Формальные языки в курсе информатики

Роль и место понятия языка в информатике

Тема представления информации является сквозной в курсе информатики. Ключевым понятием этой темы выступает понятие языка.

Обсуждая проблему восприятия человеком информации из внешнего мира, нужно обратить внимание учеников на то, что человек обладает множеством каналов, по которым в его мозг (память) поступает информация. Эти каналы – наши органы чувств. То, что мы помним, - храниться в нашей памяти. Значит, это тоже наши знания, а стало быть, информация.

Информацию, с которой имеет дело человек можно разделить на два вида: на символьную (воспринимаемая человеком в речевой или письменной, знаковой форме) и образную (воспринимаемые человеком вкусовые ощущения, запахи, тактильные ощущения, а также через зрение и слух).

Образная информация – это сохраненные в памяти ощущения человека от контакта с источником; она воспринимается всеми органами чувств человека.

Далее речь будет идти лишь о символьной информации. Язык – это определенная система символьного представления информации. Языки делятся на 2 группы: естественные и формальные. Естественные языки – это исторически сложившиеся языки национальной речи. Формальные языки – это искусственно созданные языки для профессионального применения. Они носят международный характер и имеют письменную форму (язык математики, химии, нотная грамота и др.).

С любым языком связаны следующие понятия:

o алфавит – множество используемых символов;

o синтаксис – правила записи языковых конструкций (текста на языке);

o семантика – смысловая сторона языковых конструкций;

o прагматика – практические последствия применения текста на данном языке.

Назначение формального языка – адекватное описание системы понятий и отношений, свойственных для данной предметной области. Известны примеры языков, находящихся в промежуточном состоянии между естественными и формальными (эсперанто, латынь).

Формальные языки в курсе информатики

Информацию, циркулирующую в компьютере, можно разделить на два вида: обрабатываемая информация (данные) и информация, управляющая работой компьютера (команды, программы, операторы).

Информацию, представленную в форме, пригодной для хранения, передачи и обработки компьютером принято называть данными (числа, символьные последовательности, изображение). Способ представления данных в компьютере называется языком представления данных.

Для каждого типа данных различается внешнее (ориентированное на человека) и внутреннее (представление на носителях информации в компьютере) представление данных. В самом общем смысле можно сказать, что языком представления данных ЭВМ является язык двоичных кодов. Общим в нем является лишь двоичный алфавит: 0 и 1. Но для различных типов данных различаются правила синтаксиса и семантики языка внутреннего представления (двоичный код 0100000100101011 на языке представления целых чисел обозначает десятичное число 16683, а на языке представления символьных данных – два символа А+. Таким образом, для разных типов данных используются разные языки внутреннего представления.

Внутренним языком представления действий над данными (языком управления работой компьютера) является командный язык процессора ЭВМ. К внешним языкам представления действий над данными относятся языки программирования высокого уровня, входные языки пакетов прикладных программ, командные языки операционных систем, языки манипулирования данными в СУБД и пр.