0

Что такое язык программирования?

Определение языка программирования

Поддержка процесса программирования может осуществляться на одном или нескольких языках программирования. В данной статье рассматривается алгоритмический язык программирования: его структура, алфавит, синтаксис и семантика, а также характеристики алгоритмических языков и возможности обработки данных. Определений языка программирования много. Вот, например, определение из Википедии.

Язы́к программи́рования — формальный язык, предназначенный для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, определяющих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (обычно — ЭВМ) под её управлением.

Основными видами языков программирования являются:

  • машинные языки, записываемые в системе команд процессора в виде двочного кода;
  • языки типа ассемблера, записываемы в виде слов мнемокода;
  • алгоритмические языки программирования.

Алгоритмический язык отличается от машинного языка тем, что состоит из допустимого набора слов и символов, как естественный язык. Определений алгоритмического языка программирования также много. Приведем некоторые из них.

Алгоритмический язык – это язык программирования, который используется как средство общения человека с компьютером. Это специально разработанный язык, который содержит определенный набор слов (ключевых слов) и фраз. Объем такого языка значительно меньше объема разговорного языка. Он лаконичен, не имеет слов – синонимов, все его фразы не имеют двоякого смысла и четко определяют конкретные действия.

Алгоритмический язык программирования — формальный язык, используемый для записи, реализации и изучения алгоритмов.

Нами рекомендуется использовать определение, данное в Новой философской энциклопедии. Алгоритмический язык это искусственная система языковых средств, обладающая выразительными возможностями, достаточными для того, чтобы с ее помощью можно было задать любое принадлежащее заранее очерченному классу детерминированное общепонятное предписание, выполнение которого ведет от варьирующих в определенных пределах исходных данных к искомому результату.

Проще сказать язык программирования это совокупность алфавита(набора допустимых символов), синтаксиса(набора правил) и семантики(смыслового содержания).

Самые известные алгоритмические языки – это Бейсик (Basic), Паскаль (Pascal), Фортран (Fortran), Delphi, С++, C#, Java, Python.

Для программиста важным является возможности языка программирования при решении определенного класса задач на ЭВМ.

Структура языка программирования

Структура алгоритмического языка включает три составляющие:

  1. Алфавит — фиксированный для данного языка набор символов (букв, цифр, специальных знаков и т.д.), которые могут быть использованы при написании программы.
  2. Синтаксис — правила построения из символов алфавита специальных конструкций, с помощью которых составляется программа(алгоритм).
  3. Семантика — система правил толкования конструкций языка.

Современные языки программирования(Delphi, C#, Java, Python и др.) в качестве алфавита широко используют мультиязычные символы Юникода  для идентификаторов и хранения исходного кода. ИС++, сторически, до начала 2000-х годов в языках применялась 7-и битная кодировка ASCII, принятая стандартом в США.

Хорошо известно, любой язык в общем случае и язык программирования в частности — это синтаксис и семантика. Синтаксис языка программирования — это его правописание, которое почти всегда задаётся строгими формальными правилами. Синтаксис языка программирования — набор правил, описывающий комбинации символов алфавита, считающиеся правильно структурированной программой (документом) или её фрагментом. Синтаксису языка противопоставляется его семантика. Синтаксис языка описывает «чистый» язык, в то же время семантика приписывает значения (действия) различным синтаксическим конструкциям.

Семантика языка программирования задаёт правила придания смысла (семантики) синтаксически правильно написанным конструкциям языка программирования (частям программ и самим программам). Это начальное смысловое значение операторов, основных конструкций языка и т.д. Поэтому основой семантики языка программирования принято считать управляющие конструкции или операторы языка программирования.

Чаще всего семантика языка программирования бывает задана полуформально, не всегда однозначно, что может приводить к неоднозначному исполнению программ. Известно, что семантика языка программирования — — это правила придания смысла синтаксически правильным программам. В конечном счете эти правила определяют ту последовательность действий вычислительной машины, которую она должна выполнить, работая по данной программе. Это в полной мере относится и к языку программирования Crystal.

Программа составляется с помощью соединения символов алфавита в соответствии с синтаксическими правилами и с учетом правил семантики.

Что такое алгоритмические структуры?

Алгоритмической структурой называется стандартный способ соединения отдельных шагов алгоритма для выполнения типичной последовательности действий

В теории алгоритмов доказывается, что любой алгоритм может быть представлен в виде комбинации трех алгоритмических структур: следования, развилки и цикла.

Изучение языка программирования/ Базовые алгоритмические структуры

Следование(линейная алгоритмическая структура) представляет собой последовательное выполнение действий. Действия 1, 2, … , N могут, в свою очередь, включать в себя другие алгоритмические структуры.

Структура ветвления отражает возможность выполнения того или иного действия в зависимости от некоторого условия.

Структура повторения предполагает повторное выполнение одних и тех же действий определенное количество раз.

Теорема о структурном программировании сформулирована и доказана итальянскими математиками Коррадо Бёмом и Джузеппе Якопини.

Согласно этой теореме, любая программа, заданная в виде блок-схемы, может быть представлена с помощью трёх управляющих структур:

  1. Последовательность — обозначается: f THEN g.
  2. Ветвление — обозначается: IF p THEN f ELSE g.
  3. Цикл — обозначается: WHILE p DO f.

Формула f THEN g означает следующее: сначала выполняется программа f, затем выполняется программа g.

Операторы языка программирования

В любом современном языке программирования каждой базовой алгоритмической структуре соответствует ее программная реализация(оператор).

Линейная алгоритмическая структура программно реализуется оператором присваивания, структура ветвления — условным оператором, а структура повторения — оператором цикла. С их программной реализации продолжается изучение языка программирования. Их надо знать хорошо.

В соответствие со структурным подходом элементарная программа состоит из совокупности взаимодействующих программных реализаций базовых алгоритмических структур, объединенных в процедуры и функции.

Но это на элементарном уровне. А дальше начинаются различия в структурах данных, в возможностях реализации. Если сравнить с авиацией, то для одного только Бочка достижима, для другого и Боевой разворот возможен, а для третьего и Колокол или Кобра Пугачева под силу. Одним словом возможности реализации одних и тех же замыслов в различных языках программирования могут быть различными. Поэтому возникает необходимость сравнивать различные языки, а для этого надо их знать.

Именно операторы языка программирования определяют его семантику. Например, оператор цикла типа for всегда имеет конечное число повторений. При его использовании невозможно создать, так называемый, бесконечный цикл. А оператор цикла типа while при неправильном его использовании может создать бесконечный цикл.

Кроме того в операторе цикла типа for параметр цикла имеет целочисленное значение, а в операторе цикла типа while параметр цикла может быть произвольным как целочисленным, так и вещественным.

Заключение

Таким образом, алгоритмический язык программирования в своей его структуре имеет алфавит, синтаксис и семантику, а также обладает определенными возможностями обработки данных различного типа и объема.

Связанные материалы

Внимание! Кто хочет своевременно узнавать о выходе новой статьи на сайте должен подписаться.

ПОДПИСКА НА РАССЫЛКУ

Статьи об онлайн курсах обучения

Дистанционное обучение
Обучение программированию
Проектирование информационных систем
 
Реклама. Информация о рекламодателе по ссылкам в статье.

brasm

Пенсионер с 33 - летним педагогическим стажем

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *