Sistemi programiranja: primeri, opis, značilnosti

Programski sistemi zagotavljajo platformo za razvoj programskih aplikacij in neposredno vplivajo na računalniško opremo, da bi dosegli zahtevano zmogljivost pri opravljanju uporabniških nalog. Platformo lahko uporabite za programiranje operacijskih sistemov iPhone, iPad in Android s programskim jezikom Java. Android Studio in Oracle Java SDK vmesnik, skupaj z zahtevanim osnovnim znanjem, vam omogoča, da ustvarite široko paleto aplikacij.

Elementi programskih sistemov

Za začetek bomo razkrili koncept programskih sistemov. Tisti, ki jih zdaj uporabljamo, se nanašajo na 3. generacijo PC-jev. Sistemsko programiranje je ustvarjanje programske opreme. Lahko opravlja veliko različnih nalog. Brez tega večina strojne opreme ne bi izvajala svojih funkcij. Za njihovo uporabo uporabite programsko opremo. Uporabnik mora izbrati želeni program za vsako nalogo.


Elementi klasičnega programskega sistema:
  • Operacijski sistem - je vmesnik med programsko aplikacijo in računalnikom.
  • Pripomočki so majhni, a zmogljivi programi z omejenimi zmogljivostmi za posebne naloge. Ponavadi ga uporabljajo uporabniki, da zagotovijo neprekinjeno delovanje računalniškega sistema.
  • Knjižnični programi so kompilacija niza podprogramov, na primer knjižnic. Zagotovite številne funkcije inpri pisanju programa.
  • Programska oprema za prevajanje: asembler, prevajalnik, prevajalec.
  • Tolmač analizira in izvaja jezikovni program na visoki ravni ene vrstice naenkrat.
  • Aplikacijska programska oprema, ki pomaga uporabniku pri opravljanju določenih nalog, kot je GIMP - za urejanje fotografij.
  • Primer sodobnega sistema programiranja vključuje storitve in osnovno programsko opremo.

    Struktura programa

    Splošna oblika programa posveča posebno pozornost posameznim komponentam in medsebojnim odnosom med njimi. Programi so dobri ali slabo strukturirani. Dobro strukturiran program ločevanja komponent sledi načelom, kot so skrivanje informacij, vmesniki med komponentami pa so jasni in preprosti. Na bolj subtilni ravni uporablja ustrezne podatkovne strukture in programske enote z eno vstopno točko in eno izhodno točko. S slabo strukturiranim programom za particioniranje so komponente večinoma poljubne, vmesniki pa so implicitni in kompleksni. Poleg tega ima tak program poljubne podatkovne strukture in pretok nadzora. Skoraj vsi strukturirani programi so splošne narave:
  • Vloga za začetek programa.
  • Razglasitev spremenljivke.
  • Programske aplikacije (kodni bloki).

    Primeri pozdrave "Hello World"

    Sistemi programiranja "Hello World" in primeri v različnih programskih jezikih jasno kažejo osnovne razlike.
    Za uporabo spremenljivkev programu mora prevajalnik vnaprej vedeti, kateri podatki bodo shranjeni v njem. Zaradi tega so spremenljivke deklarirane na začetku programa. Deklaracija spremenljivke je sestavljena iz podajanja novega imena in tipa podatkov za spremenljivko. To se običajno opravi na samem začetku.
    Naslednja slika prikazuje primer programskega sistema za zanko, ki zažene niz operaterjev, dokler pogoj ne postane resničen.

    Neskončni cikel

    To je tisti, ki nima delujočega postopka izstopa. Posledično se cikel neprekinjeno ponavlja, dokler ga operacijski sistem ne čuti in program ne zaključi z napako ali dokler se ne zgodi drug dogodek, na primer program se po določenem času samodejno ustavi. V nadaljevanju so predstavljeni programski sistemi in primeri programov v jeziku C za program razvrščanja vrstic v slovarju. Ta program od uporabnika vzame 10 besed (vrstic) in jih razvrsti v leksikografski vrstni red. Na primer 10 programskih jezikov:
  • C.
  • C ++.
  • Java.
  • PHP.
  • Python.
  • Perl.
  • Cobol.
  • Ruby.
  • R.
  • javascript.
  • Rezultat:
  • C.
  • C ++.
  • Cobol.
  • Java.
  • javascript.
  • PHP.
  • Perl.
  • Python.
  • ​​
  • R.
  • Ruby.
  • Osnovna orodja

    Za programiranje je potrebnih več orodij. Shema klasičnega programskega sistema:
  • Urejevalnik besedila - orodja za urejanje. To orodje vam omogoča pisanje izvorne kode. Za to je preprosto orodjeprogramiranje v katerem koli jeziku. Pri programiranju se cenijo prisotnost takih funkcij, kot so: samodokončanje, poudarjanje skladenj, iskanje, urejanje, zamenjava dela kode in urejevalnika zamika.
  • Prevajalnik ali tolmač. To orodje je neposredno povezano s programskim jezikom.
  • Razhroščevalnik. Razvijalci, kot vsi ljudje, so morda napačni. Iskanje in popravljanje napak zahteva čas. Razhroščevalnik je orodje, ki jim bo pomagalo slediti. Omogoča vam, da program zaženete korak za korakom, si ga kadarkoli ogledate in preverite, ali se del kode izvaja ali ne.
  • Knjižnica podprogramov.
  • Spremna dokumentacija.
  • Predloge za oblikovanje

    Z uporabo predloge za oblikovanje je treba strukturirati program ali uporabiti jezikovna orodja ter zagotoviti čim bolj sistematičen pristop k programiranju, kot tudi povezavo s podatkovno zbirko predlog, ustvariti stran, ki bo prikazala vmesnik. Bolj splošno, predlogo za oblikovanje je večopravilna in izboljšana rešitev.

    Struktura programske opreme (ali ogrodja) je posebna vrsta programske opreme. Njegov prvi cilj je sestaviti programiranje in zagotoviti toliko orodij, kot jih potrebujete. Na primer, Django 2 je struktura v Python, ki je zasnovana tako, da omogoča ustvarjanje reaktivnih spletnih mest. Ustvari strukturo in ponuja skupna orodja, ki so lahko koristna za vsa spletna mesta(administracijski vmesnik, storitve za preverjanje pristnosti, način prevajanja strani v več jezikov itd.). Drug primer je prisotnost več okvirov v javascriptu (jQuery ali angular.js) za en namen - iste akcije bi morale biti napisane drugače, odvisno od vrste brskalnika, ki ga obiskovalec uporablja na spletni strani. Imajo edinstven vmesnik, ki ga spremeni v kodo, ki jo razume vsak brskalnik. V primeru fotografije je programski sistem za javascript za nalogo, da odpre novo okno po kliku na gumb.

    Sestavljeni jeziki

    Programski jezik je niz transakcij in abstrakcij, ki vam omogočajo, da napišete, kaj mora uporabnik dati računalniku rezultat v bolj razumljivi obliki. Kompilacija je pretvorba izvorne kode v izvršljivo datoteko. To pretvorbo izvede prevajalnik. Razlika v hitrosti izvršitve je ogromna. Na splošno, z drugimi enakimi pogoji, bo program v sestavljenem jeziku deloval približno desetkrat hitreje kot razlaga. Spodaj je primer sistema za programiranje C. Predstavlja program, ki uporablja tako imenovane vrhunske funkcije in čiste funkcije.
    V primeru jezikov za razlago se izvorna koda poda tolmaču, ki izvaja program. Ni potrebno skrbeti za operacijski sistem ali vrsto procesorja, saj bi moral biti nameščen na uporabnikovem računalniku. Poleg tega, ker je treba izvorno kodo "prevesti" v stroj ob vsakem zagonu, razlagatijeziki so pogosto počasni v primerjavi z enakovrednimi zbranimi jeziki. Vendar pa tolmači ne optimizirajo generirane strojne kode, zaradi česar delajo počasneje, vendar je proces generiranja strojne kode hitrejši od prevajalnikov.

    Jeziki virtualnih strojev

    Pogosto se imenujejo "jeziki VM" (po analogiji z angleškim imenom virtualnega stroja). Načelo delovanja in namen programskega sistema je, da izvorna koda ni prevedena v stroj, ki ga razume določen procesor, temveč "fiktivni" (bajtna koda), ki ga bo sam interpretiral v jeziku virtualne naprave. Ta jezik ima svoje prednosti in slabosti. Kot pri interpretiranih jezikih se program prevede v bajtno kodo, ki se lahko izvaja na katerem koli operacijskem sistemu in procesorju, pod pogojem, da je virtualna naprava na voljo za to kombinacijo. Po drugi strani pa, ker je bila kompilacija pretoka navzgor, program teče hitreje kot ekvivalenten interpretirani jezik. Pogosto doseže hitrost, ki je podobna hitrosti "pravega" jezika strojne kode. Vendar pa se to izravnava z dejstvom, da je lahko virtualni stroj precej intenziven, zlasti v pomnilniku. Končno lahko ustvarite nove jezike, ki se združijo v isto bajtno kodo kot drugi obstoječi jezik, kar poenostavi njihovo interakcijo. To je ena od nalog programskega sistema. Primer jezikov Clojure in Frege se prevede kot za bajtno kodo Java. Funkcionalne in radikalno se razlikujejo od Jave v svojem oblikovanju. V tem primeru lahko z različnimi deli programa napišete različne dele programaeden od najbolj primernih jezikov in jih dela skupaj na virtualnem računalniku. Java je jezik, ki se najbolje združi z navideznim računalnikom. Vendar potrebujete aplikacijo, ki je sestavljena iz niza razredov Java. Na začetku kateregakoli razreda obstaja določena struktura, kot je JavaClassFileFormat.

    Primeri jezikov in programskih sistemov

    Predstavljamo najbolj znane programske jezike:
  • Zbiralnik. Ni nov, ampak bo uporabnike naučil veliko stvari, ki so skrite v drugih jezikih.
  • C. se najpogosteje uporabljajo na svetu. Ta jezik vam daje najbolj popoln nadzor nad avtomobilom. Uporablja se za šifriranje operacijskih sistemov. Njena dostojna starost skoraj pol stoletja in veliko število knjižnic, ki ustrezajo vsem, postanejo nepogrešljive tako za začetnike kot za napredne uporabnike.
  • Cobol. To je stari jezik. Ponavadi je težje uporabljati kot druge. Vendar se iz nekaterih zgodovinskih razlogov še vedno pogosto uporablja v bančništvu, financah in zavarovalništvu.
  • Fortran. Še vedno je na področju znanstvenega računalništva, za katerega je bil razvit. Čeprav se sintaksa tega jezika redno posodablja, se čuti njena starost. Poleg tega nekatere knjižnice programske opreme v Fortranu nikoli niso bile usklajene z vidika učinkovitosti.
  • Java. Ima funkcijo prevajanja v bajtni kodi, ki jo nato virtualni stroj interpretira. To močno poenostavi ustvarjanje aplikacij za uporabo na več platformah operacijskih sistemov. Java je na primer prehod za kodiranje aplikacije Android.
  • Perl. To je jezik, ki je v svetu Linuxa in Unixoidov pretežno cenjen. Učinkovito je za ustvarjanje majhnih, a zelo zmogljivih programov iz ukazne vrstice. Vendar Perl ni zelo primeren za ustvarjanje grafičnih vmesnikov.
  • PHP. Kaj je prevladujoči svet spletnega programiranja.
  • Python. Ta jezik je priporočljiv za začetnike.
  • Ruby. Povezan s Pythonom, redno uporablja inovacije. Na splošno so zelo podobni. Poudariti je treba, da je Ruby sintaksa ponuja več svobode in bolj vztraja na objektno usmerjen narave, in Python podporo lažje in večje skupnosti.
  • Swift. To je dokaj mlada jezik, je predmet spremembe in prilagoditve izpopolniti izdelke Apple. V prihodnjih letih se prav lahko zgodi glavna vloga izdelek programiranje iOS in OSX.
  • Uporaba

    predstavi primer strojno kodo: 110101010010001000111001001010101001000100001011101001000111001101110001101101010 001111010010010101011001010001010101111110100101010001. Kot lahko vidimo, ta tip kode je zelo malo vidne strukture. V programski jeziki pomenske razlike - razlika med jezikom, ki se uporablja za programiranje strojne opreme (strojno kodo) in tiste, ki se uporabljajo za programiranje računalnika kot sistem. Vzorec programiranje: za strani odjemalca javascript zahteva uporabo dveh jezikov, razen da ustvarja javascript (CoffeScript ali Elm). Na strežniku PHP ima najvišji položaj, ampak tudi so Python in Ruby v veliki meri uporabljajo. javascript se uporablja tudi na strani strežnika, zahvaljujoč NodeJS. Za video igre v operacijskem sistemu Windows uporabite C ++, Pythonin C #. Vendar pa so daleč od edinih. Ustrezen je lahko vsak jezik, ki ustvarja grafični vmesnik (C, Java, Ruby ali Tcl /Tk). Za velike aplikacije na trgu prevladujejo C ++ in Java, čeprav C # prav tako pridobiva zagon. Za majhne pripomočke, kot je ukazna vrstica, je enostavno najti C, Perl, Python ali Ruby. Na področju znanstvenega računalništva Fortran ostaja kralj. Vse bolj konkurira C ++, Python ali specializiranim jezikom, kot sta Matlab in R.

    Programiranje PASCAL. lahko berljivi in ​​lahko razumljivi. PASCAL je rezultat enega od teh prizadevanj. Ustvarjalec PASCAL-a Nicolas Wirth je želel imeti HLL, ki bi ga lahko učili, brali in pisali. PASCAL je razvil na podlagi naslednjih konceptov:
  • PASCAL mora zapreti ali bistveno zmanjšati pomensko vrzel.
  • Vsaka izjava PASCAL mora biti stavek v angleškem besedilu.
  • Program PASCAL se lahko obravnava kot predlog v angleščini.
  • Imena postopkov, podatkovnih struktur in spremenljivk v sistemu PASCAL bi morala biti lahko prepoznavna.
  • Primer sistema programiranja v sistemu PASCAL

    V nadaljevanju je primer določanja števila črk v besedi.
    PASCAL olajšuje modularno kodiranje z:
  • uporabo kode za zapiranje v postopkih in funkcijah.
  • Uporaba stavkov BEGIN in END za določitev funkcionalnega bloka kode.
  • Stroga spremenljivka (na primer dodeljevanje podatkovnih tipov, kot je celo število, realno ali niz) zapodpira prenos parametrov med postopki.
  • Prijazna sintaksa, ki zožuje semantični prelom.
  • V naslednjem primeru sistema za programiranje Pascala program prikazuje binarni izbor (obstajata samo dva primera: ActualMark & ​​gt; 97) Slabo oblikovanje kode Treba je pojasniti, da mora imeti pripombe na vrhu programa.
  • Slabo testiranje in preverjanje napak Obdelava napak ima dve obliki: obdelava strukturiranih izjem in funkcionalnost
  • Slaba praksa komentiranja.
  • Ime nezanesljivih spremenljivk Zelo težko je delati na kodi, kadar je veliko spremenljivk kratkih, ne opisnih.
  • Izbira neprimerne strukture podatkov Poudarjanje sintakse in slog zamika se pogosto uporabljata za pomoč programerjem pri prepoznavanju elementov izvorne kode.
    Pomembno je, da je barvno kodiranje dodeljeno v fragmentu kode kot primer sistema programiranja, napisanega v Pythonu.
  • Sorodne publikacije