Программа представляет собой совокупность описаний функций и выражения, которые необходимо вычислить. Данное выражение вычисляется посредством редукции, то есть серии упрощений, до тех пор, пока это возможно по следующим правилам: вызовы базовых функций заменяются соответствующими значениями; вызовы небазовых функций заменяются их телами, в которых параметры замещены аргументами.

     Функциональное  программирование не использует концепцию  памяти как хранилища значений переменных. Операторы присваивания отсутствуют, вследствие чего переменные обозначают не области памяти, а объекты программы, что полностью соответствует понятию переменной в математике. В принципе, можно составлять программы и вообще без переменных. Кроме того, нет существенных различий между константами и функциями, то есть между программами и данными. В результате этого функция может быть значением вызова другой функции и может быть элементом структурированного объекта. Число аргументов при вызове функции не обязательно должно совпадать с числом параметров, указанных при ее описании. Перечисленные свойства характеризуют аппликативные языки как языки программирования очень высокого уровня.

     Первым  таким языком был LISP (LISTProcessing — обработка  списков), созданный в 1959 году. Цель его создания состояла в организации удобства обработки символьной информации. Существенная черта этого языка — унификация программных структур и структур данных: все выражения записываются в виде списков.

     На  практике отличие математической функции  от понятия «функции» в императивном программировании заключается в  том, что императивные функции могут  опираться не только на аргументы, но и на состояние внешних по отношению к функции переменных, а также иметь побочные эффекты и менять состояние внешних переменных. Таким образом, в императивном программировании при вызове одной и той же функции с одинаковыми параметрами, но на разных этапах выполнения алгоритма, можно получить разные данные на выходе из-за влияния на функцию состояния переменных. А в функциональном языке при вызове функции с одними и теми же аргументами мы всегда получим одинаковый результат: выходные данные зависят только от входных. Это позволяет средам выполнения программ на функциональных языках кешировать результаты функций и вызывать их в порядке, не определяемом алгоритмом.

     Основной  особенностью функционального программирования, определяющей как преимущества, так и недостатки данной парадигмы, является то, что в ней реализуется модель вычислений без состояний. Если императивная программа на любом этапе исполнения имеет состояние, то есть совокупность значений всех переменных, и производит побочные эффекты, то чисто функциональная программа ни целиком, ни частями состояния не имеет и побочных эффектов не производит. То, что в императивных языках делается путём присваивания значений переменным, в функциональных достигается путём передачи выражений в параметры функций. Непосредственным следствием становится то, что чисто функциональная программа не может изменять уже имеющиеся у неё данные, а может лишь порождать новые путём копирования и/или расширения старых. Следствием того же является отказ от циклов в пользу рекурсии

     Наиболее  известными языками функционального  программирования являются:

• LISP
• Scheme
• Clojure
• Common Lisp
• F#

3. Логическое программирование.

     Логическое программирование — парадигма программирования, основанная на автоматическом доказательстве теорем на основе заданных фактов и правил вывода. Логическое программирование основано на теории и аппарате математической логики с использованием математических принципов резолюций.

     Новую область — логическое, или реляционное  программирование, — открыло появление  языка PROLOG {Пролог} (PROgramminginLOGic — программирование в терминах логики). Этот язык был создан французским ученым А. Кольмероэ в 1973 году. В настоящее время известны и другие языки, однако наиболее развитым и распространенным языком логического программирования является именно Пролог. Так, имеется свыше 15 различных его реализации на ПЭВМ. Языки логического программирования, в особенности Пролог, широко используются в системах искусственного интеллекта, рассматриваемых в данном учебном пособии.

     Центральным понятием в логическом программировании является отношение. Программа представляет собой совокупность определений отношений между объектами (в терминах условий или ограничений) и цели (запроса). Процесс выполнения программы трактуется как процесс общезначимости логической формулы, построенной из программы по правилам, установленным семантикой используемого языка. Результат вычисления является побочным продуктом этого процесса. В реляционном программировании нужно только специфицировать факты, на которых алгоритм основывается, а не определять последовательность шагов, которые требуется выполнить. Это свидетельствует о декларативности языка логического программирования. Она метко выражена в формуле Р. Ковальского: «алгоритм = логика + управление». Языки логического программирования характеризуются:

• высоким уровнем;
• строгой ориентацией на символьные вычисления;
• возможностью инверсных вычислений, то есть переменные в процедурах не делятся на входные и выходные;
• возможной логической неполнотой, поскольку зачастую невозможно выразить в программе определенные логические соотношения, а также невозможно получить из программы все выводы правильные.

     Логические  программы, в принципе, имеют небольшое  быстродействие, так как вычисления осуществляются методом проб и ошибок, поиском с возвратами к предыдущим шагам.

     Программы пишутся не в виде последовательности инструкций, а в виде множества фактов и правил, а процесс выполнения программы сводится к выводу нужных результатов из этого множества. Логическое программирование относится к декларативному программированию, поскольку программа на нём скорее описывает свойство задачи, нежели алгоритм её решения.

     Самым известным языком логического программирования является Prolog.

4. Объектно-ориентированное  программирование.

     Объектно-ориентированное, или объектное, программирование (в дальнейшем ООП) — парадигма программирования, в которой основными концепциями являются понятия объектов и классов.

     Прототипом  объектно-ориентированного программирования послужил ряд средств, входящих в  состав языка SIMULA-67. Но в самостоятельный  стиль оно оформилось с появлением языка SMALLTALK, разработанного А. Кеем в 1972 году и первоначально предназначенного для реализации функций машинной графики.

     В основе объектно-ориентированного стиля  программирования лежит понятие  объекта, а суть его выражается формулой: «объект = данные + процедуры». Каждый объект интегрирует в себе некоторую структуру данных и доступные только ему процедуры обработки этих данных, называемые методами. Объединение данных и процедур в одном объекте называется инкапсуляцией и присуще объектно-ориентированному программированию.

     Для описания объектов служат классы. Класс  определяет свойства и методы объекта, принадлежащего этому классу. Соответственно, любой объект можно определить как экземпляр класса.

     Программирование  рассматриваемого стиля заключается  в выборе имеющихся или создании новых объектов и организации  взаимодействия между ними. При создании новых объектов свойства объектов могут  добавляться или наследоваться от объектов-предков. В процессе работы с объектами допускается полиморфизм — возможность использования методов с одинаковыми именами для обработки данных разных типов.

     К наиболее современным объектно-ориентированным  языкам программирования относятся C++ и Java.

     Язык C++ был разработан в начале 80-х годов Б. Страуструпом, сотрудником лаборатории Bell корпорации AT&T. Им была создана компактная компилирующая система, в которой за основу был взят язык С, дополненный элементами языков BCPL,Simula-67 и Algol-68. К июлю 1983 года появился язык С с классами, а чуть позднее — C++. К 1990 году была выпущена третья версия языка C++, принятая комитетом ANSI в качестве исходного материала для его стандартизации.

     В 1990 году сотрудник корпорации Sun Д. Гослинг  на основе расширения C++ разработал объектно-ориентированный язык Oak, основным достоинством которого было обеспечение сетевого взаимодействия различных по типу устройств. Новая интегрируемая в Internet версия языка, получила название Java. Первый броузер, который поддерживал язык Java, разработан программистом корпорации Sun П. Нафтоном и получил название HotJava. С января 1995 года Java получает распространение в Internet.

     Согласно  официальному определению авторов, Java является простым объектно-ориентированным и архитектурно-нейтральным языком интерпретирующего типа, обеспечивающим надежность, безопасность и переносимость, обладающим высокой производительностью в сочетании с многопоточностью и динамичностью.

     Принципиальной  разницей между Java и C++ является то, что  первый из них является интерпретируемым, а второй — компилируемым. Синтаксис  языков практически полностью совпадает.

     С точки зрения возможностей собственно объектно-ориентированных средств  язык Java обладает рядом преимуществ  перед языком C++. Так, язык Java демонстрирует  более гибкую и мощную систему  инкапсуляции информации. Механизм наследования, реализованный в Java, обязывает к более строгому подходу к программированию, что улучшает надежность и понимаемость кода. Язык же C++ обладает сложной, неадекватной и трудной для понимания системой наследования. Возможности динамического связывания объектов одинаково хорошо представлены в обоих языках, однако, синтаксическая избыточность C++ заставляет и здесь отдать предпочтение языку Java.

     В силу своей конструктивности идеи объектно-ориентированного программирования используются во многих универсальных процедурных языках. Так, например, в состав интегрированной системы программирования на языке PASCAL (корпорации BorlandInternational) версии 5.5 входит специальная библиотека объектно-ориентированного программирования TurboVision.

     В последнее время многие программы, в особенности объектно-ориентированные, реализуются как системы визуального  программирования. Отличительной особенностью таких систем является мощная среда  разработки программ из готовых «строительных блоков», позволяющая создать интерфейсную часть программного продукта в диалоговом режиме, практически без кодирования программных операций. К числу объектно-ориентированных систем визуального программирования относятся: VisualBasic, Delphi, C++ Builder и Visual C++.

     В центре ООП находится понятие  объекта. Объект — это сущность, которой можно посылать сообщения, и которая может на них реагировать, используя свои данные. Данные объекта скрыты от остальной программы. Сокрытие данных называется инкапсуляцией.

     Наличие инкапсуляции достаточно для объектности  языка программирования, но ещё не означает его объектной ориентированности — для этого требуется наличие наследования.

     Но  даже наличие инкапсуляции и наследования не делает язык программирования в полной мере объектным с точки зрения ООП. Основные преимущества ООП проявляются только в том случае, когда в языке программирования реализован полиморфизм; то есть возможность объектов с одинаковой спецификацией иметь различную реализацию.

       Объектно-ориентированные  языки программирования:

• Oberon (содержит только основные объектные средства)

     Следующие языки содержат некоторые дополнительные средства (конструкторы, деструкторы, интерфейсы…):

• Smalltalk
• Java
• C#
• Ruby

       Существуют  языки, включающие ООП-подсистему в  исходно процедурный язык. В них существует возможность программировать, не обращаясь к объектным средствам:

• Visual Basic
• C++
• Delphi
• Perl

Заключение

     В дисциплине «Введение в визуальное программирование» мы будем изучать  основы работы с языком Visual Basic for Applications (VBA)

     VBA относится к языкам объектно-ориентированного программирования (ООП), которое можно описать как методику анализа, проектирования и написания приложений с помощью объектов.

     VBA применяет технологию визуального программирования, т. е. конструирование рабочей поверхности приложения и элементов его управления непосредственно на экране, а также запись всей программы или ее частей при помощи средства Мас-roRecorder (автоматическая запись макроса). VBA содержит графическую среду, позволяющую наглядно конструировать экранные формы и управляющие элементы.