Системы программирования

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Тульский государственный  университет»

 

ИВТС им. В.П. Грязева

Кафедра Электроэнергетики

 

 

 

КОНТРОЛЬНО-КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине 

ИНФОРМАТИКА

на тему

«Системы программирования»

Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника

Квалификация выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

                                                           

                                                                                   Выполнил: Студент гр. 121521

                                                                               Борисов Алексей Сергеевич

                                                                          Проверил: Горелов Ю.И.

                                                                              Оценка:_________________

 

 

 

 

Тула 2012г.

Содержание

 

Введение

1. Общие сведения о  системах программирования

1.1 Основные понятия

1.2 Классификация систем  программирования

1.3 Общие принципы создания  программ

2. Примеры современных систем программирования

2.1 Turbo Pascal

2.2 Visual Basic

2.3 C++ Builder

Заключение

Список источников

 

Введение 

 

С появлением компьютеров на электронных лампах началось бурное развитие систем программирования. К сегодняшнему дню насчитывают несколько поколений систем программирования. Каждое из последующих поколений по своей функциональной мощности качественно отличается от предыдущего. С появлением персональных компьютеров системы стали составными частями интегрированных сред разработки. Появились системы, применяемые в различных офисных программах. В настоящее время системы программирования применяются в самых различных областях человеческой деятельности, таких как научные вычисления, системное программирование, обработка информации, искусственный интеллект, издательская деятельность, удаленная обработка информации, описание документов.

 Со временем одни системы развивались, приобретая новые черты и оставаясь востребованными, другие утратили свою актуальность и сегодня не представляют практического интереса.

 В этой работе будут рассмотрены современные системы программирования.

 

1. Общие сведения  о системах программирования

 

1.1 Основные понятия

Программирование — процесс создания компьютерных программ.

В узком смысле (так называемое кодирование) под программированием понимается написание инструкций (программ) на конкретном языке программирования (часто по уже имеющемуся алгоритму — плану, методу решения поставленной задачи).

В более широком смысле под программированием понимают весь спектр деятельности, связанный  с созданием и поддержанием в  рабочем состоянии программ —  программного обеспечения ЭВМ. Иначе  это называется «программная инженерия» («инженерия ПО»). Сюда входят анализ и постановка задачи, проектирование программы, построение алгоритмов, разработка структур данных, написание текстов программ, отладка и тестирование программы (испытания программы), документирование, настройка (конфигурирование), доработка и сопровождение.

Программирование для  ЭВМ основывается на использовании  языков программирования, на которых  записывается программа.

Язык  программирования — формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под её управлением.

Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало более двух с половиной  тысяч языков программирования. Каждый год их число увеличивается. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей.

Создатели языков по-разному  толкуют понятие язык программирования. К наиболее распространённым утверждениям, признаваемым большинством разработчиков, относятся следующие:

Функция: язык программирования предназначен для написания компьютерных программ, которые применяются для передачи компьютеру инструкций по выполнению того или иного вычислительного процесса и организации управления отдельными устройствами.

Задача: язык программирования отличается от естественных языков тем, что предназначен для передачи команд и данных от человека к компьютеру, в то время как естественные языки используются для общения людей между собой. Можно обобщить определение «языков программирования» — это способ передачи команд, приказов, чёткого руководства к действию; тогда как человеческие языки служат также для обмена информацией.

Исполнение: язык программирования может использовать специальные конструкции для определения и манипулирования структурами данных и управления процессом вычислений.

Система программирования — часть базового программного обеспечения, поддерживающая процесс программирования. Системы программирования представляют собой единство средств статической (инструментальной) и динамической (исполнительной) поддержки.

 

1.2 Классификация  систем программирования

 

По набору входных языков различают системы программирования одно- и многоязыковые. Отличительная черта многоязыковых систем состоит в том, что отдельные части программы можно составлять на разных языках и с помощью специальных обрабатывающих программ объединять их в готовую для исполнения на ЭВМ программу.

 По структуре, уровню  формализации входного языка  и целевому назначению различают  системы программирования машинно-ориентированные и машинно-независимые.

Машинно-ориентированные системы программирования имеют входной язык, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ЭВМ (внутреннего языка, структуры памяти и т.д.). Машинно-ориентированные системы позволяют использовать все возможности и особенности машинно-зависимых языков:

 ·        высокое качество создаваемых  программ;

 ·        возможность использования конкретных  аппаратных ресурсов;

 ·        предсказуемость объектного кода  и заказов памяти;

 ·        для составления эффективных  программ необходимо знать систему  команд и особенности функционирования  данной ЭВМ; 

 ·        трудоемкость процесса составления  программ (особенно на машинных языках), плохо защищенного от появления ошибок;

 ·        низкая скорость программирования;

 ·        невозможность непосредственного  использования программ, составленных  на этих языках, на ЭВМ других  типов. 

Машинно-независимые  системы программирования – это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ. В таких системах программы, составляемые на языках, имеющих название высокоуровневых языков программирования, представляют собой последовательности операторов, структурированные согласно правилам рассматривания языка (задачи, сегменты, блоки и т.д.). Операторы языка описывают действия, которые должна выполнять система после трансляции программы на машинном языке. Таким образом, командные последовательности (процедуры, подпрограммы), часто используемые в машинных программах, представлены в высокоуровневых языках отдельными операторами. Программист получил возможность не расписывать в деталях вычислительный процесс на уровне машинных команд, а сосредоточиться на основных особенностях алгоритма.

 

1.3 Общие принципы  создания программ

 

В самом общем случае для  создания программы на выбранном  языке программирования нужно иметь следующие компоненты:

1. Текстовый редактор. Так как текст программы записывается с помощью ключевых слов, обычно происходящих от слов английского языка, и набора стандартных символов для записи всевозможных операций, то формировать этот текст можно в любом редакторе, получая в итоге текстовый файл с исходным текстом программы. Лучше использовать специализированные редакторы, которые ориентированы на конкретный язык программирования и позволяют в процессе ввода текста выделять ключевые слова и идентификаторы разными цветами и шрифтами. Подобные редакторы созданы для всех популярных языков и дополнительно могут автоматически проверять правильность синтаксиса программы непосредственно во время ее ввода.

2. Исходный текст с  помощью программы-компилятора переводится в машинный код. Если обнаружены синтаксические ошибки, то результирующий код создан не будет. На этом этапе уже возможно получение готовой программы, но чаще всего в ней не хватает некоторых компонентов, поэтому компилятор обычно выдает промежуточный объектный код (двоичный файл, стандартное расширение .OBJ).

3. Исходный текст большой  программы состоит, как правило,  из нескольких модулей (файлов  с исходными текстами), потому  что хранить все тексты в  одном файле неудобно – в  них сложно ориентироваться. Каждый  модуль компилируется в отдельный  файл с объектным кодом, которые  затем надо объединить в одно целое.

Кроме того, к ним надо добавить машинный код подпрограмм, реализующих различные стандартные функции (например, вычисляющих математические функции sin или ln). Такие функции содержатся в библиотеках, которые поставляются вместе с компилятором.

Библиотеки  подпрограмм составляют существенную часть систем программирования. Наряду с дружественностью пользовательского интерфейса состав доступных библиотек подпрограмм во многом определяет возможности системы программирования и ее позиции на рынке средств разработки программного обеспечения.

В состав системы программирования может входить большое количество разнообразных библиотек. Среди  них всегда можно выделить основную библиотеку, содержащую обязательные функции входного языка программирования. Эта библиотека всегда используется компилятором, поскольку без нее  разработка программ на данном входном  языке невозможна. Все остальные  библиотеки необязательны и подключаются к результирующей программе только по прямому указанию разработчика.

Принципиально новые возможности  предоставили только современные ОС, которые позволили подключать к  результирующим программам не статические, а динамические библиотеки. Динамические библиотеки в отличие от традиционных (статических) библиотек подключаются к программе не в момент ее компоновки, а непосредственно в ходе выполнения, как только программа затребовала ту или иную функцию, находящуюся в библиотеке. Преимущества таких библиотек очевидны — они не требуют включать в программу объектный код часто используемых функций, чем существенно сокращают объем кода.

Сгенерированный код модулей  и подключенные к нему стандартные  функции надо не просто объединить в одно целое, а выполнить такое  объединение с учетом требований операционной системы, то есть получить на выходе программу, отвечающую определенному  формату. Объектный код обрабатывается специальной программой — редактором связей или сборщиком, который выполняет связывание объектных модулей и машинного кода стандартных функций, находя их в библиотеках, и формирует на выходе работоспособное приложение — исполнимый код для конкретной платформы.

Если по каким-то причинам один из объектных модулей или  нужная библиотека не обнаружены (например, неправильно указан каталог с  библиотекой), то сборщик сообщает об ошибке, и готовой программы не получается.

Исполнимый  код — это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ЕХЕ или .СОМ.

Интегрированная система  программирования включает в себя специализированный текстовый редактор. Почти все  этапы создания программы в ней  автоматизированы: после того как  исходный текст введен, его компиляция и сборка выполняются одним нажатием клавиши. Это очень удобно, так как не требует ручной настройки множества параметров запуска компилятора и редактора связей, указывания им нужных файлов вручную и т. д. Процесс компиляции обычно демонстрируется на экране: показывается, сколько строк исходного текста откомпилировано, или выдаются сообщения о найденных ошибках.

Еще одним модулем системы  программирования, функции которого тесно связаны с выполнением  программы, является отладчик. Отладчик — это программный модуль, который позволяет выполнить основные задачи, связанные с мониторингом процесса выполнения результирующей прикладной программы. Этот процесс называется отладкой.

Отладчики в современных  системах программирования представляют собой модули с развитым интерфейсом  пользователя, работающие непосредственно  с текстом и модулями исходной программы. Многие их функции интегрированы  с функциями текстовых редакторов исходных текстов, входящих в состав систем программирования.

 

2. Примеры современных  систем программирования

 

2.1 Turbo Pascal

 

Turbo Pascal — интегрированная среда разработки программного обеспечения для платформ DOS и Windows 3.x и язык программирования в этой среде, диалект языка Паскаль от фирмы Borland.

Товарный знак Borland Pascal был  зарезервирован для дорогих вариантов поставки (с большим количеством библиотек и исходным кодом стандартной библиотеки), оригинальная дешёвая и широко известная версия продавалась как Turbo Pascal. Название Borland Pascal также используется в более широком смысле — как неофициальное название версии языка Паскаль от фирмы Borland.