Начало истории

Языки программирования

Выполнила: учащаяся 10Б класса Пухтина Е.М.

Руководитель: Мазова О.Ю.

Щекино, 2014г.

Оглавление

Введение 3

1. Начало истории 4

2. Машинный язык 7

3. Язык Ассемблера 8

4. Fortran и другие языки высокого уровня 9

5. ТРАНСЛЯТОРЫ 12

6. Парадигма программирования 13

7. Современные языки программирования 15

Приложение (HELLO, WORLD!) 18

Литература 22

Введение

В наше время, нас окружает огромное количество электронной техники. Мы не задумываемся как она работает. А ведь без открытия электричества и связанных с ним физических законов; без изобретения колеса, шестерни, генератора, лампочки, транзистора и алгоритма это было бы не возможно. Но в своей работе я хочу обратиться к внутренней части всего этого не видимой и не осязаемой, а для некоторых и волшебной.

Триста-четыреста лет назад нас бы точно признали колдунами, хотя сейчас это лишь обыденность. Хотя стоит на секунду представить как электроны летят со скоростью света стройными колоннами, шерудят в лабиринтах микропроцессоров решая сложнейшие задачи и всё благодаря неустанной работе человеческого мозга со времён нашего появления.

Итак, в этой курсовой работе я хочу рассмотреть алгоритмы: невидимые и абстрактные, а также языки на которых, мы их пишем для техники. Этих языков (уже создано более 8000): широкого профиля, для решения конкретных задач, для конкретных устройств – огромный невообразимый для человека несведующего спектр.

Начало истории

Давайте ответим на вопрос: как началась история языков программирования? Может с первого языка программирования? Первый язык программирования это у нас – язык с удивительным названием – Plankalkül. То есть в переводе с немецкого "Планирование вычисления", был разработан немецким учёным, изобретателем и конструктором Конрадом Цузе в нацистской Германии между 1942 и 1945 годами. Кажется поздновато. Это не начало нашей истории, это уже завязка. История Цузе тоже интересная, но сейчас это не важно.

Так где экспозиция? В какой момент времени все действующие лица заняли исходное положение и начали писать историю?

В конце XV в., начале XVI в. великий изобретатель, учёный, художник и писатель – Леонардо да Винчи нарисовал на страницах своего дневника первый в мире эскизный рисунок тринадцатиразрядного десятичного суммирующего устройства на основе колес с десятью зубцами. Призванное упростить жизнь, а именно считать за нас. Жаль только что эскиз так и остался эскизом, а дневник с ним был найден относительно недавно. Но это был первый шаг идеи. Идея, которая после полутора векового вынашивания человечеством, родилась из рук великого французского ученого Блеза Паскаля: 6-ти (или 8-ми) разрядное устройство, на зубчатых колесах, рассчитанное на суммирование и вычитание десятичных чисел получит имя «Паскалина». В тот момент программа, написанная на языке шестерней, неотделима от самого устройства, поэтому вряд ли можно назвать эти программу и язык программирования настоящими.

А вот через 30 лет после появления «Паскалины» в 1673 г. появился "арифметический прибор" Готфрида Вильгельма Лейбница – двенадцатиразрядное десятичное устройство для выполнения арифметических операций, включая умножение и деление, для чего, в дополнение к зубчатым колесам использовался ступенчатый валик. "Моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно" – с гордостью писал Лейбниц своему другу.

О машине Лейбница было известно в большинстве стран Европы. В цифровых электронных вычислительных машинах, появившихся более двух веков спустя, устройство, выполняющее арифметические операции (те же самые, что и "арифметический прибор" Лейбница), получило название арифметического. Позднее, по мере добавления ряда логических действий, его стали называть арифметико-логическим.

Оно стало основным устройством современных компьютеров. Таким образом, два гения XVII века, установили первые вехи в истории развития цифровой вычислительной техники. Заслуги В.Лейбница, однако, не ограничиваются созданием "арифметического прибора". Начиная со студенческих лет и до конца жизни он занимался исследованием свойств двоичной системы счисления, ставшей в дальнейшем, основной при создании компьютеров. Он придавал ей некий мистический смысл и считал, что на ее базе можно создать универсальный язык для обьяснения явлений мира и использования во всех науках, в том числе в философии. Сохранилось изображение медали, нарисованное В.Лейбницем в 1697 г., поясняющее соотношение между двоичной и десятичной системами исчисления.

Прошло еще более ста лет и лишь в конце XVIII века во Франции были осуществлены следующие шаги, имеющие принципиальное значение для дальнейшего развития цифровой вычислительной техники - "программное" с помощью перфокарт управление ткацким станком, созданным Жозефом Жаккардом, и технология вычислений, при ручном счете, предложенная Гаспаром де Прони, разделившего численные вычисления на три этапа: разработка численного метода, составление программы последовательности арифметических действий, проведение собственных вычислений путем арифметических операций над числами в соответствии с составленной программой. Эти два новшества были использованы англичанином Чарльзом Беббиджем, осуществившим, качественно новый шаг в развитии средств цифровой вычислительной техники - переход от ручного к автоматическому выполнению вычислений по составленной программе. Им был разработан проект Аналитической машины - механической универсальной цифровой вычислительной машины с программным управлением Машина включала пять устройств - арифметическое (АУ), запоминающее (ЗУ), управления, ввода, вывода (как и первые ЭВМ появившиеся 100 лет спустя). АУ строилось на основе зубчатых колес, на них же предлагалось реализовать ЗУ (на 1000 50-разрядных чисел!). Для ввода данных и программы использовались перфокарты. Предполагаемая скорость вычислений - сложение и вычитание за 1 сек, умножение и деление - за 1 мин. Помимо арифметических операций имелась команда условного перехода.

Были созданы отдельные узлы машины. Всю машину из-за ее громоздкости создать не удалось. Только зубчатых колес для нее понадобилось бы более 50 000. Заставить такую махину работать можно было только с помощью паровой машины, что и намечал Беббидж.

5 июня 1833 года Беббидж познакомился с Адой Лавлейс. Человечеству предстояло прожить еще более века, чтобы понять великий смысл и значение идеи Бебиджа, но Ада Августа Лавлейс сразу оценила изобретение своего доброго друга и вместе с ним пыталась обосновать и показать что оно сулит человечеству. Ее рукой более полуторастолетий тому назад были написаны программы поразительно схожие с программами, составленными позднее для первых ЭВМ. Можно лишь удивляться и восторгаться тому, что сделала эта юная женщина.

Сам Бебидж оставил после себя только огромное количество чертежей, по которым изготовлялась машина. Ада Августа Лавлейс в примечаниях к статье итальянского математика Менабреа, прослушавшего лекции Беббиджа и пытавшегося описать его аналитическую машину, сделала изумительно точные, охватывающие перспективу использования подобных машин, примечания к статье.

В примечаниях приведена программа машинного решения системы двух линейных уравнений с двумя неизвестными. Также вводится понятие «рабочая ячейка» и рассматривается три типа таких ячеек, которые применяются в программировании и сейчас.

В материалах Бэббиджа и комментариях Лавлейс намечены также такие понятия как подпрограмма и библиотека подпрограмм, модификация команд и индексный регистр, которые стали употребляться только в 50-х годах 20 века.

В заключение примечаний дана программа для аналитической машины, с помощью которой можно решить уравнение Бернулли, которое выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости. Интересно, что программа Лавлейс требует минимального количества перфокарт и обеспечивает экономию памяти.Это те два человека, что сделали появление языков программирования возможным.