Что значит уровень языка программирования

В настоящее время в мире существует несколько сотен реально используемых языков программирования. Для каждого есть своя область применения.

Любой алгоритм, как мы знаем, есть последовательность предписаний, выполнив которые можно за конечное число шагов перейти от исходных данных к результату. В зависимости от степени детализации предписаний обычно определяется уровень языка программирования — чем меньше детализация, тем выше уровень языка.

По этому критерию можно выделить следующие уровни языков программирования:

• машинные;
• машинно-оpиентиpованные (ассемблеpы);
• машинно-независимые (языки высокого уровня).

Машинные языки и машинно-ориентированные языки — это языки низкого уровня , требующие указания мелких деталей процесса обработки данных. Языки же высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.

Языки высокого уровня делятся на:

• процедурные (алгоритмические) (Basic, Pascal, C и др.), которые предназначены для однозначного описания алгоритмов; для решения задачи процедурные языки требуют в той или иной форме явно записать процедуру ее решения;
• логические (Prolog, Lisp и др.), которые ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания;
• объектно-ориентированные (Object Pascal, C++, Java и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над нами. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути описывает часть мира, относящуюся к этой задаче. Описание действительности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур.

Источник

Уровни языков программирования и эволюция языков

Языки программирования часто классифицируют по уровню . Уровень языка показывает, насколько язык близок к естественной для человека записи. Процедурные языки — самого низкого уровня. Функциональные — значительно выше. Логические языки в принципе могут быть самого высокого уровня, но из-за высокой сложности теории, лежащей в их основе, разрабатываются довольно медленно. Широко распространённых в мире языков логической группы довольно мало.

Рассмотренные нами группы языков не являются чем-то абсолютным. Со временем могут появиться новые подходы в программировании, которые будут выделены в отдельные группы. Поэтому встаёт вопрос: что есть общего между различными языками, в чём их сущность.

В принципе все языки программирования созданы для решения задач с использованием математики (практически всех её разделов). Наиболее близким к человеку является язык математической записи условия задачи и её решения. Имеется в виду не только строго формализованные правила математических обозначений, а изложение с применением естественных для людей приёмов оформления и комментирования. Возможно даже с применением фраз на обычных языках общения, подобно тому, как записывают задачи школьники или студенты.

В настоящее время в мире существует несколько сотен реально используемых языков программирования. Для каждого есть своя область применения.

Любой алгоритм, как мы знаем, есть последовательность предписаний, выполнив которые можно за конечное число шагов перейти от исходных данных к результату. В зависимости от степени детализации предписаний обычно определяется уровень языка программирования — чем меньше детализация, тем выше уровень языка.

По этому критерию можно выделить следующие уровни языков программирования:

• машинные;
• машинно-оpиентиpованные (ассемблеpы);
• машинно-независимые (языки высокого уровня).

Машинные языки и машинно-ориентированные языки — это языки низкого уровня или языки первого поколения — 1GL , требующие указания мелких деталей процесса обработки данных.

С появлением ЭВМ 2-го поколения (транзисторных) появились языки второго поколения (2GL), в которых степень интеграции действий была на порядок выше. Это такие языки, как макроассемблер и автокод.

Языки высокого уровня или языки третьего поколения — 3GL имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.

Языки высокого уровня (3GL) делятся на:

• процедурные (алгоритмические) (Basic, Pascal, C и др.), которые предназначены для однозначного описания алгоритмов; для решения задачи процедурные языки требуют в той или иной форме явно записать процедуру ее решения;
• логические (Пролог, Lisp и др.), которые ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания;
• объектно-ориентированные (Object Pascal, C++, Java и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над нами. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути описывает часть мира, относящуюся к этой задаче. Описание действительности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур.

Эволюция языков программирования

История программирования показывает стремление, с одной стороны приблизится к этому идеалу, а, с другой стороны как можно больше автоматизировать процесс решения задач, чтобы программист не описывал во всех подробностях алгоритмы и действия. Идеальным случаем такой автоматизации будет полное отсутствие каких либо последовательностей действий — оператор будет вводить только условия задачи — всё остальное, включая выбор метода решения, построение структур данных, создание алгоритмов будет выполнять сама система программирования. Попробуем представить наши рассуждения в виде диаграммы.

Рисунок 1 — Диаграмма уровня языков математической записи.

Как видно из диаграммы, языки программирования подчинены некоторой общей закономерности. Их уровень и степень декларативности плавно и взаимосвязано растёт. Наиболее прогрессивными для прикладного высокоуровневого программирования являются, по-видимому языки, основывающиеся на функциональном и логическом подходах. (Не следует забывать, что в мире разработано много так называемых систем искусственного интеллекта — ИИ, которые не входят в рамки конкретной группы, но тоже оказывают несомненное влияние на эволюцию языков.)

Источник

Студентик.РФ

Уровни языков программирования

Уровни языков программирования.

Если язык программирования ориентирован на конкретный тип процессора и учитывает его возможности, то он называется языком программирования низкого уровня.

Низкий уровень языка программирования не означает плохой уровень.
Имеется ввиду, что операторы языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора.

Языком самого низкого уровня является язык ассемблера, который представляет каждую команду машинного кода с помощью удобных для восприятия человеком символических условных обозначений, называемых мнемокодами.

Язык ассемблера дает возможность составлять программы в терминах команд машинного языка, но с использованием более удобной системы обозначений.
Использование языка ассемблера, как правило, ограничивается областью системного программирования, т.е. разработкой операционных систем или их компонентов, разработкой драйверов и т.д.

Так как наборы команд для каждой модели процессора отличаются между собой, то конкретной компьютерной архитектуре соответствует свой язык ассемблера.

Для перевода программы с языка ассемблера в понимаемый процессором машинный код требуется специальная программа, которая также называется ассемблером.

В общем случае программу, которая переводит программу, написанную на языке высокого уровня в машинный код, называют компилятором.

С помощью языков низкого уровня создаются очень эффективные и быстро выполняемые программы, так как разработчик получает доступ ко всем возможностям процессора. С другой стороны, при этом требуется очень хорошо понимать устройство компьютера, требуется больше времени для программирования и результирующая программа не может быть перенесена на компьютер с другим типом процессора.

Языки низкого уровня часто применяют для написания системных приложений, например драйверов устройств, когда важнейшими требованиями становятся быстродействие и возможность прямого доступа к аппаратным ресурсам.

Языки программирования высокого уровня значительно ближе и понятнее человеку. Особенности конкретных компьютерных архитектур в них не учитываются, поэтому создаваемые программы на уровне исходных текстов легко переносятся на другие платформы, для которых создан транслятор этого языка. Разрабатывать программы на языках высокого уровня значительно проще, а ошибок при этом допускается гораздо меньше.

Для перевода отдельных инструкций программы, написанной на языке высокого уровня, в двоичный код, с которым может работать процессор, служат специальные программы, которые называются трансляторами.

Иногда рассматривают три уровня языков программирования:

• машинные (самого низкого уровня);
• машинно-ориентированные (ассемблеры);
• машинно-независимые (высокого уровня).

Машинные и машинно-ориентированные языки требуют подробного описания самых мелких деталей процесса обработки данных.
При программировании на машинном языке можно держать под контролем каждую команду процессора и использование каждой ячейки памяти, тем самым максимально использовать все возможности компьютера. Но процесс этот очень трудоемкий и утомительный, а программы получаются громоздкими.
Поэтому, если нужно разработать эффективную программу, в максимальной степени учитывающую специфику конкретного компьютера, то вместо машинных языков используют близкие к ним машинно-ориентированные языки (ассемблеры). Во всех остальных случаях используют, как правило, языки высокого уровня.

Языки высокого уровня были созданы для того, чтобы освободить программиста от учета технических особенностей конкретных компьютеров.

Уровень языка характеризуется степенью его близости к обычной человеческой речи. Машинный язык радикально от нее отличается.

Важным преимуществом языков высокого уровня является их универсальность, независимость от аппаратуры. Программа, написанная на таком языке, может выполняться на разных компьютерах.

Транслятор — это программа, предназначенная для автоматического перевода описания алгоритма решения задачи с одного формального языка на другой. Причем исходным языком является язык высокого уровня, а конечным – машинный язык (машинный код).

Если трансляция сопровождается выполнением каждой команды после ее перевода в машинный код, то такой транслятор называют интерпретатором.

Если же трансляция сопровождается только переводом программы с одного языка на другой (т.е. с языка высокого уровня на машинный язык) без выполнения каждой команды после ее перевода в машинный код, то такой транслятор называют компилятором.

В настоящее время в мире существует несколько тысяч языков программирования. Для программирования выбирают тот язык, который наилучшим образом подходит для решения той тли иной задачи.

Языки программирования, приспособленные для каких-то специфических задач, называют специальными.
Например, для решения инженерных задач раньше часто использовали ФОРТРАН (FORTRAN), программы для выполнения в сети Интернет пишут, например, на языках PHP, Perl, JavaScript и др.

Специальные языки имеют такие операторы, которые позволяют решать специальные задачи наиболее просто. Обычно эти языки изучают после устройства на работу. Изучать их заранее не имеет смысла.

Кроме специальных существуют универсальные языки программирования. Это языки, с помощью которых можно решать очень широкий круг задач.

Источник

Что такое уровень языка программирования?

В настоящее время в мире существует несколько сотен реально используемых языков программирования. Для каждого есть своя область применения.

Любой алгоритм, как мы знаем, есть последовательность предписаний, выполнив которые можно за конечное число шагов перейти от исходных данных к результату. В зависимости от степени детализации предписаний обычно определяется уровень языка программирования — чем меньше детализация, тем выше уровень языка.

По этому критерию можно выделить следующие уровни языков программирования:

· машинно-независимые (языки высокого уровня).

Машинные языки и машинно-ориентированные языки — это языки низкого уровня, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных.

Языки же высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.

Языки высокого уровня делятся на:

· алгоритмические (Basic, Pascal, C и др.), которые предназначены для однозначного описания алгоритмов;

· логические (Prolog, Lisp и др.), которые ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания.

· объектно-ориентированные (Object Pascal, C++, Java и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над нами. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути описывает часть мира, относящуюся к этой задаче. Описание действительности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур.

Дата добавления: 2015-08-08 ; просмотров: 1221 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Разъяснение языков программирования высокого уровня и низкого уровня

Языки программирования разделены на два класса. Это могут быть языки высокого уровня или языки низкого уровня. Каждый тип языка программирования имеет свое назначение. Изучение различий между ними является важным шагом для определения того, какой из них использовать.

Так в чем же разница между ними? И что это значит для обучения написанию кода? Давайте начнем с определения каждого из них и узнаем больше о том, какой язык подходит именно вам.

Языки программирования высокого и низкого уровня

Есть несколько характеристик, которые определяют языки программирования высокого и низкого уровня. Вот некоторые правила, которые обычно соблюдаются для определения двух.

Языки высокого уровня:

• Особенность абстракции
• Ближе к человеческим языкам и более читабельны
• Не занимайтесь управлением памятью
• Примеры включают в себя: Java, Python, Ruby и C #

Языки низкого уровня:

• Не показывать абстракцию
• Читаются на машинах и не близки к человеческому языку
• Включите управление памятью
• Примеры включают язык ассемблера и машинный код

Если вы когда-либо программировали на C или C ++, вы могли бы понять, что эти языки плавают в серой области. Эти языки позволяют вам управлять памятью, но имеют некоторую абстракцию.

Языки низкого уровня

Является ли язык высокоуровневым или низкоуровневым, имеет отношение к абстракции и как близко к операционной системе работает язык. Языки низкого уровня ближе к компьютерной системе. Одним из наиболее распространенных языков низкого уровня является машинный код.

Машинный код не имеет абстракции — он содержит отдельные инструкции, передаваемые компьютеру. Машины понимают только байты, они представлены в двоичном формате (хотя иногда они записываются в десятичной или шестнадцатеричной записи).

Вот некоторый машинный код:

169 1 160 0 153 0 128 153 0 129 153 130 153 0 131 200 208 241 96

Не могли бы вы прочитать этот код и понять, что может сделать скрипт? Компьютер знает, но это не близко к человеческому языку.

Когда вы пишете машинный код, вам нужно указать четкие указания. Например, если часть информации должна быть извлечена из памяти, машинный код должен указать компьютеру, где ее найти. Машинный код на сегодняшний день является самым быстрым кодом для написания, а также самым сложным для создания программ.

Ассемблер является еще одним языком низкого уровня, который на шаг выше машинного кода. В ассемблере очень мало абстракций, но он похож на машинный код. Он встречается реже, чем язык C, но на шаг выше машинного кода.

Имиджевый кредит: extradeda /Depositphotos

Язык программирования C

это популярный выбор для кодеров. Хотя язык C не такой низкий, как на ассемблере, он приближается к машинному коду. Большинство операций, написанных на C, могут работать с небольшим количеством инструкций машинного кода.

Языки программирования высокого уровня

Языки высокого уровня имеют абстракцию. Эти языки очень удобочитаемы и в результате их гораздо проще использовать. Вот пример кода Python, который гораздо проще расшифровать, чем фрагмент машинного кода:

def addNumbers (Num1, Num2):
вернуть Num1 + Num2

addNumbers (4,5)
>> 9

Это простая функция, которая принимает два числа и возвращает результат. Вы точно знаете, что вы получаете, вы можете прочитать это как книгу. Вам также не нужно управлять памятью, чтобы запустить эту программу на вашем компьютере.

Переменные, объекты, процедуры и циклы являются важными частями языков высокого уровня. Это абстракция, которая делает их простыми в использовании.

Язык ассемблера имеет почти однозначное соответствие между своими командами и командами машинного кода. Язык более высокого уровня способен отправлять десятки команд с помощью одной строки кода.

Каждый язык высокого уровня имеет свой собственный способ написания синтаксиса, и вы можете обнаружить, что некоторые из них легче читать, чем другие.

Какой язык вы должны изучать?

Это распространенный вопрос среди новых программистов. Языки программирования высокого или низкого уровня лучше? Как и в случае со многими вопросами программирования, нет одного правильного ответа.

Оба языка имеют важные преимущества. Языки низкого уровня требуют очень мало интерпретации с помощью компьютера. Это делает машинный код невероятно быстрым по сравнению с другими языками программирования

, Они дают программистам большой контроль над хранением данных, памятью, компьютерным оборудованием.

Вы можете использовать эти языки для написания программного ядра или программного драйвера. Вы не будете использовать его для написания веб-приложений или игр.

Языки высокого уровня легче понять. Они позволяют программистам писать код более эффективно. Эти языки также считаются более безопасными. У них есть больше мер предосторожности, чтобы кодеры не могли вводить команды, которые могут повредить компьютер.

Они не дают программистам такого большого контроля над процессами низкого уровня и редко занимаются распределением памяти.

Список популярных языков высокого уровня включает в себя:

Эти языки хороши для написания программ, веб-приложений и мобильных приложений.

Что вы хотите построить?

Ваш первый вопрос должен быть: что я хочу запрограммировать?

Если вы хотите писать операционные системы, ядра или что-то, что должно работать на высокой скорости, то язык более низкого уровня может быть хорошим выбором. Большая часть Windows, macOS и Linux написана на языках C и C, таких как C ++ и Objective-C.

Многие современные приложения написаны на высокоуровневых или предметно-ориентированных языках. Python и Ruby — популярные языки веб-программирования

, Такие языки, как Swift, C #, JavaScript и SQL, имеют свои собственные цели. C # является отличным многоцелевым языком, JavaScript является основой веб-кодирования, а SQL отлично подходит для программирования баз данных.

Преимущества изучения обоих

Вот интересная идея: выучить оба сразу. Вы получите более глубокое понимание абстракций и того, как они делают языки высокого уровня более эффективными. Вы также можете многое узнать о компьютерной архитектуре и о том, что заставляет ваш компьютер работать.

Конечно, изучать два языка одновременно непросто, поэтому вы можете поразить их.

Выберите язык на основе того, что вы хотите построить. Проведите небольшое исследование, чтобы выяснить, какие языки распространены в выбранной вами области карьеры. Затем используйте эту информацию, чтобы выбрать язык и начать изучение.

Вскоре вы увидите параллели и получите более глубокое понимание того, как работает программирование.

Стать лучшим программистом

Не поражайтесь различным критериям при выборе языка программирования. Пытаясь выбирать между языками высокого и низкого уровня, подумайте о том, что вас больше всего интересует. Практически в каждом случае вы должны стремиться к проектам, которые вас интересуют.

Если вы хотите перейти к языкам более низкого уровня, вы можете подумать о том, чтобы больше узнать о C. C — отличный язык для изучения, вот отличный проект для начинающих C, который поможет вам начать. Возможно, вас больше интересует кодирование на языке высокого уровня? Python — это отличный многоцелевой язык, который может многое предложить. Вы можете сделать много отличных проектов, таких как создание ботов для социальных сетей для Instagram и Reddit, используя Python

Источник