Низкоуровневое программирование

Первые программы разрабатывались в машинном коде – последовательности инструкций процессора, закодированных в виде нулей и единиц. Такое представление программы очень трудно воспринимается человеком, в результате чего объемы и сложность создаваемых программ были незначительны (килобайты).

Существенным прорывом было изобретение языка Ассемблера. Ассемблер представляет собой мнемоническую запись инструкций процессора в текстовом виде, который легче воспринимается человеком. В русле рассмотренного ранее материала его можно рассматривать как уровень абстракции, используемый при разработке программ.

Исходный код программы на языке Ассемблера, транслируется в машинный код другой программой, также называемой Ассемблером. Процесс трансляции происходит автоматически. Другими словами, транслирующая программа или транслятор (в данном случае называемый Ассемблером) является автоматом, в который заложен опыт ее разработчиков (привлечение стороннего опыта). Кроме трансляции Ассемблер выдает подсказки разработчику в виде сообщений об обнаруженных и потенциальных ошибках, что также автоматизирует процесс разработки.

Еще одним инструментом разработки сложных программ было их разбиение на подпрограммы или процедуры. Неоднократно повторяющиеся действия выделялись в отдельную подпрограмму, которая вызывалась из основной программы, а после своего завершения возвращалась в точку вызова. Основная программа может содержать множество вызовов подпрограмм. Для сборки программы из отдельных файлов разрабатываются специальные программы- компоновщики или т. н. редакторы связей.

Следующим шагом было появление операционных систем (ОС). За время своего развития ОС прошли путь от простых библиотек с процедурами ввода/вывода, до сложных многозадачных систем. ОС по своей сути представляет собой каркас, обеспечивающий совместный доступ разных программ к общим ресурсам компьютера. Современная ОС предполагает, что на компьютере может выполняться не единственная прикладная программа, а множество, причем набор и назначение этих программ практически никак не ограничиваются. Набор программ и сама ОС могут конфигурироваться, подстраиваться под конкретное использование компьютера. Можно сказать, что ОС представляет собой каркас, инфраструктуру или платформу открытой системы. Отметим многократное повторное использование однажды разработанной определенной фирмой ОС (своего рода полуфабриката) в разных приложениях разными компаниями.

Разбиение программы на составные части – пример декомпозиции задачи. Разные части могут разрабатываться разными специалистами, что обеспечивает разделение труда. Выявление повторяющихся действий и их выделение в отдельные подпрограммы служит примером преодоления «Провала абстракции» снизу-вверх, т.е. обобщением или абстрагированием. Однажды разработанные подпрограммы могут впоследствии многократно использоваться (повторное использование удачных решений), а накопление множества подпрограмм позволяет в дальнейшем производить сборку программы методом агрегирования из готовых решений, т.е. на более высоком уровне абстракции. В процессе разработки активно используются автоматизированные инструменты: трансляторы, компоновщики, отладчики и пр. Зарождаются каркасы или инфраструктуры открытых систем в виде ОС.