Введение в специальность программиста
Покупка
Основная коллекция
Издательство:
Издательский Дом ФОРУМ
Год издания: 2024
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: 058900.15.01
Доступ онлайн
В корзину
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
ГРНТИ:
Скопировать запись
Введение в специальность программиста, 2023, 058900.13.01
Введение в специальность программиста, 2022, 058900.12.01
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» УЧЕБНИК Москва ИД «ФОРУМ» — ИНФРА-М 202
УДК 004(075.32) ББК 32.973я723 Г25 Гвоздева В.А. Г25 Введение в специальность программиста : учебник / В.А. Гвозде- ва. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : ИД «ФОРУМ» : ИНФРА-М, 2024. — 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 про- граммиста и дать основы для приобретения навыков в этой области деятельности. В учебнике рассматриваются содержание основных понятий про- граммирования, 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 обеспе- чения 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, ðå- ìåñëî. 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 ïðî- ãðàììû íà ÿçûêàõ ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ò. å. íå ïðîñòî ñîñòàâèòü êîä, à âûïîëíèòü èíòåëëåêòóàëüíóþ ðàáîòó ïî ñîñòàâëåíèþ âûñîêîðà- çóìíûõ ïðîãðàìì äëÿ ðåøåíèÿ ðàçëè÷íûõ çàäà÷ âî âñåõ ñôåðàõ ÷å- ëîâå÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè. Ïðîãðàììèðîâàíèå — ïðîöåññ îïèñàíèÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòè äåéñòâèé ðåøåíèÿ çàäà÷è ñðåäñòâàìè êîíêðåòíîãî ÿçûêà ïðîãðàì- ìèðîâàíèÿ 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 çàíèìà- ëèñü ñàìè èçãîòîâèòåëè âû÷èñëèòåëüíûõ ìàøèí. Ïîñòåïåííî, ñ ðàç- âèòèåì òåõíèêè, ýòîò ïðîöåññ èç ðóòèííîé ðàáîòû ïðåâðàòèëñÿ â èíòåëëåêòóàëüíóþ äåÿòåëüíîñòü, ñðàâíèìóþ ñ èñêóññòâîì, ò. ê. òðó- äîåìêîå, ðó÷íîå ñîñòàâëåíèå ïðîãðàìì áûëî ïîäîáíî ðåøåíèþ ñëîæíûõ êîìáèíàöèîííûõ çàäà÷, êîòîðîå òðåáîâàëî íàó÷íûõ çíà- íèé è ìàñòåðñòâà. Âîçíèêëà ïîòðåáíîñòü â ëþäÿõ ñî ñïåöèàëüíîé ïîäãîòîâêîé è îñîáûì ñêëàäîì óìà, êîòîðûõ íàçûâàþò ïðîãðàììè- ñòàìè. 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 ïåð- âîêëàññíîãî 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 ïðîíèöàòåëü- íîñòüþ 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 äèñöè- ïëèíà çàíèìàåòñÿ ìåòîäàìè ðàçðàáîòêè ïðîãðàììíûõ ïðîäóêòîâ.
Îíî âêëþ÷àåò êîìïëåêñ âîïðîñîâ, ñâÿçàííûõ ñ íàïèñàíèåì ñïåöè- ôèêàöèé, ïðîåêòèðîâàíèåì, êîäèðîâàíèåì, òåñòèðîâàíèåì è ôóíê- öèîíèðîâàíèåì ïðîãðàìì äëÿ ÝÂÌ. Äëÿ ðàçðàáîòêè ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ ïðèìåíÿþòñÿ ñëåäóþùèå ìåòîäû: ìàòåìàòè÷åñêèå, èí- æåíåðíûõ ðàñ÷åòîâ è óïðàâëåíèÿ. Óðîâåíü ïðîãðàììèðîâàíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ÷åòûðüìÿ âçàèìîñâÿ- çàííûìè ôàêòîðàìè ðàçâèòèÿ: âîçìîæíîñòÿìè êîìïüþòåðîâ, òåîðè- åé 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 àíàëè- çà, èññëåäîâàíèÿ îïåðàöèé, ñèñòåìîòåõíèêè è äð. Ïðîãðàììèñò äîë- æåí õîðîøî îðèåíòèðîâàòüñÿ â óæå èìåþùåìñÿ ïðîãðàììíîì îáåñ- ïå÷åíèè âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè è àâòîìàòèçèðîâàííûõ ñèñòåì, ïðîãðàììíîé çàùèòå èíôîðìàöèè, ñòàíäàðòèçàöèè è ëèöåíçèðîâà- íèè ïðîãðàììíûõ ïðîäóêòîâ. Ñèñòåìíûì ïðîãðàììèðîâàíèåì, ò. å. ðàçðàáîòêîé ñðåäñòâ ñèñ- òåìíîãî ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ (ÏÎ) è ñèñòåìû ïðîãðàììèðîâà- íèÿ, çàíèìàþòñÿ ñèñòåìíûå ïðîãðàììèñòû. Ïðèêëàäíûì ïðîãðàì- ìèðîâàíèåì, ò. å. ðàçðàáîòêîé ïðèêëàäíûõ ïðîãðàìì, çàíèìàþòñÿ ïðèêëàäíûå ïðîãðàììèñòû. Óìåíèå õîðîøî ïðîãðàììèðîâàòü — îñ- íîâíîå óñëîâèå óñïåøíîé ïðîôåññèîíàëüíîé äåÿòåëüíîñòè ïðîãðàì- ìèñòà. Íàó÷èòüñÿ ýòîìó ìîæíî, ëèøü ìíîãîêðàòíî ïðîãðàììèðóÿ ðàçíûå çàäà÷è, ïðîõîäÿ ïóòü îò åå ïîñòàíîâêè äî ðàáîòàþùåé ïðî- ãðàììû. Äëÿ íåïîñðåäñòâåííîãî ðåøåíèÿ çàäà÷ ïðîãðàììèñò äîëæåí: îñîçíàòü çàäà÷ó; ñîñòàâèòü ïëàí îáùåãî ðåøåíèÿ; âûïîëíèòü ïëàí, ò. å. ïðåîáðàçîâàòü åãî â îïðåäåëåííóþ ïî- ñëåäîâàòåëüíîñòü 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 òðóä- íûå 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, óñ- êîðÿþùèå 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, àíàëèçè- ðóÿ ðåçóëüòàòû îáðàáîòêè ïåðåïèñè íàñåëåíèÿ âî Ôðàíöèè, òåîðåòè- ÷åñêè èññëåäîâàë ïðîöåññ âûïîëíåíèÿ âû÷èñëåíèé è îáîñíîâàë îñ- íîâû àðõèòåêòóðû âû÷èñëèòåëüíîé ìàøèíû. Ðàáîòàÿ íàä ïðîåêòîì àíàëèòè÷åñêîé ìàøèíû — «Ìàøèíû äëÿ èñ÷èñëåíèÿ ðàçíîñòåé», ×. Áýááèäæ ïðåäñêàçàë ìíîãèå èäåè è ïðèíöèïû îðãàíèçàöèè è ðà- áîòû ñîâðåìåííûõ ÝÂÌ, â ÷àñòíîñòè ïðèíöèï ïðîãðàììíîãî óïðàâ- ëåíèÿ è çàïîìèíàåìîé ïðîãðàììû. Îáùàÿ óâëå÷åííîñòü íàóêîé äàëà ó÷åíîìó è Àäå Ëàâëåéñ (1815—1852) äîëãèå ãîäû ïëîäîòâîðíîãî ñî- òðóäíè÷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 íåîáõîäèìî- ñòè èñïîëüçîâàíèÿ â èçîáðåòåíèè äâîè÷íîé ñèñòåìû ñ÷èñëåíèÿ âìå- ñòî äåñÿòè÷íîé, ðàçðàáîòàëà ïðèíöèïû ïðîãðàììèðîâàíèÿ, ïðåäó- ñìàòðèâàþùèå ïîâòîðåíèå îäíîé è òîé æå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè êî- ìàíä 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 äåÿ- òåëüíîñòè. Âðåìÿ ïîäòâåðäèëî åå ïðàâîòó è òî÷íîñòü ïðîãíîçîâ. Ñâîèìè ðàáîòàìè À. Ëàâëåéñ çàëîæèëà òåîðåòè÷åñêèå îñíîâû ïðî- ãðàììèðîâàíèÿ è ïî ïðàâó ñ÷èòàåòñÿ ïåðâûì â ìèðå ïðîãðàììèñòîì è îñíîâîïîëîæíèêîì íàó÷íîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ.  1854 ã. àíãëèéñêèé ìàòåìàòèê Äæîðäæ Áóëü îïóáëèêîâàë êíè- ãó «Çàêîíû ìûøëåíèÿ», â êîòîðîé ðàçâèë àëãåáðó âûñêàçûâàíèé — Ââåäåíèå 5
Áóëåâó àëãåáðó. Íà åå îñíîâå â íà÷àëå 80-õ ãã. XIX â. ïîñòðîåíà òåî- ðèÿ ðåëåéíî-êîíòàêòíûõ ñõåì è êîíñòðóèðîâàíèÿ ñëîæíûõ äèñêðåò- íûõ àâòîìàòîâ. Àëãåáðà ëîãèêè îêàçàëà ìíîãîãðàííîå âëèÿíèå íà ðàçâèòèå âû÷èñëèòåëüíîé òåõíèêè, ÿâëÿÿñü èíñòðóìåíòîì ðàçðàáîò- êè è àíàëèçà ñëîæíûõ ñõåì, èíñòðóìåíòîì îïòèìèçàöèè áîëüøîãî ÷èñëà ëîãè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, èç ìíîãèõ òûñÿ÷ êîòîðûõ ñîñòîèò ñî- âðåìåííàÿ ÝÂÌ. Èäåè ×. Áýááèäæà ðåàëèçîâàë àìåðèêàíñêèé ó÷åíûé Ã. Õîëëå- ðèò, êîòîðûé ñ ïîìîùüþ ïîñòðîåííîé ñ÷åòíî-àíàëèòè÷åñêîé ìàøè- íû è ïåðôîêàðò çà òðè ãîäà îáðàáîòàë ðåçóëüòàòû ïåðåïèñè íàñåëå- íèÿ â ÑØÀ ïî ñîñòîÿíèþ íà 1890 ã.  ìàøèíå âïåðâûå áûëî èñ- ïîëüçîâàíî ýëåêòðè÷åñòâî.  1896 ã. Õîëëåðèòîì áûëà îñíîâàíà ôèðìà ïî âûïóñêó âû÷èñëèòåëüíûõ ïåðôîðàöèîííûõ ìàøèí è ïåð- ôîêàðò.  1936 ã. àíãëèéñêèé ìàòåìàòèê À. Òüþðèíã ââåë ïîíÿòèå ìà- øèíû Òüþðèíãà, êàê ôîðìàëüíîãî óòî÷íåíèÿ èíòóèòèâíîãî ïîíÿ- òèÿ àëãîðèòìà. Ó÷åíûé ïîêàçàë, ÷òî ëþáîé àëãîðèòì â íåêîòîðîì ñìûñëå ìîæåò áûòü ðåàëèçîâàí íà ìàøèíå Òüþðèíãà, à ñëåäîâàòåëü- íî, äîêàçûâàë âîçìîæíîñòü ïîñòðîåíèÿ óíèâåðñàëüíîé ÝÂÌ. È òà, è äðóãàÿ ìàøèíû àíàëîãè÷íî ìîãóò áûòü ñíàáæåíû èñõîäíûìè äàí- íûìè ðåøàåìîé çàäà÷è è ïðîãðàììîé åå ðåøåíèÿ. Ìàøèíó Òüþ- ðèíãà ìîæíî ñ÷èòàòü êàê áû èäåàëèçèðîâàííîé ìîäåëüþ óíèâåð- ñàëüíîé ÝÂÌ.  40-õ ãã. XX â. ìåõàíè÷åñêàÿ ýëåìåíòíàÿ áàçà âû÷èñëèòåëüíûõ ìàøèí ñòàëà çàìåíÿòüñÿ ýëåêòðè÷åñêèìè è ýëåêòðîííûìè óñòðîéñò- âàìè. Ïåðâûå ýëåêòðîìåõàíè÷åñêèå ìàøèíû áûëè ñîçäàíû â Ãåðìà- íèè 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 ðóêî- âîäñòâîì äîêòîðà Ïåíñèëüâàíñêîãî óíèâåðñèòåòà Äæ. Ìî÷ëè è àñïè- ðàíòà Äæ. Ýêêåðòà (ÝÍÈÀÊ — ýëåêòðîííûé ÷èñëîâîé èíòåãðàòîð è êàëüêóëÿòîð, 1946 ã.).  1949 ã. â Àíãëèè áûëà ïîñòðîåíà EDSAC — ïåðâàÿ ìàøèíà, îáëàäàþùàÿ àâòîìàòè÷åñêèì ïðîãðàììíûì óïðàâ- ëåíèåì, âíóòðåííèì çàïîìèíàþùèì óñòðîéñòâîì è äðóãèìè íåîáõî- äèìûìè êîìïîíåíòàìè ñîâðåìåííûõ ÝÂÌ. Ëîãè÷åñêèå ñõåìû âû÷èñëèòåëüíûõ ìàøèí áûëè ðàçðàáîòàíû â êîíöå 1940-õ ãã. Äæ. ôîí Íåéìàíîì, Ã. Ãîëüäñòàéíîì è À. Â. Áåð- êñîì. 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 ìàøèí- íîé ïàìÿòè è ñôîðìóëèðîâàë îñíîâíûå ïðèíöèïû ïîñòðîåíèÿ ñî- 6 Ââåäåíèå
âðåìåííûõ ÝÂÌ. ÝÂÌ ñ õðàíèìîé ïðîãðàììîé îêàçàëèñü áîëåå áû- ñòðîäåéñòâóþùèìè 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 ñåðèé- íûé 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 ðóêîâî- äñòâîì Ñ. À Ëåáåäåâà (ÌÝÑÌ — ìàëàÿ ýëåêòðîííàÿ ñ÷åòíàÿ ìàøè- íà).  1953 ã. â Ñîâåòñêîì Ñîþçå íà÷àëñÿ ñåðèéíûé âûïóñê ìàøèí, ïåðâûìè èõ êîòîðûõ áûëè ÁÝÑÌ-1, «Ñòðåëà». Ñ ïîÿâëåíèåì öèôðîâûõ ïðîãðàììíî-óïðàâëÿåìûõ ìàøèí ðî- äèëàñü 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 îòëàä- êè ïðîãðàìì áûëè ñîçäàíû ìíåìîêîäû, ïî ñòðóêòóðå áëèçêèå ê ìà- øèííîìó ÿçûêó è èñïîëüçóþùèå ñèìâîëüíóþ àäðåñàöèþ. Àññåìáëå- ðû ïåðåâîäèëè ïðîãðàììó, çàïèñàííóþ â ìíåìîêîäå, íà ìàøèííûé ÿçûê è, ðàñøèðåííûå ìàêðîêîìàíäàìè, èñïîëüçóþòñÿ è â íàñòîÿ- ùåå âðåìÿ. Äàëåå áûëè ñîçäàíû àâòîêîäû, êîòîðûå ìîæíî ïðèìå- íÿòü íà ðàçëè÷íûõ ìàøèíàõ, è ïîçâîëèâøèå îáìåíèâàòüñÿ ïðîãðàì- ìàìè. Àâòîêîä — íàáîð ïñåâäîêîìàíä äëÿ ðåøåíèÿ ñïåöèàëèçèðî- âàííûõ 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 îñ- íîâíûå ïðèíöèïû ïîñòðîåíèÿ ÝÂÌ, è Äæ. Áýêóñà, ïîä ðóêîâî- äñòâîì 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 Äàð- òìóòñêîì êîëëåäæå Ä. Êýìýíè è Ò. Êóðòöåì áûëà ðàçðàáîòàíà óïðî- ùåííàÿ âåðñèÿ Ôîðòðàíà — Basic.  1966 ã. êîìèññèÿ ïðè Àìåðè- êàíñêîé àññîöèàöèè ñòàíäàðòîâ (ASA) ðàçðàáîòàëà äâà ñòàíäàðòà ÿçûêà: Ôîðòðàí è Áàçèñíûé Ôîðòðàí. Èñïîëüçóþòñÿ òàêæå äàëü- íåéøèå ìîäèôèêàöèè ÿçûêà (íàïðèìåð 1970, 1990 ãã.). Äîñòèæåíèÿ â îáëàñòè ýëåêòðîíèêè è ìèêðîýëåêòðîíèêè ïî- çâîëèëè çàìåíèòü ýëåìåíòíóþ áàçó ÝÂÌ íà áîëåå ñîâåðøåííóþ. Ââåäåíèå 7
 êîíöå 1950-õ ãã. ãðîìîçäêèå ýëåêòðîííûå ëàìïû çàìåíÿþò ïîëó- ïðîâîäíèêàìè (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. ðåàëè- çîâàíû ïðîåêòû ÝÂÌ V ïîêîëåíèÿ, â êîòîðûõ èñïîëüçîâàíû äîñ- òèæåíèÿ 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 ïåðñî- íàëüíûå êîìïüþòåðû õàðàêòåðèçóþòñÿ ÎÇÓ â äåñÿòêè Ìáàéò è áû- ñòðîäåéñòâèåì â ñîòíè ìèëëèîíîâ îïåðàöèé â ñåêóíäó, ÷òî ïîçâî- ëÿåò ðåøàòü ñëîæíåéøèå çàäà÷è.  1953 ã. À. À. Ëÿïóíîâûì áûë ïðåäëîæåí îïåðàòîðíûé ìåòîä ïðîãðàììèðîâàíèÿ, êîòîðûé çàêëþ÷àëñÿ â àâòîìàòèçàöèè ïðîãðàì- ìèðîâàíèÿ, à àëãîðèòì ðåøåíèÿ çàäà÷è ïðåäñòàâëÿëñÿ â âèäå ñîâî- êóïíîñòè îïåðàòîðîâ, îáðàçóþùèõ ëîãè÷åñêóþ ñõåìó çàäà÷è. Ñõåìû ïîçâîëÿëè ðàñ÷ëåíèòü ãðîìîçäêèé ïðîöåññ ñîñòàâëåíèÿ ïðîãðàììû, ÷àñòè êîòîðîé ñîñòàâëÿëèñü ïî ôîðìàëüíûì ïðàâèëàì, à çàòåì îáú- åäèíÿëèñü â öåëîå. Äëÿ ïðîâåðêè èäåé îïåðàòîðíîãî ìåòîäà â ÑÑÑÐ â 1954 ã. áûëà ðàçðàáîòàíà ïåðâàÿ ïðîãðàììèðóþùàÿ ïðî- ãðàììà ÏÏ-1, à â 1955 ã. áîëåå ñîâåðøåííàÿ — ÏÏ-2.  1956 ã. ðàç- ðàáîòàíà ÏÏ ÁÝÑÌ, â 1957 ã. — ÏÏÑÂ, â 1958 ã. — äëÿ ìàøèíû «Ñòðåëà».  ÑØÀ â 1954 ã. ñòàë ïðèìåíÿòüñÿ àëãåáðàè÷åñêèé ïîäõîä, ñîâ- ïàäàþùèé, ïî ñóùåñòâó, ñ îïåðàòîðíûì ìåòîäîì.  1956 ã. êîðïîðà- öèåé IBM ðàçðàáîòàíà óíèâåðñàëüíàÿ ÏÏ Ôîðòðàí äëÿ àâòîìàòè÷å- ñêîãî 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 öå- ëóþ ñåðèþ àëãîëîïîäîáíûõ ÿçûêîâ: Algol W, (1967), Algol 68, Pascal (Í. Âèðò, 1970 ã.), Ñ (Ä. Ðèò÷è è Á. Êåðíèãàí, 1972 ã.), Àda (ïîä ðó- êîâîäñòâîì 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, ïðåäëî- æåííûõ Äæ. ôîí Íåéìàíîì. Íà íà÷àëî 1970-õ ãã. ñóùåñòâîâàëî áîëåå 700 ÿçûêîâ âûñîêîãî óðîâíÿ è îêîëî 300 òðàíñëÿòîðîâ äëÿ àâòîìàòèçàöèè ïðîãðàììèðî- âàíèÿ. 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 ðàñïðîñòðàíå- íèå ïîëó÷èëè ÎÑ MS DOS è Windows, èìåþùèå ðàçâèòûé èíòåð- ôåéñ è øèðîêèé íàáîð ïðèëîæåíèé, ïîçâîëÿþùèõ ïîñëåäîâàòåëü- íîå âûïîëíåíèå çàäàíèé èç ïàêåòà, îáðàáîòêó ðàçëè÷íîé èíôîðìà- öèè âî ìíîãèõ ñôåðàõ ÷åëîâå÷åñêîé äåÿòåëüíîñòè.  1965 ã. èòàëüÿíöû Áîì è Äæàêîïèíè ïðåäëîæèëè èñïîëüçî- âàòü 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 ðàçðà- áîòêå ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ «Óñîâåðøåíñòâîâàííûõ ìåòîäîâ ïðîãðàììèðîâàíèÿ», îäíèì èç êîìïîíåíòîâ êîòîðûõ ÿâëÿëàñü òåõ- íîëîãèÿ íèñõîäÿùåãî ñòðóêòóðíîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ (ñòðóêòóð- íîãî 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 ñîâîêóï- íîñòè ýëåìåíòàðíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ ïîäçàäà÷; óïðàâëÿþùèå ñòðóêòóðû ïðîñòû, ò. å. ëîãè÷åñêàÿ çàäà÷à äîëæ- íà ñîñòîÿòü èç ìèíèìàëüíîé, ôóíêöèîíàëüíî ïîëíîé ñîâî- êóïíîñòè äîñòàòî÷íî ïðîñòûõ óïðàâëÿþùèõ ñòðóêòóð; ïðîãðàììà ðàçðàáàòûâàåòñÿ ïîýòàïíî, íà êàæäîì ýòàïå ðåøà- åòñÿ 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 ñàìî- ñòîÿòåëüíûå ïîäçàäà÷è — ìîäóëè, ñâÿçàííûå òîëüêî âõîäíû- ìè è âûõîäíûìè äàííûìè; Ââåäåíèå 9
ìîäóëü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé «÷åðíûé ÿùèê», ïîçâîëÿþùèé ðàçðàáàòûâàòü ÷àñòè ïðîãðàìì îäíîãî ïðîåêòà íà ðàçíûõ ÿçû- êàõ 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 äèñöè- ïëèíó, çàíèìàþùóþñÿ ìåòîäàìè ðàçðàáîòêè ïðîãðàììíîãî îáåñïå- ÷åíèÿ (ÏÎ).  èñòîðèè ðàçâèòèÿ ïðîìûøëåííîãî ïðîãðàììèðîâàíèÿ áîëü- øóþ 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 òî- âàðèù Ïîë Àëëåí îñíîâàëè êîìïàíèþ ïî àíàëèçó óëè÷íîãî äâèæå- íèÿ «Òðýô-Î-Äåéòà» è èñïîëüçîâàëè äëÿ îáðàáîòêè äàííûõ êîìïü- þòåðû ñ ìèêðîïðîöåññîðîì 8008 — ïåðâûì èç çíàìåíèòîãî ðÿäà ìèêðîïðîöåññîðîâ êîìïàíèè «Intel». Áóäó÷è ñòóäåíòîì Ãàðâàðäñêî- ãî óíèâåðñèòåòà, â 1975 ã. îí ñîâìåñòíî ñ Àëëåíîì íàïèñàë äëÿ êîì- ïüþòåðà Altair (ôèðìû MITS) èíòåðïðåòàòîð — ïðîãðàììó-ïåðåâî- ä÷èê ñ ÿçûêà ïðîãðàììèðîâàíèÿ íà ÿçûê ìàøèííûõ êîäîâ. Îíè çà- êëþ÷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 ïðî- äàæó 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 îã- ðîìíûå äîõîäû. Ôèðìà ïðèâëåêàëà òàêèõ íîâûõ çàêàç÷èêîâ, êàê ôèðìû «Apple», «Commodor», «Tendi».  1980 ã. ôèðìà IBM ïðåäëî- æèëà «Microsoft», â êîòîðîé òîãäà ðàáîòàëî îêîëî äâóõ äåñÿòêîâ ÷å- ëîâåê, ñîçäàòü ÿçûêè ïðîãðàììèðîâàíèÿ äëÿ åå íîâîãî ïåðñîíàëü- íîãî 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 ïðî- ãðàììû «Microsoft» ôàêòè÷åñêè ñòàëè îòðàñëåâûìè ñòàíäàðòàìè.  1988 ã. «Microsoft» ñîçäàëà ñâîþ ÎÑ Windows c ìîùíûì ãðàôè÷å- 10 Ââåäåíèå
Доступ онлайн
В корзину