Характеристика языков программирования: Языки программирования: характеристика, описание, виды OTUS

Зачем изучать язык программирования С?

С (язык программирования) позволяет легко выстрелить себе в ногу; с C++ это сделать сложнее, но, когда вы это делаете, вы отстреливаете себе ногу целиком.

Бьёрн Страуструп,

программист и информатик,

создатель языка программирования C++

Сложно сказать, что имел в виду Бьёрн Страуструп, программист, который усовершенствовал язык С, но одно мы можем утверждать смело – язык С был и до сих пор остаётся базой всего современного программирования. Без него у нас не было бы С++, С# и Java. Так что не откладывайте больше своё обучение и начинайте планировать уроки программирования с нуля онлайн или офлайн уже сегодня.

Если вы интересуетесь программированием, то знаете, что язык С на протяжении многих лет  входит в число самых популярных. Он появился в начале 1970-х годов, когда ещё не существовало привычных нам браузеров и интернета, зато была операционная система UNIX. Именно для разработки программного обеспечения в UNIX Деннис Ритчи и создал язык С.

Язык программирования С сильно повлиял на развитие всей индустрии программного обеспечения и стал базой других языков, таких как С++, C# и Java. И мы предлагаем вам сегодня поговорить обо всех особенностях использования С в современном программировании, плюсах и минусах данного языка.

Лучшие преподаватели по программированию доступны для занятий

Поехали!

Что такое язык С?

Язык программирования С нередко называют прародителем всех компьютерных языков. Он появился почти 50 лет назад, но до сих пор остаётся одним из самых быстрых и эффективных языков для системного программирования.

В чем же секрет его многолетнего успеха и популярности? Дело в революционном подходе. До создания языка С в программировании чётко разделяли ассемблеры, то есть программы для трансляции понятных человеку задач в компьютерные коды, и языки высокого уровня.

В итоге Деннису Ритчи, создателю С, удалось добиться невозможного – разработать язык, который приближен по быстродействию к ассемблерам и при этом имеет понятный человеку синтаксис. А это значит, что разработчик получает полный контроль над устройством.

Кроме того, текст в процессе использования программы преобразуется в машинный код лишь раз, что значительно ускоряет производительность. Происходит это благодаря компилятору, а сам язык относится к группе компилируемых и не имеет ничего общего с интерпретируемыми языками, например, с Python.

Язык С имеет простой синтаксис и отлично подходит тем, кто только собирается научиться программированию. На С пишутся и драйверы, и программы, и операционные системы. Какое бы направление вы не выбрали, уроки программирования с нуля на С вам точно пригодятся в работе.

Основные характеристика языка программирования С

Ранее мы уже говорили о том, что главной целью создания языка С было упрощение. Не секрет, что все компьютеры воспринимают исключительно двоичный или, как его ещё называют, машинный код. При этом важно, чтобы при написании каждого элемента программы разработчик задействовал как можно меньше машинных команд, ведь это напрямую влияет на скорость.

Все коды на языке С пишется почти как на ассемблере, что упрощает и ускоряет работу программистов. Иногда язык С даже называют универсальным ассемблером, так как его код без дополнительных сложностей компилируется на любом устройстве. Его относят к языкам среднего уровня (хотя в некоторых классификациях он указан как низкоуровневый), который применяется не только в системном программировании.

Изучая материал по С, мы нашли интересное сравнение этого языка с автомобилем. Как бы хорошо вы не водили машину с автоматической коробкой передач, сдавать экзамен лучше на механике, иначе в правах у вас будут указаны ограничения. Вы не сможете сесть за руль автомобиля с механической коробкой.

Так вот, язык С – это преимущество, аналогичное машине на механике. Разобравшись с С, вы при желании легко перейдёте на другой язык программирования. То есть это база, которая станет вашим входным билетом в мир информационных технологий. Какой бы язык вы не выберете в дальнейшем, знание С будет вашим конкурентным преимуществом.

Если вы до сих пор сомневались и не знали, с чего начать обучение программированию, то смело приступайте к освоению С. А мы предлагаем вам более подробно рассмотреть все плюсы этого языка, за которые его так ценят разработчики:

1. Быстрое обучение. В языке С меньше библиотек, чем, например, в Java, который относится к высокоуровневому языку. Значит, выучить С на базовом уровне и начать зарабатывать первые деньги можно уже примерно через полгода.
2. Понимание основ программирования. Информационные технологии – это не только непосредственно написание программ, а также компьютерные сети и компьютерная архитектура, операционные системы и проектирование компиляторов. Знание С необходимо для работы в любой из указанных областей.
3. Скорость выполнения задач. Программы, которые написаны и скомпилированные на языке С, запускаются и выполняются быстрее. У этого есть объяснение, но мы не будем загружать вас техническими подробностями. Мы уверены, что репетитор по программированию обязательно поделится с вами всеми нюансами.
4. Универсальность. Язык С является по сути удобным переводчиком с человеческого языка на машинный. И пусть изначально его использовали исключительно для операционных систем, в настоящее время ситуация изменилась и язык С стал применяться более широко. Как? Расскажем далее.
5. Простой базовый синтаксис и возможность подключать готовые модули. Язык С похож на конструктор, из которого можно собрать программу любой сложности. А ещё простота и адаптивность С особенно актуальны тем разработчикам, которые пишут программы на других языках, например, на Python, и хотят задействовать сторонние библиотеки. Чаще всего они сталкиваются с проблемами взаимодействия между языками, то не с С.

Начните своё обучение на программиста прямо сейчас, чтобы самим оценить все преимущества данного языка. Помните, что любая команда на языке С переводится в машинный код понятным образом, а это значит, что работает именно тот код, который программист видит на мониторе.

Где применяется язык программирования С?

Как вы уже знаете из нашей статьи, язык С изначально был создан для системного программирования, поэтому не стоит удивляться, что его чаще всего используют при создании программного обеспечения и операционных систем.

Однако этим дело не ограничивается. Второй по популярности сферой применения языка С является программирование встроенных систем, например, в умных часах, беспилотных автомобилях и сенсорах. Это связано и с высокой производительность, и с экономичным потреблением ресурсов системы.

А ещё с тем, что язык С не зависит от микропроцессора или самой системы. Это значит, что установленная программа компилируется на различных устройствах без ошибок и потерь скорости работы. Удобно, не так ли?

Тем не менее, для разработки игр и кроссплатформенных приложений в последнее время активнее используют более современную версию языка С, которая называется С++. Она появилась в начале 1980-х годов как более усовершенствованный вариант.

Но, учитывая тот факт, что у этих языков синтаксис и команды совпадают примерно на 99%, программисту с опытом работы на С будет легко переквалифицироваться и попробовать себя в новых направлениях. Пройдите начальное обучение программированию на языке С, чтобы погрузиться в тему IT и получить хорошую базу знаний.

Зачем нужны уроки программирования на С?

Поколение юных разработчиков относится к языку программирования С как мы к латыни. Зачем учить С, если есть Python или Java, которые сейчас особенно востребованы на рынке информационных технологий?

Для того чтобы ответить на этот насущный вопрос, мы настоятельно рекомендуем обратить внимание на рейтинг TIOBE. Это индекс, который показывает самые популярные языки программирования, исходя из поисковых запросов на авторитетных сайтах, таких как Google, YouTube, Wikipedia и других.

По данным на июнь 2022 года язык С занимает второе место, уступая лишь Python. А за год до этого он был лидером данной IT-гонки. В то же время на известном российском сайте по поиску персонала HeadHunter регулярно публикуются вакансии для программистов и стажёров на С, так что работой будут обеспечены не только опытные специалисты, но и новички в этой профессии.

Ещё несколько лет назад язык С преподавался в профильных ВУЗах, но в настоящее время его практически вытеснил С# и Java. В одной стороны приятно, что университеты в России так быстро адаптируются и внедряют изучение языков программирования, которые пользуются особым спросом, в учебный план.

Однако специалисты утверждают, что на рынке наблюдается дефицит хороших программистов С, которые умеют решать практические задачи. Да, другие языки программирования способны помочь в решение самых разных вопросов, но знание углублённых основ сделает из вас уникального специалиста. Если вы уже сейчас пройдёте онлайн обучение программированию, то сможете стать незаменимым сотрудников.

И не так важно, владеете ли вы Java или Python, язык С даст вам серьёзное конкурентное преимущество перед другими кандидатами. Вы сможете попробовать себя в таком перспективном направлении, как IoT (Internet of Things, интернет вещей), где не обойтись без знания С и HTML.

Другой вариант развития карьеры – это системное программирование. Не секрет, что всё больше людей задумывается о том, чтобы сменить профессию и начать работать в сфере информационных технологий. И современные образовательные программы позволяют сделать это в кратчайшие сроки.

Это может быть как групповое обучение программированию с нуля онлайн, так и индивидуальные уроки. Выбирайте тот формат, который подходит именно вам, а сайт Superprof поможет сделать правильный выбор и найти хорошего репетитора по программированию. И не забывайте, что в IT регулярно происходят изменения, и нужно постоянно держать руку на пульсе.

Но какой бы язык программирования не был сегодня в тренде, именно С даёт все возможности для переноса программ и для работы со сторонними библиотеками. Знаете, опытные программисты говорят, что по-настоящему оценить все плюсы языка С можно исключительно после того, как вы изучите его и начнёте использовать. И мы, пожалуй, с ними согласимся.

Характеристика языков программирования

5

Язык программирования – это средство описания алгоритма для решения задач на ЭВМ.

Алгоритм, записанный на языке программирования, называется программой.

К средствам языка относятся:

Декларативные

Операционные

Объектные

Функциональные

Языки символического кодирования

Структурные

Визуальные

Логические

Языки низкого уровня.

«Низкий уровень» не означает неразвитый, имеется ввиду, что операторы этого языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора.

Машинный язык – представляет собой последовательность команд, записанных в двоичных кодах (нулей и единиц).

Для своего облегчения программисты придумали язык, переводящий символические имена в машинные коды. Ведь гораздо, легче запомнить какое-то ключевое слово, чем соответствующий ему двоичный код.

Это так называемые языки символического кодирования. В них используются буквенные и буквенно-цифровые коды. К ним относятся: Ассемблер, Макроассемблер, автокоды.

Достоинство языков низкого уровня: высокая скорость решения задач.

Недостатки: отсутствие наглядности программы, высокий уровень ошибок при написании, следовательно, трудность отладки, необходимость знать структуру компьютера, взаимосвязь блоков, элементов.

Языки высокого уровня.

Языки высокого уровня машинно-независимы, т.к. ориентированы не на систему команд той или иной ЭВМ, а на систему операндов, характерных для записи определенного класса алгоритмов.

Недостатки: занимают больше памяти, медленнее выполняются, требуется дополнительное время на трансляцию и дополнительная память для транслятора.

Чтобы ЭВМ могла выполнить программу, написанную на любом языке высокого уровня, текст ее нужно перевести на язык машинных команд. Этот процесс называется трансляция.

Трансляция – это процесс перевода программ, написанных на языке высокого уровня на машинный язык.

Используются два режима трансляции: компиляция и интерпретация.

Компилятор преобразует (транслирует) программу в модуль на машинном языке, после этого программа записывается в память компьютера и лишь потом исполняется.

Интерпретатор – это транслятор, производящий пооператорную (покомандную) обработку и выполнение исходной программы.

1. Процедурное программирование.

Программа на процедурном языке состоит из последовательности команд, определяющих процедуру решения задачи. Выполнение программы сводится к последовательному выполнению операторов.

Среди процедурных языков выделяют структурные и операционные языки. В структурных языках одним оператором записываются целые алгоритмические структуры: ветвления, циклы и т.д. В операционных языках для этого используются несколько операций.

К операционным языкам относятся Фортран, Бейсик.

К структурным языкам относятся: Паскаль, Си, Ада, ПЛ/1.

Дадим краткую характеристику нескольким процедурным языкам.

Фортран (переводчик формул) был создан в 1954-1958 гг.

Кобол (общепринятый деловой язык) был создан при поддержке фирмы IBM в 1958-1960 гг. Он ориентирован на решения задач обработки данных и широко используется для решения учетно-экономических и управленческих задач.

Алгол (алгоритмический язык) появился в 1960 г., разработан группой зарубежных специалистов. Обладает большой гибкостью при проектировании программ, более высокая надежность программирования. Он нашел применение не в инженерных, а в научных кругах (прикладная математика, теоретическая и экспериментальная физика). Он лег в основу языков Паскаль, Ада.

ПЛ/1 (универсальный программно-ориентированный) разработан в 1964 г. в США фирмой IBM для больших ЭВМ. Использовался для научных расчетов, организации больших массивов информации. Это очень мощный, но и очень сложный язык.

Паскаль создал в 1970 г. профессор Никлаус Вирт в Цюрихском политехническом Университете. Свое название получил в честь французского математика и физика 17 века Блеза Паскаля, изобретателя «суммирующей машины». Он создавался как язык для обучения программированию, а с другой – давал возможность эффективно решать самые разнообразные задачи на современных ЭВМ.

Ада создан в 1980 г. и назван в память об Аде Лавлейс – дочери английского поэта лорда Байрона, первой программистки в истории вычислительной техники. Он был создан во Франции по заказу американского министерства обороны как универсальный язык программирования. Этот язык унаследовал качества языков Паскаль и АЛГОЛ-68 и дополнительно приобрел многие другие качества : системное программирование, параллельность и т.д. Этот язык очень сложен для изучения.

С (Си) был создан в 1972 г. в лаборатории Bell. Его простое и неброское название связано с тем, что язык не планировался в качестве массового. В данном случае «С» — это просто третья буква английского алфавита. Этот язык был разработан для реализации операционной системы Unix. Язык С приобрел большую популярность среди системных и прикладных программистов. В настоящее время этот язык реализован для большинства компьютерных платформ.

Критерии проектирования для языков программирования

последнее обновление 24.08.15

Языковые цели

В течение 1950–1960-х годов — компилировать программы для эффективного выполнения.

• Обнаружена прямая связь между функциями языка и оборудованием — целые числа, вещественные числа, операторы перехода
• Программаторы дешевые;
• Машины дорогие;
• Держите машину занятой

Но сегодня

• Эффективно компилировать программы
• Мощность процессора и память очень дешевые
• Прямая связь между функциями языка и концепциями дизайна — инкапсуляция, записи, наследование, функциональность, утверждения

Общие признаки хорошего языка

Ясность, простота и единство — обеспечивает как основу для размышлений об алгоритмах, так и средства выражения этих алгоритмов

Ортогональность — каждая комбинация признаков имеет значение

Естественность для приложения

Поддержка абстракции — данные программы отражают решаемую проблему

Простота проверки программы — проверка того, что программа правильно выполняет требуемую функцию

Среда программирования — внешняя поддержка языка

Переносимость программ — переносимость полученных программ с компьютера, на котором они разработаны, на другие компьютерные системы

Стоимость использования — выполнение программы, трансляция программы, создание программы и обслуживание программы

Эффективность исполнения

Это самый ранний критерий дизайна из-за малого объема памяти и медленной работы. исполнение.
 ФОРТРАН имел (имеет) операторы, напоминающие машинные инструкции.

Возможность записи

Это качество выразительности языка. Возможность записи должна быть ясно, кратко, быстро и правильно

 APL — крайний случай

А <- i 12 стр 3 4 приводит к матрице 3x4, инициализированной последовательными целыми числами:

 [1 2 3 4]
[5 6 7 8]
[9 10 11 12]

 LISP имеет простой, доступный для записи синтаксис в этих структурах данных и программе. структуры используют тот же синтаксис.

(f a ₁ a ₂ a ₃ .

(1 2 3 4 (5 6 ) 7 (9 10))) — это структура данных, которая может представлять дерево, подобное структура, вложенные списки, матрицы и т. д.

Читаемость

Качество языка, позволяющее читателю (даже непрограммисту) понять природу вычисления или алгоритма.

COBOL — крайний пример

 ЕСЛИ НЕ ФЛАГ КОНЦА ФАЙЛА, ТО
ВЫПОЛНИТЬ 100-READ-NEXT-DATA-SET
ИЗМЕНЕНИЕ I ОТ 1 ДО 10
В КОНЦЕ ВЫПОЛНИТЕ 999-НЕОЖИДАННЫЙ-EOF. 

Эффективный исполняемый код

Оптимизация:

С

• на статически объявленные переменные (по сравнению с переменными на основе стека) легко ссылаться
• константы (#define)
• регистрировать переменные
• ++ (добавить 1 операцию)

Оперативность перевода

Насколько быстр компилятор или интерпретатор?

Паскаль это легко

• Возможна компиляция в 1 проход
• правило "определить перед использованием"

• передача параметра вызова по имени
• процедурные параметры (тоже в Паскале)

Надежность

Гарантия того, что программа не ведет себя неожиданно.
напр. проверка границ массива

• в некоторых случаях можно сделать статически
• или сгенерируйте код для отслеживания выхода за пределы

Реализуемость

Это эффективность, с которой может быть написан переводчик

• Алгол в том виде, в котором он был разработан, был языком на основе стека, но компьютеры в то время не имели стеков как часть архитектуры
• реализация рекурсии сложна без стека
• Оператор FORTRAN EQUIVALENCE (классическая проблема алгоритмов)

Ремонтопригодность

Простота поиска и исправления ошибок и добавления новых функций
Это заменяет возможность записи.
Рассмотрите C++, Java, Ada и Modula-3

• модули и пакеты
• сокрытие информации
• методы разработки программного обеспечения

Универсальность

Избегание частных случаев и обобщение родственных конструкций в одну конструкция

• Паскаль имеет 3 различные структуры циклов (пока, повторите и для) - не хороший пример общности
• Ада имеет 1 циклическую структуру с вариациями — хороший пример общности

для цикла i=1..n ... конец цикла

while cond loop ... end loop

Ортогональность

Независимые функции должны контролироваться независимыми механизмами

• конструкты не должны вести себя по-разному в разных контекстах
• взаимодействие между двумя независимыми функциями должно быть полезной функцией
• каждая комбинация функций имеет смысл

Пример типов данных и ввода/вывода Pascal  (аналогичен C)

Преимущество ортогональности для программистов

• м опции по оси X
• n опции по оси Y
• млн взаимодействий
• m+n фактов для изучения
• e исключения
• m+n+e факты и исключения, которые необходимо изучить
• мн-е особенности
• хочу m+n+e << mn-e

Однородность

Согласованность внешнего вида и поведения языковых конструкций

Паскаля, например

• REPEAT-UNTIL vs WHILE DO BEGIN . .. END
• ; терминатор против разделителя

Простота

будь проще

• Успех Паскаля
• Бейсик был простым, но в нем не было объявлений и блоков
.
• Java попыталась упростить C++

Выразительность

 DO 99 I=1. 100