1.3. История создания языков
Одним из первых языков программирования, созданных специально для учебных целей, был БЕЙСИК, разработанный в 1964 году в Дартмутском колледже (США). Его создание преследовало цель предоставить возможность студентам пользоваться средствами ЭВМ без длительной предварительной подготовки. Предполагалось также, что БЕЙСИК будет использоваться в качестве универсального языка людьми, не имеющими опыта работы на ЭВМ - рядовыми пользователями. Одним из достоинств языка является его удобство для работы в интерактивном режиме, что послужило использованием БЕЙСИКа при разработке диалоговых обучающих программ.
К концу 60-х годов сложилась ситуация, когда для порофессиональных целей использовались языки типа ФОРТРАН, КОБОЛ и пр., а весь учебный мир предпочитал БЕЙСИК. Естественно, что многие считали такую ситуацию неудовлетворительной. По этой причине две группы исследователей приступили к созданию универсального языка программирования, отвечющего современным требованиям. Этот язык должен был включать в себя все достоинства существующих языков, иметь логически обоснованную структуру и быть легким для восприятия. Такие языки были созданы. Одним из них являлся АЛГОЛ-68, другой же был разработан в Институте информатики г. Цюриха (Швейцария) Николасом Виртом в 1971 г. Этот язык получил название ПАСКАЛЬ в честь великого французского ученого XYII века, сумевшего первым в мире изобрести автоматическое устройство для проведения вычислений. Транслятор с языка был разработан в 1973 г.
Так же как и Бейсик, Паскаль довольно просто изучать. Главное, чем обладает Паскаль - он удовлетворяет требованиям обыкновенных ползователей и специалистов по ВТ. Известно, что первым нужен язык, который легко изучать, а вторым - логически правильно построенный язык. Паскаль имеет практически все конструкции языков ПЛ/1 и АЛГОЛ-68, однако он более лаконичен. Грамматические правила языка можно уместить на 4-х страницах.
Хотя Паскаль почти так же прост, как и Бейсик, он имеет перед ним ряд преимуществ. Так, Паскаль способствует внедрению современной технологии программирования, основанной на поэтапном построении программы (принцип "cверху-вниз"), состоящих из небольших, четко определенных процедур (структурный подход). Таким образом, преодолевается главный недостаток, свойственный Бейсику, - неэффективная организация подпрограмм. Разработанный Н. Виртом вариант языка является стандартом. Помимо стандарта языка, в связи с разработкой различных компиляторов, появились версии Паскаля, среди которых наиболее популярной является система Turbo-Pascal, используемая на IBM - совместимых компьютерах.
1.4. Базовые структуры языков программирования
Понятие "структурное программирование" появилось в 1968 году, когда была опубликована статья одного из видных программистов того времени Дейкстры. Он в своей статье констатировал вредность применения оператора безусловного перехода (оператора, позволяющего сделать переход от одного оператора к другому, находящемуся в любом месте программы) и нашел хорошее объяснение причине, по которой он вреден.
Программист Нор четко обосновал, что использование основных базовых конструкций способствует обеспечению ясности и читаемости при написании и дальнейшей доработке программ.
Таким образом, структурным языком назовем тот, у которого блок-схема любой программы состоит только из базовых структур.
Имеется четыре типа управляющих структур: следование, выбор, повторение (цикл) и группирование.
Для реализации следования есть правило: все команды выполняются в порядке их следования.
Для выбора и повторения есть свои специальные инструкции (операторы, команды). Выбор предусматривает проверку условия с последующим выполнением одной или нескольких команд в зависимости от истинности или ложности условия. Выбор (или развилка) бывает полный или неполный, в зависимости от выполняемых команд:
Рисунок 1. Полная развилка
Рисунок 2. Неполная развилка
Таким образом, конструкция работает следующим образом: при истинности условия выполняется Оператор1, в противном случае либо Оператор2, либо управление передается следующей за развилкой конструкции.
Повторение, или цикл, представляет собой конструкцию, которая состоит, как и выбор, из проверки условия и серии команд. Однако, в отличие от выбора, данная серия команд может выполняться неоднократно, в зависимости от проверки условия. Повторения подразделяются на циклы с предусловием (циклы - пока) и циклы с постусловием (циклы-до).
Рисунок 3. Цикл с предусловием
Рисунок 4. Цикл с постусловием
Тело цикла выполняется циклически до тех пор, пока условие истинно в первом случае и ложно - во втором.
Группирование означает объединение одной или нескольких инструкций внутри специальной инструкции. Во всех языках имеются средства для формирования единого блока из группы инструкций (подпрограммы в Бейсике, составные инструкции и процедуры в Паскале). Примером группирования может являться также выполнение в конструкциях циклов следования или выбора и т.д.