Список использованных источников. Факультет информационных технологий

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Им. Л.Н. Гумилева

Факультет информационных технологий

Кафедра вычислительной техники

РЕФЕРАТ

История развития языков программирования

 

по специальности «5B070400 – Вычислительная техника и программное обеспечение»

 

Работу выполнил студент группы B1-70400-02	Работ приняла ст. преподаватель
Айтакын Султан Сарсембайулы Ф.И.О.	Баймуратова Гульшат Галимжановна Ф.И.О.
_________________ подпись	_____________________ подпись
«__» октября 2016 г.	«___» октября 2016 г.
	.

АСТАНА 2016

СОДЕРЖАНИЕ

		Стр.
	Введение
	История языков программирования
2.1	Fortran
2.2	COBOL и LISP
2.3	Алгол
2.4	BASIC
2.5 2.6 2.7	Pascal и Turbo Pascal Пролог Cи
	Заключение
	Список использованных источников

 

 

Введение

Всю историю компьютерной индустрии и компьютерных наук с определенной точки зрения можно представить как историю развития языков программирования. Меняются времена, усложняются задачи, то, что раньше требовало человеко-лет, теперь делаются за несколько недель; накоплена огромная масса типовых решений, типовых библиотек и типовых программистов. А создание, развитие и изменение языков программирования идет полным ходом.

Язык программирования можно определить как соглашение между программистом и компьютером, в соответствии с которым человек дает указания компьютеру о действиях, выполнение которых требуется от последнего, и, также, как совокупность средств, применяемых для этого.

Первые языки программирования возникли относительно недавно. Различные исследователи указывают в качестве времени их создания 20-е, 30-е и даже 40-е годы XX столетия. Нашей задачей является не установление самого раннего языка, а поиск закономерностей в их развитии.

Как и следовало ожидать, первые языки программирования, как и первые ЭВМ, были довольно примитивны и ориентированы на численные расчеты. Это были и чисто теоретические научные расчеты (прежде всего, математические и физические), и прикладные задачи, в частности, в области военного дела.

Программы, написанные на ранних языках программирования, представляли собой линейные последовательности элементарных операций с регистрами, в которых хранились данные.

Нужно отметить, что ранние языки программирования были оптимизированы под аппаратную архитектуру конкретного компьютера, для которого предназначались, и хотя они обеспечивали высокую эффективность вычислений, до стандартизации было еще далеко. Программа, которая была вполне работоспособной на одной вычислительной машине, зачастую не могла выполняться на другой.

 

Fortran

Первым языком программирования был Fortran. Он появился в 1957 году. Но работы по его разработке начались намного раньше. С 1954 годов группа инженеров компании IBM под руководством Джона Бекуса занималась созданием компилятора для Fortran. Эти работы велись более 2-х лет и, в конце концов, привели к созданию нового языка. Fortran - это сокращение от двух английских слов FORmula TRANslator - что переводится как «транслятор формул». Как видно из названия, первоначально язык создавался с целью использования при математических расчетах. Он предназначался для написания программ, используемых при решении прикладных технических задач. Основу языка составляли арифметические операторы, соответствующие по своему синтаксису традиционной записи математических выражений. В дополнение к этому в языке имелись средства разбиения сложных алгоритмов на более простые за счет явного определения подпрограмм (SUBROUTINE) и функций (FUNCTION). Описания данных в Fortran были ориентированы на представление главным образом числовой информации, поэтому и типы данных были просты: это целые и действительные числа, а также массивы из таких чисел. Но поскольку Fortran обладает хорошо развитым математическим аппаратом, и под него за время его существования было написано множество удобных и полезных библиотек, он до сих пор иногда используется при программировании сложных вычислений. Первая версия была предназначена специально для компьютера IBM-704, который работал на лампах. Позднее появились более проработанные версии: Фортран II позволял присоединять куски кода на ассемблере, Фортран III и Фортран IV, который вышел в свет в 1962 году, а также Фортран V, который умел работать с комплексными числами. Большим неудобством было то, что на разных машинах стояли Fortran"ы разных версий и между ними не было никакой совместимости, поэтому в 1966 году решено было принять единый стандарт. Следующая стандартизация была проведена в 1977, и версия стандарта Fortran77 стала особенно популярна. Стоит заметить, что это был первый пример коммерчески успешного языка. Fortran используется и сегодня, хотя область его применения остается достаточно специфической. Появились даже пакеты Visual Fortran, позволяющие писать программы с графическим интерфейсом пользователя под среду Windows. К тому же Fortran до сих пор продолжают изучать при подготовке по некоторым физико-математическим специальностям во многих университетах, где он остается профилирующим языком программирования.

COBOL и LISP

Между тем, ЭВМ развивались, и становилось понятным, что с их помощью можно решать самые разнообразные проблемы, зачастую не связанные с научными приложениями. Поэтому постепенно разрабатывались и компиляторы других языков программирования. Так в конце 1959 года в США группа разработчиков представила совершенно новый универсальный язык программирования COBOL - это аббревиатура от Common Business-Oriented Language - универсальный язык, ориентированный на задачи бизнеса. В Коболе, в отличие от большинства других языков, все данные описываются в отдельной секции, которая не совпадает с секцией команд. Это позволяет использовать одни и те же описания данных в различных программах. COBOL был аппаратно независим, и это также способствовало его потрясающей популярности в 60-х - 70-х годах, особенно после выхода в 1962 году его новой версии. Особенно эффективно программы, написанные на COBOL"е, производят простые арифметические операции с большими массивами данных, что довольно часто приходится делать в бухгалтерских расчетах. Он, один из немногих, был переведен на русский язык.

Почти одновременно с Коболом (1959 - 1960 гг.) в Массачусетском технологическом институте был создан язык Лисп (англ. LISP от LISt Processing - обработка списков). Лисп основан на представлении программы системой линейных списков символов, которые притом являются основной структурой данных языка. Лисп считается вторым после Фортрана старейшим высокоуровневым языком программирования. Этот язык широко используется для обработки символьной информации и применяется для создания программного обеспечения, имитирующего деятельность человеческого мозга.

Любая программа на Лиспе состоит из последовательности выражений (форм). Результат работы программы состоит в вычислении этих выражений. Все выражения записываются в виде списков - одной из основных структур Лиспа, поэтому они могут легко быть созданы посредством самого языка. Это позволяет создавать программы, изменяющие другие программы или макросы, позволяющие существенно расширить возможности языка.

Алгол

Тем не менее, языков программирования было все еще мало, да и те, что были, не всегда устраивали привередливых разработчиков. Поэтому ряд ведущих программистов в Цюрихе представили в 1958 году свое новое детище - Алгол (сокращение от ALGOrithmic Language - алгоритмический язык программирования). Первая версия языка так и называлась - Алгол 58, а позднее, в 60 году, уже в Париже, был принят стандарт Алгол 60, который и стал основным на долгие годы, и хотя несколько раз вносились новые поправки и дополнения, это название оставалось неизменным до 1968 года. Язык приняли неоднозначно. В США Алгол не получил широкого распространения, зато европейцы сразу приняли Алгол. Он дал возможность европейской компьютерной индустрии обрести независимость от американской технологии и распространился от Великобритании до Советского Союза. В начале 80-х множество советских программистов работали на Алголе-60. Но основная заслуга этого языка в другом - он заложил базу для дальнейшего развития программистской мысли, и многие языки программирования, разработанные впоследствии и получившие широкое распространение как в кругу профессионалов, так и среди любителей, содержат многие идеи и решения, взятые из Алгола. В первую очередь, это создание специальной нотации для определения синтаксиса алгоритмических языков (нотация Бэкуса-Наура). Во-вторых, доведение до логического завершения самой концепции операторных алгоритмических языков с заранее фиксированными типами данных и блочной структурой. Из дополнительных нововведений можно выделить возможность разработки отдельных модулей проекта независимо друг от друга, а также реализацию вызовов фрагментов кода программы, способов передачи параметров между процедурами и функциями. Достаточно сказать, что именно в Алголе появились понятия блока и рекурсивного вызова функции.

BASIC

Среди программистов были те, которые считали необходимым сделать программирование такой же простой и обыденной учебной дисциплиной, как математика. Отцы-основатели BASIC"а (расшифровывается как Basic Beginner"s All-purpose Symbolic Instruction Code - универсальный код символических инструкций для начинающих) - два ярких представителя программистов старшего поколения, сотрудники математического факультета Дармутского колледжа Томас Курц и Джон Кемени. Курц имел степень доктора по математической статистике. Впервые с компьютерами он познакомился в 1951 году в Калифорнийском университете. Кемени был на два года младше Курца. Когда они только начинали совместное сотрудничество, Дармутский колледж представлял собой лишь небольшое учебное заведение гуманитарного профиля, которое не имело своего компьютера. Однако уже через десять лет колледж не только получил великолепный вычислительный центр, но и право называться родиной языка Бейсик, оказавшего огромное влияние на программирование.

В первое время Кемени и Курц были вынуждены работать со своими математическими программами за 215 км от Дармутского колледжа. Ближайший доступный им вычислительный центр находился в Массачусетском технологическом институте. Так как компьютеры были немногочисленны и страшно дороги, доступ к ним имели только избранные. Программисту требовалось подготовить задание на перфокартах и передать его в вычислительный центр оператору. Он вводил карты в машину в большом пакете, который содержал сотни программ, принадлежащих различным пользователям. Потом происходило ожидание, в течение нескольких дней. Причем не всегда данные, выданные машиной, оправдывали эти ожидания. Малейшей описки было достаточно, чтобы машина прекратила выполнение программы. Исправив ошибку, программист должен был заново отправить программу оператору и опять ждать результатов. Даже хорошие программисты тратили много времени на исправления ошибок в своей программе. Для Курца, а именно он отвозил программы в МТИ, это оборачивалось бесконечными поездками из Дартмута в Бостон и обратно.

1 мая 1964 года в 4 часа утра в полуподвале здания колледжа Кемени и его коллеги начали набирать программы, каждый на своем терминале. Одновременно родились язык Бейсик и система разделения времени. Но это было только начало. Долгое время BASIC не имел компилятора или интерпретатора, который бы позволял создавать полноценные исполняемые exe-файлы. И лишь в конце 1975 году был создан первый его интерпретатор. Он был создан двумя программистами-любителями - Диком Уипплом и Джоном Арнольдом. В том же 1975 году фирма Micro Instrumentation and Telemetry Systems выпустила свою версию языка BASIC. Ее создатели - никому не известные программист фирмы «Хониуэл» (Honeywell) и студент младших курсов Гарвардского университета Пол Аллен, а также его нерадивый приятель Билл Гейтс. Одно время популярность BASIC"а была столь велика, что PC выпускались с его интерпретатором, прошитым прямо в ПЗУ компьютера. Самым популярным стал М-Бейсик, первый коммерческий успех молодой компании Microsoft Corporation. Но, несмотря на все свои достоинства, и он скоро стал сдавать свои позиции, уступая их объектно-ориентированным языкам программирования. Не помогли даже пересмотры стандарта языка и исключение вечного камня преткновения - оператора безусловного перехода GOTO, который запутывал программу, делая из нее нечто похожее на блюдо спагетти. К слову сказать, Microsoft до сих пор продвигает своего первенца - теперь это уже хорошо разросшийся Visual Basic - целый пакет визуального программирования, который вряд ли кто-нибудь обвинит в «объектной неориентированности», и его аналог для программирования в Internet - VBScript. Несмотря на практически полностью измененный интерфейс, этот язык и сейчас остается простым в изучении и отлично подходит для написания небольших, нетребовательных к ресурсам программ.

Pascal и Turbo Pascal

Среди языков, целью создания которых было улучшение Алгола, следует особо отметить Паскаль, разработанный в конце 60-х годов швейцарским ученым Никлаусом Виртом. Pascal был назван в честь французского философа и математика XVII века Блеза Паскаля. Базовая концепция Паскаля была разработана Виртом примерно в 1970 году, и Паскаль очень быстро начал повсеместно распространяться, прежде всего, благодаря легкости в изучении и наглядности написанных на нем программ. Язык Паскаль требовал от программиста определения всех переменных в отдельной секции в начале программы. Так как эти определения задавались явным образом, то в программах появлялось сравнительно немного ошибок, и их было проще понять и исправить разработчику. Это сделало Паскаль популярным при создании больших программ. В 1962 году он был объявлен официальным языком программирования для учащихся средних школ, которые намерены специализироваться в области вычислительной техники и программирования в американских университетах. К середине 70-х годов назрела необходимость разработать международный стандарт на Паскаль. В результате, в 1982 году появился стандарт ИСО 7185. Но Вирт не останавливался на достигнутом, и немного позднее появились Ада и Оберон, которые позволяли использовать типы и объекты, что уже давало кардинально новые возможности для разработчиков.

В 1984 году появилась версия Turbo Pascal 2.0, ее распространение шло стремительными темпами. Версии 3.0, 4.0 и 5.0 выходили соответственно в 1985 и 1988 годах (последние две). В них появилось несколько революционных нововведений: возможность разбивать программу на несколько файлов (модулей), интерфейс взаимодействия с MS-DOS и встроенный отладчик. Отладчик (debugger) - это очень полезное средство, позволяющее в период выполнения программы просматривать содержимое регистров процессора, текущие значения переменных и последовательность выполнения программы. От версии к версии оптимизировалась работа компилятора, который генерировал исполняемый код на основе текста программы. Даже достаточно простые программы, перенесенные с других языков программирования, не использующие всех возможностей, которые давал Паскаль, после компиляции начинали работать существенно быстрее. Так, основной из причин, по которой автор этих строк еще очень давно решил отказаться от Бейсика и использовать Паскаль, - явилась наглядная демонстрация скорости работы компилятора Turbo Pascal 2.0. Компиляция происходила в полтора раза быстрее, ехе`шник получался во много раз меньше, а скорость выполнения полученного кода просто впечатляла.

Последующее развитие Pascal привело к появлению таких библиотек, как Turbo Vision, с использованием которой написан, наверное, всем известный, Dos Navigator, а также языка Object Pascal, который впоследствии стал основой для создания Delphi. Delphi - компилятор языка Object Pascal.

Пролог и Ада

Ещё один язык, который считается языком будущего, был создан в начале 70-х годов группой специалистов Марсельского университета. Это язык Пролог. Своё название он получил от слов «ПРОграммирование на языке ЛОГики». В основе этого языка лежат законы математической логики. Как и язык Лисп, Пролог применяется, в основном, при проведении исследований в области программной имитации деятельности мозга человека. В отличие от описанных выше языков, этот язык не является алгоритмическим. Он относится к так называемым дескриптивным (от англ. descriptive - описательный) - описательным языкам. Дескриптивный язык не требует от программиста разработки всех этапов выполнения задачи. Вместо этого, в соответствии с правилами такого языка, программист должен описать базу данных, соответствующую решаемой задаче, и набор вопросов, на которые нужно получить ответы, используя данные из этой базы.

На основе языка Паскаль в конце 70-х годов был создан язык Ада, названный в честь одарённого математика Ады Лавлейс (Огасты Ады Байрон - дочери поэта Байрона). Именно она в 1843 году смогла объяснить миру возможности Аналитической машины Чарльза Бэббиджа. Язык Ада был разработан по заказу Министерства обороны США и первоначально предназначался для решения задач управления космическими полётами. Этот язык применяется в задачах управления бортовыми системами космических кораблей, системами обеспечения жизнедеятельности космонавтов в полёте, сложными техническими процессами. Ада - это структурный, модульный, объектно-ориентированный язык программирования, содержащий высокоуровневые средства программирования параллельных процессов. Синтаксис Ады унаследован от языков типа Algol или Паскаль, но расширен, а также сделан более строгим и логичным. Ада - язык со строгой типизацией, в нём исключена работа с объектами, не имеющими типов, а автоматические преобразования типов сведены к абсолютному минимуму.

Cи

В настоящее время популярным среди программистов является язык Си. Язык Си берёт своё начало от двух языков - BCPL и B. В 1967 году Мартин Ричардс разработал BCPL как язык для написания системного программного обеспечения и компиляторов. В 1970 году Кен Томпсон использовал В для создания ранних версий операционной системы UNIX на компьютере DEC PDP-7. Как в BCPL, так и в В переменные не разделялись на типы - каждое значение данных занимало одно слово в памяти и ответственность на различение, например, целых и действительных чисел целиком ложилась на плечи программиста.

Язык Си был разработан (на основе В) Деннисом Ритчи из Bell Laboratories и впервые был реализован в 1972 году на компьютере DEC PDP-11. Известность Си получил в качестве языка ОС UNIX. Сегодня практически все основные операционные системы были написаны на Си или С++. По прошествии двух десятилетий Си имеется в наличии на большинстве компьютеров. Он не зависит от аппаратной части.

В конце 70-х годов Си превратился в то, что мы называем «традиционный Си». В 1983 году Американским комитетом национальных стандартов в области компьютеров и обработки информации был учрежден единый стандарт этого языка. Этот язык имеет богатые средства, позволяет писать гибкие программы, использующие все возможности современных персональных компьютеров.

В итоге в конце 1970-х и начале 1980-х были разработаны принципы объектно-ориентированного программирования. ООП сочетает лучшие принципы структурного программирования с новыми мощными концепциями, базовые из которых называются инкапсуляцией, полиморфизмом и наследованием.

Примером объектно-ориентированных языков являются: Object Pascal, C++, Java и др.

ООП позволяет оптимально организовывать программы, разбивая проблему на составные части, и работая с каждой по отдельности. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути, описывает часть мира, относящуюся к этой задаче.

 

Заключение

Языки символьной обработки сыграли важную роль в программировании. С одной стороны, они позволили осуществить разработку и реализацию ряда практически важных систем аналитических преобразований, интеллектуальных программ и так далее, а с другой - именно эти языки породили целый спектр исследований, результатом которых стала разработка и реализация языков представления знаний. Такие языки - важнейшее средство реализации типичных спецификаций проблем информационной интеграции, и, следовательно, они могут с успехом претендовать на роль языков сверхвысокого уровня.

Изобретение языка программирования высшего уровня позволило общаться с машиной, понимать её.

По мере развития и совершенствования техники, у программистов стояли каждый раз новые задачи, и для решения каждой задачи изучать новый язык программирования было просто неразумно. Большее предпочтение отдавалось универсальным языкам программирования, способным предоставлять эффективный инструментарий для решения разнообразных задач. Не удивительно что все современные реализации широко распространенных языков обладают сходными характеристиками: начиная от скорости написания программ и кончая производительностью полученного кода.

Язык программирования служит двум связанным между собой целям: он дает программисту аппарат для задания действий, которые должны быть выполнены, и формирует концепции, которыми пользуется программист, размышляя о том, что делать. Первой цели идеально отвечает язык, который настолько «близок к машине», что всеми основными машинными аспектами можно легко и просто оперировать достаточно очевидным для программиста образом. Второй цели идеально отвечает язык, который настолько «близок к решаемой задаче», чтобы концепции ее решения можно было выражать прямо и коротко.

Связь между языком, на котором мы думаем/программируем, и задачами и решениями, которые мы можем представлять в своем воображении, очень близка. По этой причине ограничивать свойства языка только целями исключения ошибок программиста в лучшем случае опасно. Как и в случае с естественными языками, есть огромная польза быть, по крайней мере, двуязычным. Язык предоставляет программисту набор концептуальных инструментов, если они не отвечают задаче, то их просто игнорируют. Например, серьезные ограничения концепции указателя заставляют программиста применять вектора и целую арифметику, чтобы реализовать структуры, указатели и т.п. Хорошее проектирование и отсутствие ошибок не может гарантироваться чисто за счет языковых средств.

В последние десятилетия в программировании возник и получил существенное развитие объектно-ориентированный подход. Так же, как и в реальном мире, объекты хранят свои свойства и поведение вместе, наследуя часть из них от родительских объектов. Объектно-ориентированная идеология используется во всех современных программных продуктах, включая операционные системы.

В настоящее время широко используются системы визуального программирования Visual Basic, Visual C++, Delphi и другие. Они позволяют создавать сложные прикладные пакеты, обладающие простым и удобным пользовательским интерфейсом.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Ваулин А.С. Языки программирования. кн.5, 1993.

2. Ушкова В. Новые языки программирования и тенденции их

развития. -1982.

5. Березин Б.И, Березин С.Б. Начальный курс программирования. –

М., 1996 г.

4. Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального

компьютера. - М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003. – 920с.

5. http://ru.wikipedia.org/