В чем состоит особенность процедурно и проблемно ориентированных систем программирования кратко

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Проблемно-ориентированные системы программирования наиболее полно учитывают специфику данного класса задач и наличие в них типовых схем обработки информации и вследствие этого оказываются более эффективными по сравнению с машинно-ориентированными и процедурно-ориентированными. Следует отметить, что само понятие эффективности системы программирования в последнее время существенно изменилось. С появлением ЭВМ третьего поколения фактор затрат машинного времени на решение задач приобретает се меньшее значение в сравнении С фактором затрат ручного труда на подготовку задач к решению, поэтому эффективнее считается та система программирования, которая позволяет максимально сократить затраты ручного труда при проектировании задач на ЭВМ при незначительном увеличении времени выполнения рабочей программы. [1]

Проблемно-ориентированные системы программирования являются аффективным средством разработки и отладки программ. Они описывают алгоритмы решения задач в общепринятых математических обозначениях или в символах, привычных для восприятия человеком. [3]

БАСТАЙ представляет собой проблемно-ориентированную систему программирования по организации и ведению банка данных, включая загрузку данных, их корректировку и реорганизацию. В системе имеются программные компоненты для поиска информации в банке данных при разработке программ пользователя. Являясь, по существу, универсальным генератором программ для создания банков данных, БАСТАЙ вместе с тем ограничена по своим возможностям: массивы банка данных могут включать основные и наиболее взаимосвязанные данные фонда НСИ ( сведения о составе изделия, технологических маршрутов, оборудования, материалах и др.), но не в состоянии одновременно содержать информацию всех нормативно-справочных документов ( НСД), которые подвергаются автоматизированной обработке при создании АСУП. Кроме того, в процессе эксплуатации АСУП иногда требуется создать отдельные массивы для корректировки л разработки новых задач. [4]

В качестве примера проблемно-ориентированной системы программирования по организации и ведению банка данных может быть представлена система БАСТАЙ. [5]

Формирование больших интегрированных блоков информации на МЛ предполагает предварительное разбиение последних на рабочие массивы для решения отдельных задач. В некоторых случаях компромиссное решение находят в создании специальных проблемно-ориентированных систем программирования для обработки интегрированных массивов при решении задач АСУП. [10]

Рассмотренные примеры не исчерпывают всего многообразия систем программирования, так как ежегодно в этой области появляются новые системы, пополняющие арсенал робототехники. Следует отметить, однако, что, изучив основные операторы, например языка VAL, можно представить себе уровень существующих проблемно-ориентированных систем программирования и оценить возможность адаптивного робота, оснащенного таким программным обеспечением. [12]

Рассмотренные примеры не исчерпывают всего многообразия систем программирования, так как ежегодно в этой области появляются новые системы, пополняющие арсенал робототехники. Следует отметить, однако, что, изучив основные операторы, например языка VAL, можно представить себе уровень существующих проблемно-ориентированных систем программирования и оценить возможность адаптивного робота, оснащенного таким программным обеспечением. [14]

Источник

В чем разница между процедурным программирование и объектно-ориентированным?

Процедурное программирование подразумевает возможность создания в
рамках программы локальных переменных, функций и процедур. Любая
программа оперирует данными и содержит код для обработки этих данных. В
языках, поддерживающих парадигму процедурного программирования,
приоритет остается за кодом для обработки данных.

Другими словами,
функциональность программы определяется в основном набором процедур и
функций для обработки данных. Сами данные при этом имеют второстепенное
значение. Одни и те же процедуры применяются к данным разного рода.
Хотя такой подход имеет право на существование и долгое время был самым
прогрессивным, с помощью процедурных языков программирования очень
большие проекты создавать сложно. Поэтому на замену процедурному
программированию пришло программирование объектно-ориентированное.

Основная идея, положенная в основу объектно-ориентированного
программирования, проста и элегантна и состоит в том, чтобы подчинить
код, используемый для обработки данных, этим самим данным. В
объектно-ориентированных языках данные играют решающую роль при
определении методов обработки. Здесь следует четко понимать, что
необходимость перехода к объектно-ориентированному программированию
связана в первую очередь с проблемой читабельности программного кода.

Если уметь хорошо структурировать код и ввести для этого общепринятый стандарт, то ПП во многом сможет заменить ООП и будет даже удобнее.

Источник

Что такое процедурное программирование?

Что такое процедурное программирование?

Процедурное программирование может быть первой парадигмой программирования, которую изучит новый разработчик. По сути, процедурный код — это тот, который непосредственно инструктирует устройство о том, как завершить задачу в логических шагах.
Эта парадигма использует линейный нисходящий подход и рассматривает данные и процедуры как два разных объекта. Основываясь на концепции вызова процедуры, процедурное программирование делит программу на процедуры, которые также известны как процедуры или функции, просто содержащие последовательность шагов, которые необходимо выполнить.
Проще говоря, процедурное программирование включает в себя запись списка инструкций, чтобы сообщить компьютеру, что он должен делать шаг за шагом, чтобы завершить задачу под рукой.

Ключевые особенности процедурного программирования

Ключевые особенности процедурного программирования приведены ниже:

Передача параметров: Передача параметров — это механизм, используемый для передачи параметров в функции, подпрограммы или процедуры. Передача параметров может быть выполнена через «передача по значению», «передача по ссылке», «передача по результату», «передача по значению-результату» и «передача по имени».

Преимущества и недостатки процедурного программирования

Процедурное программирование имеет свои плюсы и минусы, некоторые из которых упомянуты ниже.
Преимущества

Недостатки

Как мы уже упоминали, существуют разные типы парадигмы программирования, которые являются не чем иным, как стилем программирования. Важно понимать, что парадигма ориентирована не на конкретный язык, а на способ написания программы. Ниже приведено сравнение между процедурным программированием и объектно-ориентированным программированием.

Что такое объектно-ориентированное программирование (ООП)

ООП — это подход к программированию, который распознает жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, как совокупность объектов, которые работают в тандеме друг с другом для решения конкретной проблемы под рукой. Главное, что нужно знать об ООП, — это инкапсуляция, то есть идея, что каждый объект, содержащий программу, самодостаточен, что означает, что все компоненты, составляющие объект, находятся внутри самого объекта. Теперь, поскольку каждый модуль в рамках этой парадигмы самодостаточен, объекты могут быть взяты из одной программы и использованы для решения другой имеющейся проблемы с небольшими изменениями или без изменений.
Преимущества

Недостатки

Процедурное программирование против объектно-ориентированного программирования: сравнение между собой

С другой стороны, процедурное программирование, в отличие от ООП, не фокусируется на шагах, которые будут выполняться для выполнения задачи, а не на взаимодействии между объектами. Задачи разбиты на подпрограммы, переменные и структуры данных. В любой момент времени эти процедуры могут быть вызваны при выполнении программы.

Недостатки

Вывод

Как мы уже говорили в этой статье, процедурное программирование — это больше, чем вы делаете, а не то, как вы это делаете. Это стандартный подход, используемый во многих компьютерных языках, таких как C, Pascal и BASIC. Хотя идеальной парадигмы программирования не существует, важно понимать, что правильная парадигма всегда будет зависеть от типа используемого вами языка и программы, которую вы хотите создать. Рекомендуется, чтобы для достижения максимальных результатов и сильного портфеля, нужно было владеть всеми тремя основными парадигмами программирования. Лучший способ попытаться стать лучше в программировании — это, конечно пройти курсы программирования.

Источник

«Забытые» парадигмы программирования

Получилось так, что те парадигмы, которые раньше потом и кровью пробивались в свет через орды приверженцев традиционных методов постепенно забываются. Эти парадигмы возникли на заре программирования и то, почему они возникали, какие преимущества они давали и почему используются до сих пор полезно знать любому разработчику.

Ладно. Введение это очень весело, но вы его все равно не читаете, так что кому интересно — добро пожаловать под кат!

Императивное программирование

Исторически сложилось так, что подавляющее большинство вычислительной техники, которую мы программируем имеет состояние и программируется инструкциями, поэтому первые языки программирования в основном были чисто императивными, т.е. не поддерживали никаких парадигм кроме императивной.

Это были машинные коды, языки ассемблера и ранние высокоуровневые языки, вроде Fortran.

Ключевые моменты:

В этой парадигме вычисления описываются в виде инструкций, шаг за шагом изменяющих состояние программы.

В низкоуровневых языках (таких как язык ассемблера) состоянием могут быть память, регистры и флаги, а инструкциями — те команды, что поддерживает целевой процессор.

В более высокоуровневых (таких как Си) состояние — это только память, инструкции могут быть сложнее и вызывать выделение и освобождение памяти в процессе своей работы.

В совсем высокоуровневых (таких как Python, если на нем программировать императивно) состояние ограничивается лишь переменными, а команды могут представлять собой комплексные операции, которые на ассемблере занимали бы сотни строк.

Основные понятия:

Порожденные понятия:

— Присваивание
— Переход
— Память
— Указатель

Языки поддерживающие данную парадигму:

Как основную:

— Языки ассемблера
— Fortran
— Algol
— Cobol
— Pascal
— C
— C++
— Ada

Как вспомогательную:

— Python
— Ruby
— Java
— C#
— PHP
— Haskell (через монады)

Стоит заметить, что большая часть современных языков в той или иной степени поддерживает императивное программирование. Даже на чистом функциональном языке Haskell можно писать императивно.

Структурное программирование

Структурное программирование — парадигма программирования (также часто встречающееся определение — методология разработки), которая была первым большим шагом в развитии программирования.

Основоположниками структурного программирования были такие знаменитые люди как Э. Дейкстра и Н. Вирт.

Языками-первопроходцами в этой парадигме были Fortran, Algol и B, позже их приемниками стали Pascal и C.

Ключевые моменты:

Эта парадигма вводит новые понятия, объединяющие часто используемые шаблоны написания императивного кода.

В структурном программировании мы по прежнему оперируем состоянием и инструкциями, однако вводится понятие составной инструкции (блока), инструкций ветвления и цикла.

Благодаря этим простым изменениям возможно отказаться от оператора goto в большинстве случаев, что упрощает код.

Иногда goto все-же делает код читабельнее, благодаря чему он до сих пор широко используется, несмотря на все заявления его противников.

Основные понятия:

— Блок
— Цикл
— Ветвление

Языки поддерживающие данную парадигму:

Как основную:

Как вспомогательную:

— C#
— Java
— Python
— Ruby
— JavaScript

Поддерживают частично:
— Некоторые макроассемблеры (через макросы)

Опять-же большая часть современных языков поддерживают структурную парадигму.

Процедурное программирование

Опять-же возрастающая сложность программного обеспечения заставила программистов искать другие способы описывать вычисления.

Собственно еще раз были введены дополнительные понятия, которые позволили по-новому взглянуть на программирование.

Этим понятием на этот раз была процедура.

В результате возникла новая методология написания программ, которая приветствуется и по сей день — исходная задача разбивается на меньшие (с помощью процедур) и это происходит до тех пор, пока решение всех конкретных процедур не окажется тривиальным.

Ключевые моменты:

Процедура — самостоятельный участок кода, который можно выполнить как одну инструкцию.

В современном программировании процедура может иметь несколько точек выхода (return в C-подобных языках), несколько точек входа (с помощью yield в Python или статических локальных переменных в C++), иметь аргументы, возвращать значение как результат своего выполнения, быть перегруженной по количеству или типу параметров и много чего еще.

Основные понятия:

Порожденные понятия:

— Вызов
— Аргументы
— Возврат
— Рекурсия
— Перегрузка

Языки поддерживающие данную парадигму:

Как основную:

— C
— C++
— Pascal
— Object Pascal

Как вспомогательную:

— C#
— Java
— Ruby
— Python
— JavaScript

Поддерживают частично:
— Ранний Basic

Стоит отметить, что несколько точек входа из всех этих языков поддерживаются только в Python.

Модульное программирование

Который раз увеличивающаяся сложность программ заставила разработчиков разделять свой код. На этот раз процедур было недостаточно и в этот раз было введено новое понятие — модуль.

Забегая вперед скажу, что модули тоже оказались неспособны сдержать с невероятной скоростью растущую сложность ПО и в последствии появились пакеты (это тоже модульное программирование), классы (это уже ООП), шаблоны (обобщенное программирование).

Программа описанная в стиле модульного программирования — это набор модулей. Что внутри, классы, императивный код или чистые функции — не важно.

Благодаря модулям впервые в программировании появилась серьезная инкапсуляция — возможно использовать какие-либо сущности внутри модуля, но не показывать их внешнему миру.

Ключевые моменты:

Модуль — это отдельная именованная сущность программы, которая объединяет в себе другие программные единицы, близкие по функциональности.

Например файл List.mod включающий в себя класс List
и функции для работы с ним — модуль.

Папка Geometry, содержащая модули Shape, Rectangle и Triangle — тоже модуль, хоть и некоторые языки разделяют понятие модуля и пакета (в таких языках пакет — набор модулей и/или набор других пакетов).

Модули можно импортировать (подключать), для того, чтобы использовать объявленные в них сущности.

Основные понятия:

Порожденные понятия:

Языки поддерживающие данную парадигму:

Как основную:

— Haskell
— Pascal
— Python

Как вспомогательную:

— Java
— C#
— ActionScript 3

Поддерживают частично:
— C/C++

В некоторых языках для модулей введены отдельные абстракции, в других же для реализации модулей можно использовать заголовочные файлы (в C/C++), пространства имен, статические классы и/или динамически подключаемые библиотеки.

Вместо заключения

В данной статье я не описал популярные сейчас объектно-ориентированное, обобщенное и функциональное программирование. Просто потому, что у меня есть свое, довольно радикальное мнение на этот счет и я не хотел разводить холивар. По крайней мере сейчас. Если тема окажется полезной для сообщества я планирую написать несколько статей, изложив основы каждой из этих парадигм подробно.

Также я ничего не написал про экзотические парадигмы, вроде автоматного, аппликативного, аспект/агент/компонент-ориентированного программирования. Я не хотел делать статью сильно большой и опять-же если тема будет востребована, я напишу и об этих парадигмах, возможно более подробно и с примерами кода.

Источник

Языки программирования высокого уровня

Первые несколько поколений ЭВМ строились на классических принципах, сформулированных американским математиком Джоном фон Нейманом в 1946 г., когда начались разработки цифровых ЭВМ с программным управлением. Одним из основных принципов Д. фон Неймана является принцип хранимой программы. Под программой вычислительной машины понимается описание алгоритма решения задачи, заданное на языке вычислительной машины. Таким образом, языки программирования – это формальные языки общения человека с ЭВМ, предназначенные для описания совокупности инструкций, выполнение которых обеспечивает правильное решение требуемой задачи, т.е. для описания подлежащих обработке данных (информации) и алгоритмов (программ). Основная роль языков программирования заключается в планировании действий по обработке информации. Любой язык программирования основан на системе понятий, на основе которой человек может выражать свои соображения.

Теоретическую основу языков программирования составляют алгоритмические языки. В настоящее время для ЭВМ разработано значительное количество языков программирования. Они отличаются друг от друга различными свойствами, а значит, и областью применения. Существуют разные подходы к классификации языков программирования. На рис. 1.11 представлена схема, в которой языки программирования систематизированы по возможностям и ориентации на конкретную сферу применения.

Рис. 1.11. Классификация языков программирования

Первыми используемыми языками программирования были машинные языки, задаваемые системами команд ЭВМ. Класс машинно-зависимых языков представлен ассемблером. Ассемблер – простейший языка программирования, ориентированный на конкретную ЭВМ. Язык ассемблера делает доступными все программно-управляемые компоненты ЭВМ. Поэтому он применяется для написания программ, явно использующих специфику конкретной аппаратуры. Из-за низкого уровня языка ассемблера не удается построить средства отладки, которые существенно бы снизили ее трудоемкость. Программирование на языке ассемблера оперирует с терминами команд аппаратной части машины, и поэтому требует от программиста детальных знаний технических компонентов компьютера. Каждый компьютер имеет такую систему программирования.

Как правило, эта система программирования разрабатывается и поставляется фирмой – изготовителем ЭВМ. Применение машинных языков требует излишней детализации пути решения задачи, так как даже наиболее современные ЭВМ способны понимать лишь относительно простые инструкции, а человек способен концентрировать детали в выражениях более общего характера. Использование языка ассемблера ограничивается областью системного программирования, т.е. для программирования микропроцессоров, для разработки операционных систем (ОС) или отдельных компонентов ОС, программ обмена между системным блоком и периферийным устройствами (драйверов) и т.д.

Поэтому с развитием программирования появились языки программирования, ориентированные на определенные проблемные области, соответствующие более высокому уровню абстракции. Эти языки получили название алгоритмических языков высокого уровня. Алгоритмический язык – язык, предназначенный для записи, разработки и изучения алгоритма. Их отличительной чертой является способность выразить задачу более лаконично и сжато, обеспечивая программиста возможностью более четко представлять свои задачи и разрабатывать эффективные методы их решения. Преобразование описания задачи на алгоритмическом языке высокого уровня в описании на машинном языке осуществляется специальной программой, называемой транслятором. Имеется целый ряд языков программирования, ориентированных на те или иные области применения. Наиболее близкими к машинным языкам являются машинно-ориентированные языки, позволяющие использовать особенности ЭВМ для повышения эффективности программ. Машинно-ориентированный язык – язык программирования, который отражает архитектуру данной ЭВМ или данного класса ЭВМ.

К классу машинно-ориентированных языков можно отнести язык Си. Этот язык является результатом попытки объединить достоинства низкоуровневых возможностей алгоритмических языков высокого уровня. Язык Си часто называют языком ассемблера со встроенными структурами данных. Использование структур данных позволяет более систематически подходить к реализации задачи на языке Си и сокращает объем текстов разрабатываемых программ. Особенностью данного языка является максимальное использование возможностей конкретной вычислительной архитектуры на основе битовых операций, функций и назначений. Благодаря этому программы на языке Си компактны и работают очень быстро. Однако синтаксис языка достаточно сложен, поэтому чтение текстов программ на нем требует определенного навыка. Язык Си первоначально был ориентирован на разработку системных программ. Он, в частности, послужил главным инструментом для создания операционных систем MS DOS и UNIX. В настоящее время язык применяется главным образом для создания системных и прикладных программ, в которых скорость работы и объем памяти являются основными параметрами.

Большинство языков программирования являются машинно-независимыми, что позволяет использовать однажды записанную в таком языке программу на различных ЭВМ. Машинно-независимый язык – язык программирования, структура и средства которого не связаны с конкретной ЭВМ и позволяют выполнять составленные на нем программы на любых ЭВМ, снабженных трансляторами с этого языка. В зависимости от подхода к описанию задачи языки программирования разделяют на процедурно-ориентированные и проблемно-ориентированные языки. Процедурно-ориентированные языки программирования представляют программисту средства задания и детального определения последовательности действий, которые ЭВМ должна выполнить для решения задачи, т.е. определяющие «как должна действовать машина». Проблемно-ориентированные языки программирования (или функциональные) определяют задачу в терминах функции, которую надо выполнить машине, т.е. определяющие «что должно быть сделано». Процедурно-ориентированные языки обычно имеют операторную структуру и содержат средства выражения характерных алгоритмических действий, таких как вычисление выражений, проверка условий, циклические вычисления, включения программ и др. Проблемно-ориентированные языки представляют своим пользователям средства определения более или менее широкого набора функций, подлежащих исполнению. Следует заметить, что четкой границы между этими категориями языков нет, и в пределах одного языка могут сочетаться средства обоих категорий.

Большинство современных языков программирования ориентировано на тот или иной круг задач. Языки программирования, используемые в мировой практике:

– Кобол и PL/1 – для обработки экономической информации;

– Фортран – для решения инженерных и научных задач;

– Бейсик, Паскаль – для обучения программированию;

– Пролог, Лисп – для задач искусственного интеллекта;

– Симула – для описания задач моделирования дискретных событий;

– Модула-2, Ада для управления реальными объектами;

– Снобол – для манипуляции с текстами и др.

Наиболее широко представлен класс универсальных языков программирования. Среди них можно выделить такие популярные языки высокого уровня, как Бейсик, Паскаль, Фортран, Кобол, Модула-2, PL/1 и ряд других.

Исторически одним из самых распространенных языков стал Бейсик. Это объясняется, прежде всего, тем, что Бейсик прост в освоении и использовании. В Бейсик, как правило, встраиваются удобные функции для работы с экраном дисплея, клавиатурой, магнитными накопителями, принтером, коммуникационными каналами.

Для различных типов ПК, которые существенно отличаются друг от друга, были разработаны соответствующие версии языка. Для ПК типа IBM PC и совместимых с ними ПК наиболее удачной считается версия фирмы Microsoft. Она обеспечивает использование Бейсика для решения задач обработки больших массивов данных (работа с файлами), инженерно-технических и научных расчетов (с помощью большого набора математических функций), обработки текстов (за счет эффективной работы со знаковыми последовательностями), а также решения комплексных задач (за счет отдания оверлейных программных структур). Появление мощных компиляторов, таких, например, как Quick Basic и Visual Basic фирмы Microsoft, поставило этот язык в ряд с другими языками высокого уровня и придает ему дополнительную популярность.

Язык Паскаль считается одним из самых распространенных языков программирования. Со временем Паскаль зарекомендовал себя как инструмент для решения сложных задач, так как его разработчик специально конструировал язык, позволяющий создавать хорошо структурированные программы. Причиной популярности этого языка у пользователей IBM PC и совместимых с ними ПК стало появление версии языка Паскаль – Турбо Паскаль фирмы Borland International. Турбо Паскаль характеризуется такими важными особенностями, как полноэкранное редактирование, графика, звуковое сопровождение. Система программирования на Турбо-Паскале сама является резидентной программой. Она позволяет пользователю вводить его программы и выполнять их немедленно, не тратя время на компилирование. Турбо-Паскаль создан как инструмент быстрой разработки не очень больших программ (с числом строк до 500). Более длинные программы приходится сегментировать и использовать оверлейные структуры.

В язык Модула-2 целиком вошли все удачные средства и конструкции языка Паскаль, высокоуровневое представление низкоуровневых возможностей (можно оперировать машинно-независимыми регистрами и отдельными командами).

Язык Фортран – первый язык программирования высокого уровня, активно используется и на современных персональных компьютерах. Близость его конструкции к традиционной архитектуре ЭВМ (фон-неймановская архитектура) сделала Фортран очень популярным. Применяется Фортран главным образом при разработке прикладных систем, ориентированных на научные исследования, инженерные задачи, автоматизацию проектирования и другие области, где накоплены обширные библиотеки стандартных программ.

Язык Кобол был разработан специально для решения экономических задач. В отличие от Фортрана Кобол дает возможность составлять более удобочитаемые программы, понятные даже непрограммисту. В программах на Коболе особенно проявляется самодокументируемость, что облегчает их исправление и усовершенствование, а при обработке данных сложной структуры он бывает эффективнее Паскаля. Кобол, будучи широко распространенным на больших и средних машинах, на ПК используется мало, хотя фирмой Microsoft разработано несколько версий языка для операционных систем MS DOS и UNIX.

Наиболее удачной версией языка Кобол на сегодняшний день является Кобол/U, в который встроены средства генерации отчетов с использованием языка RPG. Фирмой IBM в развитие идей Фортрана, Алгола и Кобола был предложен язык PL/1, который получил наибольшее расспространение на больших машинах. PL/1 разрабатывался как универсальный язык программирования, поэтому располагает большим набором средств обработки цифровой и текстовой информации. Однако эти достоинства делают его сложным для изучения и использования.

Класс проблемно-ориентированных языков представлен гораздо скромнее, чем класс универсальных языков программирования. К этому классу можно отнести языки Лого, RPG и систему программирования GPSS.

Язык Лого был создан с целью обучения основам алгоритмического мышления и программирования. Лого – диалоговый процедурный язык, реализованный на основе интерпретатора с возможностью работы со списками и на их основе с текстами, оснащенный развитыми графическими средствами. Хотя язык был разработан задолго до того, как началось массовое распространение персональных компьютеров, именно с их появлением этот язык привлек внимание и приобрел популярность.

RPG, или генератор отчетов, представляет собой язык, включающий многие понятия и выражения, которые связаны с машинными методами составления отчетов и проектирования форм выходных документов. Язык имеет ограниченную область применения и используется главным образом для печати отчетов, записанных в одном или нескольких файлах базы данных. Многие системы, реализованные на ПК типа IBM PC и располагающие языком RPG, имеют также другой язык высокого уровня, применимый для вычислительных процедур, для которых RPG не подходит. Это относится, прежде всего, к реализации языка Кобол.

Система программирования GPSS ориентирована на моделирование систем с помощью событий. В терминах этого языка легко описывается и исследуется класс моделей массового обслуживания, а также другие системы, работающие в реальном масштабе времени.

В последние годы внимание разработчиков программного обеспечения обращает на себя объектно-ориентированный подход к программированию, наиболее полно идеология которого реализована в языках Форт и Смолток. Язык Форт сочетает в себе свойства операционной системы, интерпретатора и компилятора одновременно. Основной чертой языка Форт является его открытость, которая позволяет строить новые определения функций на базе ранее определенных. Программист может легко добавить новые операции, типы данных или определения основного языка. Форт позволяет поддерживать многозадачный режим работы, широко используя принцип реентерабельности (одновременного доступа) программ. Структура языка позволяет создавать очень компактные трансляторы. Программирование на этом языке требует специальных навыков, поэтому Форт находит применение при решении сложных задач имитационного моделирования, в графических системах, в системах искусственного интеллекта как средство построения баз знаний, в промышленных разработках.

Другим языком, относящимся к классу объектно-ориентированных, является Смолток. Он предназначен для решения нечисловых задач и находит широкое применение при проектировании систем искусственного интеллекта. Программа на этом языке состоит из множества функциональных автономных объектов и средств взаимодействия между ними. Каждый объект содержит некоторую структуру данных и процедуры манипулирования ими. Внешние свойства объекта проявляются в функциях, которые объект выполняет для других объектов. В современных реализациях этого языка широко используется многооконный режим.

К функциональным языкам программирования можно отнести языки Лисп, Пролог и Снобол. Язык Лисп является прекрасным инструментальным средством для построения программ с использованием методов искусственного интеллекта. Имеется несколько реализаций лисп-трансляторов для ПК различных классов. Особенность этого языка заключается в удобстве динамического создания новых объектов. В качестве порождаемых программой объектов могут фигурировать и сами программы, которые внешне ничем не отличаются от данных. Это обусловливает возможность построения адаптирующихся и самоизменяющихся программ. Память в языке Лисп используется динамически; когда создается новый объект, то для него из незанятой памяти берется столько ячеек, сколько нужно для хранения всех элементов. При этом не требуется никакого заблаговременного резервирования памяти, как в других языках (например, в Паскале). При уничтожении объекта занятая им память автоматически освобождается. Если язык Лисп известен давно, то язык Пролог получил широкую известность в связи с японским проектом создания вычислительных систем пятого поколения. Одной из первых реализаций был интерпретатор микроПролог фирмы Programming Logic Associates для машин фирмы IBM. Затем появилась мощная система программирования Турбо Пролог, разработанная фирмой Borland International для этих же машин. Она предназначалась для создания широкого класса систем искусственного интеллекта, в том числе персональных экспертных систем. Версия Турбо Пролог значительно отличается от стандартного Пролога. Отличия, прежде всего, касаются наличия в нем встроенных средств типизации данных и большей структурированности исходных текстов программ.

Язык Снобол располагает мощными средствами манипулирования строками и сравнения с образцом. Главным образом Снобол используется для обработки текстов на естественном языке и применяется в экспертных системах. Известны некоторые версии языка, реализованные для персональных компьютеров, но применение языка ограничено сферой искусственного интеллекта.

Нетрудно заметить, что не существует алгоритмического языка высокого уровня, который был бы идеальным для всех случаев. Наиболее важная задача программного обеспечения заключается в том, чтобы определить, какой язык является «наилучшим» в каждой конкретной ситуации. Во многих случаях такой выбор диктуется очень простыми причинами – доступностью того или иного транслятора и умением составлять программы на данном языке. Если, однако, в распоряжении пользователя имеется достаточно большой выбор языков программирования, то необходимо учитывать следующие обстоятельства:

– назначение разрабатываемой программы (будет ли она использоваться временно или постоянно, будет ли она модернизироваться и развиваться);

– время выполнения программы (имеется в виду соотношение вычислительных процедур и процедур ввода-вывода);

– ожидаемый размер программы (хватит ли памяти для реализации целиком всей программы или следует ее разделить на отдельные взаимодействующие модули);

– необходимость сопряжения разрабатываемой программы с другими пакетами или программами, в том числе составленными на других языках программирования;

– предусматривается ли возможность переноса программы на другие типы ЭВМ;

– основные типы данных, с которыми будет работать программа (целые и вещественные числа, строки, списки и другие типы структур);

– характер и уровень использования аппаратных средств (дисплея, клавиатуры, накопители на магнитных дисках и др.);

– возможность и целесообразность использования имеющихся стандартных библиотек программ, процедур, функций.

С учетом этих критериев возможности языков могут весьма сильно различаться, поэтому правильный выбор алгоритмического языка высокого уровня является непростой задачей. Для программиста или даже коллектива программистов характерно начинать использование ПК с языка Бейсик или Паскаль. На Бейсике (и его разновидностях) реализовано довольно много хороших прикладных систем. Появление компиляторов для Бейсика делает этот язык еще более привлекательным, так как позволяет быстро переходить от экспериментальной, интерпретируемой версии программы к ее окончательной версии. В последнее время появились разработки программ на этом языке для систем искусственного интеллекта и экспертных систем.

Появление информационных и вычислительных сетей и распределенных баз данных вызвало появление специализированных языков программирования, обслуживающих эти области использования ЭВМ. Потребовалось создание специальных средств организации человеко-машинного взаимодействия, диалога человека с ЭВМ (QBE, SQL).

Источник