Для чего создавались языки программирования

Языки программирования: что это такое, зачем нужны и какой выбрать новичку

Разбираемся, как устроены языки программирования, почему их так много и чем они отличаются от алгоритмов.

Что такое язык программирования

Язык программирования — это набор формальных правил, по которым пишут программы. Обычный язык нужен для общения людей, а язык программирования — для общения с компьютером. Как и в любом естественном языке, тут есть лексика — слова, функции и операторы, из которых по правилам синтаксиса составляются выражения. Они имеют чёткий, вполне определённый смысл, понятный компьютеру, — семантику.

Вот, например, программа на языке JavaScript:

Здесь слово alert — лексика, один из принятых в языке методов обработки текста. Текст в одинарных кавычках, скобки, точка с запятой — правила синтаксиса. А то, что нужно сделать в итоге, — семантика. Получив эти инструкции, компьютер выведет на экран всплывающее окно с кнопкой и сообщением: «Это программа на JavaScript».

Фанат Free Software Foundation, использую Linux и недолюбливаю Windows. Пишу истории про кодинг и программы на Python. Влюблен в LISP, но пока что не умею на нем программировать.

Чем языки программирования отличаются от алгоритмов

Программы нужны для того, чтобы машина сделала что-то полезное. Это невозможно, если нет чёткого порядка действий и правил их выполнения — алгоритма.

Алгоритм работает как маршрут в навигаторе: «Из пункта А едем в пункт Б, поворот через 150 метров». Англичанин понимает его по-английски, китаец —
по-китайски, а мы с вами — по-русски. Языки разные, а порядок действий один и все должны добраться до нужного места.

Любая программа начинается с алгоритма, но на разных языках это может выглядеть по-разному. Например, вот эта — на языке С — проверяет, чтобы делитель не был нулём, а затем делит одно число на другое. Или пишет, что так делать нельзя.

То же самое, но на Python.

В программе на Python нет фигурных скобок и точек с запятой, но алгоритм и результат работы такой же, как у программы на C, да и слова похожи.

Перейти с одного языка программирования на другой легко: если знаешь Java — быстро начнёшь кодить, например, на Python или C#.

Как компьютер понимает разные языки программирования

На самом деле язык программирования — это не язык компьютера. Машина понимает последовательности нулей и единичек: есть напряжение в цепи — единица, нет — ноль. Поэтому любую программу сначала надо перевести в набор таких машинных команд.

Для этого есть два инструмента — компилятор и интерпретатор. Компилятор работает как бюро переводов: вы отдаёте ему весь текст программы, а он превращает его в исполняемый код, набор команд для процессора. Интерпретатор больше похож на переводчика-синхрониста: сказали фразу — синхронист тут же её перевёл, а компьютер выполнил.

Внутри компиляторов и интерпретаторов — сложные наборы правил по превращению языка программирования в машинный код, понятный компьютеру. Это тоже программы. Их пишут создатели нового языка — на каком-то другом, уже существующем. Например, интерпретатор Python написан на C, а сам C — на ассемблере, практически машинном коде.

Что такое библиотеки

Библиотеки — наборы функций, готовых шаблонов, написанных на каком-то из языков программирования. Это удобно и похоже на книги в обычной библиотеке: на них можно ссылаться внутри программ и сразу получать результат без необходимости каждый раз писать много кода.

Например, в Python есть модуль — библиотека yandex_translate, которая переводит тексты на разные языки. Программистам не надо создавать программу-переводчик с нуля, достаточно подключить этот модуль и обратиться к нему из любой точки кода.

Источник

Как развивались языки программирования

Программирование — самая перспективная профессия XXI века. Какие бывают языки программирования, для чего они используются и как развиваются?

Автоматизация охватывает всё новые области, компьютеры все больше входят в нашу жизнь. И это многообразие задач переходит в многообразие программ, которые написаны на языках программирования.

Нидерландский учёный, труды которого оказали влияние на развитие информатики и информационных технологий

Наиболее важным, но в то же время наиболее незаметным свойством любого инструмента является его влияние на формирование привычек людей, которые имеют обыкновение им пользоваться.

Для чего нужны языки программирования

Язык программирования (ЯП) — формальный метод для записи компьютерных программ. Каждая такая программа — комбинация инструкций для вычислительной машины и данных, позволяющая выполнять расчеты и осуществлять управление.

Естественные языки используются для общения людей между собой, а языки программирования предназначены для управления компьютером, то есть для выражения человеческих идей в понятном для компьютера виде.

ЯП подчиняется той задаче, которая стоит перед компьютерной программой. Он зависит от оборудования, на котором выполняется алгоритм. Соответственно, практически для каждой задачи и каждого оборудования можно использовать наиболее подходящий ЯП. Вот почему языков программирования так много.

С момента описания первого универсального программируемого устройства в 1835 году — им считается разностная машина Чарльза Бэббиджа — человечество создало более 8000 языков программирования. Конкретно для этой машины первую программу написала в 1842 году леди Ада Лавлейс, ее считают первым в мире программистом. К сожалению, саму машину не удалось полностью собрать при жизни создателя из-за несовершенства технологий и дотошности Бэббиджа. Машина считывает данные с перфокарт и использует паровой двигатель как источник энергии. Если бы механизм собрали по плану, то он стал бы первым в мире компьютером.

Языки программирования вбирают в себя специфические черты конкретных сфер программирования — характерные структуры данных, типичные процессы и терминологию. Когда мы слышим о появлении нового языка программирования, может возникнуть мысль: еще один язык? Почему нельзя сделать один-единственный, стандартный язык программирования?

Но нет, этого сделать нельзя. Наоборот, появление очередного языка — это свидетельство прогресса компьютерной науки. Значит, или компьютеру нашлось новое применение, или мы научились эффективнее выполнять старые задачи. Новый ЯП — доказательство достижений и новых возможностей самого мощного инструмента, который есть у человеческой цивилизации: компьютера.

С каждым новым языком процесс программирования становится более универсальным. Поэтому многообразие языков — это очень хорошо. Оно показывает прогресс и позволяет двигаться дальше.

Какие бывают языки программирования

Уже в начале XIX века появились первые «программируемые» механизмы: ткацкие станки, музыкальные шкатулки и т.д. Каждый из них программировался своим собственным набором инструкций. Так появились предметно-ориентированные языки программирования, которые в огромном количестве создаются до сих пор по мере появления новых устройств и аппаратного обеспечения.

Кроме предметно-ориентированных, существуют учебные языки программирования, которые созданы специально для обучения начинающих программистов. Например, из одного такого учебного языка ABC вырос популярный сейчас язык программирования Python. Поэтому он такой простой и понятный.

Текст программы для отображения «Hello, world» на языке Python

Существуют эзотерические языки — своеобразные произведения искусства, которые невозможно применять на реальных задачах. Например, язык Malbolge специально создан для максимального затруднения написания программ.

Текст программы для отображения «Hello, world» на языке Malbolge

Кроме упомянутых учебных, эзотерических и предметно-ориентированных языков, есть еще визуальные языки, где программирование состоит в манипулировании графическими элементами. В основном такие языки используются для создания программ с графическим интерфейсом. Есть еще специализированные языки СУБД, языки для промышленной автоматизации и другие ЯП относительно узкого назначения.

Выделяют такие подходы к программированию (на профессиональном языке они называются парадигмами): аспектно-ориентированные, структурные, процедурные, логические, объектно-ориентированные, функциональные, мультипарадигмальные языки.

Общепринятой классификации не существует, но исторически принято разделять ЯП на высокоуровневые и низкоуровневые языки.

Языки высокого уровня

Языки программирования высокого уровня освобождают программистов от необходимости детализировать программы до слишком мелких машинных команд и знать особенности конкретных вычислительных устройств.

Писать программы на них значительно проще. Если задать вопрос, какой язык программирования легче, то следует смотреть именно в сторону высокоуровневых учебных языков. Они понятны человеку практически без дополнительных пояснений. А вот чтобы компьютер понял инструкции, написанные на высокоуровневом языке, специальная программа-компилятор переводит их в язык машинных инструкций, то есть на низкоуровневый язык.

Машинно-ориентированные языки

Компиляторы никогда не станут такими же умными, как люди, они не могут читать мысли программиста. Поэтому для написания максимально эффективной программы, которая идеально реализует замысел программиста, придется писать в машинных кодах.

Дональд Кнут в своей классической книге «Искусство программирования» приводил такой довод в пользу низкоуровневых языков: «Например, некоторые комбинаторные вычисления нужно повторять триллионы раз, и мы сэкономим приблизительно 11,6 дней работы за счет того, что сократим время вычислений во внутреннем цикле всего на одну микросекунду». Даже один сэкономленный такт вычислений дает огромную экономию в крупном масштабе!

Если вам попалась невероятно эффективная и быстрая программа — она наверняка написана с применением низкоуровневого языка.

Популярность языков

Какие основные языки программирования — определить непросто. Существуют различные метрики для измерения популярности языков, каждая из которых отражает определенный аспект популярности языка:

Например, журнал IEEE Spectrum попытался составить самый объективную картину популярности языков программирования по12 метрикам из 10 источников. Вот как выглядела в 2017 году таблица, отранжированная по этим параметрам:

По активности разработчиков на GitHub в 2017 году рейтинг выглядит так:

По каждой метрике может лидировать какой-то один язык, а по другой метрике — другой. Например, Cobol до сих пор доминирует в корпоративных дата-центрах, на нем написано много программ, хотя новых практически не пишут. Вариации языка C используются в системном программировании, а язык Java популярен для написания приложений под Android. Прочие языки регулярно используются для создания других разнообразных приложений.

За каким языком программирования будущее — покажет история, но исследователи отмечают, что по совокупности метрик в последнее время растет популярность Python, который сейчас вышел на 1-е место. Поднялись по рейтингу C# и Swift. По количеству вакансий для программистов C значительно опережает Python. В веб-программировании популярны JavaScript и PHP.

Важно!
Если ваша главная цель — найти высокооплачиваемую работу, то смотрите на соответствующие метрики и выбирайте правильный подход к изучению тех языков программирования, которые актуальны в конкретной области.

Курс «Профессия Веб-разработчик» предполагает, что по окончании годичной программы студент сможет устроиться джуниор-программистом. Программа обучение рассчитана на один год и составлена из трех основных курсов: «Веб-разработчик», «JavaScript с нуля» и «Базовые навыки PHP». По окончании курса студент получает глубокие комплексные знания, необходимые для профессиональной работы.

Пишет про разработку в Skillbox. Работал главным редактором сайта «Хабрахабр», ведет корпоративные блоги.

Источник

Краткая и на 146% точная история языков программирования

Жозеф Мари Жаккар учит ткацкий станок читать перфокарты, создавая первый многопоточный процессор. Изобретение в штыки приняли ткачихи, которые уже тогда что-то подозревали.

Ада Лавлейс, устав от положенного по социальному классу безделья, делает наброски в блокноте, которые станут известны как первая компьютерная программа. С поправкой, конечно, на то, что компьютеров тогда ещё не было.

Алан Тьюринг изобретает вообще всё, королева очарована им, но Тьюринг предпочитает ей мужскую компанию, что заканчивается для него печально.

Позже королева, конечно, остыла и простила Тьюринга, но тот, к сожалению, уже давно был мёртв.

Алонзо Чёрч тоже изобретает вообще всё вместе с Тьюрингом. Но будучи по другую сторону пруда избегает расположения королевы и его последствий.

Джон Бэкус создаёт Фортран — первый язык, который «используют настоящие программисты».

Грейс Хоппер, устав от спарринга с Чаком Норрисом, изобретает первый бизнес-ориентированный язык программирования. Ну а так как всё связанное с бизнесом должно иметь длинное и скучное название, она нарекает его «бизнес-ориентированным языком общего назначения» или COBOL для краткости.

Джон Кемени и Томас Курц решают, что программировать слишком сложно, и им нужно вернуться к базовым принципам. Так что они разбрасывают повсюду номера строк и называют своё детище BASIC.

Никлаус Вирт создаёт Паскаль и пару других языков программирования. Да, кому-то нравится марки собирать, а его хобби было создавать языки программирования.

Никлаус также изобретает Закон Вирта, который делает закон Мура устаревшим, так как разработчики будут писать настолько раздутые программы, что никакие мэйнфреймы не успеют за ними. Как мы знаем, это предсказание сбылось — посмотрите, например, на Electron.js и на его абстракции.

Деннис Ритчи от скуки, нагрянувшей в разгар напряжённого рабочего дня в Bell Labs, решает изобрести «C», который окажет ошеломительное влияние на индустрию: с этого момента все новые языки будут использовать фигурные скобки. «C» так же ввёл ошибки сегментации и другие инновации в программировании.

Так как до конца напряжённого рабочего дня оставалась пара свободных часов, Деннис и его приятели из Bell Labs решили создать пример программы на «C» и случайно создали операционную систему под названием Unix.

Алан Кэй изобретает объектно-ориентированное программирование и называет его Smalltalk. В Smalltalk всё является объектом. Даже объект является объектом.

Ларри Уолл становится проповедником и делает Perl доктриной.

Жан Ишбиа решает создать язык, посвящённый Аде Лавлейс и носящий её имя.

Брэд Кокс и Том Лав решают создать специальную, плохочитаемую версию «C» на основе Smalltalk. Своё детище они назовут Objective-C. И по сей день не нашлось ни одного человека, способного понять синтаксис этого языка.

Бьёрн Страуструп отправляется на своем DeLorean назад в будущее, где замечает, что «C» слишком уж быстро компилируется. Когда же в таком случае будут отдыхать разработчики? Чтобы как-то решить проблему, он добавляет в новый язык всё, что только может придумать, и называет своё детище C++.

Программисты повсеместно используют его, чтобы им не мешали читать xkcd на работе, в то время пока «ещё компилируется».

Роберту Иерузалимски и его друзья решают, что им нужен местный язык сценариев — Lua. Трагическая ошибка при переводе с бразильского приводит к тому, что индексы начинают считать с 1.

Расмус Лердорф создает язык шаблонов для своей персональной страницы в интернете.

Но мир решает использовать язык вообще для всего в вебе, так что Расмус добавляет биндинги к базе данных, и на свет появляется PHP.

Юкихиро Мацумото несчастен и замечает несчастье окружающих. Он создаёт Ruby, чтобы сделать окружающий мир чуточку счастливее. Это работает, и все становятся счастливы.

Брендан Эйх на выходных разрабатывает язык, который позже будет использоваться в каждом браузере в мире и, в конечном итоге, в Skynet.

Первоначально Брендан пошел в Netscape и сказал, что новый язык называется LiveScript, но Java стала популярной как раз во время код ревью, поэтому все решили, что лучше использовать фигурные скобки и переименовать язык в JavaScript.

Из-за проблем с товарными знаками JavaScript был переименован в ECMAScript во время стандартизации, но это уже никому не важно, все продолжают называть язык JavaScript.

Джеймс Гослинг изобретает Java, первый по-настоящему очень подробный объектно-ориентированный язык программирования, в котором шаблоны проектирования преобладают над прагматизмом.

В обиходе появляются фразы вроде «шаблон поставщика менеджера службы поставщика провайдера диспетчера контейнеров».

Андерс Хейлсберг заново изобретает Java и называет её C #, ведь программирование на «C» круче, чем на Java. Все любят новую Java за то, что она совсем непохожа на Java.

Дэвид Хансен создает фреймворк для Ruby под названием Ruby on Rails. Люди не могут понять, что это две разные вещи, и вновь становятся несчастными.

Джон Резиг пишет вспомогательную библиотеку для JavaScript. Почему-то каждый думает, что это новый язык, и целыми днями копипастит сниппеты JQuery из интернета.

Кен Томпсон и Роб Пайк решили создать новый С, но с меньшим быстродействием и большим количеством талисманов в виде сусликов.

Грэйдон Хор тоже хочет создать новый «C». Если другим можно, почему ему нельзя? Он нарекает детище Rust.

Люди требуют, чтобы каждый фрагмент любого программного обеспечения был переписан на Rust СЕЙЧАС ЖЕ. Грейдон не хочет этим заниматься и уходит работать над Swift для Apple.

Андерс Хейлсберг хочет писать на C# в браузерах, так что изобретает TypeScript, который как JavaScript, но с большей долей «Java» и меньшей «Script».

Джереми Ашкенас хочет быть счастливым, как разработчики Ruby, поэтому создает CoffeeScript, который компилируется в JavaScript, но больше похож на Ruby. Но Джереми никогда не становится так же счастлив, как были когда-то разработчики Ruby.

Крис Латтнер делает язык с целью — не быть как Objective-C. В результате Swift похож на Java.

Источник

Компьютерная грамотность с Надеждой

Заполняем пробелы — расширяем горизонты!

Языки программирования: почему появились, яркие представители, как выбрать язык

Язык программирования – это искусственный язык, который был создан для общения человека с компьютером, в частности, для того чтобы сказать компьютеру, что и как, когда и за чем сделать, то есть, для того, чтобы передать компьютеру инструкции на выполнение какой-то полезной работы.

Зачем нужны языки программирования

Компьютеры до сих пор плохо понимают естественные языки, которые используются для общения между людьми, по крайней мере, еще не научились понимать.

В свою очередь, люди плохо понимают машинные языки. Поэтому были созданы языки программирования, которые покрывают эту дыру в понимании, в модели мышления между человеком и компьютером.

Языки программирования могут быть:

История возникновения языков программирования

Сейчас используется несколько сотен языков программирования, но еще больше таких языков уже не используется. Под новые задачи со временем разрабатывались новые языки программирования.

Нулевое поколение

Жаккардовый станок

Примером таких машин служит жаккардовый ткацкий станок с программируемым устройством. Он был сделан в 1804 году французом Жозефом Мари Жаккаром. Кстати, в его честь узорчатая, декоративная ткань названа жаккардовой или жаккард.

С помощью станка можно было легко и массово производить вышивки на ткани при помощи перфокарт, представленных ниже на рисунке:

Рис. 1. Перфокарты для ткацкого станка Жаккарда

На перфокартах была запрограммирована последовательность действий для станков, чтобы воспроизвести какой-либо рисунок на ткани.

Машина Беббиджа

– еще более узкоспециальная машина, чем жаккардовый станок. Она была разработана Чарльзом Бэббиджем в Англии в 19 веке, но так и не была построена из-за нехватки средств.

Рис. 2. Машина Бэббиджа

Машина Бэббиджа была предназначена, чтобы вычислять суммы рядов и через них – разные функции. У этого устройства был собственный язык, который говорил, что нужно вычислять.

По проекту предполагалось вычислять логарифмы, степени, тригонометрические функции и т.д. с высокой степенью точности, более 5 знаков, что в то время было фантастикой.

Программируемый табулятор

– полностью электронное устройство. Это машины, которые были разработаны в начале 20 века и использовались, в основном, для операций с перфокартами.

Рис.3. Программируемый табулятор

На таком табуляторе писали программы для расчета зарплаты и т.п. Программа для такой машины выглядит как доска с массой отверстий и проводов. Табулятор «жевал» (читал) стопку перфокарт и выдавал что-то интересное.

Рис. 4. Программа для табулятора

Как видите, программа для табулятора совсем не похожа на современное программирование.

Машина Тьюринга

– простая абстракция, теоретическое построение, несуществующая в реальности машина, но которая описывает, как должен быть построен любой вычислитель:

Машина Тьюринга не имела воплощения в «железе», но получила важное теоретическое применение в теории вычислений.

Архитектура фон Неймана

– абстрактная архитектура для абстрактного вычислителя, которая позволяет добиться некоторых хороших результатов в гибкости использования машины.

Схематично эту архитектуру можно представить в виде 3-х основных блоков:

Рис. 5. Архитектура фон Неймана

Фон Нейман предложил программу действий машины и исходные данные, с которыми она работает, хранить в одном общем пространстве памяти, что несколько противоречит машине Тьюринга. У Тьюринга программа состоит из набора переходов в разные состояния машины, а данные хранятся отдельно, на ленте.

В дальнейшем по архитектуре фон Неймана были построены почти все существующие сейчас устройства.

Цифровые компьютеры

Идеи машины Тьюринга и архитектуры фон Неймана определили дальнейшее развитие программирования и цифровых компьютеров по следующим характеристикам:

Первые программы для цифровых компьютеров писали в машинных двоичных кодах. Со временем стало неудобно писать в программах длинный код, руководствуясь следующей схемой: из какой ячейки памяти брать каждое число, что с ним потом сделать и в какую ячейку памяти поместить результат. Программы для военных, для космических аппаратов и т.д. были очень сложными, большими.

Тогда появились первые языки программирования, отличавшиеся от ранее существовавших языков, которые были родными для машины и фактически содержали двоичный код. Языки программирования стали чуть ближе к человеку, а не к машине.

Ассемблер

Рис. 6. Программа на Ассемблере для MS DOS

Программа на рис. 6:

Ассемблер – язык, очень близкий к системе команд, которая была родной для вычислительной машины. При этом в ассемблере давали командам понятные мнемонические имена (названия команд).

Раньше программисты писали цифры, двоичные коды, а в Ассемблере наконец появились человеко-понятные имена для операций.

Программа на ассемблере писалась для конкретной машины, ее нельзя было использовать на другом устройстве.

Языки семейства ассемблер до сих пор широко используются, ибо для любой новой архитектуры или чего-то нового первые программы всегда пишутся на ассемблере по той причине, что до какого-то момента просто может НЕ найтись иных подходящих языков программирования, кроме как ассемблер.

Ассемблеры – это языки, которые написаны для конкретной архитектуры железа и близки к машинным кодам.

Рис. 7. Перфокарта от IBM 360

В ассемблере (и не только в нем) для передачи в компьютер используются перфокарты. На перфокарту можно записать 80 символов, одна перфокарта хранит 8 байт. Кстати, до сих пор по умолчанию ширина терминала в Linux ограничена 80-ю символами.

Первые языки высокого уровня

Люди поняли, что давать машине прямые команды с помощью ассемблера классно, но хочется делать вещи более высокого уровня. В конце 50-60-х годов появились первые языки высокого уровня:

Кобол

Рис. 8. Программа на Коболе

Программа на Кобол, приведенная на рис. 8, делает то же самое, что и программа на рис. 6, а именно, выводит сообщение HELLO.

Кобол прочно укрепился в бизнесе, использовался в управлении атомными реакторами и энергосистемами, в банковских системах. Поэтому в США до сих пор есть спрос на программистов на Коболе.

История о преданности языку программирования

Была интересная история про «жадную компанию» в США, которая купила в 1960-х годах большой компьютер, наняла программистов. Они для компании написали программное обеспечение на Коболе.

Компьютер работал-работал, но со временем устарел и перестал работать. Попытки найти замену старому компьютеру не увенчались успехом – такие машины уже никто не выпускал.

Приобрели другую машину, но спустя 20 лет переписывать для нее старые программы на Коболе – очень дорогое удовольствие. Поэтому был заказан у программистов и в течение года написан транслятор для старого программного обеспечения на Коболе, который позволял старую программу запускать на новой системе.

Такая история повторялась в компании 2 раза. Они брали старую бизнес-систему на Коболе, аккуратно ее поднимали и переносили на новое место, чтобы она там жила и здравствовала.

Технические специалисты понимали, что так продолжаться бесконечно не может, но родственники боялись что-то менять в бизнесе и так он продолжал работать.

Фортран

Многие научные разработки велись с использованием Фортрана. Считается, что ученый из любой области легко мог освоить этот язык и применять его в своей научной деятельности.

Ниже приведен пример программы на Фортране:

Рис. 9. Программа на Фортране

Золотой век

Это конец 60-х – начало 70-х, когда программирование получает признание. Люди понимают, что можно написать программу, которая пошлет аппарат на Луну, можно моделировать, строить и т.д.

В это время формируется несколько языков, которые положили начало важным направлениям в программировании:

Алгол

Язык Algol был предназначен для написания алгоритмов, а не для вычислений. Благодаря Алголу появилось само понятие «структурного программирования». В настоящее время язык немножко «умер» и не используется.

Наследники Алгола – языки

На языке C до сих пор очень-очень много пишут программ, а это одна пятая часть всего кода, который сейчас есть. На нем разрабатывают программы для маленьких устройств и низкоуровневый код для персональных систем.

Паскаль

Язык Паскаль был разработан в 1970 г. Никлаусом Виртом в качестве учебного языка для того, чтобы учить студентов программированию. Он воплотил в себе все идеологические аспекты структурного программирования, не смешанные с техническими вещами.

Объектно-ориентированное программирование подразумевает описание предметной области при помощи объектов, а не так, как было до этого – в виде линейной или ветвящейся структуры.

Simula и Smalltalk

Simula – объектно-ориентированный язык, появился в 1967 году в Европе, вначале описывал военные маневры. Объектами были танк, самолет, человек, которые делают то-то и то-то.

Smalltalk использовался в научных разработках, но он был очень медленный, в результате чего появился язык C++.

В функциональном программировании программа в целом представляет собой функцию, значение которой вычисляется. Функция записывается или определяется через другие функции.

Скриптовые языки

В 1980-х – 1990-х годах с появлением персональных компьютеров (PC) в программирование приходят «простые люди». Появляется потребность в таких языках, которые может легко использовать простой человек в своих целях.

Появляются новые языки:

Их основные особенности:

Следующая важная веха в программировании – появление Интернета и Веба.

Интернет и Веб

Появились специализированные языки:

Многие сайты написаны с помощью PHP и JavaScript.

Некоторые ранее существовавшие языки с появлением Интернета и Веба нашли новые ниши и стали веб-ориентированными:

К 2000-м годам старые языки программирования постепенно «умирают», появляются новые, но нет общепризнанной концепции, что же происходит с этими вещами.

Любой язык программирования – это искусственный язык, который имеет свой цикл жизни. Аналогично, операционные системы семейства Windows тоже имеют свои жизненные циклы: подробнее.

Жизненный цикл языка программирования:

В современном мире основная часть программного обеспечения (софта) пишется на 10-15 языках, хотя за все время, которое нам известно, было создано больше сотен языков программирования. Официально как-то зарегистрировано 300 или 400 языков.

Что есть язык программирования

Синтаксис определяет форму текстового представления программ, то есть, как их нужно написать, какие слова в язык входят, как ставить запятые, пробелы и т.д.

Синтаксис на примере Lisp

Одним из самых простых языков программирования, которые имеют формальную грамматику, считается язык списков LISP.

Рис. 10. Программа на LISP

LISP является очень старым языком, который вырабатывает списки. Грамматика такого языка – это грамматика списков, читается сверху вниз.

Программа на Лиспе – это список списков. Знаков препинания в Лиспе нет, но есть скобочки. Могут быть такие длинные программы на Лиспе, где в конце идет 2-3 листа, состоящих из одних закрывающих скобочек.

Простейший интерпретатор Лиспа занимает всего 19 строк! Ни один другой язык не может себе позволить себе такой роскоши.

Семантика

Если грамматика описывает формы представления: буквы, цифры, скобочки, то семантика описывает то, как программа работает, что эти буквы, цифры, скобочки означают, как они работают, взаимодействуют друг с другом и т.п.

Варианты представления семантики довольно ограничены.

Семантика может быть:

Семантика разделяется на две части:

Динамическая или фронтальная семантика этапа выполнения

Система типов данных в языках программирования

Важной частью семантики является система типов – это набор правил и выражений для методов, которые написаны в идеологии языка и того, как они между собой взаимодействуют.

Обычно в языке программирования имеется система типов данных – это строки, числа, списки и т.д. Есть, например, язык Форс, где все данные – просто байты, другими словами, существуют языки, где вообще не встроены типы данных.

Если же система типов присутствует, то можно провести деление языков программирования на два независимых друг от друга класса, которые приведены ниже.

Система типов данных:

Если типизация статическая, то типы всех переменных и выражений, которые написаны в программе, известны до момента ее выполнения, то есть, когда описываются функции, классы, переменные, то сразу задаются или явно обеспечиваются условия для того, чтобы тип такой конструкции был известен с самого начала.

Если типизация динамическая, то, наоборот, тип объектов контекстного языка неизвестен до момента выполнения, то есть тип функции или чего угодно будет неизвестен до самого конца.

Строгая типизация означает, что если у сущности есть какой-то тип и он известен, то этот тип может заменяться, но у самого объекта тип фиксированный, и он не меняется.

При слабой типизации тип объекта может быть разным в зависимости от контекста и от того, что Вы с ним делаете.

За системой типов языка приходится следить. Из-за неверно заданного типа только одного, не очень заметного символа в начале программы меняется тип всего выражения и поэтому в итоге могут получаться очень странные ошибки.

Следующая важная характеристика языка —

Парадигма языка программирования

Часто одну и ту же практическую задачу можно реализовать с помощью любой из парадигм, перечисленных выше.

Еще одной важной частью языка, которую нужно учитывать при использовании языка, является Runtime – то, как язык выполняется.

Runtime – выполнение программы

Программа может выполняться по-разному:

Перечисленные три способы разные и используются для разных целей. Эти техники могут комбинироваться – интерпретатор может компилировать на лету какие-то куски программы, чтобы работало быстрее. Динамически-сгенерированный код может интерпретироваться без компиляции.

Язык C

– один из самых популярных, один из самых важных по физически написанному по нему коду, практически это «наше всё».

Он создан в 1972 году, создатели – Деннис Ритчи (Dennis Ritchie) и коллеги. Д.Ритчи создал также систему Linux и многие другие полезные вещи.

Кстати, С актуален до сих пор, используется для:

С – низкоуровневый язык, можно сказать, что это Ассемблер с человеческим лицом, ибо почти любую конструкцию C человек может вручную преобразовать в Ассемблер и получатся довольно понятные операции.

Программы на C получаются очень компактные. Они не намного больше, чем если бы аналогичные программы были написаны на Ассемблере. При этом разработка на C проходит намного быстрее, чем на Ассемблере.

Поэтому C сейчас используется для таких задач, где требуется быстродействие, очень важно управление памятью и большое значение имеет компактный объем самой программы. Если у Вас маленький микроконтроллер, который встраивается в какое-то устройство, то программа для него, скорее всего, будет написана либо на Ассемблере, либо на C.

Рис. 11. Пример простой программы на C.

В 90-ых годах JAVA получила большую популярность как мультиплатформенный язык. Один раз написав виртуальную машину для какой-то платформы, допустим для Windows разных версий или для Linux или для Mac, можно любые программы на JAVA запускать на ней без перекомпиляции. Поэтому язык был популярен в эпоху веба, когда было разных платформ (разные версии Windows, разные Маки). Программы на JAVA работали быстро и довольно хорошо на разных платформах.

Следует отличать спецификации языка Java и различные реализации JVM:

Рис. 12. Пример простой программы на JAVA.

Как видно на рис. 12, приходится писать много букв, чтобы выполнить простые действия. Java часто называют новым Коболом, так как она содержит те же негативные свойства, которые когда-то сделали Кобол плохим языком.

Тем не менее JAVA очень популярна, в частности, на ней написана клиентская часть операционной системы Андроид.

Язык Lisp, разработанный в 1958 году, претерпел массу изменений.

У него есть множество реализаций и диалектов:

Рис. 13. Программа на LISP: сортировка пузырьком

Без правильных отступов читать такую программу довольно сложно.

Python (Питон)

Python – спецификация языка. Существует несколько основных реализаций:

Рис. 14. Программа на Python: сортировка пузырьком

У Python есть важная особенность – вместо скобочек (круглых, фигурных) для выделения блоков кода и структурных элементов используются отступы с помощью пробелов, что довольно необычно для всех языков. Кроме Python такой особенностью почти никто не обладает.

Выбор языка под задачу

Как выбрать язык под задачу, когда Вы знаете, что Вам нужно сделать, но не знаете на чем?

Важный совет: используйте то, на чем Вы умеете программировать. Это гораздо лучше, чем использовать то, на чем Вы НЕ умеете программировать.

Экосистема

Язык, который Вы хотите взять, не должен быть «голым» языком, у него должна быть экосистема, которая включает:

Популярность

Сложно найти в команду людей, которые пишут код на редко используемом языке, к примеру на Eiffel. С другой стороны, на вакансию по мега-популярному языку JAVА, в котором порог входа низкий, набежит много народа, но будет непросто подобрать людей, которые пишут на нем действительно хорошо.

Чем популярнее язык, тем больше у него библиотек, коммьюнити, фреймворков и других вещей, которые нарастают сами по себе сверху.

Скорость обучения

Почти никто не знает язык до конца. По мере работы Вам потребуется учиться языку все дальше и дальше. Некоторые языки учатся легко, а какие-то очень плохо.

JAVA — язык простой в изучении и простой по возможностям, а дальше все строится не за счет языка, а за счет инструментов.

С++ выучить до конца невозможно, потому что там есть очень сложные вещи с кодогенерацией.

Нишевость языков

Конкретные языки лучше подходят для решения определенных нишевых задач.

Пример 1: веб приложение, которое

Для такой задачи, скорее всего, подойдет Python или Ruby. Не надо это делать на JAVA

Пример 2: биллинговая система сотового оператора

В этом случае наш выбор – Java, С++, Erlang – богатые языки с богатым инструментарием.

Пример 3: код бортовой ЭВМ для спутника

Наш выбор – С и С-подобные языки (и даже ассемблер), потому что очень мало ресурсов и эти требования надо соблюсти.

Статья основана на видео:

Как правильно выбрать язык программирования — Иван Калинин

Смотреть видео лучше на скорости 0.75.

Видео снято в декабре 2014 года, тем не менее, вся информация актуальна и не имеет срока давности. Многие материалы с позиции сегодняшних реалий представляют несомненный интерес, например, о том, что ученые еще в конце 1950-ых — начале 1960-ых годов считали, что искусственный интеллект уже на пороге и с его помощью можно будет вот-вот работать на компьютере с естественным, обычным, человеческим языком.

Онлайн-курс «Введение в программирование (C++)»

Чтобы записаться на онлайн-курс, нужно пройти регистрацию, указав свою электронную почту. Для этого перейдите по указанной ниже ссылке, после чего в правом верхнем углу кликните по зеленой кнопке «Поступить на курс»:

Нашли ошибку? Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник