Введение в специальность программиста
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Издательский Дом ФОРУМ
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 208
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
Среднее профессиональное образование
ISBN: 978-5-8199-0929-4
ISBN-онлайн: 978-5-16-109977-3
Артикул: 058900.12.01
К покупке доступен более свежий выпуск
Перейти
Цель данной книги — сформировать представление о профессии программиста и дать основы для приобретения навыков в этой области деятельности.
В учебнике рассматриваются содержание основных понятий программирования, история его развития, основные элементы и языки программирования, принципы структурного программирования и начала программирования в среде Turbo Pascal и системе Delphi. Дается материал о программном обеспечении для вычислительной техники и автоматизированных систем, правовой и программной защите компьютерной информации, стандартизации и лицензировании программных продуктов.
Предназначен для учащихся техникумов, колледжей, а также студентов вузов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- Среднее профессиональное образование
- 09.02.03: Программирование в компьютерных системах
- 21.02.12: Технология и техника разведки месторождений полезных ископаемых
- ВО - Бакалавриат
- 40.03.01: Юриспруденция
ГРНТИ:
Скопировать запись
Введение в специальность программиста, 2024, 058900.15.01
Введение в специальность программиста, 2023, 058900.13.01
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ ПРОГРАММИСТА В.А. ГВОЗДЕВА 2-е издание, исправленное и дополненное Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальности «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» Москва ИД «ФОРУМ» — ИНФРА-М 2022 УЧЕБНИК
УДК 004(075.32) ББК 32.973я723 Г25 Гвоздева В.А. Г25 Введение в специальность программиста : учебник / В.А. Гвоздева. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2022. — 208 с. — (Среднее профессиональное образование). ISBN 978-5-8199-0929-4 (ИД «ФОРУМ») ISBN 978-5-16-017438-9 (ИНФРА-М, print) ISBN 978-5-16-109977-3 (ИНФРА-М, online) Цель данной книги — сформировать представление о профессии программиста и дать основы для приобретения навыков в этой области деятельности. В учебнике рассматриваются содержание основных понятий программирования, история его развития, основные элементы и языки программирования, принципы структурного программирования и начала программирования в среде Turbo Pascal и системе Delphi. Дается материал о программном обеспечении для вычислительной техники и автоматизированных систем, правовой и программной защите компьютерной информации, стандартизации и лицензировании программных продуктов. Предназначен для учащихся техникумов, колледжей, а также студентов вузов. УДК 004(075.32) ББК 32.973я723 Р е ц е н з е н т ы: Картамышева Т.Б., преподаватель кафедры программного обеспечения ВТ и АС Московского технического колледжа; Агалъцов В.С., преподаватель математического колледжа ISBN 978-5-8199-0929-4 (ИД «ФОРУМ») ISBN 978-5-16-017438-9 (ИНФРА-М, print) ISBN 978-5-16-109977-3 (ИНФРА-М, online) © Гвоздева В.А., 2013 © ИД «ФОРУМ», 2013
Ââåäåíèå Ïðîãðàììèðîâàíèå ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê èñêóññòâî, íàóêó, ðåìåñëî. Ïðîãðàììèðîâàíèå — ýòî èñêóññòâî ïîëó÷åíèÿ îòâåòîâ îò ìàøèíû. Äëÿ ýòîãî â óçêîì ñìûñëå íóæíî ñîñòàâèòü ñïåöèàëüíûé êîä äëÿ òåõíè÷åñêîãî óñòðîéñòâà, à â øèðîêîì — ðàçðàáîòàòü ïðîãðàììû íà ÿçûêàõ ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ò. å. íå ïðîñòî ñîñòàâèòü êîä, à âûïîëíèòü èíòåëëåêòóàëüíóþ ðàáîòó ïî ñîñòàâëåíèþ âûñîêîðàçóìíûõ ïðîãðàìì äëÿ ðåøåíèÿ ðàçëè÷íûõ çàäà÷ âî âñåõ ñôåðàõ ÷åëîâå÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè. Ïðîãðàììèðîâàíèå — ïðîöåññ îïèñàíèÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòè äåéñòâèé ðåøåíèÿ çàäà÷è ñðåäñòâàìè êîíêðåòíîãî ÿçûêà ïðîãðàììèðîâàíèÿ è îôîðìëåíèå ðåçóëüòàòîâ îïèñàíèÿ â âèäå ïðîãðàììû. Ýòà ðàáîòà òðåáóåò òî÷íîñòè, àêêóðàòíîñòè è òåðïåíèÿ. Êîìàíäû ìàøèíå äîëæíû ôîðìóëèðîâàòüñÿ àáñîëþòíî ÷åòêî è ïîëíî, íå äîëæíû ñîäåðæàòü íèêàêîé äâóñìûñëåííîñòè. Íà íà÷àëüíîì ýòàïå ñîñòàâëåíèåì ïðîãðàìì äëÿ ÝÂÌ çàíèìàëèñü ñàìè èçãîòîâèòåëè âû÷èñëèòåëüíûõ ìàøèí. Ïîñòåïåííî, ñ ðàçâèòèåì òåõíèêè, ýòîò ïðîöåññ èç ðóòèííîé ðàáîòû ïðåâðàòèëñÿ â èíòåëëåêòóàëüíóþ äåÿòåëüíîñòü, ñðàâíèìóþ ñ èñêóññòâîì, ò. ê. òðóäîåìêîå, ðó÷íîå ñîñòàâëåíèå ïðîãðàìì áûëî ïîäîáíî ðåøåíèþ ñëîæíûõ êîìáèíàöèîííûõ çàäà÷, êîòîðîå òðåáîâàëî íàó÷íûõ çíàíèé è ìàñòåðñòâà. Âîçíèêëà ïîòðåáíîñòü â ëþäÿõ ñî ñïåöèàëüíîé ïîäãîòîâêîé è îñîáûì ñêëàäîì óìà, êîòîðûõ íàçûâàþò ïðîãðàììèñòàìè. Îâëàäåâ íåîáõîäèìûìè çíàíèÿìè, íàó÷èâøèñü ãðàìîòíî è òâîð÷åñêè ïðèìåíÿòü èõ â ïîâñåäíåâíîé ðàáîòå, ïðîãðàììèñò ìîæåò ñòàòü íåçàìåíèìûì ñïåöèàëèñòîì â ñâîåé îáëàñòè äåÿòåëüíîñòè. Îòìå÷àåòñÿ, ÷òî «ïðîãðàììèñò äîëæåí îáëàäàòü ñïîñîáíîñòüþ ïåðâîêëàññíîãî ìàòåìàòèêà ê àáñòðàêòíîìó è ëîãè÷åñêîìó ìûøëåíèþ â ñî÷åòàíèè ñ ýäèñîíîâñêèì òàëàíòîì ñîîðóæàòü âñå ÷òî óãîäíî èç 0 è 1. Îí äîëæåí ñî÷åòàòü àêêóðàòíîñòü áóõãàëòåðà ñ ïðîíèöàòåëüíîñòüþ ðàçâåä÷èêà, ôàíòàçèþ àâòîðà äåòåêòèâîâ ñ òðåçâîé ïðàêòè÷íîñòüþ ýêîíîìèñòà». Ïðîãðàììèñò — îäíà èç ñàìûõ âîñòðåáîâàííûõ ñïåöèàëüíîñòåé â ñîâðåìåííîì îáùåñòâå. Ñ 1970—1980-õ ãã. ïðîãðàììèðîâàíèå êàê íîâàÿ íàó÷íàÿ äèñöèïëèíà çàíèìàåòñÿ ìåòîäàìè ðàçðàáîòêè ïðîãðàììíûõ ïðîäóêòîâ.
Îíî âêëþ÷àåò êîìïëåêñ âîïðîñîâ, ñâÿçàííûõ ñ íàïèñàíèåì ñïåöèôèêàöèé, ïðîåêòèðîâàíèåì, êîäèðîâàíèåì, òåñòèðîâàíèåì è ôóíêöèîíèðîâàíèåì ïðîãðàìì äëÿ ÝÂÌ. Äëÿ ðàçðàáîòêè ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ïðèìåíÿþòñÿ ñëåäóþùèå ìåòîäû: ìàòåìàòè÷åñêèå, èíæåíåðíûõ ðàñ÷åòîâ è óïðàâëåíèÿ. Óðîâåíü ïðîãðàììèðîâàíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ÷åòûðüìÿ âçàèìîñâÿçàííûìè ôàêòîðàìè ðàçâèòèÿ: âîçìîæíîñòÿìè êîìïüþòåðîâ, òåîðèåé è ÿçûêàìè, èñêóññòâîì è òåõíîëîãèåé ïðîãðàììèðîâàíèÿ. Ïðîôåññèîíàëüíîå ïðîãðàììèðîâàíèå — âïîëíå ïðàãìàòè÷íàÿ äåÿòåëüíîñòü, íàïðàâëåííàÿ íà ïîëó÷åíèå ðåàëüíîãî ïðîãðàììíîãî ïðîäóêòà, êîòîðîå òðåáóåò âûñîêîé òåîðåòè÷åñêîé ïîäãîòîâëåííîñòè íå òîëüêî â îáëàñòè çíàíèÿ ÿçûêîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ è ïðèíöèïîâ ñîçäàíèÿ ïðîãðàìì, íî è â îáëàñòè ìàòåìàòèêè, ñèñòåìíîãî àíàëèçà, èññëåäîâàíèÿ îïåðàöèé, ñèñòåìîòåõíèêè è äð. Ïðîãðàììèñò äîëæåí õîðîøî îðèåíòèðîâàòüñÿ â óæå èìåþùåìñÿ ïðîãðàììíîì îáåñïå÷åíèè âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè è àâòîìàòèçèðîâàííûõ ñèñòåì, ïðîãðàììíîé çàùèòå èíôîðìàöèè, ñòàíäàðòèçàöèè è ëèöåíçèðîâàíèè ïðîãðàììíûõ ïðîäóêòîâ. Ñèñòåìíûì ïðîãðàììèðîâàíèåì, ò. å. ðàçðàáîòêîé ñðåäñòâ ñèñòåìíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ (ÏÎ) è ñèñòåìû ïðîãðàììèðîâàíèÿ, çàíèìàþòñÿ ñèñòåìíûå ïðîãðàììèñòû. Ïðèêëàäíûì ïðîãðàììèðîâàíèåì, ò. å. ðàçðàáîòêîé ïðèêëàäíûõ ïðîãðàìì, çàíèìàþòñÿ ïðèêëàäíûå ïðîãðàììèñòû. Óìåíèå õîðîøî ïðîãðàììèðîâàòü — îñíîâíîå óñëîâèå óñïåøíîé ïðîôåññèîíàëüíîé äåÿòåëüíîñòè ïðîãðàììèñòà. Íàó÷èòüñÿ ýòîìó ìîæíî, ëèøü ìíîãîêðàòíî ïðîãðàììèðóÿ ðàçíûå çàäà÷è, ïðîõîäÿ ïóòü îò åå ïîñòàíîâêè äî ðàáîòàþùåé ïðîãðàììû. Äëÿ íåïîñðåäñòâåííîãî ðåøåíèÿ çàäà÷ ïðîãðàììèñò äîëæåí: îñîçíàòü çàäà÷ó; ñîñòàâèòü ïëàí îáùåãî ðåøåíèÿ; âûïîëíèòü ïëàí, ò. å. ïðåîáðàçîâàòü åãî â îïðåäåëåííóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü äåéñòâèé; ïðîâåðèòü ðåçóëüòàò ðåøåíèÿ, óáåäèòüñÿ â åãî ïðàâèëüíîñòè. ×òîáû âñå ýòî âûïîëíèòü, ñïåöèàëèñò äîëæåí ìíîãîå çíàòü è óìåòü. Çàäà÷à äàííîãî ó÷åáíèêà — äàòü íåîáõîäèìûå çíàíèÿ áóäóùèì ïðîãðàììèñòàì è ïðèîáðåñòè íà÷àëüíûå íàâûêè ïðîãðàììèðîâàíèÿ çàäà÷ â ïðîãðàììíîé ñðåäå Turbo Pascal. Ïîëó÷èâ çíàíèÿ è óìåíèÿ, âû ñìîæåòå íà ýòîé áàçå îñâàèâàòü â ó÷åáíîì ïðîöåññå áîëåå òðóäíûå ðàçäåëû ïðîãðàììèðîâàíèÿ è ñìåæíûõ äèñöèïëèí, à òàêæå íà÷àòü ïðàêòè÷åñêîå âîïëîùåíèå ñâîèõ çàìûñëîâ, ñîçäàâàÿ ðàçëè÷íûå ïðîãðàììíûå ïðîäóêòû. 4 Ââåäåíèå
Èñòîðèÿ ðàçâèòèÿ ïðîãðàììèðîâàíèÿ Ñ ãëóáîêîé äðåâíîñòè èçâåñòíû ïîïûòêè ñîçäàòü óñòðîéñòâà, óñêîðÿþùèå è îáëåã÷àþùèå ïðîöåññ âû÷èñëåíèé. Åùå äðåâíèå ãðåêè è ðèìëÿíå ïðèìåíÿëè ïðèñïîñîáëåíèå, ïîäîáíîå ñ÷åòàì, — àáàê. Òàêèå óñòðîéñòâà áûëè èçâåñòíû è â ñòðàíàõ Äðåâíåãî Âîñòîêà.  XVII â. íåìåöêèå ó÷åíûå Â. Øèêêàðä (1623), Ã. Ëåéáíèö (1673) è ôðàíöóçñêèé ó÷åíûé Á. Ïàñêàëü (1642) ñîçäàëè ìåõàíè÷åñêèå âû÷èñëèòåëüíûå óñòðîéñòâà — ïðåäøåñòâåííèêè âñåì èçâåñòíîãî àðèôìîìåòðà. Âû÷èñëèòåëüíûå ìàøèíû ñîâåðøåíñòâîâàëèñü â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ âåêîâ. Íî ïðè ýòîì íå ïðèìåíÿëîñü ïîíÿòèå «ïðîãðàììà è ïðîãðàììèðîâàíèå». Òîëüêî â íà÷àëå XIX â. (1830) àíãëèéñêèé ó÷åíûé, ïðîôåññîð ìàòåìàòèêè Êýìáðèäæñêîãî óíèâåðñèòåòà ×àðëüç Áýááèäæ, àíàëèçèðóÿ ðåçóëüòàòû îáðàáîòêè ïåðåïèñè íàñåëåíèÿ âî Ôðàíöèè, òåîðåòè÷åñêè èññëåäîâàë ïðîöåññ âûïîëíåíèÿ âû÷èñëåíèé è îáîñíîâàë îñíîâû àðõèòåêòóðû âû÷èñëèòåëüíîé ìàøèíû. Ðàáîòàÿ íàä ïðîåêòîì àíàëèòè÷åñêîé ìàøèíû — «Ìàøèíû äëÿ èñ÷èñëåíèÿ ðàçíîñòåé», ×. Áýááèäæ ïðåäñêàçàë ìíîãèå èäåè è ïðèíöèïû îðãàíèçàöèè è ðàáîòû ñîâðåìåííûõ ÝÂÌ, â ÷àñòíîñòè ïðèíöèï ïðîãðàììíîãî óïðàâëåíèÿ è çàïîìèíàåìîé ïðîãðàììû. Îáùàÿ óâëå÷åííîñòü íàóêîé äàëà ó÷åíîìó è Àäå Ëàâëåéñ (1815—1852) äîëãèå ãîäû ïëîäîòâîðíîãî ñîòðóäíè÷åñòâà.  1843 ã. îíà ïåðåâåëà ñòàòüþ Ìåíàáðåà ïî ëåêöèÿì ×. Áýááèäæà, ãäå â âèäå ïîäðîáíûõ êîììåíòàðèåâ (ïî îáúåìó îíè ïðåâîñõîäèëè îñíîâíîé òåêñò) ñôîðìóëèðîâàëà ãëàâíûå ïðèíöèïû ïðîãðàììèðîâàíèÿ àíàëèòè÷åñêîé ìàøèíû. Îíà ðàçðàáîòàëà ïåðâóþ ïðîãðàììó (1843) äëÿ ìàøèíû Áýááèäæà, óáåäèëà åãî â íåîáõîäèìîñòè èñïîëüçîâàíèÿ â èçîáðåòåíèè äâîè÷íîé ñèñòåìû ñ÷èñëåíèÿ âìåñòî äåñÿòè÷íîé, ðàçðàáîòàëà ïðèíöèïû ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ïðåäóñìàòðèâàþùèå ïîâòîðåíèå îäíîé è òîé æå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè êîìàíä ïðè îïðåäåëåííûõ óñëîâèÿõ. Èìåííî îíà ïðåäëîæèëà òåðìèíû «ðàáî÷àÿ ÿ÷åéêà» è «öèêë». À. Ëàâëåéñ ñîñòàâèëà ïåðâûå ïðîãðàììû äëÿ ðåøåíèÿ ñèñòåìû äâóõ óðàâíåíèé è âû÷èñëåíèÿ ÷èñåë Áåðíóëëè ïî äîâîëüíî ñëîæíîìó àëãîðèòìó è ïðåäïîëîæèëà, ÷òî ñî âðåìåíåì àíàëèòè÷åñêàÿ ìàøèíà áóäåò ñî÷èíÿòü ìóçûêàëüíûå ïðîèçâåäåíèÿ, ðèñîâàòü êàðòèíû è èñïîëüçîâàòüñÿ â ïðàêòè÷åñêîé è íàó÷íîé äåÿòåëüíîñòè. Âðåìÿ ïîäòâåðäèëî åå ïðàâîòó è òî÷íîñòü ïðîãíîçîâ. Ñâîèìè ðàáîòàìè À. Ëàâëåéñ çàëîæèëà òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû ïðîãðàììèðîâàíèÿ è ïî ïðàâó ñ÷èòàåòñÿ ïåðâûì â ìèðå ïðîãðàììèñòîì è îñíîâîïîëîæíèêîì íàó÷íîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ.  1854 ã. àíãëèéñêèé ìàòåìàòèê Äæîðäæ Áóëü îïóáëèêîâàë êíèãó «Çàêîíû ìûøëåíèÿ», â êîòîðîé ðàçâèë àëãåáðó âûñêàçûâàíèé — Ââåäåíèå 5
Áóëåâó àëãåáðó. Íà åå îñíîâå â íà÷àëå 80-õ ãã. XIX â. ïîñòðîåíà òåîðèÿ ðåëåéíî-êîíòàêòíûõ ñõåì è êîíñòðóèðîâàíèÿ ñëîæíûõ äèñêðåòíûõ àâòîìàòîâ. Àëãåáðà ëîãèêè îêàçàëà ìíîãîãðàííîå âëèÿíèå íà ðàçâèòèå âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè, ÿâëÿÿñü èíñòðóìåíòîì ðàçðàáîòêè è àíàëèçà ñëîæíûõ ñõåì, èíñòðóìåíòîì îïòèìèçàöèè áîëüøîãî ÷èñëà ëîãè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, èç ìíîãèõ òûñÿ÷ êîòîðûõ ñîñòîèò ñîâðåìåííàÿ ÝÂÌ. Èäåè ×. Áýááèäæà ðåàëèçîâàë àìåðèêàíñêèé ó÷åíûé Ã. Õîëëåðèò, êîòîðûé ñ ïîìîùüþ ïîñòðîåííîé ñ÷åòíî-àíàëèòè÷åñêîé ìàøèíû è ïåðôîêàðò çà òðè ãîäà îáðàáîòàë ðåçóëüòàòû ïåðåïèñè íàñåëåíèÿ â ÑØÀ ïî ñîñòîÿíèþ íà 1890 ã.  ìàøèíå âïåðâûå áûëî èñïîëüçîâàíî ýëåêòðè÷åñòâî.  1896 ã. Õîëëåðèòîì áûëà îñíîâàíà ôèðìà ïî âûïóñêó âû÷èñëèòåëüíûõ ïåðôîðàöèîííûõ ìàøèí è ïåðôîêàðò.  1936 ã. àíãëèéñêèé ìàòåìàòèê À. Òüþðèíã ââåë ïîíÿòèå ìàøèíû Òüþðèíãà, êàê ôîðìàëüíîãî óòî÷íåíèÿ èíòóèòèâíîãî ïîíÿòèÿ àëãîðèòìà. Ó÷åíûé ïîêàçàë, ÷òî ëþáîé àëãîðèòì â íåêîòîðîì ñìûñëå ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàí íà ìàøèíå Òüþðèíãà, à ñëåäîâàòåëüíî, äîêàçûâàë âîçìîæíîñòü ïîñòðîåíèÿ óíèâåðñàëüíîé ÝÂÌ. È òà, è äðóãàÿ ìàøèíû àíàëîãè÷íî ìîãóò áûòü ñíàáæåíû èñõîäíûìè äàííûìè ðåøàåìîé çàäà÷è è ïðîãðàììîé åå ðåøåíèÿ. Ìàøèíó Òüþðèíãà ìîæíî ñ÷èòàòü êàê áû èäåàëèçèðîâàííîé ìîäåëüþ óíèâåðñàëüíîé ÝÂÌ.  40-õ ãã. XX â. ìåõàíè÷åñêàÿ ýëåìåíòíàÿ áàçà âû÷èñëèòåëüíûõ ìàøèí ñòàëà çàìåíÿòüñÿ ýëåêòðè÷åñêèìè è ýëåêòðîííûìè óñòðîéñòâàìè. Ïåðâûå ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèå ìàøèíû áûëè ñîçäàíû â Ãåðìàíèè Ê. Öóçå (Ö-3, 1941 ã.) è â ÑØÀ ïîä ðóêîâîäñòâîì ïðôåññîðà Ãàðâàðäñêîãî óíèâåðñèòåòà Ã. Àéêåíà (ÌÀÐÊ-1, 1944 ã.). Ïåðâàÿ ýëåêòðîííàÿ ìàøèíà ñîçäàíà â ÑØÀ ãðóïïîé èíæåíåðîâ ïîä ðóêîâîäñòâîì äîêòîðà Ïåíñèëüâàíñêîãî óíèâåðñèòåòà Äæ. Ìî÷ëè è àñïèðàíòà Äæ. Ýêêåðòà (ÝÍÈÀÊ — ýëåêòðîííûé ÷èñëîâîé èíòåãðàòîð è êàëüêóëÿòîð, 1946 ã.).  1949 ã. â Àíãëèè áûëà ïîñòðîåíà EDSAC — ïåðâàÿ ìàøèíà, îáëàäàþùàÿ àâòîìàòè÷åñêèì ïðîãðàììíûì óïðàâëåíèåì, âíóòðåííèì çàïîìèíàþùèì óñòðîéñòâîì è äðóãèìè íåîáõîäèìûìè êîìïîíåíòàìè ñîâðåìåííûõ ÝÂÌ. Ëîãè÷åñêèå ñõåìû âû÷èñëèòåëüíûõ ìàøèí áûëè ðàçðàáîòàíû â êîíöå 1940-õ ãã. Äæ. ôîí Íåéìàíîì, Ã. Ãîëüäñòàéíîì è À. Â. Áåðêñîì. Îñîáûé âêëàä â ýòó ðàáîòó âíåñ àìåðèêàíñêèé ìàòåìàòèê Äæîí ôîí Íåéìàí, ïðèíèìàâøèé ó÷àñòèå â ñîçäàíèè ÝÍÈÀÊ. Îí ïðåäëîæèë èäåþ õðàíåíèÿ êîìàíä óïðàâëåíèÿ è äàííûõ â ìàøèííîé ïàìÿòè è ñôîðìóëèðîâàë îñíîâíûå ïðèíöèïû ïîñòðîåíèÿ ñî 6 Ââåäåíèå
âðåìåííûõ ÝÂÌ. ÝÂÌ ñ õðàíèìîé ïðîãðàììîé îêàçàëèñü áîëåå áûñòðîäåéñòâóþùèìè è ãèáêèìè, ÷åì ðàíåå ñîçäàííûå.  1951 ã. â ÑØÀ áûëî íàëàæåíî ïåðâîå ñåðèéíîå ïðîèçâîäñòâî ýëåêòðîííûõ ìàøèí ÓÍÈÂÀÊ (óíèâåðñàëüíàÿ àâòîìàòè÷åñêàÿ âû÷èñëèòåëüíàÿ ìàøèíà).  ýòî æå âðåìÿ ôèðìà IBM íà÷àëà ñåðèéíûé âûïóñê ìàøèíû IBM/701.  ÑÑÑÐ ïåðâûìè àâòîðàìè ÝÂÌ, èçîáðåòåííîé â äåêàáðå 1948 ã., ÿâëÿþòñÿ È. Ñ. Áðóê è Á. È. Ðàìååâ. À ïåðâàÿ ñîâåòñêàÿ ÝÂÌ ñ ñîõðàíÿþùåéñÿ ïðîãðàììîé ñîçäàíà â 1951 ã. ïîä ðóêîâîäñòâîì Ñ. À Ëåáåäåâà (ÌÝÑÌ — ìàëàÿ ýëåêòðîííàÿ ñ÷åòíàÿ ìàøèíà).  1953 ã. â Ñîâåòñêîì Ñîþçå íà÷àëñÿ ñåðèéíûé âûïóñê ìàøèí, ïåðâûìè èõ êîòîðûõ áûëè ÁÝÑÌ-1, «Ñòðåëà». Ñ ïîÿâëåíèåì öèôðîâûõ ïðîãðàììíî-óïðàâëÿåìûõ ìàøèí ðîäèëàñü íîâàÿ îáëàñòü ïðèêëàäíîé ìàòåìàòèêè — ïðîãðàììèðîâàíèå. Êàê îáëàñòü íàóêè è ïðîôåññèÿ îíà âîçíèêëà â 1950-õ ãã. Ïåðâîíà÷àëüíî ïðîãðàììû ñîñòàâëÿëèñü âðó÷íóþ íà ìàøèííûõ ÿçûêàõ (â ìàøèííûõ êîäàõ). Ïðîãðàììû áûëè ãðîìîçäêè, èõ îòëàäêà — î÷åíü òðóäîåìêà. Äëÿ óïðîùåíèÿ ïðèåìîâ è ìåòîäîâ ñîñòàâëåíèÿ è îòëàäêè ïðîãðàìì áûëè ñîçäàíû ìíåìîêîäû, ïî ñòðóêòóðå áëèçêèå ê ìàøèííîìó ÿçûêó è èñïîëüçóþùèå ñèìâîëüíóþ àäðåñàöèþ. Àññåìáëåðû ïåðåâîäèëè ïðîãðàììó, çàïèñàííóþ â ìíåìîêîäå, íà ìàøèííûé ÿçûê è, ðàñøèðåííûå ìàêðîêîìàíäàìè, èñïîëüçóþòñÿ è â íàñòîÿùåå âðåìÿ. Äàëåå áûëè ñîçäàíû àâòîêîäû, êîòîðûå ìîæíî ïðèìåíÿòü íà ðàçëè÷íûõ ìàøèíàõ, è ïîçâîëèâøèå îáìåíèâàòüñÿ ïðîãðàììàìè. Àâòîêîä — íàáîð ïñåâäîêîìàíä äëÿ ðåøåíèÿ ñïåöèàëèçèðîâàííûõ çàäà÷, íàïðèìåð íàó÷íûõ èëè èíæåíåðíûõ. Äëÿ òàêèõ çàäà÷ èìååòñÿ ðàçâèòàÿ áèáëèîòåêà ñòàíäàðòíûõ ïðîãðàìì. Äî êîíöà 1950-õ ãã. ÝÂÌ îñíîâíûì ýëåìåíòîì êîíñòðóêöèè áûëè ýëåêòðîííûå ëàìïû (I-å ïîêîëåíèå).  ýòîò ïåðèîä ðàçâèòèå èäåîëîãèè è òåõíèêè ïðîãðàììèðîâàíèÿ øëî çà ñ÷åò äîñòèæåíèé àìåðèêàíñêèõ ó÷åíûõ Äæ. ôîí Íåéìàíà, ñôîðìóëèðîâàâøåãî îñíîâíûå ïðèíöèïû ïîñòðîåíèÿ ÝÂÌ, è Äæ. Áýêóñà, ïîä ðóêîâîäñòâîì êîòîðîãî â 1954 ã. áûë ñîçäàí Fortran (Formula Translation) — ïåðâûé ÿçûê ïðîãðàììèðîâàíèÿ âûñîêîãî óðîâíÿ, èñïîëüçóåìûé äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè â ðàçíûõ ìîäèôèêàöèÿõ. Òàê, â 1965 ã. â Äàðòìóòñêîì êîëëåäæå Ä. Êýìýíè è Ò. Êóðòöåì áûëà ðàçðàáîòàíà óïðîùåííàÿ âåðñèÿ Ôîðòðàíà — Basic.  1966 ã. êîìèññèÿ ïðè Àìåðèêàíñêîé àññîöèàöèè ñòàíäàðòîâ (ASA) ðàçðàáîòàëà äâà ñòàíäàðòà ÿçûêà: Ôîðòðàí è Áàçèñíûé Ôîðòðàí. Èñïîëüçóþòñÿ òàêæå äàëüíåéøèå ìîäèôèêàöèè ÿçûêà (íàïðèìåð 1970, 1990 ãã.). Äîñòèæåíèÿ â îáëàñòè ýëåêòðîíèêè è ìèêðîýëåêòðîíèêè ïîçâîëèëè çàìåíèòü ýëåìåíòíóþ áàçó ÝÂÌ íà áîëåå ñîâåðøåííóþ. Ââåäåíèå 7
 êîíöå 1950-õ ãã. ãðîìîçäêèå ýëåêòðîííûå ëàìïû çàìåíÿþò ïîëóïðîâîäíèêàìè (ìèíèàòþðíûìè òðàíçèñòîðàìè). Ïîÿâëÿþòñÿ ÝÂÌ II ïîêîëåíèÿ; çàòåì ïðèìåðíî ÷åðåç 10 ëåò — ÝÂÌ III ïîêîëåíèÿ íà èíòåãðàëüíûõ ñõåìàõ; åùå ÷åðåç 10 ëåò — ÝÂÌ IV ïîêîëåíèÿ íà áîëüøèõ èíòåãðàëüíûõ ñõåìàõ (ÁÈÑ).  ßïîíèè â 1990-õ ãã. ðåàëèçîâàíû ïðîåêòû ÝÂÌ V ïîêîëåíèÿ, â êîòîðûõ èñïîëüçîâàíû äîñòèæåíèÿ â îáëàñòè èñêóññòâåííîãî èíòåëëåêòà è áèîýëåêòðîíèêè. Åñëè îáúåì îïåðàòèâíîãî çàïîìèíàþùåãî óñòðîéñòâà (ÎÇÓ) îäíîé èç ëó÷øèõ îòå÷åñòâåííûõ ìàøèí 1960-õ ãã. Ì-20, ñîçäàííîé ïîä ðóêîâîäñòâîì Ñ. À. Ëåáåäåâà â 1958 ã., èìåë 4096 ñëîâ (8 Êáàéò) è áûñòðîäåéñòâèå 20 òûñ. îïåðàöèé â ñåêóíäó, òî ñîâðåìåííûå ïåðñîíàëüíûå êîìïüþòåðû õàðàêòåðèçóþòñÿ ÎÇÓ â äåñÿòêè Ìáàéò è áûñòðîäåéñòâèåì â ñîòíè ìèëëèîíîâ îïåðàöèé â ñåêóíäó, ÷òî ïîçâîëÿåò ðåøàòü ñëîæíåéøèå çàäà÷è.  1953 ã. À. À. Ëÿïóíîâûì áûë ïðåäëîæåí îïåðàòîðíûé ìåòîä ïðîãðàììèðîâàíèÿ, êîòîðûé çàêëþ÷àëñÿ â àâòîìàòèçàöèè ïðîãðàììèðîâàíèÿ, à àëãîðèòì ðåøåíèÿ çàäà÷è ïðåäñòàâëÿëñÿ â âèäå ñîâîêóïíîñòè îïåðàòîðîâ, îáðàçóþùèõ ëîãè÷åñêóþ ñõåìó çàäà÷è. Ñõåìû ïîçâîëÿëè ðàñ÷ëåíèòü ãðîìîçäêèé ïðîöåññ ñîñòàâëåíèÿ ïðîãðàììû, ÷àñòè êîòîðîé ñîñòàâëÿëèñü ïî ôîðìàëüíûì ïðàâèëàì, à çàòåì îáúåäèíÿëèñü â öåëîå. Äëÿ ïðîâåðêè èäåé îïåðàòîðíîãî ìåòîäà â ÑÑÑÐ â 1954 ã. áûëà ðàçðàáîòàíà ïåðâàÿ ïðîãðàììèðóþùàÿ ïðîãðàììà ÏÏ-1, à â 1955 ã. áîëåå ñîâåðøåííàÿ — ÏÏ-2.  1956 ã. ðàçðàáîòàíà ÏÏ ÁÝÑÌ, â 1957 ã. — ÏÏÑÂ, â 1958 ã. — äëÿ ìàøèíû «Ñòðåëà».  ÑØÀ â 1954 ã. ñòàë ïðèìåíÿòüñÿ àëãåáðàè÷åñêèé ïîäõîä, ñîâïàäàþùèé, ïî ñóùåñòâó, ñ îïåðàòîðíûì ìåòîäîì.  1956 ã. êîðïîðàöèåé IBM ðàçðàáîòàíà óíèâåðñàëüíàÿ ÏÏ Ôîðòðàí äëÿ àâòîìàòè÷åñêîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ íà ÝÂÌ IBM/704.  ýòîò ïåðèîä ïî ìåðå íàêîïëåíèÿ îïûòà è òåîðåòè÷åñêîãî îñìûñëåíèÿ ñîâåðøåíñòâîâàëèñü ÿçûêè ïðîãðàììèðîâàíèÿ.  1958—1960 ãã. â Åâðîïå áûë ñîçäàí ALGOL, êîòîðûé ïîðîäèë öåëóþ ñåðèþ àëãîëîïîäîáíûõ ÿçûêîâ: Algol W, (1967), Algol 68, Pascal (Í. Âèðò, 1970 ã.), Ñ (Ä. Ðèò÷è è Á. Êåðíèãàí, 1972 ã.), Àda (ïîä ðóêîâîäñòâîì Æ. Èøáèà, 1979 ã.), Ñ++ (1983).  1961—1962 ãã. Äæ. Ìàêêàðòè â Ìàññà÷óñåòñêîì òåõíîëîãè÷åñêîì èíñòèòóòå áûë ñîçäàí ÿçûê ôóíêöèîíàëüíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ Lisp, îòêðûâøèé â ïðîãðàììèðîâàíèè îäíî èç àëüòåðíàòèâíûõ íàïðàâëåíèé, ïðåäëîæåííûõ Äæ. ôîí Íåéìàíîì. Íà íà÷àëî 1970-õ ãã. ñóùåñòâîâàëî áîëåå 700 ÿçûêîâ âûñîêîãî óðîâíÿ è îêîëî 300 òðàíñëÿòîðîâ äëÿ àâòîìàòèçàöèè ïðîãðàììèðîâàíèÿ. 8 Ââåäåíèå
Óñëîæíåíèå ñòðóêòóðû ÝÂÌ ïðèâåëî (â 1953 ã. äëÿ ìàøèí II-ãî ïîêîëåíèÿ) ê ñîçäàíèþ îïåðàöèîííûõ ñèñòåì (ÎÑ) — ñïåöèàëüíûõ óïðàâëÿþùèõ ïðîãðàìì äëÿ îðãàíèçàöèè è ðåøåíèÿ çàäà÷ íà ÝÂÌ. Íàïðèìåð, ìîíèòîðíàÿ ñèñòåìà ÌÒÈ, ñîçäàííàÿ â Ìàññà÷óñåòñêîì òåõíîëîãè÷åñêîì èíñòèòóòå, îáåñïå÷èâàëà ïàêåòíóþ îáðàáîòêó, ò. å. íåïðåðûâíîå, ïîñëåäîâàòåëüíîå ïðîõîæäåíèå ÷åðåç ÝÂÌ ìíîãèõ ãðóïï (ïàêåòîâ) çàäàíèé è ïîëüçîâàíèå áèáëèîòåêîé ñëóæåáíûõ ïðîãðàìì, õðàíèìîé â ìàøèíå. Ýòî ïîçâîëèëî ñîâìåñòèòü îïåðàöèè ïî çàïóñêó ñ âûïîëíåíèåì ïðîãðàìì. Äëÿ ÏÝÂÌ ê íàñòîÿùåìó âðåìåíè ðàçðàáîòàíû ÎÑ: MS DOS, Windows, ÎÑ/2, MacOC, Unix, Linux è äð. Øèðîêîå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èëè ÎÑ MS DOS è Windows, èìåþùèå ðàçâèòûé èíòåðôåéñ è øèðîêèé íàáîð ïðèëîæåíèé, ïîçâîëÿþùèõ ïîñëåäîâàòåëüíîå âûïîëíåíèå çàäàíèé èç ïàêåòà, îáðàáîòêó ðàçëè÷íîé èíôîðìàöèè âî ìíîãèõ ñôåðàõ ÷åëîâå÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè.  1965 ã. èòàëüÿíöû Áîì è Äæàêîïèíè ïðåäëîæèëè èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå áàçîâûõ àëãîðèòìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ cëåäîâàíèå, âåòâëåíèå è öèêë. Ïî÷òè â òî æå âðåìÿ ê àíàëîãè÷íûì âûâîäàì ïðèøåë ãîëëàíäñêèé ó÷åíûé Ý. Äèéêñòðà, çàëîæèâøèé îñíîâû ñòðóêòóðíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ.  1970-õ ãã. ýòà ìåòîäîëîãèÿ îôîðìèëàñü, è êîðïîðàöèÿ IBM ñîîáùèëà î ïðèìåíåíèè â ðàçðàáîòêå ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ «Óñîâåðøåíñòâîâàííûõ ìåòîäîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ», îäíèì èç êîìïîíåíòîâ êîòîðûõ ÿâëÿëàñü òåõíîëîãèÿ íèñõîäÿùåãî ñòðóêòóðíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ (ñòðóêòóðíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ), îñíîâó êîòîðîãî ñîñòàâëÿåò ñëåäóþùåå: ñëîæíàÿ çàäà÷à ðàçáèâàåòñÿ íà ïðîñòûå, ôóíêöèîíàëüíî óïðàâëÿåìûå çàäà÷è, êàæäàÿ çàäà÷à èìååò îäèí âõîä è îäèí âûõîä; óïðàâëÿþùèé ïîòîê ïðîãðàììû ñîñòîèò èç ñîâîêóïíîñòè ýëåìåíòàðíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ ïîäçàäà÷; óïðàâëÿþùèå ñòðóêòóðû ïðîñòû, ò. å. ëîãè÷åñêàÿ çàäà÷à äîëæíà ñîñòîÿòü èç ìèíèìàëüíîé, ôóíêöèîíàëüíî ïîëíîé ñîâîêóïíîñòè äîñòàòî÷íî ïðîñòûõ óïðàâëÿþùèõ ñòðóêòóð; ïðîãðàììà ðàçðàáàòûâàåòñÿ ïîýòàïíî, íà êàæäîì ýòàïå ðåøàåòñÿ îãðàíè÷åííîå ÷èñëî òî÷íî ïîñòàâëåííûõ çàäà÷. ×åòêî ñôîðìóëèðîâàííûå îñíîâû íèñõîäÿùåé ðàçðàáîòêè, ñòðóêòóðíîãî êîäèðîâàíèÿ è ñêâîçíîãî êîíòðîëÿ ïîçâîëÿëè ïåðåéòè ê ïðîìûøëåííûì ìåòîäàì ðàçðàáîòêè ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ. Ðàçâèòèå ïîëó÷èëî ìîäóëüíîå ïðîãðàììèðîâàíèå, îñíîâà êîòîðîãî çàêëþ÷àåòñÿ â ñëåäóþùåì: ôóíêöèîíàëüíàÿ äåêîìïîçèöèÿ (ðàçáèåíèå) çàäà÷è íà ñàìîñòîÿòåëüíûå ïîäçàäà÷è — ìîäóëè, ñâÿçàííûå òîëüêî âõîäíûìè è âûõîäíûìè äàííûìè; Ââåäåíèå 9
ìîäóëü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé «÷åðíûé ÿùèê», ïîçâîëÿþùèé ðàçðàáàòûâàòü ÷àñòè ïðîãðàìì îäíîãî ïðîåêòà íà ðàçíûõ ÿçûêàõ ïðîãðàììèðîâàíèÿ, à çàòåì ñ ïîìîùüþ êîìïîíîâî÷íûõ ñðåäñòâ îáúåäèíÿòü èõ â åäèíûé çàãðóçî÷íûé ìîäóëü; äîëæíî áûòü ÿñíîå ïîíèìàíèå íàçíà÷åíèÿ âñåõ ìîäóëåé çàäà÷è è èõ îïòèìàëüíîãî ñî÷åòàíèÿ; ñ ïîìîùüþ êîììåíòàðèåâ äîëæíî îïèñûâàòüñÿ íàçíà÷åíèå âñåõ ïåðåìåííûõ ìîäóëÿ.  ïåðèîä 1970—1980-õ ãã. ðàçâèòèå òåîðåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé îôîðìèëî ïðîãðàììèðîâàíèå êàê ñàìîñòîÿòåëüíóþ íàó÷íóþ äèñöèïëèíó, çàíèìàþùóþñÿ ìåòîäàìè ðàçðàáîòêè ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ (ÏÎ).  èñòîðèè ðàçâèòèÿ ïðîìûøëåííîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ áîëüøóþ ðîëü ñûãðàë ïðîãðàììèñò è áèçíåñìåí Áèëë Ãåéòñ (Gates William Henry, ð. â 1955 ã.). Åãî èñòîðèÿ î÷åíü ïîó÷èòåëüíà äëÿ íà÷èíàþùèõ ïðîãðàììèñòîâ.  1972 ã. Áèëë Ãåéòñ è åãî øêîëüíûé òîâàðèù Ïîë Àëëåí îñíîâàëè êîìïàíèþ ïî àíàëèçó óëè÷íîãî äâèæåíèÿ «Òðýô-Î-Äåéòà» è èñïîëüçîâàëè äëÿ îáðàáîòêè äàííûõ êîìïüþòåðû ñ ìèêðîïðîöåññîðîì 8008 — ïåðâûì èç çíàìåíèòîãî ðÿäà ìèêðîïðîöåññîðîâ êîìïàíèè «Intel». Áóäó÷è ñòóäåíòîì Ãàðâàðäñêîãî óíèâåðñèòåòà, â 1975 ã. îí ñîâìåñòíî ñ Àëëåíîì íàïèñàë äëÿ êîìïüþòåðà Altair (ôèðìû MITS) èíòåðïðåòàòîð — ïðîãðàììó-ïåðåâîä÷èê ñ ÿçûêà ïðîãðàììèðîâàíèÿ íà ÿçûê ìàøèííûõ êîäîâ. Îíè çàêëþ÷èëè ñ âëàäåëüöåì ôèðìû ñîãëàøåíèå, ïî êîòîðîìó èõ ïðîãðàììû ðàñïðîñòðàíÿëèñü âìåñòå ñ êîìïüþòåðàìè. Òîâàðèøè îñíîâàëè êîìïàíèþ «Microsoft», â êîòîðîé Á. Ãåéòñó ïðèíàäëåæàëî 60 % àêöèé, Ï. Àëëåíó — 40 %.  1976 ã. Ãåéòñ ââåë â ïðàêòèêó ïðîäàæó ëèöåíçèé íà ñâîè ïðîãðàììíûå ïðîäóêòû íåïîñðåäñòâåííî ïðîèçâîäèòåëÿì êîìïüþòåðîâ, ÷òî ïîçâîëèëî «âñòðàèâàòü» èõ (ÎÑ è òðàíñëÿòîðû ñ ÿçûêîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ) â êîìïüþòåðû. Ýòî áûëî áîëüøîå äîñòèæåíèå â îáëàñòè ìàðêåòèíãà, ïðèíåñøåå ôèðìå îãðîìíûå äîõîäû. Ôèðìà ïðèâëåêàëà òàêèõ íîâûõ çàêàç÷èêîâ, êàê ôèðìû «Apple», «Commodor», «Tendi».  1980 ã. ôèðìà IBM ïðåäëîæèëà «Microsoft», â êîòîðîé òîãäà ðàáîòàëî îêîëî äâóõ äåñÿòêîâ ÷åëîâåê, ñîçäàòü ÿçûêè ïðîãðàììèðîâàíèÿ äëÿ åå íîâîãî ïåðñîíàëüíîãî êîìïüþòåðà, â äàëüíåéøåì èçâåñòíûì êàê IBM PC.  1981 ã. «Microsoft» ïðèîáðåëà ó ðàçðàáîò÷èêà Ò. Ïàòåðñîíà äèñêîâóþ ÎÑ (DOS), è â àâãóñòå ýòîãî ãîäà IBM PC ïîñòàâëÿëàñü âìåñòå c ÎÑ MS DOS. Óñïåõ áûë íàñòîëüêî âåëèê, ÷òî, êðîìå çíà÷èòåëüíûõ äîõîäîâ, ïðèâåë ê òîìó, ÷òî è àðõèòåêòóðà Intel, è êîìïüþòåðû IBM, è ïðîãðàììû «Microsoft» ôàêòè÷åñêè ñòàëè îòðàñëåâûìè ñòàíäàðòàìè.  1988 ã. «Microsoft» ñîçäàëà ñâîþ ÎÑ Windows c ìîùíûì ãðàôè÷å 10 Ââåäåíèå
К покупке доступен более свежий выпуск
Перейти