Язы́к программи́рования — 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 ее управлением.
Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало уже более восьми с половиной тысяч языков программирования.[1] Каждый год их число пополняется новыми. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты иногда применяют в своей работе более десятка разнообразных языков программирования.
Создатели языков по-разному толкуют понятие язык программирования. К наиболее распространённым утверждениям, признаваемым большинством разработчиков, относятся следующие:[ источник не указан 179 дней ]
- 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 компьютеру, в то время, как естественные языки используются для общения людей между собой. В принципе, 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.
| 50.СТРУКТУРИРОВАНЫЕ ЯЗЫКИ ПРОГРАМИРОВАНИЯ Управление данными При интерпретации выполняемого выражения, содержащего данные, компилятор должен однозначно "понимать" указываемые идентификаторами операнды выражения. Так, один и тот же идентификатор может в различных частях программы использоваться для обозначения разных данных. Идентификатор может быть меткой или именем подпрограммы. В первом случае при трансляции выражения компилятор должен инициировать сообщение об ошибке компиляции. В зависимости от того, указывает ли идентификатор на переменную или на константу компилятор также должен предпринимать различные действия. Имя в программе может быть простым или составным. К простым именам относятся имена переменных, имена подпрограмм, имена пользовательских типов данных. Составное имя ссылается на элемент некоторой структуры и записывается как простое имя и следующие за ним операции квалификации или индексации имени. Например, выражение array1[3] ссылается на третий элемент массива, а выражение record1.field2 ссылается на значение поля field2 структуры record1. Для управления данными конкретные идентификаторы подпрограммы должны быть сопоставлены конкретным объектам данных. Такое сопоставление иногда называется ассоциацией. В момент создания записи активации устанавливается множество ассоциаций, сопоставляющих идентификаторы с текущими объектами данных. Такое множество ассоциаций определяет среду ссылок подпрограммы. Среда ссылок подпрограммы включает среду глобальных ссылок, среду локальных ссылок, среду нелокальных ссылок и среду предопределенных ссылок. Среда локальных ссылок образуется локальными переменными, формальными параметрами, а также подпрограммами, определенными внутри текущей подпрограммы. Среда глобальных ссылок формируется ассоциациями, которые созданы при активации главной программы. Среда нелокальных ссылок содержит как среду глобальных ссылок, так и множество ассоциаций, сформированных для доступных далее в программе, но еще не созданных переменных. Область видимости ассоциации в подпрограмме определяется включением этой ассоциации в среду ссылок подпрограммы. При этом если имело место переопределение глобального идентификатора локальным идентификатором, то ассоциация для глобального идентификатора исключаются из среды глобальных ссылок подпрограммы. Динамическая область видимости каждой ассоциации определяется совокупностью записей активации подпрограмм, включающих данную ассоциацию в среду ссылок подпрограммы. На один и тот же объект данных можно ссылаться посредством различных имен - например, если в подпрограмме доступен идентификатор глобальной переменной и эта же переменная передается по ссылке как формальный параметр подпрограммы. Различные идентификаторы, существующие в среде ссылок для ассоциации с одним и тем же объектом данных, иногда называются псевдонимами. Использование псевдонимов может приводить к различным ошибочным ситуациям. К тому же, наличие в подпрограмме псевдонимов осложняет процесс оптимизации кода, выполняемый компилятором. Например, если при выполнении последовательности двух операторов int1=5*x; int2=8*y; значение переменной int1 нигде в программе не используется, то при оптимизации программы первый оператор может быть упразднен. Но если переменная int1 является псевдонимом переменной y, то такая оптимизация приведет к ошибке вычисления, и, следовательно, потребуются дополнительные проверки. Под статической областью видимости понимается фрагмент кода программы, в котором идентификатор ссылается на конкретный объект. Статическая область видимости определяет объект, на который ссылается идентификатор в коде программы, а динамическая область видимости формируется ассоциациями, созданными во время выполнения программы. Блочно-структурированные языки программирования В блочно-структурированных языках программирования программа записывается как множество иерархически вложенных блоков определенной структуры. Блочно-структурированные языки программирования можно подразделить на строго блочно-структурированные языки и просто блочно-структурированные языки. В строго блочно-структурированных языках в начале каждого блока располагается область объявлений, а за ней следует фрагмент кода. Иначе говоря, в строго блочно-структурированных языках программирования не допускается объявление переменных в любом месте фрагмента кода. К строго блочно-структурированным языкам программирования относятся языки ALGOL 60, Pascal, PL/I. Каждый блок в блочно-структурированном языке программирования вводит новую среду локальных ссылок. Следующий пример иллюстрирует блочную структуру программы на языке Pascal. |
простым блочно-структурированным языкам относятся такие языки, как C и Java, позволяющие формировать область объявления переменных в любом месте блока.
Современные языки программирования, такие как C++, Java, Object Pascal, относятся к блочно-структурированным языкам программирования, и при этом программы на этих языках могут состоять из нескольких блоков (программных модулей), расположенных на верхнем уровне иерархии.
Блочная структура организации программ делает "прозрачной" для программиста статическую область видимости, определяя правила объявления идентификаторов. Так, если во вложенном блоке объявляется идентификатор с уже существующим именем, то это "перекрывает" ссылку на одноименный идентификатор во внешнем блоке (без квалификации внешнего идентификатора, когда это позволяет синтаксис языка программирования). Все идентификаторы, объявленные во вложенном блоке, недоступны во внешнем блоке.