Язык программирования си что это
Языки C и C++. Где их используют и зачем?
Сфера применения C и C++ на удивление широка. Даже в сегодняшнем мире, несмотря на всё многообразие современных надёжных инструментов, эти два языка программирования остаются незаменимыми. Давайте же выясним, какие популярные приложения написаны на этих языках и зачем нам использовать их сегодня.
Когда и зачем используются C и C++ ?
1. Операционные системы
Язык C первоначально создавался для системного программирования, поэтому не удивительно, что его так активно применяют при создании операционных систем и программного обеспечения.
Быстрый и энергоэффективный, он достаточно близок к аппаратному слою, что позволяет работать с кодом низкого уровня.
Вот почему он идеален для разработки операционных систем.
Любая операционная система в первую очередь должна быстро запускаться и эффективно управлять системными ресурсами. Например, Linux, Microsoft Windows, Mac OS полностью написаны на языке C, а Android и iOS — частично.
Разработчик на языке C может реализовывать все структуры данных самостоятельно, производя тонкую настройку мельчайших деталей операционной системы. Такая высокая гибкость — весомый аргумент в пользу языка.
В отличие от других языков программирования, язык C не имеет зависимостей времени исполнения. Это означает, что программа может выполняться силами аппаратных средств без участия менеджера памяти, входного или выходного слоя.
2. Программирование встроенных систем
Язык программирования C просто необходим при проектировании встроенных систем.
Главным образом из-за высокой производительности и простоты использования. Язык C очень экономичен в потреблении ресурсов системы, благодаря чему программа выполняется быстро. В результате встроенные системы работают в реальном времени без замедления.
Ещё важнее здесь — код на C, будучи платформенно-независимым, не связан с каким-либо конкретным микропроцессором или системой. Так что встроенную программу можно скомпилировать в разных устройствах и платформах с незначительными изменениями или вовсе без них.
Вот почему беспилотные автомобили, умные часы, сенсоры и устройства, использующие технологию Интернета вещей (например, кофемашины), имеют встроенное ПО, целиком написанное на C или C++. В связанных системах C позволяет работать непосредственно с ресурсами памяти и править любую часть кода.
3. Разработка игр и игрового движка
Производительность крайне важна для игры, поэтому выбор языка программирования здесь ограничен.
Являясь самым быстрым на сегодняшний день языком программирования, С++ оказывается одним из лучших для игр в 3D, многопользовательских и других.
Например, Counter-Strike, StarCraft: Brood War, Diablo I, World of Warcraft — все эти игры написаны на C++. Не говоря уже о консолях Xbox и PlayStation, в основе которых лежит программирование C++.
В ядре игрового движка Unity — самого популярного движка для создания видеоигр под несколько операционных систем одновременно — также использовался C++.
Средства разработки C++ могут совладать даже с самой сложной игровой графикой. Они позволяют оптимизировать и регулировать то, как именно будут использоваться ресурсы памяти и структуры данных в игре.
4. Разработка настольных и кроссплатформенных приложений
C++ также можно использовать для создания настольных приложений. Всё благодаря превосходным кроссплатформенным средствам разработки (иногда называемым фреймворками), таким как Qt. Оно позволяет нацелиться на Windows, Linux, macOS, Android и встроенные системы — все c единой кодовой базой. Так что разработка приложений с помощью Qt оказывается отличным решением для тех, кто хочет сэкономить на времени и стоимости программирования.
Стоит упомянуть и о библиотеке SDL, нашпигованной функциями, позволяющими создавать приложения одновременно для Windows, Linux, Android, MacOS и iOS.
Кстати, Photoshop, Illustrator и Adobe Premiere целиком написаны на C++.
Какие ещё есть приложения?
В Facebook перевели часть кода из PHP на язык C++, чтобы сократить затраты электроэнергии в расчёте на одного пользователя. Возможно, облачные системы хранения, базы данных, драйверы устройств и другие виды ПО тоже используют C++.
Сюда также можно отнести банковские и другие приложения, обладающие высокой степенью многопоточности и низким периодом ожидания. Словом — всё, что должно работать быстро и без проблем.
Выводы
Принимая во внимание всё вышесказанное, будем считать, что языки C/C++ вполне годятся для:
- разработки операционных систем,
- программирования встроенных систем,
- разработки игр,
- разработки баз данных,
- разработки настольных и кроссплатформенных приложений (с помощью средств C++).
Также можно отметить, что в проектах, имеющих дело со сложными типами данных, разработка ПО с использованием C++ предотвращает перегрузку данными и похожие проблемы.
Так что, если вы спросите:
Почему мы до сих пор используем C/C++?
Есть короткий ответ: C и C++ гибкие, очень быстрые и эффективные. К тому же они ближе к машинному коду, чем любой другой язык программирования. Именно поэтому в некоторых случаях эти языки просто незаменимы.
Так что наш прогноз таков: в ближайшем будущем язык C не сойдёт с технологической арены. Особенно по причине роста количества устройств, поддерживающих технологию Интернета вещей, а эти устройства крепко завязаны на управлении машинным кодом и памятью.
А вы уже в предвкушении будущего?
Возможно Вам также будет интересно:
Почему языки C, C++, C# так называются?
На фоне таких названий языков программирования, как Prolog, Pascal, Python названия из одной буквы или буквы со знаками выглядят странно. Но в них есть свой смысл. В этой статье мы узнаем, как эти языки получили свои названия.
1. C это следующая буква после B
В 1969 в компании Bell Labs Кен Томпсон и Деннис Ритчи решили написать язык B, чтобы улучшать операционную систему UNIX.
Кен Томпсон
Изначально ОС UNIX была написана на ассемблере, что сильно замедляло ее доработку.
Деннис Ритчи
Дальше произошла история, которую некоторые считают легендой. Сотрудники Bell Labs Брайан Керниган и Деннис Ритчи любили одну компьютерную игру. Но она запускалась на сервере. Они решили перенести эту игру на компьютер, который стоял у них в офисе. Попытка перенести игру кончилась неудачей, так как операционная система была написана на ассемблере и машинные коды компьютеров не совпадали.
Брайан Керниган
Тогда им пришло в голову, что нужно написать операционную систему на языке более высокого уровня. За основу взяли язык B и назвали новый язык New B. Но это было неудобно и поэтому позже переименовали этот язык в язык C, взяв следующую букву алфавита.
В 1973 язык С уже стал достаточно развит и на нем переписали операционную систему UNIX. С того момента язык С становится основным языком системного программирования.
2. C плюс единичка
В конце 67-х годов появился язык Simula 67, в котором были впервые сформулированы принципы объектно-ориентированного программирования. В 1980 году сотрудник всё той же компании фирмы Bell Labs Бьёрн Страуструп писал на языке Simula программу моделирования телефонных вызовов. Но Simula очень медленно работал. В то время как язык С был намного быстрее.
Бьёрн Страуструп
Тогда Страуструп решил добавить принципы ООП в язык C. Получившийся язык сначала был назван «C with classes» («Си с классами»). Название «С++» придумал Рик Мэсчитти. В название использован оператор «++», что на языке С означает добавить единичку. То есть к множеству возможностей C добавлена еще одна.
При этом в самом начале этот язык не имел собственного компилятора. Сначала текст программы обрабатывался препроцессором, а потом передавался компилятору C.
Первый коммерческий выпуск язык C++ состоялся в октябре 1985 года.
3. C плюс половинка
В 2000 году компания Microsoft подготовила инструментарий для разработки приложений – платформу .NET. Одним из компонентов этой платформы стала технология активных серверных страниц ASP.NET (Active Server Page). Она была написана на языке C#. Читается С Sharp (от англ. sharp — диез). Или на программистском сленге — «Си диез».
Авторами языка программирования C# стали четыре человека. Руководил группой Андерс Хейльсберг, который до этого разработал Turbo Pascal и Delphi.
Андерс Хейлсберг
Возможности C# копируют возможности языка Java, который был выпущен в 1995 году и стал очень популярным.
Основное отличие между C# и другими языками программирования, особенно Java, заключается в том, что мы постарались остаться как можно ближе к С++
Ключевым отличием от C++ (как и в языке Java) стало следующее изменение. Так как в C++ есть множественное наследование, которое приводит к проблеме «Алмаз смерти«, то в C# множественное наследование было убрано. Таким образом, к языку С добавлена уже не единичка, а половинка. В музыке знак # (диез) как раз и означает означает повышение звука на полтона.
Но есть и другая трактовка. Если присмотреться, то диез состоит из четырех маленьких плюсиков. Поэтому C# — это сокращенное название C++++.
После появления этих вариантов языка C каждый из языков стал развиваться самостоятельно. Но популярности С клоны так и не достигли. Это можно посмотреть в рейтингах языков программирования.
4. Существует ли язык C минус единичка?
Да, существует. Только сейчас он по-другому называется. С названием у этого языка вообще не задалось.
В 1992 году компания Nombas начала разработку встраиваемого скриптового языка Cmm (Си-минус-минус). Этот язык потом был переименован в ScriptEase. В апреле 1995 года Брендан Эйх доработал этот язык и назвал его Mocha.
Брендан Эйх
Затем этот язык переименовали в LiveScript, а в декабре 1995 этот язык получили свое окончательное название — JavaScript.
Для чего нужен язык C#
Вы наверняка слышали о языках программирования, которые начинаются на «Си»: просто «Си», «Си плюс плюс» и «Си шарп». Сейчас хорошее время, чтобы разобраться, что к чему.
Главное
- C# — язык программирования, который компания Микрософт изначально делала для своих проектов.
- Название читается как «си-шарп».
- Многие думают, что это отдельная версия языка С, но на самом деле нет. В C# действительно есть много конструкций, похожих на С и С++, но точно так же в нём можно найти элементы Паскаля и Java. Это не развитие линейки С, а новый язык, созданный с нуля.
- C# — объектно-ориентированный язык, а значит, вся теория про классы, объекты и наследования работает и в нём, но с некоторыми оговорками.
- Спрос на программистов C# не шквальный, этот язык сложно назвать модным в 2020 году. Но на нём можно делать всё, что нужно в 2020-м: от игр и приложений до веб-сервисов.
- Особенно хорошо он сочетается с экосистемой Microsoft.
Игры на DirectX
DirectX — набор компонентов, которые используются для программирования трёхмерной графики и работы со звуком и видео. С помощью C# можно легко подключиться к DirectX и написать свой трёхмерный шутер или любую другую игру. Технически это выглядит так: C# отвечает за логику и поведение игры, а DirectX — за графику и звуковое сопровождение.
Игры на Unity
Unity — это движок для создания двумерных и трёхмерных игр. Он берёт на себя физику, графику и многие служебные штуки, чтобы вы могли сосредоточиться на контенте и сценарии игры. Всё бы хорошо, но без программирования в Unity всё равно не получится, и бывалые разработчики рекомендуют для Unity выбирать именно C#. Есть и другие варианты, например, собственный язык UnityScript или JavaScript.
Машинное обучение
Так как C# — это проект Микрософта, то у него всё в порядке с поддержкой и с библиотеками. В мире C# библиотеки есть практически для всего, в том числе и для работы с нейросетями и машинным обучением — ML.NET.
Это значит, что вы можете использовать все возможности нейронок в приложениях и объединять их с помощью одного и того же языка программирования. А так как C# — мультиплатформенный язык, то машинное обучение можно встроить практически во что угодно, от мобильных приложений до носимой электроники.
Игры и программы для разных мобильных платформ
Чтобы один и тот же C#-код работал на разных платформах, используют Mono и Xamarin — продукты для кросс-платформенной разработки под разные операционные платформы.
- Вы пишете программу для одной платформы, например Windows.
- Берёте Mono, загружаете туда свой код и выбираете новую платформу — например iOS.
- Mono смотрит и говорит — вот тут нужно подключить другую библиотеку, вот здесь немного переписать код, а это место вообще можно удалить и написать заново, чтобы всё работало.
- В итоге программист не пишет софт с нуля для каждой операционной системы, а правит его так, чтобы он соответствовал её требованиям.
- Это сокращает время разработки в несколько раз, потому что основа кода одна и та же, а разница только в деталях.
Программы и сервисы для веба
C# можно использовать для создания веб-приложений. Работает так:
- У вас есть компьютер-сервер, на котором работает серверный софт Microsoft.
- Серверный софт умеет исполнять код на нескольких языках, среди них — C#.
- Где-то из интернета в этот сервер прилетает запрос, например «выдай мне главную страницу».
- Серверный софт компонует веб-страницу и пуляет обратно пользователю. Как и из чего компонуется эта страница — это и есть то, что нужно разработать в веб-приложении.
Теоретически вы можете написать приложение для п. 2 на любом языке, который поддерживает серверные решения Microsoft, в некоторых случаях это может быть и PHP. Но эксперты говорят, что для софта Microsoft есть смысл писать на их языке C#.
Сразу скажем: в большинстве бытовых и любительских проектов вам будет достаточно даже не приложения на C# (или Python, Ruby или PHP), а уже готового решения. Например, если нужен блог, лучше запустить его на хостинге WordPress и просто начать им пользоваться. Это не самый быстрый софт и не самый гибкий, но его запуск займёт у вас 15 минут, а не 15 недель.
А вот на сложных высоконагруженных сайтах WordPress уже не потянет — нужны другие технологии. И тут уже требуются глубокие знания: на одном железе и с одним стеком технологий лучше всего будет работать C#, на другом — PHP, на третьем — Ruby и т. д.
Обзор и описание языка программирования Си
Си — язык программирования общего назначения, который очень известен своей эффективностью, экономичностью ресурсов и переносимостью на других программные платформы. Все эти преимущества обеспечивают качество разработки программного обеспечения, их быстроту и сравнительно небольшой размер. Программы написанные на Си по скорости работы можно даже сравнить с программами написанными на языке ассемблера.
Несмотря на то, что Си не включает в себя встроенные компоненты по работе с вводом-выводом, распределению памяти, управлению процессами, его системное окружение позволяет подключать объектные модули с такими функциями. Этого вполне достаточно, чтобы разрабатывать программное обеспечение абсолютно любого уровня, как небольшие программы, так и комплекс сложных программных систем.
Языковые особенности Си позволяют делать программы независимыми операционной системы или платформы.
Наиболее важными особенностями языка программирования Си являются:
- обеспечение полного набора операторов структурного программирования
- большой набор операций, в том числе операции прямой трансляции в машинный код
- поддержка указателей на переменные и функции
Указатели в Си позволяют создавать указатели и ссылаться на объекты таким же путем, как это делает компьютер. Арифметика указателей осуществляет доступ и манипуляции с адресами памяти. Си имеет препроцессор для обработки текстовых файлов перед компиляцией. Препроцессор может быть использован для любых текстовых файлов.
Таким образом, Си это гибкий язык программирования, позволяющий писать качественные программные продукты с высокой скоростью работы.
Синтаксис
В программах написанных на Си используются множество символов и множество представимых символов. Множество символов — это буквы, цифры, знаки пунктуации. Комбинирование этих символов создают конструкции языка. Множество представимых символов — это подмножество множества символов, состоящее из всех букв, цифр, символов которые можно представить как графически отдельные символы.
Программный код на Си может содержать только символы которые определены для множества символов. Лишь только комментарии, символьные константы и строковые литералы могут содержать любой символ. Другие, неверно используемые символы означают ошибку для компилятора Си, о чем он будет выводить сообщать.
Буквы и цифры
Множество символов Си включает в себя малые и большие буквы английского алфавита и 10 арабских цифр:
- большие английские буквы: A B C D E F G H I J K L M N O P Q R T U V W X Y Z
- малые английские буквы: a b c d e f g h i j k l m n o p q r t u v w x y z
- десятичные арабские цифры: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Цифры и буквы используются для наименования ключевых слов, констант, идентификаторов.
Символы пробела
Язык Си включает пробельные символы — пробелы, перевод строки, табуляцию, новую страницу, возврат каретки, вертикальную табуляцию, новую строку. Пробельные символы разделяют символы программного кода друг от друга.
Специальные символы и знаки пунктуации
Специальные символы и знаки пунктуации в Си используются для выполнения совершенно различных задач. Они могут использоваться в строковых литералах, комментариях, константах.
ESC-последовательности
ESC-последовательности — специальные символьные комбинации, представляющие собой пробельные символы и неграфические символы в строках. Они используются для таких действий, как возврат каретки и табуляции и т.п.
Операции
Операции в Си как и в любом другом языке программирования представляют комбинации символов для работы с разными величинами.
- Логическое НЕ: !
- Побитовое дополнение:
лабы по информатике, егэ
лабораторные работы и задачи по программированию и информатике, егэ по информатике
Язык программирования Си
Выберите интересующие Вас в Си уроки:
Си — язык программирования, который был создан в 1972 г. Деннисом М. Ритчи. Стандарт языка того времени был продемонстрирован в книге Ритчи в соавторстве с Брайаном Керниганом («Язык программирования Си»). Данный стандарт носит название K&R стандарт (по именам Кернигана и Ритчи). Любая программа, написанная с использованием правил K&R-Си, успешно откомпилируется любым компилятором Си.
Программисты, разрабатывающие компиляторы для Си начали модернизировать и развивать язык. Чтобы не было путаниц, Американский Институт Национальных Стандартов (American National Standards Institute) в 1983 году разработал стандарт ANSI языка. ANSI-Си и по сей день устанавливает правила изменения и развития языка Си.
Си — язык программирования компилируемый. Программа представляет из себя инструкции и функции, которые для выполнения их аппаратной частью компьютера должны быть переведены в двоичные коды.
Си достаточно популярен и в настоящее время, это обусловлено такими востребуемыми его качествами, как: скорость, переносимость и структурирование.
Среди всех языков высокого уровня Си — язык программирования, который более близок к ассемблеру. Так, многие инструкции языка адресованы непосредственно аппаратной части компьютера, из-за чего программа выполняется очень быстро. По этой причине Си можно использовать для написания операционных систем и компиляторов.
Большинство разработанных компиляторов Си генерируют высоко оптимизированные коды, т.е. проще говоря, малые по размеру (чем меньше код генерирует компилятор, тем более оптимизированным он является).
В принципе, было бы разумно писать быстро работающие программы на ассемблере. Но пришлось бы писать их под каждую платформу, так как мнемонические ассемблерные коды адаптированы под семейства микропроцессоров.
Си использует стандартные наборы ключевых слов. Т.е. программа пишется один раз для любой платформы, любого компьютера с любой операционной системой. Но компиляторы для языка бывают двух типов: одни для IBM, другие — для Apple. Но сам текст программы создается раз и навсегда.
- Структурирование
Программы, написанные на Языке Си имеют свою структуру и правила, что побуждает программиста мыслить логически.
Необходимость структурирования программы — это только «плюс», ведь именно благодаря этому программу на Си очень легко проектировать, поддерживать и отлаживать.
- Библиотеки функций
Си — язык программирования, изначально содержащий в своем синтаксисе небольшое количество операций. К примеру, язык не имеет встроенных операторов ввода и вывода информации, также как и операторов для работы со строками.
Все возможности Си обеспечивается благодаря библиотекам функций, некоторые из которых поставляются вместе с компилятором. Библиотека представляет собой отдельный файл, прилагающийся к компилятору и содержащий функции для решения конкретных задач.