Кіріспе. Бағдарламалау тілі туралы түсінік. Бағдарламалау тілдерінің дамуы. Программалау тілдерінің классификациясы. Программалаудағы негізгі ұғымдар мен анықтамалар. Программаларды жасауда қазіргі заманғы компьютерлерде әр түрлі деңгейдегі программалау тілдері пайдаланылады.
Жалпы жағдайда тіл деп информацияның жазылыуын және оның түрленуін белгілі ережелер бойынша формальдыетіп беруші құралдарды түсінеміз.
Тілдің құрамында информацияның негізгі элементтерін құрудың құралдары және осы элементтерден әр түрлі мазмұнды құрылымдар құруға арналған ережелер жүйесі бар.
Программалау тілі деп деректерді жазуға және оларды белгілі ережелер бойынша өңдеуге арналған адам мен компьютерді байланыстыратын формальды тілді айтамыз.
Програмалаудың әр түрлі тілдерін пайдалану. Әр түрлі белгілер бойынша жіктеуге болатын бірнеше жүздеген программалау тілдері бар. Ең жалпысы тілдің машинаға жақындық дәрежесі бойынша жіктеу болып табылады. Осы белгісі бойынша программалау тілдері екі үлкен топқа бөлінеді:
машинаға тәуелді тілдер;
машинаға тәуелсіз тілдер;
Машинаға тәуелді тілдер өз кезегінде былай бөлінеді:
машина тілі;
Машинаға бағдарланған тілдер кейде автокодтар деп те аталады. Машинаға бағдарланған тілдердің екі деңгейі бар:
символдық кодтау тілдері, басқаша айтқанда мнемокодтар;
макротілдер.
Макротілдер машина тілінің командаларына тікелей ұқсастығы жоқ макрокомандаларды пайдалануға рұхсат етеді. Макрокомандаларды пайдалану программаны қысқартады әрі тілді жасау құралдарының жиынын кеңейте отырып программалаушының еңбегінің өнімділігін арттырады.
Машинаға тәуелсіз тілдер программаларды бөлшектеу дәрежесіне қарай екі топқа бөлінеді:
процедулалы- бағдарланған тілдер;
проблемалы – бағдарланған тілдер
Процедулалы – бағдарланған тілдер есепті шешу алгоритмін сипаттауға арналған, сондықтан да оларды кейде алгоритмдік тілдер деп те атайды. Алгоритмдік тіл деген ұғым программалау тілі деген ұғыммен сәйкес елмейді. Егер алгоритмдік тілде жазылған алгоритмдік жазу компьютерге ендіруге тікелей жарамды және дайын жұмысшы программаға түрленетін болса, онда мұндай алгоритмдік тіл программалау тілі де бола алады. Кейбір алгоритмдік тілдер тек оларға кейбір құралдарды қосқаннан кейін ғана программалау тілі болады.
Проблемалы – бағдарланған тілдер есептерді сипаттау үшін қызмет атқарады.
Бірақ алгоритмдік тілдер өздігінен барлық проблеманы, тіптен программаны да шеше алмайды. Мұндай тілде жазылған программа компьютерде тікелей орындалмайды, ол орындалу үшін алдын ала сол компьютердің машина тіліне аудару жеткілікті қиын мәселе болып табылады.
Алгоритмдік тілден программаны машина тіліне аудару жұмысын компьютердің әмбебаптығын пайдаланып, оның өзіне жүктеуге болады. Бұл үшін әрбір алгоритмдік тілден машина тіліне формальды аударуға яғни аударудың ережесін алгоритм түрінде тұжырымдауға мүмкіндік беретіндей болуы керек. Егер, осы алгоритмді бір рет машиналық программа түріне келтіріп алсақ, онда одан кейін осы программаның көмегімен компьютердің өзі берілген алгоритмдік тілде жазылған кез келген программаны нақтылы компьютердің машина тіліне аударып бере алады. Мұндай арнайы аудармашы-программа жоғарыда айтқанымыздай транслятордеп аталады.
Бағдарламалау тілдеріне қойылатын талаптар мен олардың классификациясы
Бағдарламалаудың алгоритмдік тілдерінің мақсаты– математикалық және логикалық мәндер мен операцияларды адамның да, компьютердің де математикалық моделімен (математикалық шамалардың жиыны) көрсетілген есепті бір мәнді және дұрыс шеше алуы үшін сипаттау.
Алайда алгоритмдік тілдегі сипаттау адамның табиғи тіліндегі сипаттауы да мәндердің көптілігінен зардап шегуі мүмкін. Әр түрлі алгоритмдік тілдерде сипатталған есептеу процедураларының кезектілігі бірдей дұрыс нәтижеге әкелуі мүмкін, бірақ түрлі командаларды қажет етеміз, демек машина уақыты шығындарын аңғарамыз. Сөйтіп, әр түрлі тілдегі бағдарламаны құру бағдарламашылардың әр түрлі біліктілігін және олардың еңбегінің шығынына әкеліп соғады. Демек, бағдарламалаудың алгоритмдік тілін жасау үшін логика да, білім де, шығармашылық та, өнер де, математикада қажет. Сонымен қатар бір топтағы есептерді бағдарламалауға арналған тіл есептердің басқа тобына қолданылу мүмкіндігінің жоқ болуы ықтимал. Ол тіл машиналардың бір түрімен тиімді, ал екінші машиналармен қолданылу барысында сәтсіздікке келіп тірелуі әбден мүмкін.
Бұл жағдай бағдарламалау тілдерінің жүздеген немесе мыңдаған нұсқаларының дамуына жағдай жасайды. Ешкім де неше бағдарламалау тілдерінің бар екендігіне жауап бере алмайды, соның өзінде көптеген елдерде әр түрлі институттар мен фирмалар жаңа тілдерді құруда.
Бұған қарамастан бағдарламалау тілдеріне деген қойылатын талаптарды топтауға болады және сол тілдерді олардың ерекшеліктері бойынша бөлуге болады.
Алгоритмнің сипаттамасы, қасиеттері, типтері, жазу ережесі
Кез келген есепті шешу - берілген алғашқы мәліметтерді пайдаланып, нәтиже алуды талап етеді, яғни есепті шешу алгоритмі алғашқы мәліметтерді бірте-бірте тұрлендіру арқылы нәтиже алу жолын сипаттайды.
Көздеген мақсатқа жетуге, қойылған мәселені шешуге бағытталған әрекеттер тобын іске асыру үшін атқарушыға түсінікті әрі дәл нұсқаулар жиынтығы алгоритм деп анықталады.
«Алгоритм» сөзi мағынасы жағынан нұсқау, жарлық, рецепт, ереже, тәртiп, заң, жоба сөздерiне синоним болып келедi, Алгоритм сөзi Орта Азияның орта ғасырлык ұлы ғалымы - Mухамед ибн Mұса. Хорезмидiң атымен байланысты шыққан.
Қойылған мәселені шешудің дұрыс алгоритмі мынадай негізгі қасиеттерге ие болуы тиіс: анықтылық, нәтижелілік, жалпыламалық, дискреттік.
Алгоритмнің анықтылығы дегенде оның әрбір адымы әртүрлі түсінікке жол бермейтін, дәл және анық түжырымдалған ережені түсінеміз.
Алгоритмнің нәтижелілігі деп санаулы қадам жасалған соң қарастырылған мәселенің не шешімі табылатынын, не шешімі жоқтығы анықталатынын айтады.
Программаны орындау кезеңдері
Алгоритмдік және программалау тілінде программа жазу – ыңғайлы болып табылады. Оларды белгілі бір машинада (компьютерде) орындау үшін сол программалау тілін машина тіліне автоматты түрде аударатын түрлендіргіш (аудармашы) программалар болуы керек, оларды трансляторлар деп атайды. Трансляторлар үш түрге бөлінеді: интерпретатор, компилятор және ассемблер.
Интерпретатор – берілген программаның әрбір жолын (командасын) жеке-жеке аударып отырып орындайтын транслятор.
Компилятор – бірден барлық программа мәтінін толық аударып машина тіліндегі бір модуль түріне келтіреді де, сонан соң сол модульді компьютер жадына қайта жазып алып, оны кейін тек біздің қалауымыз бойынша орындайды.
