Языки программирования, трансляторы, основные этапы разработки и отладки программ

1. Теоретическая  часть.

Языки программирования, трансляторы,

основные  этапы разработки и отладки программ

 

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.

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.

Язык программирования может быть представлен в виде набора спецификаций, определяющих его синтаксис и семантику.

Языки программирования могут  быть разделены на компилируемые  и интерпретируемые.

Программа на компилируемом  языке при помощи специальной  программы компилятора преобразуется (компилируется) в набор инструкций для данного типа процессора (машинный код) и далее записывается в исполнимый модуль, который может быть запущен на выполнение как отдельная программа. Другими словами, компилятор переводит исходный текст программы с языка программирования высокого уровня в двоичные коды инструкций процессора.

Если программа написана на интерпретируемом языке, то интерпретатор  непосредственно выполняет (интерпретирует) исходный текст без предварительного перевода. При этом программа остаётся на исходном языке и не может быть запущена без интерпретатора. Можно сказать, что процессор компьютера - это интерпретатор машинного кода.

Кратко говоря, компилятор переводит исходный текст программы  на машинный язык сразу и целиком, создавая при этом отдельную исполняемую программу, а интерпретатор выполняет исходный текст прямо во время исполнения программы.

Разделение на компилируемые  и интерпретируемые языки является несколько условным. Так, для любого традиционно компилируемого языка, как, например, Паскаль, можно написать интерпретатор. Кроме того, большинство современных «чистых» интерпретаторов не исполняют конструкции языка непосредственно, а компилируют их в некоторое высокоуровневое промежуточное представление (например, с разыменованием переменных и раскрытием макросов).

Как правило, скомпилированные программы выполняются быстрее  и не требуют для выполнения дополнительных программ, так как уже переведены на машинный язык. Вместе с тем, при  каждом изменении текста программы требуется её перекомпиляция, что создаёт трудности при разработке. Кроме того, скомпилированная программа может выполняться только на том же типе компьютеров и, как правило, под той же операционной системой, на которую был рассчитан компилятор. Чтобы создать исполняемый файл для машины другого типа, требуется новая компиляция.

Интерпретируемые языки  обладают некоторыми специфическими дополнительными  возможностями, кроме того, программы  на них можно запускать сразу  же после изменения, что облегчает  разработку. Программа на интерпретируемом языке может быть зачастую запущена на разных типах машин и операционных систем без дополнительных усилий.

Однако интерпретируемые программы выполняются заметно  медленнее, чем компилируемые, кроме  того, они не могут выполняться  без дополнительной программы-интерпретатора.

Транслятор - программа или техническое средство, выполняющее трансляцию программы.

Трансляция  программы - преобразование программы, представленной на одном из языков программирования, в программу на другом языке и, в определённом смысле, равносильную первой.

Транслятор  обычно выполняет также диагностику  ошибок, формирует словари идентификаторов, выдаёт для печати тексты программы  и т. д.

Язык, на котором  представлена входная программа, называется исходным языком, а сама программа - исходным кодом. Выходной язык называется целевым языком или объектным кодом.

Цель трансляции - преобразовать текст с одного языка на другой, который понятен адресату текста. В случае программ-трансляторов, адресатом является техническое устройство (процессор) или программа-интерпретатор.

Программирование (programming) - теоретическая и практическая деятельность, связанная с созданием программ. Решение задач на компьютере включает в себя следующие основные этапы, часть из которых осуществляется без участия компьютера.

1. Постановка  задачи:

•   сбор информации о задаче;

•   формулировка условия задачи;

•   определение  конечных целей решения задачи;

•   определение  формы выдачи результатов;

•   описание данных (их типов, диапазонов величин, структуры и т. п.).

2. Анализ и  исследование задачи, модели:

•   анализ существующих аналогов;

•   анализ технических и программных средств;

•   разработка математической модели;

•   разработка структур данных.

3. Разработка алгоритма:

•   выбор  метода проектирования алгоритма;

•    выбор  формы записи алгоритма (блок-схемы, псевдокод и др.);

•    выбор  тестов и метода тестирования;

•    проектирование алгоритма.

4. Программирование:

•   выбор  языка программирования;

•   уточнение  способов организации данных;

•   запись алгоритма на выбранном языке

программирования.

5. Тестирование  и отладка:

•   синтаксическая отладка;

•   отладка  семантики и логической структуры;

•    тестовые расчеты и анализ результатов  тестирования;

•   совершенствование программы.

6. Анализ результатов  решения задачи и уточнение  в случае необходимости математической  модели с повторным выполнением  этапов 2-5.

7. Сопровождение  программы:

•   доработка  программы для решения конкретных задач;

•  составление документации к решенной задаче, к математической модели, к алгоритму, к программе, к набору тестов, к использованию.

 

2. Практическая  часть

Задание 2.

Создайте в  редакторе Word файл по теме «Внедрение и связывание объектов» в соответствии с технологией OLE. Выполните вставку рисунка в созданный текст.

 

Аббревиатура OLE означает Object Linking and Embedding, что означает связывание и внедрение объекта. Технология OLE обеспечивает пользователю возможность редактировать вставленный в составной документ объект средствами, которые предоставляет приложение-источник. OLE-объект всегда сохраняет связь с приложением-источником.

Технология OLE предусматривает два варианта обмена данными:

1) Внедрение  объекта, при котором в документ-приемник  вставляется сам объект. Для отображения на экране или распечатки документа OLE-объект сохраняет связь с приложением-источником, которая позволяет обеспечить редактирование OLE-объекта внутри составного документа;

Если один и  тот же  объект внедряется в несколько  документов, то в каждом документе будет храниться  своя копия объекта. В этом случае хранение объекта и всех копий требует дополнительного расхода внешней памяти. Кроме того не сохраняется никакой связи между копиями объекта, изменение одной из копий никак не влияет на остальные копии объекта.

2) Связывание  объекта, при котором в документ-приемник  помещается не сам объект, а  лишь ссылка не документ-источник. В этом случае OLE-объект будет связан не с приложением-источником, а с документом-источником в котором находится этот объект. Эта связь позволяет изменить представление объекта в документе-приемнике, как только этот объект будет изменен в документе-источнике.

Технология  связывания объекта целесообразно  пользоваться в следующих случаях:

- объект вставляется  в несколько разных документов, и необходимо, чтобы любимые изменения этого объекта отражались в этих документах;

- объект занимает  слишком много места и затрудняет  работу с составным документом;

- при недостатке  внешней памяти;

Вставим, например, диаграмму Excel

 

 

Задание 3

Составить  программу  для  вычисления значения функции. Результаты выдать на печать:   

 

Блок-схема

 

 

Текст программы

 

 

 

Результат

 

Литература

1. Информатика: Учебник для вузов/под ред. Симоновича ,СПб, 2000.
2. Информатика: Учебник/ под ред. Н.В.Макаровой. - М., 1999.
3. Куртер Дж., Маркви А. Microsoft Office 2000: учебный курс. СПб, 2000.
4. Сафронов И.К. Бейсик в задачах и примерах. –– СПб.: BHV, 2001. – 215