Лекция – Введение в информационные технологии – 18.11.2024
Знать наизусть
Компьютерная программа — это набор машинных команд, которые следует выполнить компьютеру для реализации того или иного алгоритма.
Машинная команда – это код, определяющий операцию вычислительной машины и данные, участвующие в операции. Это элементарная инструкция машине, выполняемая ею автоматически без каких-либо дополнительных указаний и пояснений.
Структура машинной команды включает операционную и адресную части:
• Операционная часть содержит код, задающий вид операции (сложение, умножение и т.д.)
• Адресная часть содержит информацию об адресах операндов, результатов операции и возможно следующей команды.
Операнды – (данные, участвующие в операции)
Компьютерная программа — это форма представления алгоритма для исполнения его вычислительной машиной (ЭВМ)
Первым программистам приходилось писать команды в машинных кодах, т. е. именно так, как их воспринимает компьютер. Такой способ составления программ был очень трудоемким, сопровождался большим количеством ошибок и имел множество других недостатков. Довольно быстро специалисты поняли, что можно автоматизировать процесс формирования машинного кода, если создать систему условных обозначений (язык программирования) для записи команд и составить программу (интерпретатор или компилятор), которая сама «переводила» такие команды в машинный код.
Знать наизусть
Интерпретатор или компилятор – это программа, которая переводит человеческие команды в машинный код и обратно.
Интерпретация — построчный анализ, обработка и выполнение исходного кода программы или запроса, в отличие от компиляции, где весь текст программы перед запуском анализируется и транслируется без выполнения (без выполнения программы). Если компиляция прошла без ошибок в коде, то в результате создается пусковой файл программы (например, для ОС Windows это файл формата .exe). С помощью пускового файла и запускается программа на выполнение.
На языке программирования можно писать множество программ, пользуясь единственной программой-переводчиком.
«Грамматические» правила языка программирования формулируются предельно четко и не допускают вольного написания отдельных элементов команды и знаков препинания, иначе программа-переводчик «не поймет» указания (инструкции).
Каждая команда имеет строго определенное правило записи (синтаксис языка программирования).
Команды на языке программирования часто называют операторами или инструкциями.
Последовательность таких команд, реализующих тот или иной алгоритм, называют программой на исходном языке или просто исходным текстом. Исходные тексты помещают в текстовые файлы. Для каждого языка программирования эти текстовые файлы имеют свои расширения. Например, для языка программирования Python, расширение файла программы – .py, для языка С++ – .cpp
Как уже было ранее нами отмечено, существует два типа программ-переводчиков с языка человека (программиста) в машинный язык (язык компьютера) и обратно, работающих с исходными текстами: компилятор и интерпретатор.
Еще раз про программу компилятор и интерпретатор:
Компилятор (от англ. compile — составлять, собирать) переводит исходный текст в машинный код и записывает его на диск компьютера в форме исполняемого (загрузочного) файла. После этого программа выполняется независимо от исходного текста.
Раньше программы-компиляторы называли просто и точно — трансляторами (переводчиками).
Интерпретатор всегда работает совместно с исходным текстом. Эта программа разбирает каждую инструкцию исходного текста (интерпретирует ее) и немедленно исполняет, т. е. целый файл на машинном языке, как в случае с компилятором, не создается. Программа в режиме интерпретации работает медленнее, чем такая же программа в машинном коде. Это связано с тем, что каждую инструкцию приходится разбирать во время выполнения, а не заранее, как при компиляции. Многие инструкции в программе выполняются многократно, и при каждом выполнении интерпретируются заново. Поэтому всюду, где возможно, стремятся заменить режим интерпретации режимом компиляции. Правда, интерпретация имеет и свои преимущества — с ее помощью проще отлаживать программу.
Этап 5. Компьютерный эксперимент. Производится исследование компьютерной модели путем запуска программы, в которой реализована модель, и анализ полученных с помощью модели результатов моделирования. Если результаты, полученные на модели, не соответствуют реальному объекту, то это означает наличие ошибок, допущенных на предыдущих этапах моделирования. Примерами таких ошибок может являться неверный отбор существенных свойств объекта, ошибки в формулах при построении математической модели и др. Тогда нужно выполнить корректировку модели. Такая корректировка может проводиться несколько раз, пока результаты на модели не будут соответствовать моделируемому объекту.
В чем состоит отличие естественных языков от языков программирования?
Язык программирования — это набор формальных правил, по которым пишут программы. Обычный язык нужен для общения людей, а язык программирования — для общения с компьютером. Как и в любом естественном языке, в языке программирования тоже есть своя лексика — слова (команды), функции и операторы, из которых по правилам синтаксиса составляются выражения. Лексика языка программирования имеет чёткий, вполне определённый смысл, понятный компьютеру. Но, в отличие от естественного языка, слова и синтаксис языков программирования придумываются искусственно.