История языка паскаль

История языка паскаль

© Оригинальный текст представляет собой часть документации системы BlackBox Component Builder v.1.4 компании Oberon microsystems.
© Перевод на русский язык: Ф.В.Ткачёв, 2001. Замечания переводчика даны в угловых скобках <>. Некоторые термины оригинала приведены в квадратных скобках [].

Алгол

Язык Компонентный Паскаль является кульминацией нескольких десятилетий исследовательской работы. Это самый младший член семейства алголоподобных языков. Алгол, определенный в 1960, был первым языком высокого уровня с синтаксисом, который был легко читаем, четко структурирован и описан формальным образом. Несмотря на его успешное использование в качестве нотации для математичесих алгоритмов, в нем недоставало важных типов данный, таких как указатели и литеры.

Паскаль

В конце 60-х гг. было выдвинуто несколько предложений об эволюционном развитии Алгола. Самым успешным оказался Паскаль, определенный в 1970 г. профессором Никлаусом Виртом из ETH, швейцарского Федерального Технологического Института в Цюрихе [Eidgenossische Technische Hochschule]. Наряду с очищением языка от некоторых непрозрачных средств Алгола, в Паскале была добавлена возможность объявления новых структур данных, построенных из уже существующих более простых. Паскаль также поддерживал динамические структуры данных, т.е. такие, которые могут расти или уменьшаться во время выполнения программы. Паскаль получил сильный импульс к распространению, когда в ETH был выпущен компилятор, порождавший простой промежуточный код для виртуальной машины (P-код) вместо кода для конкретного процессора. Это существенно упростило перенос Паскаля на другие процессорные архитектуры, т.к. для этого нужно было только написать новый интерпретатор для P-кода вместо всего нового компилятора. Один из таких проектов был предпринят в Университете Калифорнии в Сан-Диего. Замечательно, что эта реализация (UCSD Pascal) не требовала большого компьютера [mainframe] и могла работать на новых тогда персональных компьютерах Apple II. Это дало распространению Паскаля второй важный импульс. Третьим был выпуск компанией Borland продукта ТурбоПаскаль, содержавшего быстрый и недорогой компилятор вместе с интегрированной средой разработки программ для компьютеров IBM PC. Позднее Борланд возродил свою версию Паскаля, выпустив среду быстрой разработки приложений Дельфи.

Паскаль сильно повлиял на дизайн и эволюцию многих других языков, от Ады до Visual Basic.

Модула-2

В середине 70-х гг., вдохновленный годичным академическим отпуском, проведенным в исследовательском центре PARC компании Xerox в Пало Альто, Вирт начал проект по созданию нового компьютера класса рабочая станция . Компьютер должен был полностью программироваться на языке высокого уровня, так что язык должен был обеспечить прямой доступ к аппаратному уровню. Далее, он должен был поддерживать коллективное программирование и современные принципы разработки программного обеспечения, такие как абстрактные типы данных. Эти требования были реализованы в языке программирования Модула-2 (1979). Модула-2 сохранила хорошо зарекомендовавшие себя средства Паскаля и добавила систему модулей, а также контролируемые возможности обойти систему типов языка для целей программирования низкого уровня (например, при написании драйверов). Модули могли добавляться к операционной системе непосредственно во время работы. На самом деле вся операционная система представляла собой набор модулей без выделенного ядра [kernel] или подобного объекта. Модули могли компилироваться и загружаться раздельно, причем обеспечивалась полная проверка типов и версий их интерфейсов.

Успех Модулы-2 был наиболее значителен в задачах с высокими требованиями на надежность, таких как системы управления движением.

Simula, Smalltalk и Cedar

Однако Вирт продолжал интересоваться прежде всего настольными компьютерами, и опять важный импульс пришел из центра PARC компании Xerox. В этом центре были изобретены рабочая станция, лазерный принтер, локальная сеть, графический дисплей и многие другие технологии, расширяющие возможности использования компьютеров человеком. Кроме того, в центре PARC были популяризированы некоторые более старые и малоизвестные технологии, такие как мышь, интерактивная графика и, наконец, объектно ориентированное программирование. Эта последняя концепция (хотя и не сам термин) была впервые использована в языке высокого уровня Simula (1966) — еще одним из семейства алголоподобных языков. Как и предполагает имя, язык Simula использовал объектные технологии прежде всего для целей моделирования [simulation]. Однако язык Smalltalk (1983), разработанный в центре PARC компании Xerox, использовал объектные технологии как универсальное средство. Проект Smalltalk был также пионерским в плане дизайна пользовательского интерфейса: графический пользовательский интерфейс, каким мы его теперь знаем, был разработан для системы Smalltalk.

В центре PARC эти идеи повлияли на другие проекты, например, паскалеподобный язык Cedar. Как и Smalltalk и позднее Оберон, Cedar представлял собой не только язык программирования, но и операционную систему. Операционная система Cedar была весьма впечатляющей и мощной, однако сложной и нестабильной.

Оберон [Oberon]

Проект Оберон был начат в 1985 в ETH Виртом и его коллегой Юргом Гуткнехтом [Jurg Gutknecht]. Это была попытка выделить все существенное из системы Cedar в виде универсальной, но все же обозримой операционной системы для рабочих станций. Получившаяся система оказалась очень маленькой и эффективной, прекрасно работала в оперативной памяти размером всего 2 MB и требовала при этом лишь 10 MB пространства на диске. Важной причиной малого размера системы Оберон был ее компонентный дизайн: вместо интеграции всех желаемых средств в один монолитный программный колосс, менее часто используемые программные компоненты (модули) могли быть реализованы как расширение ядра системы. Такие компоненты загружались, только когда они были действительно нужны, и они могли совместно использоваться всеми приложениями.

Вирт понял, что компонентно-ориентированне программирование требовало некоторых средств объектно-ориентированного программирования, таких как упрятывание информации [information hiding], позднее связывание [late binding] и полиморфизм [polymorphism].

Упрятывание информации было сильной чертой Модулы-2. Позднее связывание поддерживалось в Модуле-2 посредством процедурных переменных. Однако там не было полиморфизма. По этой причине Вирт добавил расширенное переопределение типов [type extension]: тип записей мог быть объявлен как расширение другого типа записей . Тип-потомок можно было использовать всюду вместо его предков.

Но компонентно-ориентированное программирование выходит за рамки объектно-ориентированного. В системе, построенной из компонент, компонента может разделять свои структуры данных с произвольным числом других компонент, о которых она ничего не знает. Эти компоненты обычно также не знают о существовании друг друга. Такое взаимное незнание делает управление динамическими структурами данных, и в частности правильное освобождение уже ненужной памяти, принципиально более трудной проблемой, чем в закрытых программных системах. Следовательно, необходимо оставить на долю реализации языка всю работу по определению момента, когда какая-то область памяти более не нужна, чтобы повторно использовать ее без ущерба для безопасности системы. Системный сервис, выполняющий такую автоматическую утилизацию памяти, называется сборщик мусора [garbage collector]. Сбор мусора предотвращает две из числа наиболее труднонаходимых и попросту опасных ошибок в программах: утечки памяти [memory leaks] (когда более не используемая память не освобождается) и висячие ссылки [dangling pointers] (преждевременное освобождение памяти). Висячие ссылки позволяют одной компоненте разрушить структуры данных, принадлежащие другим. Такое нарушение защиты по типам [type safety] должно быть предотвращено, т.к. компонентные системы могут содержать много независимо написанных компонент неизвестного качества (например, полученных из Интернета).

Хотя алголоподобные языки всегда имели высокую репутацию в отношении безопасности, введение полной защиты типов (и, следовательно, сбора мусора) было квантовым прыжком. Именно по этой причине полная совместимость с Модулой-2 оказалась невозможной. Получившаяся модификация Модулы-2 была названа как и вся система — Оберон.

Система модулей в Обероне, как и в Модуле-2, обеспечивала упрятывание информации для целых семейств типов, а не только для отдельных объектов. Это позволило определять и гарантировать инварианты для нескольких взаимодействующих объектов. Другими словами, разработчики получили возможность разрабатывать механизмы защиты более высокого уровня, отталкиваясь от базовых средств защиты на уровне модулей [module safety] и защиты по типам, обеспечиваемых хорошей реализацией Оберона.

Такие ортодоксальные объектно-ориентированные языка, как Smalltalk, пренебрегали как типизацией переменных (там вообще нет понятия тип переменной), так и упрятыванием информации (ограничивая ее объектами и классами), что было большим шагом назад в технологии программирования. Оберон примирил миры объектно-ориентированного и модульного программирования.

Последнее требование компонентно-ориентированного программирования — возможность динамически загружать новые компоненты. В Обероне единица загрузки та же, что и единица компиляции — модуль.

Компонентный Паскаль

В 1992 г. сотрудничество с профессором Х.П. Мёссенбёком (H.P. Mo:ssenbo:ck) привело к нескольким добавлениям к первоначальному языку Оберон («Оберон-2»). Так возник фактический стандарт языка.

В 1997 г. компания Oberon microsystems, Inc., отпочковавшаяся [spin-off] от ETH (с Виртом в составе совета директоров), сделала некоторые небольшие добавления к Оберону-2 и назвала его Компонентный Паскаль, чтобы четче выразить как его нацеленность (компонентно-ориентированное программирование), так и его происхождение (Паскаль). Это промышленная версия Оберона, являющаяся наследницей первоначального Паскаля и Модулы-2.

Главная идея уточнений по сравнению с Обероном-2 была в том, чтобы дать проектировщику компонентного каркаса [component framework] (т.е. интерфейсов модулей, определяющих абстрактные классы для конкретной проблемной области) более полный контроль над ее проектируемыми свойствами в плане безопасности. Положительным результатом стало то, что теперь легче обеспечить целостность больших компонентных систем, что особенно важно во время итеративных циклов проектирования, когда библитека разрабатывается, и позднее, когда архитектура системы должна быть переработана, чтобы обеспечить дальнейшую эволюцию и поддержку.

BlackBox

Компания Oberon microsystems разрабатывала компонентную библиотеку BlackBox Component Framework начиная с 1992 г. (сначала библиотека называлась Oberon/F). Эта библиотека написана на Компонентном Паскале и упрощает разработку компонент графического пользовательского интерфейса. Она поставляется с несколькими компонентами, включая текстовый редактор, систему визуального проектирования, средство доступа к базам данных SQL, интегрированную среду разработки, а также систему поддержки выполнения программ на Компонентном Паскале. Весь пакет представляет собой развитый, но весьма нетребовательный к системным ресурсам инструмент быстрой разработки компонентных приложений, названный BlackBox Component Builder. Он нетребователен к системным ресурсам, т.к. полностью построен из модулей Компонентного Паскаля — включая ядро со сборщиком мусора, а также самого компилятора для языка Компонентный Паскаль. Это — иллюстрация как мощи концепции компонентного программного обеспечения вообще, так и адекватности языка Компонентный Паскаль в частности.

Недавно диапазон приложений системы BlackBox Component Builder был значительно расширен за счет среды кросс-программирования Denia, которая является компонентой, расширающей BlackBox. Denia позволяет выполнять кросс-программирование на Компонентном Паскале для новой операционной системы реального времени JBed, которая тоже полностью реализована на Компонентном Паскале. JBed предназначен для встроенных систем и приложений с жесткими требованиями реального времени [hard real-time requirements], например, в робототехнике и промышленной автоматизации.

История языка Паскаль

Приведем несколько заметок из истории языка программирования Паскаль (Pascal). Прочтя данную статью, вы узнаете, какими этапами проходила история языка Паскаль.

Само названия языка — «Паскаль» — возникло в честь одного из великих французских математиков и физиков Блеза Паскаля (1623-1662). Немного из истории жизни французского мыслителя. Блез Паскаль родился в семье известного математика Этьена Паскаля.

Отличительная черта всех его родных — необыкновенная одаренность. У него было две сестры: у старшей сестры Жильберты были в большей степени развиты математические способности и литературный талант, а у младшей сестры Жаклины — артистический дар. Свое детство Блез Паскаль провел в Париже, школу никогда не посещал.

Единственный учитель, которого Паскаль признавал, был его отец Этьен. В четырехлетнем возрасте Блез уже умел читать и писать, начал интересоваться эвклидовой геометрией, а в 15 лет уже на равных мог обсуждать с известными на тот момент парижскими учеными сложнейшие математические задачи. Из юноши Паскаля вырастал гениальный математик.

Одним из известных изобретений Блеза Паскаля стал арифмометр (паскалево колесо), который производил все арифметические действия. Он представлял собой латунный ящик с интересным механизмом (рис. ниже).

Этот арифмометр прославил Блеза Паскаля во всех западных странах. Толпы народов со старого света направлялись в Люксембургский дворец (Париж), чтобы лицезреть это уникальное приспособление того времени.

История языка Паскаль продолжается, и в 50-е годы XX века появились первые языки программирования высокого уровня: ФОРТРАН, КОБОЛ и АЛГОЛ. ФОРТРАН и КОБОЛ они существуют и по сей день, а вот АЛГОЛ как раз и стал родоначальником языка программирования Паскаль.

Первая версия АЛГОЛа появилась в 1958 году, разработчиком которого был создатель ФОРТРАНа Джон Бэкус. Последующими версиями языка АЛГОЛ стали АЛГОЛ-60 и АЛГОЛ-68. Однако из-за громоздкости языков АЛГОЛ-60 и АЛГОЛ-68 создавались большие трудности.

Поэтому в 1965 году Международная федерация по обработке информации предложила проект нескольким специалистам ЭВМ. Необходимо было создать новый язык программирования — преемник АЛГОЛа-60.

В этом проекте и принял участие будущий создатель языка программирования Паскаль — Николас Вирт, швейцарский ученый, на тот момент доцент факультета информатики Стэнфордского университета.

Николас Вирт начал разрабатывать проект АЛГОЛ-W. Целью проекта было обучение студентов различным методам: «структурное программирование», «программирование сверху вниз» и др. В 1970 году произошли два великих события:

1. появление операционной системы UNIX
2. появление нового языка программирования.

Николас Вирт назвал новый язык программирования в честь французского математика XVII века Блеза Паскаля, поскольку Паскаль создал вычислительное устройство (паскалево колесо). Первая версия нового языка программирования вышла на компьютере CDC 6000.

Успех языка Паскаль:

Выдающийся успех языка Паскаль обусловлен рядом причин:

1. Язык в естественной форме отразил самые важные современные концепции технологии разработки программ.
2. Именно благодаря своей компактности, целостности и ортогональности понятий, язык программирования Паскаль оказался весьма легок для изучения и освоения.
3. Несмотря на кажущуюся простоту языка, он оказался пригодным для достаточно широкого спектра приложений, для разработки очень больших и сложных программ, даже операционных систем.
4. Паскаль весьма технологичен для реализации почти для всех (в том числе нетрадиционных) машинных текстур. Существует интересное сравнение: разработка Паскаль-транслятора почти не превышает по трудоемкости хорошую дипломную работу выпускника вуза.

Итак, Вы увидели, как протекала история языка Паскаль. Заинтересовала статья?! По своей простоте и отсутствию громоздкости, основы языка программирования Паскаль могут постигать как учащиеся высших учебных заведений, так и обычные школьники. Программирование на языке Паскаль — увлекательное занятие. Программируйте и наслаждайтесь!

§ 14. Паскаль — язык структурного программирования

Программирование для ЭВМ — процесс создания программ управления работой компьютера.

Эволюция программирования

С изобретением программно управляемых вычислительных машин появилась новая профессия — программист. На ламповых ЭВМ первого поколения программисты составляли свои программы, используя непосредственно команды процессора. При этом программисту приходилось самому распределять ячейки памяти под данные и под команды программы. Нужно было знать систему команд процессора и коды всех команд. Исходные данные и команды представлялись в форме двоичного кода, т. е. непосредственно в том виде, в котором они хранились в памяти ЭВМ.

Для сокращения записи программ на специальных бланках обычно использовали двоично-восьмеричный или двоично-шестнадцатеричный код. Вот пример команды программы для одного из компьютеров первого поколения:

Такая команда называется трехадресной. Код 02₁₆ относится к команде сложения. 1-й и 2-й адреса — это адреса ячеек ОЗУ, в которых хранятся слагаемые, 3-й адрес — адрес ячейки, куда заносится сумма. Сама команда хранится в ячейке ОЗУ с адресом 28₁₆.

Программирование в машинных кодах представляло собой сложный процесс. По этой причине производительность работы программистов была довольно низкой. В 1950-х годах возникает направление, которое получило название «автоматизация программирования». Основная его цель — создание средств, облегчающих и ускоряющих процесс создания программы для ЭВМ. Появляются первые языки программирования.

Первыми языками программирования были машинно-ориентированные автокоды. Позднее за языками такого уровня закрепилось название ассемблеры. Первоначально ассемблером называли программу-переводчик с языка ассемблера в машинные команды. Позднее и сам язык ассемблера стали называть именем ассемблер. Программирование на ассемблере снимает с программиста заботу о распределении памяти под данные и команды программы. Программист не должен помнить внутренние коды всех команд процессора. Вот пример той же команды сложения на ассемблере (автокоде):

Слово ADD обозначает команду «сложить», а и b — имена переменных-слагаемых, с — переменная, куда помещается результат.

Язык ассемблер называется машинно-ориентированным по той причине, что для каждой команды процессора существует свой аналог команды на ассемблере. Поскольку разные типы ЭВМ имели разные системы команд процессора, ассемблеры у них тоже отличались. Современные ассемблеры точно так же ориентированы на определенные типы процессоров. Позже появились так называемые макроассемблеры, в языке которых существуют макрокоманды, соответствующие сериям команд (подпрограммам) на языке процессора.

Составление программы на ассемблере проще, чем на языке команд процессора. Работу по распределению памяти под данные и команды, перевод команд ассемблера в машинные команды берет на себя специальная системная программа — транслятор.

Из машинной ориентированности программ на ассемблере следует, что такие программы нельзя переносить для исполнения на другие типы ЭВМ с другой системой команд процессора. Эта проблема создавала серьезные ограничения для прикладных программистов. Кроме того, само программирование на ассемблере является достаточно сложным для массового освоения, что ограничивало использование ЭВМ в прикладных областях.

Языки программирования высокого уровня. Следующим этапом развития программирования стало создание языков программирования высокого уровня — ЯПВУ. Примеры ЯПВУ: Паскаль, Бейсик, Фортран, Си, Java и др. Все названные ЯПВУ относятся к так называемой процедурной парадигме программирования. Поэтому их называют процедурными языками программирования. Программы на таких языках представляют собой последовательности команд, описывающих действия (процедуры) компьютера по обработке информации. Существуют другие парадигмы программирования. Относящиеся к ним языки называют декларативными языками программирования (Пролог, Лисп и др.). Однако мы их рассматривать не будем.

Для каждого языка существует машинно-независимый стандарт. Возможность программирования на данном ЯПВУ зависит от наличия на вашем компьютере транслятора с этого языка. Трансляторы для каждого типа компьютера создают системные программисты.

Текст программы на ЯПВУ по своей форме ближе к естественным языкам (чаще всего — английскому), к языку математики. Та же команда сложения двух величин на ЯПВУ похожа на привычную форму математического равенства:

Освоить программирование на языке высокого уровня гораздо проще, чем на ассемблере. Поэтому с появлением ЯПВУ значительно возросло число прикладных программистов, расширилось применение ЭВМ во многих областях.

Большое количество языков программирования появилось в 1960-1970-х годах. В 1965 году в Дартмутском университете был разработан язык Бейсик. По замыслу авторов это простой, легко изучаемый язык, предназначенный для программирования несложных расчетных задач. Наибольшее распространение Бейсик получил с появлением микроЭВМ и персональных компьютеров.

История Паскаля

Язык программирования Паскаль был создан швейцарским профессором Никлаусом Виртом в 1969 году как язык для обучения студентов структурной методике программирования. Язык получил свое название в честь Блеза Паскаля, изобретателя первого вычислительного механического устройства. Позднее фирма Borland International, Inc (США) разработала систему программирования Турбо Паскаль для персональных компьютеров, которая вышла за рамки учебного применения и стала использоваться для научных и производственных целей. В Турбо Паскаль были внесены некоторые дополнения к базовому стандарту Паскаля, описанному Н. Виртом. Со временем язык развивался. Начиная с версии 5.5, в Турбо Паскаль вводятся средства поддержки объектно-ориентированного программирования (ООП). В дальнейшем это привело к созданию Object Pascal — языка с возможностями объектно-ориентированного программирования. В начале 1990-х годов объединение элементов ООП в Паскале с визуальной технологией программирования привело к созданию системы программирования Delphi.

Структура процедурных языков программирования высокого уровня

Во всяком языке программирования определены способы организации данных и способы организаций действий над данными. Кроме того, существует понятие «элементы языка», включающее в себя множество символов (алфавит), служебных слов и других изобразительных средств языка программирования. Несмотря на разнообразие процедурных языков, их изучение происходит приблизительно по одной схеме. Это связано с общностью структуры различных процедурных языков программирования высокого уровня, которая схематически отражена на рис. 3.9.

Рис. 3.9. Структура процедурного ЯПВУ

Всякий язык программирования образуют три его основные составляющие: алфавит, синтаксис и семантика. Алфавит — это множество символов, допустимых в записи текстов программ. Синтаксис — это правописание языковых конструкций (имен, констант, выражений, операторов и пр.). Семантика — это смысловое содержание языковой конструкции.

Соблюдение правил в языке программирования должно быть более строгим, чем в разговорном языке. Человеческая речь содержит значительное количество избыточной информации. Не расслышав какое-то слово, можно понять смысл фразы в целом. Слушающий или читающий человек может додумать, дополнить, исправить ошибки в воспринимаемом тексте. Компьютер же — автомат, воспринимающий всё буквально. В текстах программ нет избыточности, компьютер сам не исправит даже очевидной (с точки зрения человека) ошибки. Он может лишь указать на место, которое «не понял», и вывести замечание о предполагаемом характере ошибки. Исправить же ошибку должен программист.

Структура программы на Паскале

По определению стандартного Паскаля, программа состоит из заголовка программы и тела программы (блока), за которым следует точка — признак конца программы. В свою очередь, блок содержит разделы описаний (меток, констант, типов, переменных, подпрограмм) и раздел операторов.

Раздел операторов имеется в любой программе и является основным. Предшествующие разделы носят характер описаний и не все обязательно присутствуют в каждой программе.

В Турбо Паскале, в отличие от базового стандарта Паскаля, возможно:

• отсутствие заголовка программы;
• разделы Const, Type, Var, Label могут следовать друг за другом в любом порядке и повторяться в разделе описаний сколько угодно раз.

лабы по информатике, егэ

лабораторные работы и задачи по программированию и информатике, егэ по информатике

Выберите интересующие Вас в pascal уроки:

Язык Pascal очень часто используется в сфере образования. Названием служит английское слово Pascal — имя знаменитого математика и философа из Франции — Блеза Паскаля, но с идеологией программирования это никак не связано.

История языка Паскаль

Pascal — это язык программирования, относящийся к структурной парадигме. Паскаль был разработан для обучения школьников и студентов в 70-х годах XX-го века.
Язык Pascal был создан ученым Никлаусом Виртом из Швейцарии, который был специалистом в области информатики и компьютерных наук, а также известным теоретиком в области разработки языков программирования.

Изначально pascal создавался путем переработки Алгол-60. Где-то в 1968 году проект был подготовлен, и разработчики приступили к созданию транслятора, предназначенного для использования на вычислительной машине CDC 6400. В 1971 было анонсировано официальное его описание (Wirth N. The Programming Language Pascal // Acta Informatica. — 1971. Vol1.N1.).

Сам Никлаус Вирт в своих трудах указывает на то, что целью его создания является «построение небольшого и эффективного языка, способствующего хорошему стилю программирования, использующему структурное программирование и структурированные данные».

Особо популярным периодом распространения Паскаля были 1972-1975 года. Удачные на то время характеристики языка Паскаль и его возможности позволили ему не только удостоиться всеобщего признания, но и сделали его основным средством для преподавания дисциплины «Программирование» и для разработки программ. В 1975 году появляется целая ассоциация пользователей Паскаля. Но позднее язык подвергся критике. Ограничения основных конструкций языка pascal оказались слишком строги, и это сильно не понравилось пользователям. В 1977 г. появляется группа по разработке стандарта Pascal. Руководителем группы являлся А.Эддиман (A.M.Addyman). 1 декабря 1983 г. был создан международный стандарт языка, носящий название ИСО 7185.

Изучение паскаля посредством уроков, представленных на сайте, позволит раскрыть достоинства и недостатки Pascal, разобраться как устроена структура программы, изучить основные операторы. Примеры программ и готовые задачи с решением рассчитаны как для начинающих изучение языка Pascal, так и для студентов и школьников.