программирования имеет ограниченный запас слов (операторов) и строгие правила их написания, а правила грамматики и семантики, как и для любого формального языка, явно однозначно и четко сформулированы. [4, С.319]

Классификация языков программирования:

По способу выполнения языки программирования делятся на компилируемые, интерпретируемые, компилируемые на основе псевдокода и совмещенные.

Компилируемые языки. К этой группе относят язык программирования, исходный код которых преобразуется специальной программой-компилятором в объектные модули, которые затем собираются при помощи программы сборки (линковщика) в единый загружаемый модуль. Это представляет собой выполняемую программу. Компилируемыми являются языки C, C++, Object Pascal.
Интерпретируемые языки. К этой группе относят язык программирования, исходный код которых считывается и выполняется специальной программой-интерпретатором инструкция за инструкцией. Интерпретируемыми являются большинство версий языков Basic и Forth.
Языки, компилируемые на основе псевдокода («шитого» кода). В этих языках исходный код программы компилируется и выполняется как последовательность вызовов подпрограмм из существующих библиотек. Таковыми являются некоторые версии Basic.
Совмещенные языки. В совмещенных языках исходный код проходит две стадии обработки. На первой стадии происходит компиляция исходного кода до уровня промежуточного языка (байт-код в Java или язык MSIL в технологии .NET). На второй стадии происходит интерпретация промежуточного кода (в Java этим занимается виртуальная машина Java) или докомпиляция промежуточного кода до выполняемого машинного кода (эту функцию осуществляет среда выполнения CLR в технологии .NET).

По факту созданию процесса языки программирования делятся на создающие процесс и сценарные.

Языки создающие процесс. После запуска программы создается отдельный процесс выполнения этой программы. Так происходит в языках C, C++, Object Pascal.
Сценарные языки. Сценарий, или скрипт, - это программа, которую выполняет другая программа. В качестве примеров можно привести скрипты оболочки в UNIX, программы на языках PHP, Python, Ruby.

По степени автономности языки программирования делятся на автономные и встроенные.

Автономные языки программирования (C, C++, Java) являются автономным инструментом для создания программ.
Встроенные языки программирования являются частью какой-то системы и позволяют создавать программы, предназначенные для работы только в этой системе. Пример наиболее известного встроенного языка – VBA (Visual Basic for Application), который используется только внутри приложений Microsoft Office для автоматизации и расширения их функциональности. Встроенными являются также язык программирования системы 1C и язык JavaScript, который выполняется только внутри интернет-приложений.

По уровню отдаленности языка программирования от естественных языков их делят на низкоуровневые и высокоуровневые.

Языки низкого уровня ближе к логике процессора вычислительной машины, например, машинный язык, ассемблер.
Языки высокого уровня ближе лингвистически к человеческому языку. Это все остальные языки программирования.

По парадигмам языки программирования делятся на императивные (процедурные), функциональные, логические и объектно-ориентированные.

Императивные (процедурные) языки описывают решение задачи как последовательность процедур. К императивным относится большинство современных языков программирования.
Функциональные языки описывают требуемый результат в виде набора вложенных друг в друга функций (Haskell).
Логические языки описывают требуемый результат в виде суммы логических операций (Prolog).
Объектно-ориентированные языки способны определять абстрактные типы данных и реализовывать основные парадигмы объектно-ориентированного программирования (ООП): инкапсуляцию, наследование и полиморфизм (C++, Java, Object Pascal, и др.). [5, С. 557-559]

1.2.История развития языков программирования

История программ начинается с далеких 20-х годов 19 века, когда английский исследователь Ч.Бэббидж выдвинул идею о предварительной записи действий вычислительной машины.

До появления вычислительных машин делались попытки управлять ткацкими станками. Программы для станков записывались на перфокарты, которые были придуманы Чарлзом Бэббиджем и французским изобретателем Жозефом Жаккаром. С этих первых программ началась история программирования, несколько позднее стали закладываться теоретические основы этой науки.

В 20 веке появились электронные вычислительные машины. Первые программы, которые составлялись для них, записывались в машинных кодах. Программист, чтобы написать правильную программу, должен был в деталях представлять себе работу ЭВМ. Это сильно затрудняло общение человека с компьютером, поэтому программисты стали серьезно задумываться над кодированием программ. Они пришли к выводу, что программа должна составляться на языке, более доступном человеку, чем язык машинных команд. Возникла необходимость в создании языков программирования.

В 50-е годы был создан язык Фортран (FORTRAN от FORmula TRANslator — переводчик формул). Так же, как и первые вычислительные машины, этот язык предназначался, в основном, для проведения естественнонаучных и математических расчетов. В усовершенствованном виде этот язык сохранился до настоящего времени. Среди современных языков высокого уровня он является одним из наиболее используемых при проведении научных исследований.

После Фортрана в 1957 году появился язык Алгол (ALGOL от ALGOrithmic Language — алгоритмический язык). Этот язык так же, как и Фортран, предназначался для решения научно-технических задач. Кроме того, этот язык применялся как средство обучения основам программирования.

Лисп (LISP от LISt Processing – обработка списков), созданный в 1960 году Джоном Маккарти. Этот язык широко используется для обработки символьной информации и применяется для создания программного обеспечения, имитирующего деятельность человеческого мозга.

В середине 60-х годов разработан в качестве учебного языка язык Бейсик (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code, или, сокращенно, BASIC).

PL/I (Programming Language One) создан в 1967 году. По своим возможностям ПЛ/1 значительно мощнее многих других языков (Си, Паскаля).

В конце 60-х – начале 70-х гг. появился язык Форт (FORTH — четвертый). Этот язык стал применяться в задачах управления различными системами после того, как его автор Чарльз Мур написал на нем программу, предназначенную для управления радиотелескопом Аризонской обсерватории.

Появившийся в 1971 году язык Паскаль был назван так в честь великого французского математика XVII века, изобретателя первой в мире арифметической машины Блеза Паскаля. Этот язык был создан швейцарским ученым, специалистом в области информатики Никлаусом Виртом.

На основе языка Паскаль в конце 70-х гг. был создан язык Ада, названный в честь одаренного математика Ады Лавлейс.

В настоящее время популярным среди программистов является язык С (Си). Данный язык был создан в лаборатории Bell в 1972 году и первоначально не рассматривался как массовый. Он планировался для замены ассемблера, чтобы иметь возможность создавать столь же эффективные и компактные программы и в то же время не зависеть от конкретного типа процессора. На этом языке в 70-е годы написано множество прикладных и системных программ и ряд известных операционных систем (UNIX).

Еще один язык был создан в начале 70-х гг. группой специалистов Марсельского университета. Это язык Пролог. Свое название он получил от слов «Программирование на языке ЛОГики». В основе этого языка лежат законы математической логики. [1, С.225-229]

C++ (Си++). Си++ — это объектно-ориентированное расширение языка Си, созданное Бьярном Страуструпом в 1980 году.

Java (Джава, Ява). Этот язык был создан компанией Sun в начале 90-х годов на основе C++. Он призван упростить разработку приложений на основе C++ путем исключения из него всех низкоуровневых возможностей. Но главная особенность этого языка — компиляция не в машинный код, а в платформно-независимый байт-код (каждая команда занимает один байт). [6, С.25]

С# (Си Шарп). В конце 90-х годов в компании Microsoft под руководством Андерса Хейльсберга был разработан язык C#. В нем воплотились лучшие идеи Си и Си++, а также достоинства.

В последние десятилетия в программировании возник и получил существенное развитие объектно-ориентированный подход. Это метод программирования, имитирующий реальную картину мира: информация, используемая для решения задачи, представляется в виде множества взаимодействующих объектов.

Большинство современных языков программирования — объектно-ориентированные. Среди них последние версии языка Turbo Pascal, C++, Ada и др. В настоящее время широко используются системы визуального программирования Visual Basic, Visual C++, Delphi и др. Они позволяют создавать сложные прикладные пакеты, обладающие простым и удобным пользовательским интерфейсом.[2]

1.3.Обзор и краткая характеристика современных языков программирования

Большинство современных языков программирования ориентировано на тот или иной круг задач. Так, наиболее широко используемыми в мировой практике вычислений являются языки:

- Кобол и PL/1 – для обработки экономической информации;

- Фортран (исторически первый язык высокого уровня) – для решения инженерных и научных задач;

- Бейсик, Паскаль, Лого – для обучения программированию;

- Пролог, Лисп – для решения задач искусственного интеллекта;

- Симула-1, Смолток – для описания задач моделирования дискретных событий;

- Модула-2,Ада – для управления реальными объектами;

- Снобол,Комит и др. – для манипуляции с текстами.

Исторически одним из самых распространенных языков стал Бейсик. Это объясняется прежде всего тем, что Бейсик прост в освоении и испльзовании. Чтобы освоить какую-нибудь особенность или режим работы аппаратных средств, проще всего написать и выполнить соответствующую программу на этом языке.

Язык Паскаль можно считать одним из самых распространенных, хотя он и создавался как учебный. Со временем Паскаль зарекомендовал себя в качестве отличного инструмента для решения серьезных задач, так как его разработчик специально крнструировал язык, позволяющий создавать хорошо структуированные программы. Широкое применение языка Паскаль пользователями IBM PC и совместимых с ними ПЭВМ обусловлено появлением его оригинальной версии – Турбо Паскаль фирмы Borland International. Турбо Паскаль характеризуется такими важными особенностями, как полноэкранное редактирование и убавление, графика, звуковое сопровождение и связь с дисковой ОС.

Модула-2 предложен автором языка Паскаль Н.Виртом. Основная цель, поставленная при его создании, - обеспечить высокоуровневыми языковыми средствами коллективную разработку надежных, эффективных инструментов программирования и использовать возможности аппаратуры.

Фортран – первый язык программирования высокого уровня – активно используется на современных ПК. Близость его конструкции к традиционной архитектуре ЭВМ (имеется в виду традиционная фоннеймановская архитектура) сделала Фортран очень популярным. [3, С.578-580]

Язык Кобол был разработан специально для решения экономических задач. Язык позволяет эффективно работать с большим количеством данных, он насыщен разнообразными возможностями поиска, сортировки и распределения. Наиболее удачной версией языка Кобол на сегодняшний день является Кобол/U, в который встроены средства генерации отчетов с использованием языка РПГ.

PL/1 разработан в 1964-1965 годах фирмой IBM. PL /1 относится к числу универсальных языков, т. е. позволяет решать задачи из разных областей: численные расчеты, текстовая обработка, экономические задачи и т. д. По своим возможностям он перекрывает такие языки, как Фортран, Алгол-60 и Кобол, хотя в силу ряда причин вытеснить эти языки PL /1 не смог. [1]

Язык Лого создан с целью обучения школьников основам алгоритмического мышления и программирования. Это диалоговый процедурный язык, реализованный на основе интерпретатора с возможностью работы со списками и на их основе с текстами и оснащенный развитыми графическими средствами, доступными для детского восприятия.

Язык РПГ, или генератор отчетов, включает многие понятия и выражения, связанные с машинными методами составления отчетов и проектирования форм выходных документов. Он имеет ограниченную область применения и используется главным образом для печати отчетов, записанных в одном или нескольких файлах базы данных.

Форт своеобразный язык: он сочетает в себе свойства операционной системы, интерпритатора и компилятора одновременно. Программирование на этом языке требует специальных навыков, поэтому Форт находит применение при решении сложных задач имитационного моделирования, в графических системах, в системах искусственного интеллекта как средство построения баз знаний, в промышленных разработках.

Язык Смолток предназначен для решения нечисловых задач и находит широкое применение при проектировании систем искусственного интеллекта. Программа на этом языке состоит из множества функциональных автономных объектов и средств взаимодействия между ними. Каждый объект содержит некоторую структуру данных и процедуры манипулирования ими. В современных реализациях языка Смолток широко используется многооконный режим.

Язык Лисп предназначен 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.

Пролог – язык программирования высокого уровня, предназначенный для разработки систем и программ искусственного интеллекта. Пролог принят в качестве основного языка в японских ЭВМ пятого поколения. Относится к числу широко используемых и постоянно развиваемых языков. Последняя его версия Prolog 6.0. [7, С.311, 312]

Язык СНОБОЛ располагает мощными средствами манипулирования строками и сравнения с образцом. В основном он используется для обработки текстов на естественном языке и применяется в экспертных системах. Известны некоторые версии языка СНОБОЛ, реализованные для ПК, но его применение ограничено сферой искусственного интеллекта. [3 С.583]

2. Практическая часть

Вариант № 5

2.1 Постановка задачи

Произвести расчет стоимости междугородних телефонных разговоров абонента по заданным значениям. Для определения дня недели, когда производился звонок, следует использовать функцию ДЕНЬНЕД(), а также функции ЕСЛИ() и ИЛИ() (рис. 1, рис. 2.).

Сформировать документ «Квитанция для оплаты телефонных разговоров». По данным квитанции построить гистограмму с отражением стоимости звонков на определенную дату.

Тарифы на услуги междугородней телефонной связи ОАО «Россвязь» для абонентов квартирного сектора
Наименование города	Код города	в рабочие дни, руб.	в выходные дни, руб.
Волгоград	8442	4,50	4,20
Киров	8332	4,50	4,20
Пенза	8412	5,50	4,50
Челябинск	3442	7,50	4,80
Новосибирск	3832	7,50	4,80

Рис. 1. Тарифы на услуги междугородней телефонной связи

Квитанция для оплаты телефонных разговоров Номер телефона 123-45-67
Дата	Код города	Минут	Стоимость, руб.
15.01.2010	8442	3
16.01.2010	8332	8
17.01.2010	8412	10
18.01.2010	3442	5
23.01.2010	3832	15
Итого
Срок оплаты счета до:

Рис. 2. Квитанция для оплаты телефонных разговоров

2.1.1. Цель решения задачи

ОАО «Россвязь» предоставляет услуги телефонной связи для абонентов квартирного сектора. Руководство предприятия должно отслеживать и контролировать стоимость телефонных разговоров, чтобы компания не осталась в проигрыше. Поэтому принято решение отслеживать стоимость телефонных разговоров с помощью квитанции, в которой должны быть показатели, содержащие сведения о стоимости каждой минуты разговора. Задача, которая будет решаться в программной среде MS Excel ежемесячно, называется «Квитанция для оплаты телефонных разговоров».

Цель решения данной задачи состоит в своевременности отслеживания стоимости телефонных разговоров.

2.1.2. Условие задачи

Входной оперативной информацией служит квитанция для оплаты телефонных разговоров, содержащая следующие реквизиты (условная форма): дата, код города, минуты, стоимость. В качестве входной информации используется документ «Квитанция для оплаты телефонных разговоров». На его основании создается следующая экранная форма:

Квитанция для оплаты телефонных разговоров Номер телефона 123-45-67
Дата	Код города	Минут	Стоимость, руб.
15.01.2010	8442	3
16.01.2010	8332	8
17.01.2010	8412	10
18.01.2010	3442	5
23.01.2010	3832	15
Итого
Срок оплаты счета до:

Условно-постоянной информацией (справочной) служат следующие реквизиты: наименование города, код города, в рабочие дни, в выходные дни.

Для решения задачи используется справочник «Тарифы на услуги междугородней телефонной связи».

В результате следует получить квитанцию со следующими реквизитами: дата, код города, минуты, стоимость.

На основании квитанции следует построить гистограмму с отражением стоимости звонков на определенную дату.

В технологии для определения дня недели, когда производился звонок, следует использовать функцию ДЕНЬНЕД(), а также для организации процессов расчета функции ЕСЛИ() и ИЛИ() и др.

2.2. Компьютерную модель решения задачи смотрите в файле

Заключение

В результате выполнения курсовой работы был изучен теоретический материал по современным языкам программирования, история развития языков программирования, основные понятия и классификация языков программирования.

В практической части реализованы взаимосвязанные таблицы для получения квитанции для оплаты телефонных разговоров.

Список литературы

а) Учебники, учебные пособия, словари

1.Информатика А.В. Могилев, Н.И.Пак, Е.К. Хённер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007.

2.Информатика. Базовый курс. 2-е издание / С. В. Симонович. - СПб.: Питер, 2007.

3.Информатика. Теория и практика: Учеб. пособие / В.А. Острейковский, И.В. Полякова. – М.: Издательство Оникс, 2008.

4.Информатика: Учебник / Б.В. Соболь [и др.] - Изд. 3-е, дополн. и перераб. - Ростов н/Д: Феникс, 2007.-(Высшее образование).

5.Информатика: Учебник для вузов. Н.В. Макарова, В.Б. Волков. – СПб.: Питер, 2011.

6.Информатика: Учеб. пособие / А.В. Терехов, А.В. Чернышов, В.Н. Чернышов. – Тамбов: Издательство ТГТУ, 2007.

7.Информатика. Энциклопедический словарь-справочник: введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах. / Ф. С. Воройский - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.

б) электронные ресурсы и программное обеспечение

1.Современные языки программирования и их использование. - URL: http://wiki.iteach.ru/index.php/Современные_языки_программировани и_их_использование

2. Урок 4 Языки программирования. - URL: http://os39inf.ucoz.ru/Uroki_11kl/Urok4_11kl_Jaziki_Prog.doc

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы

Бесплатная оценка

Размер: 145.39K

Скачано: 354

Скачать бесплатно

19.03.13 в 14:55 Автор:

Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно, а нам приятно).

Чтобы скачать бесплатно Курсовые работы на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Важно! Все представленные Курсовые работы для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.

Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.

Добавить работу

Если Курсовая работа, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.

Добавление отзыва к работе

Добавить отзыв могут только зарегистрированные пользователи.