Cómo leer el lenguaje informático. Principios de funcionamiento de una computadora. Lenguajes de programación. Java independiente y seguro

Aprende los principios básicos del lenguaje. Aquí, por supuesto, todo depende del idioma que elijas, pero PL también tiene algunos puntos generales que son importantes sólo para escribir programas útiles. Cuanto antes domines todos estos conceptos y aprendas a ponerlos en práctica, mejor para ti y tus habilidades de programación. Estos son sólo algunos de los “puntos” anteriores:

• Variables: los datos cambiantes se pueden almacenar y llamar en una variable. Las variables se pueden gestionar; las variables tienen tipos (para decirlo de manera muy simple: números, símbolos, etc.), que determinan el tipo de datos almacenados en la variable. Es costumbre nombrar las variables de tal manera que una persona que lea el código fuente pueda tener una idea de lo que está almacenado en la variable; esto facilitará la comprensión de la lógica del programa.
• Las construcciones condicionales (también conocidas como expresiones condicionales) son acciones que se realizan si la expresión o construcción es verdadera o falsa. La forma más común de este tipo de expresiones es la construcción "Si-Entonces". Si la expresión es verdadera (por ejemplo, si x = 5), entonces ocurrirá la acción No. 1, y si es falsa (x! = 5), entonces ocurrirá la acción No. 2.
• Funciones: en diferentes lenguajes de programación se llaman de diferentes maneras: en algunos lugares son procedimientos, en otros son métodos y en otros se llaman unidades. En esencia, las funciones son miniprogramas que forman parte de un programa más grande. Se puede llamar a una función varias veces, lo que permite al programador crear programas complejos.
• La entrada de datos es un concepto de interpretación bastante amplia que está presente en casi todos los idiomas. Su esencia es el procesamiento de los datos ingresados ​​por el usuario y su almacenamiento. La forma en que se recopilan los datos depende del programa y de los métodos de entrada de datos disponibles para el usuario (teclado, archivo, etc.). El concepto de entrada de datos está estrechamente relacionado con el concepto de salida de datos, es decir, cómo se devolverán los datos al usuario (se mostrarán en la pantalla, se escribirán en un archivo, etc.).

Instale todo el software necesario. Muchos lenguajes necesitan compiladores, programas que traducen el código del programa en instrucciones amigables para la computadora. Sin embargo, existen otros tipos de lenguajes (como Python), en los que los programas se ejecutan inmediatamente y no requieren compilación.

• Algunos lenguajes tienen los llamados IDE (entorno de desarrollo integrado), que incluyen un editor de código, un compilador/intérprete y un depurador. Esto le da al programador la oportunidad de trabajar en el programa, en sentido figurado, según el principio de ventana única. El IDE también puede incluir representaciones visuales de jerarquías de objetos y directorios.
• También hay editores de código en línea. Estos programas resaltan la sintaxis del código de una manera ligeramente diferente y también ofrecen al desarrollador acceso a una serie de herramientas útiles y sencillas.

Un lenguaje de programación es un sistema de signos formal diseñado para escribir programas de computadora. Un lenguaje de programación define un conjunto de reglas léxicas, sintácticas y semánticas que definen la apariencia del programa y las acciones que el ejecutante (computadora) realizará bajo su control.

Un lenguaje de programación de alto nivel es un lenguaje de programación diseñado para ser rápido y fácil de usar por parte del programador. La característica principal de los lenguajes de alto nivel es la abstracción, es decir, la introducción de construcciones semánticas que describen brevemente dichas estructuras de datos y operaciones sobre ellas, cuyas descripciones en código de máquina (u otro lenguaje de programación de bajo nivel) son muy largo y difícil de entender.

El lenguaje de programación de bajo nivel (lenguaje de programación de bajo nivel) es un lenguaje de programación cercano a la programación directamente en los códigos de máquina del procesador real o virtual (por ejemplo, Java, Microsoft .NET) utilizado. Generalmente se utiliza una notación mnemotécnica para indicar instrucciones de máquina. Esto permite que los comandos se recuerden no como una secuencia de unos y ceros binarios, sino como abreviaturas significativas de palabras en el lenguaje humano (generalmente inglés).

Lenguajes de programación de bajo nivel.

Las primeras computadoras debían programarse utilizando códigos de máquina binarios. Sin embargo, programar de esta manera es una tarea compleja y que requiere mucho tiempo. Para simplificar esta tarea, comenzaron a aparecer lenguajes de programación de bajo nivel, que permitieron especificar comandos de máquina en una forma más comprensible para los humanos. Para convertirlos a código binario, se crearon programas especiales: traductores.

Fig.1. Un ejemplo de código máquina y su representación en ensamblador.

Los traductores se dividen en:

compiladores: convierten el texto del programa en código de máquina, que se puede guardar y luego usar sin un compilador (un ejemplo son los archivos ejecutables con la extensión *. exe);

intérpretes: convierten parte del programa en código de máquina, lo ejecutan y luego pasan a la siguiente parte. En este caso, se utiliza un intérprete cada vez que se ejecuta el programa.

Un ejemplo de lenguaje de bajo nivel es el lenguaje ensamblador. Los lenguajes de bajo nivel se centran en un tipo específico de procesador y tienen en cuenta sus características, por lo que para poder portar un programa en lenguaje ensamblador a otra plataforma de hardware, es necesario reescribirlo casi por completo. También existen ciertas diferencias en la sintaxis de los programas para diferentes compiladores. Es cierto que los procesadores centrales para computadoras de AMD e Intel son prácticamente compatibles y solo se diferencian en algunos comandos específicos. Pero los procesadores especializados para otros dispositivos, por ejemplo, tarjetas de video y teléfonos, contienen diferencias significativas.

Ventajas

Los lenguajes de bajo nivel crean programas eficientes y compactos porque el desarrollador tiene acceso a todas las capacidades del procesador.

Defectos

Un programador que trabaje con lenguajes de bajo nivel debe estar altamente calificado y tener un buen conocimiento de la estructura del sistema de microprocesador para el cual se crea el programa.

Entonces, si se crea un programa para una computadora, es necesario conocer el dispositivo de la computadora y, especialmente, el dispositivo y las características operativas de su procesador;

el programa resultante no se puede transferir a una computadora o dispositivo con un tipo diferente de procesador;

tiempo de desarrollo significativo para programas grandes y complejos.

Los lenguajes de bajo nivel se utilizan generalmente para escribir pequeños programas de sistemas, controladores de dispositivos, módulos de interfaz con equipos no estándar, programación de microprocesadores especializados, cuando los requisitos más importantes son la compacidad, la velocidad y la capacidad de acceder directamente a los recursos de hardware.

El ensamblador es un lenguaje de bajo nivel que todavía se usa ampliamente en la actualidad.

Más recientemente, durante la Unión Soviética, la informática se consideraba una pseudociencia. Hoy en día, los gobiernos de ciertos países se quejan de los ataques procedentes de piratas informáticos rusos. Vale la pena señalar que Rusia actualmente produce pocos dispositivos de alta tecnología, pero hay muchos programadores inteligentes. Este artículo discutirá los lenguajes informáticos, su clasificación, esencia, capacidades y perspectivas de uso futuro.

De hecho, es un sistema de signos y símbolos creado para la comunicación entre una persona y una computadora. Es imposible simplemente acercarse al dispositivo y empezar a explicarle algo. Para ello se han creado palabras clave y vocabulario especiales que constituyen la base de los lenguajes informáticos. Llegan al dispositivo de una forma que este entiende. Hoy en día puedes encontrar más de 8 mil lenguajes diferentes diseñados para la comunicación entre humanos y computadoras. Es cierto que es imposible conocerlos todos. Algunos crean el lenguaje por sí mismos, otros lo hacen con fines comerciales. Sin embargo, un usuario experimentado conoce perfectamente varios conceptos básicos.

¿Cuáles son los lenguajes de programación más famosos?

En el mundo de la tecnología informática siempre hay algo que se desarrolla y mejora. Así, aparecen nuevos desarrollos y se modernizan los anteriores. Los lenguajes de programación informática no son una excepción. Los siguientes han alcanzado la mayor popularidad:

C/C++;
Java;
Pitón;
Visual Básico;
PHP.

Esta no es una lista exhaustiva; de hecho, hay muchas más. A continuación te presentamos los más básicos, que se utilizan para escribir más del 90% de las aplicaciones informáticas. Vale la pena considerarlos con más detalle.

C/C++ procesal

Los usuarios llaman a los lenguajes C y C++ dos hermanos. Existe una versión de que se trata de dos lenguajes de programación diferentes, pero esto no es cierto. C++ actúa como una mejora del lenguaje anterior, lo que facilita la escritura de programas y mantiene la misma sintaxis. El desarrollo de C comenzó en los años setenta del siglo pasado. Unos diez años después, comenzó la creación de C++. Actualmente, este último es uno de los más famosos. Contiene muchas funciones, le permite crear un sistema operativo, así como controladores para dispositivos, juegos y más.

Si hablamos de las ventajas y desventajas de este idioma, es difícil sacar conclusiones claras. Hay seguidores y críticos despiadados. El principal punto de controversia es que le falta algo propio. Combina las funciones y capacidades de varios lenguajes de programación. De esta forma se obtuvo una herramienta integral. Si empezamos a mirarlo por funciones individuales, es inferior a los lenguajes de especialización limitada.

Java independiente y seguro

Este lenguaje de programación en inglés fue desarrollado por Sun Microsystems. Debido a que un programa escrito se puede traducir a un código de bytes especial, puede funcionar independientemente del tipo de sistema operativo o arquitectura de la computadora. Gracias a esto, el lenguaje Java se convirtió en el más famoso. Se encuentra en los siguientes dispositivos:

Electrodomésticos;
cajeros automáticos;
máquinas expendedoras de la ciudad, así como en todo lo que tenga relación con la tecnología informática.

Java se utiliza para escribir muchas aplicaciones famosas para teléfonos inteligentes y teléfonos. Además, este lenguaje de programación tiene un nivel de seguridad bastante alto. El uso de acciones por parte del programa dentro de su propia autoridad está controlado por una máquina virtual, que transmite comandos a los dispositivos.

Así, al intentar realizar otra tarea, el programa deja de funcionar inmediatamente. Al considerar la simplicidad del lenguaje, es necesario señalar estudios que muestran que las mismas operaciones tardan entre 1,2 y 2 veces más en escribirse que en C++. Además, se necesitan muchos más recursos para implementar comandos. Sin embargo, el equipo de desarrollo publica periódicamente muchas actualizaciones que minimizan todas las desventajas de este lenguaje de programación.

Si creas tu propio sitio web o uno capaz de hacer páginas dinámicas. Actúa como uno de los lenguajes más famosos cuando se trata de crear sitios web y escribir aplicaciones web. Debido a que este lenguaje de programación fue desarrollado con código abierto, se llevó a la perfección. Así, ganó una popularidad envidiable. PHP interactúa fácilmente con varias bases de datos, desde MySQL hasta Access. Los sitios de Internet más famosos, como Facebook o Wikipedia, se crearon utilizando este lenguaje particular. Es bastante fácil de usar. Incluso hay estadísticas cuyos resultados muestran que más del 60% de los programadores de todo el mundo que trabajan con código PHP tienen un conocimiento algo limitado del idioma inglés. La alfabetización informática en este caso está limitada únicamente por el conocimiento de las funciones y procedimientos requeridos.

También vale la pena señalar las deficiencias de este lenguaje. Teniendo en cuenta que ocupó el sexto lugar en el ranking de los idiomas más populares en 2015, las críticas negativas todavía están presentes. Cabe señalar que no fue creado por un grupo de programadores. Por tanto, la sintaxis del lenguaje no está unificada; carece de una arquitectura unificada. Hay varios procedimientos que deben describirse de forma especial, sin ceñirse a un modelo estándar. Además, existe un problema muy importante: la falta de compatibilidad entre diferentes versiones de idiomas. Las versiones anteriores se niegan a funcionar con actualizaciones. Esto suele ser un problema al transferir código de una versión a otra.

Conocimiento y comprensión modernos de los lenguajes de programación.

Recientemente, la comunicación entre humanos y computadoras ha ido ganando popularidad. Esto no es sorprendente, ya que la tecnología de la información se está desarrollando a un ritmo rápido. Un especialista calificado debe programar el código y dar servicio a los dispositivos. Por tanto, siempre existe una demanda de programadores competentes. Otra razón de su popularidad es la recesión de la economía del país. Un usuario que sabe trabajar con Java a nivel profesional puede trabajar de forma remota para una empresa extranjera que crea aplicaciones.

Como resultado, podrá ganar una gran cantidad de dinero al mes, algo que nunca recibiría en su propio país si se dedicara a un tipo de actividad similar. Aunque, si lo piensas bien, es bastante difícil empezar a programar con éxito, así como escribir programas de ordenador. Inglés La principal barrera para los principiantes es el idioma inglés. Como sabes, muchos programas y lenguajes se escriben teniendo en cuenta su vocabulario.

Aprender idiomas online Por ello, es necesario estudiar una lengua extranjera y conocerla al menos a un nivel básico. Hoy esto se puede hacer en línea. Para ello basta con tener un ordenador conectado a Internet.

Programación- el proceso y arte de crear programas informáticos utilizando lenguajes de programación.

La programación combina elementos de arte, ciencia, matemáticas e ingeniería.

En el sentido estricto de la palabra, la programación se considera codificación: la implementación de uno o más algoritmos interrelacionados en un lenguaje de programación.

En un sentido más amplio, la programación es el proceso de creación de programas, es decir, desarrollo de software.

La mayor parte del trabajo de un programador implica escribir código fuente en uno de los lenguajes de programación.

Los diferentes lenguajes de programación admiten diferentes estilos de programación (llamados paradigmas de programación).

Parte del arte de programar es elegir el lenguaje que mejor se adapte al problema que nos ocupa.

Un lenguaje de programación es un sistema de signos formal diseñado para escribir programas.

Un programa suele representar algún algoritmo en una forma comprensible para el implementador (por ejemplo, una computadora).

Un lenguaje de programación define un conjunto de reglas léxicas, sintácticas y semánticas utilizadas para componer un programa de computadora.

Permite al programador determinar exactamente a qué eventos reaccionará la computadora, cómo se almacenarán y transmitirán los datos y qué acciones se deben realizar con estos datos en diversas circunstancias.

Desde la creación de las primeras máquinas programables, la humanidad ha creado más de ocho mil quinientos lenguajes de programación.

Los lenguajes de programación se pueden dividir en compilados e interpretados.

Un programa en un lenguaje compilado, utilizando un programa compilador especial, se convierte (compila) en un conjunto de instrucciones para un tipo determinado de procesador (código de máquina) y luego se escribe en un archivo ejecutable, que se puede ejecutar como un programa separado. En otras palabras, el compilador traduce un programa de un lenguaje de alto nivel a un lenguaje de bajo nivel que el procesador puede entender.

Si un programa está escrito en un lenguaje interpretado, entonces el intérprete ejecuta (interpreta) directamente su texto sin traducción previa. En este caso, el programa permanece en el idioma original y no se puede iniciar sin un intérprete. Podemos decir que el procesador de una computadora es un intérprete de código de máquina.

En resumen, el compilador traduce el programa al lenguaje de máquina inmediatamente y en su totalidad, creando un programa separado, y el intérprete traduce al lenguaje de máquina directamente durante la ejecución del programa.

Un lenguaje de programación de bajo nivel es un lenguaje de programación cercano a la programación directa en código de máquina. Como regla general, utiliza las características de una familia de procesadores específica.

Un ejemplo bien conocido de lenguaje de bajo nivel es el lenguaje ensamblador.

Un lenguaje de programación de alto nivel es un lenguaje de programación diseñado para ser rápido y fácil de usar por parte del programador.

La característica principal de los lenguajes de alto nivel es la abstracción, es decir, la introducción de construcciones semánticas que describen brevemente dichas estructuras de datos y operaciones sobre ellas, cuyas descripciones en código de máquina (u otro lenguaje de programación de bajo nivel) son muy largo y difícil de entender.

El uso de una variedad de traductores e intérpretes garantiza que los programas escritos en lenguajes de alto nivel se comuniquen con diferentes sistemas operativos y hardware, mientras que lo ideal es que su código fuente permanezca sin cambios.

Este tipo de aislamiento de los lenguajes de alto nivel de la implementación del hardware de la computadora, además de muchas ventajas, también tiene desventajas.

En particular, no permite crear instrucciones simples y precisas para el equipo utilizado.

Los programas escritos en lenguajes de alto nivel son más fáciles de entender para el programador, pero son menos eficientes que sus contrapartes creados con lenguajes de bajo nivel.

Una de las consecuencias de esto fue la adición de soporte para uno u otro lenguaje de bajo nivel (lenguaje ensamblador) a varios lenguajes de programación profesionales modernos de alto nivel.

Los lenguajes de alto nivel más comunes son C++, Visual Basic, Java, Python, Ruby, Perl, Delphi (Pascal), .

Se considera que el primer lenguaje de programación de alto nivel fue el lenguaje informático Plankalkül, desarrollado por el ingeniero alemán Konrad Zuse en el período 1942-1946.

Sin embargo, el uso generalizado de lenguajes de alto nivel comenzó con la llegada de Fortran y la creación de un compilador para este lenguaje (1957).

Clases de lenguaje de programación

Funcional (Lisp, Haskell, Nemerle, Clean, ML, Flang, Erlang, Miranda, Curry);

Pila (PostScript, adelante);

Estructurales (Algol, Basic, QBASIC, Fortran, Focal, Cg);

Procedural (Ada, BASIC (versiones desde Quick Basic hasta la llegada de Visual Basic), C, COBOL, Fortran, Modula-2, Verb (análogo ruso de Oberon), Pascal, PL/1, Rapier, REXX);

Lenguajes de programación dinámicos (Python, PHP, Ruby, JavaScript);

Educativo (lenguaje algorítmico, KuMir, Logo, Robik, Rapier, Fort, Postscript);

Descripciones de interfaces (CORBA IDL, COM IDL);

Prototípico (lenguaje concurrente basado en actores, ABCL: ABCL/1, ABCL/R, ABCL/R2, ABCL/c+, Agora, Cecil, Cel, ECMAScript, ActionScript, DMDScript, JavaScript, JScript, Factor, NewtonScript, Obliq, OpenLaszlo, REBOL, Auto, Pizarra, TADS);

Orientado a objetos (Eiffel, Simula, Java, C#, C++, Object Pascal (Delphi), VB.NET, Visual, DataFlex, Perl, PHP, Python, Scala, ActionScript, JavaScript, JScript.NET, Ruby, Ada, Xbase++) ;

Lenguajes de programación lógica (Prolog);

Lenguajes de programación paralelos (MC#);

Scripting o scripting (Perl, Python, PHP, Tcl (lenguaje de comandos de herramientas), Ruby, ERM, Lua);

Esotérico (Byter, Brainfuck, Befunge, INTERCAL, Whitespace).

Capítulo 2: ¿Qué es un lenguaje informático?

Vídeo: ¿Qué es un lenguaje informático?

¿Cuál es la esencia de un lenguaje informático? ¿Por qué las computadoras lo necesitan? ¿Por qué existen tantos lenguajes informáticos en el mundo?

Así como no es necesario conducir un automóvil para comprender cómo funciona un motor, no es necesario programar para comprender la respuesta a estas preguntas. Pero para mejorar su conocimiento sobre el tema, es necesario comprender cómo funciona una computadora. Aquí se da una breve explicación.

2.1 Breve historia de la programación

Las computadoras son electrónica digital. Su percepción de los datos es la presencia o ausencia de voltaje en los cables. La ausencia de voltaje parece cero para la computadora, la presencia de voltaje parece uno. De hecho, las computadoras no conocen ningún otro número, por lo que termina teniendo que combinar ceros y unos para formar números.

Anteriormente, se utilizaban interruptores especiales para cargar unos y ceros en la memoria de la computadora. Esta imagen, propiedad de Wikimedia Commons, muestra un Altair 8800. Los interruptores del panel frontal se utilizaron para cargar el programa. Las luces mostraron el resultado. No había ningún monitor.

Figura 2.1: Altair 8800

Cada conjunto de interruptores representa un número. Cada número representa datos o una instrucción que la computadora debe hacer con él. Este sistema, que utiliza sólo ceros y unos para representar números, se llama sistema numérico binario. Este tipo de lenguaje informático se denomina 1GL o lenguaje de programación de primera generación.

1010 0010 0011

Los números en el sistema binario suelen representarse en combinaciones de cuatro dígitos. Por ejemplo:

Una mejora para cambiar la entrada fue la introducción de códigos hexadecimales. Los números decimales utilizados en la vida cotidiana están formados por los números del 0 al 9. El sistema numérico hexadecimal consta de los dígitos del 0 al 9, así como de los caracteres del A al F para representar un conjunto de cuatro interruptores, con valores posibles del 0 al 15.	Binario	Decimal
0	0	0
1	1	1
10	2	2
11	3	3
100	4	4
101	5	5
110	6	6
111	7	7
1000	8	8
1001	9	9
1010	10	hexadecimal
1011	11	A
1100	12	B
1101	13	do
1110	14	D
1111	15	mi
1 0000	16	10
1 0001	17	11

F Vídeo: sistemas decimales, binarios y hexadecimales

Para facilitar la entrada de programas, las computadoras posteriores permitieron ingresar programas utilizando lenguaje ensamblador. Cada comando utilizaba una mnemotecnia y un programa llamado compilador convertía los mnemotécnicos en números que representaban los comandos. Este tipo de lenguaje se llama 2GL o lenguaje de segunda generación.

A continuación se muestra parte del programa en lenguaje ensamblador, cortesía de Wikimedia Commons.
Figura 2.2: Ejemplo de lenguaje ensamblador

Aunque esto fue una mejora, todavía no fue suficiente para facilitar la programación. La próxima generación de lenguajes proporcionó abstracciones de nivel superior. Los primeros lenguajes de tercera generación: (COBOL, FORTRAN y LISP) eran mucho más fáciles de entender y programar.

Los lenguajes de segunda y tercera generación utilizaron un programa llamado compilador. El compilador toma el programa ingresado por el usuario (el llamado código fuente) y lo convierte en código de máquina. El programador ejecuta el código de máquina. El código fuente original no se ejecuta.

Si un programa utiliza código fuente de diferentes fuentes, se pueden vincular en uno usando un programa llamado enlazador (enlazador, editor de enlaces, enlazador). El vinculador funciona con código de máquina generado por el compilador para crear la versión final del programa. Esta versión final es la que ejecuta el usuario. No se necesita ningún código fuente para esto.

Figura 2.3: Compiladores y enlazadores

La desventaja del lenguaje de máquina es que el programa sólo se ejecutará en ciertos tipos de computadora. Los programas compilados para computadoras con Windows probablemente no funcionen en computadoras Apple Macintosh y viceversa. Debido a que todo el proceso de compilación y vinculación puede resultar difícil para los programadores novatos, algunos lenguajes han comenzado a utilizarlo. intérpretes

. Estos programas miran el código fuente y lo convierten en código de máquina sobre la marcha. También permite que los mismos programas se ejecuten en computadoras Windows, Mac y Unix, siempre que cada una de estas plataformas tenga acceso a un intérprete.

La desventaja de utilizar un intérprete es que es más lento que el lenguaje de máquina original.

1. Da un ejemplo de un número en el sistema binario. (Aunque el número "1" puede ser binario, decimal o hexadecimal, intenta encontrar un ejemplo que muestre la diferencia entre los sistemas numéricos).
2. Da un ejemplo de un número en el sistema decimal.
3. Da un ejemplo de un número en notación hexadecimal.
4. Convierte los números 1, 10, 100, 1000 y 10000 de binario a decimal.
5. ¿Qué es un compilador?
6. ¿Qué es el código fuente?
7. ¿Qué es el lenguaje de máquina?
8. ¿Qué es un lenguaje de programación de primera generación?
9. ¿Qué es un lenguaje de programación de segunda generación?
10. ¿Qué es un lenguaje de programación de tercera generación?
11. ¿Qué es un intérprete?

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