Уровни и поколения языков программирования

Языки программирования часто классифицируют по уровню. Уровень языка показывает, насколько язык близок к естественной для человека записи. Процедурные языки - самого низкого уровня. Функциональные - значительно выше. Логические языки в принципе могут быть самого высокого уровня, но из-за высокой сложности теории, лежащей в их основе, разрабатываются довольно медленно. Широко распространённых в мире языков логической группы довольно мало. Уровни языков программирования можно подразделять на следующие группы:

- машинные;

- машинно-оpиентиpованные (ассемблеpы);

- машинно-независимые (языки высокого уровня).

Машинные языки и машинно-ориентированные языки - это языки низкого уровня или языки первого поколения - 1GL, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных.

С появлением ЭВМ 2-го поколения (транзисторных) появились языки второго поколения (2GL), в которых степень интеграции действий была на порядок выше. Это такие языки, как макроассемблер и автокод.

Языки высокого уровня или языки третьего поколения - 3GL имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.

Языки высокого уровня (3GL) делятся на:

- процедурные (алгоритмические) (Basic, Pascal, C и др.), которые предназначены для однозначного описания алгоритмов; для решения задачи процедурные языки требуют в той или иной форме явно записать процедуру ее решения;

- логические (Пролог, Lisp и др.), которые ориентированы не на разработку алгоритма решения задачи, а на систематическое и формализованное описание задачи с тем, чтобы решение следовало из составленного описания;

- объектно-ориентированные (ObjectPascal, C++, Java и др.), в основе которых лежит понятие объекта, сочетающего в себе данные и действия над нами. Программа на объектно-ориентированном языке, решая некоторую задачу, по сути описывает часть мира, относящуюся к этой задаче. Описание действительности в форме системы взаимодействующих объектов естественнее, чем в форме взаимодействующих процедур.

Рассмотрим примеры языков программирования:

- Язык Фортран создан в начале 50-х годов 20-го века для программирования научно-технических задач;

- Кобол – создан в конце 60-х годов 20-го века для решения задач обработки больших объемов данных, хранящихся на различных носителях данных;

- Алгол (1960 год) – это многоцелевой расширенный язык программирования. В нем впервые введены понятия «блочная структура программы» и «динамическое распределение памяти»;

- BASIC – (середина 60-х годов 20-го века) специализированный язык программирования для начинающих.

Все перечисленные выше языки были ориентированы на различные классы задач, но они в той или иной мере были привязаны к конкретной архитектуре ЭВМ.

- PL-1 – (1963-1966гг) многоцелевой универсальный язык. Этот язык хорошо приспособлен для исследования и планирования вычислительных процессов, моделирования, решения логических задач, разработки систем математического обеспечения.

- Паскаль (PASCAL) (1968-1971гг)- язык процедурного программирования наиболее популярный для ПК, который и в настоящее время успешно применяется.

- АДА (1979 г) – язык назван в честь первой программистки Ады Лавлейс- дочери Байрона. Его отличает модульность конструкций.

- СИ – (начало 70-х годов) – с одной стороны, по набору управляющих конструкций и структур данных его можно отнести к языкам высокого уровня, а с другой – он имеет набор средств прямого обращения к функциональным узлам компьютера, а это означает, что его можно использовать как операционный язык.

Характеристики коммутационной сети

- Скорость передачи данных по каналу связи;

- Пропускную способность канала связи;

- Достоверность передачи информации;

- Надежность канала связи и модемов.

Скорость передачи данных по каналу связи измеряется количеством битов информации, передаваемых за единицу времени - секунду.

Скорость передачи данных зависит от типа и качества канала связи, типа используемых модемов и принятого способа синхронизации.

Так, для асинхронных модемов и телефонного канала связи диапазон скоростей составляет 300 - 9600 бит/с.

Пропускная способность коммуникационной сети - скорость передачи информации по каналам сети или, более строго, количество информации, передаваемой между узлами сети в единицу времени

Различают следующие виды пропускной способности сети:

- пропускная способность «точка-точка» (uni-directionalbandwidth);

- пропускная способность двунаправленных пересылок (bi-directionalbandwidth).

Пропускная способность «точка-точка» равна максимальной скорости, с которой процесс в одном узле сети может передавать данные другому процессу в другом узле сети.

Пропускная способность двунаправленных пересылок равна максимальной скорости, с которой процессы, функционирующие на разных узлах сети, могут одновременно обмениваться данными по сети.

Ещё одной характеристикой коммуникационной системы любой сети является достоверность передаваемой информации. Так как на основе обработки информации о состоянии объекта управления принимаются решения о том или ином ходе процесса, то от достоверности информации, в конечном счете может зависеть дальнейшая судьба объекта. Достоверность передачи информации оценивают как отношения количества ошибочно переданных знаков к общему числу переданных знаков. Требуемый уровень достоверности должны обеспечивать как аппаратуру, так и канал связи. Нецелесообразно использовать дорогостоящую аппаратуру, если относительно уровня достоверности канал связи не обеспечивает необходимых требований.

Наконец надежность коммуникационной системы определяется либо долей времени исправного состояния, в общем времени работы, либо средним временем безотказной работы. Вторая характеристика позволяет более эффективно оценить надежность системы.