Доклад на тему языки программирования
Обновлено: 02.07.2024
Языки программирования – неотъемлемая часть нашей жизни, это возможность взаимодействия человека с машиной, возможность общения друг с другом на понятном языке. Всё, что мы делаем на компьютере, так или иначе связано с ними. Просматривая информацию в браузере можно даже посмотреть программный код страницы. И что же мы увидим? Бесчисленное количество непонятных слов. Но в этом не так сложно разобраться. Эта статья поможет вам узнать много нового про языки программирования и преимущества каждого из них.
Для начала немного истории. Первый язык программирования — Plankalkül — появился в 1940-х годах. Он был разработан немецким инженером К. Цузе. Со временем вычислительная техника развивалась, и было создано огромное количество языков программирования, у каждого из которых есть своя область применения и преимущества. Попробуем в них разобраться.
Все языки программирования можно разделить на 4 типа:
Структурные языки программирования
В основе этих языков лежит представление программы в виде иерархической структуры блоков. Любая программа состоит из трёх базовых управляющих структур: последовательность, ветвление, цикл. Рассмотрим основные структурные языки программирования: Basic, Pascal.
Basic
Этот язык программирования был придуман в 1963 году преподавателями Дартмутского Колледжа Джоном Кемени и Томасом Куртцом. Основной задачей этого языка была возможность без опыта программирования создавать программы для своих задач. Сейчас же он превратился в обычный язык программирования с широким набором возможностей.
Преимущества языка Basic:
Pascal
Pascal – один из самых известных языков программирования. Он был создан Никлаусом Виртом в 1968—1969 годах и используется для обучения программированию в старших классах школы и в вузах. Это один из первых языков, для которых характерна строгая типизация, потому что, по мнению Вирта, язык должен способствовать дисциплинированному программированию. Поэтому Pascal так активно используют в обучении. К 1980-м годам Паскаль стал основой для многочисленных учебных программ.
Преимущества языка Pascal:
- Лёгкий синтаксис.
- Невысокие аппаратные и системные требования.
- Универсальность.
Процедурные языки программирования
При процедурном программировании программа сводится к последовательному выполнению операторов для преобразования исходных данных в результаты. Это даёт возможность определять каждый шаг по ходу решения задачи. Самые популярные процедурные языки программирования – C и PureBasic.
C
Разработанный в 1969-1973 годах, этот язык программирования оказал существенное влияние на развитие индустрии программного обеспечения. Он доступен на самых различных платформах и позволяет программистам довольно точно представлять, как выполняются их программы. C применяется при разработке операционных систем и приложений реального времени, которые требуют отзывчивости кода.
Преимущества языка C:
- Небольшое число ключевых слов.
- Простая языковая база.
- Наличие указателей на функции.
PureBasic
Этот язык программирования создан в 1998 году на основе синтаксиса Basic. Он предназначен для создания программ на Linux, Windows, Mac OS. Благодаря лёгкому синтаксису PureBasic подойдёт новичкам, а его большие возможности позволяют работать на нём и продвинутым программистам. Особенностью этого языка является то, что у него есть 2 версии: бесплатная PureBasic Demo и платная PureBasic Full. PureBasic Demo имеет некоторые ограничения. Одно из них: нельзя скомпилировать код в котором больше 800 строк кода.
Преимущества языка PureBasic:
- Маленький размер программ.
- Код может быть скомпилирован на разных платформах.
- Простой синтаксис, но при этом высокая функциональность.
Объектно-ориентированные языки программирования
Основные понятия ООП:
- Абстракция данных – выделение значимой информации и исключение незначимой.
- Инкапсуляция – свойство языка, позволяющее связать данные с методами.
- Наследование – свойство системы, позволяющее описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью.
- Класс – тип данных, который состоит из набора переменных элементарных типов и функций для работы с ними.
- Объект – сущность в цифровом пространстве, имеющая определённые свойства и операции над ними.
На данный момент существует большое количество объектно-ориентированных языков программирования, т.к. они пользуются наибольшей популярностью у программистов. Рассмотрим некоторые из них.
C++
Преимущества языка С++:
- Быстрота исполнения кода.
- Универсальность. Можно разрабатывать программы для различных операционных систем.
- Доступность. Существует огромное количество учебной литературы.
Java
Этот язык был разработан в 1995 году Джеймсом Гослингом. Сейчас Java используется для создания клиентских приложений и серверного ПО. Важной особенностью технологии этого языка является система безопасности, которая контролирует исполнение программы и прерывает операции, прерывающие установленные полномочия (например, несанкционированная попытка доступа к данным). Это, а также высокая скорость выполнения задач делают Java одним из популярнейших языков программирования.
Преимущества языка Java:
- Безопасность.
- Простота изучения.
- Отсутствие зависимости от платформы.
JavaScript
Многие думают, что JavaScript тесно связан с Java, но это не так. Его синтаксис гораздо больше похож на синтаксис языка С. Первоначально он вообще назывался Mocha, затем – LiveScript и только потом получил название JavaScript. Одна из версий состоит в том, что в то время (1995 год) Java было модным словом. JavaScript обычно используется в браузерах. Он придаёт веб-страницам интерактивность. Также JavaScript – самый популярный язык программирования, предназначенный для разработки веб-приложений.
Преимущества языка JavaScript:
- Понятен даже тем пользователям, которые не являются программистами.
- Возможность запустить программу в браузере.
- Программы подключаются к коду веб-страницы и сразу выполняются при загрузке.
- Понятность для новичков.
- Поддержка большинства продуктов Microsoft.
- Скорость работы.
Python
Этот язык, разработанный голландцем Гвидо ван Россумом в 1991 году, ориентирован на повышение читаемости кода. Вот несколько цитат из философии Python:
“Красивое лучше, чем уродливое.”
“Явное лучше, чем неявное.”
“Простое лучше, чем сложное.”
Действительно, Python обладает чётким синтаксисом, и благодаря этому код написанных на нём программ легко читаем. Также он активно развивается, и примерно раз в два с половиной года выходят новые версии языка. Python – универсальный язык программирования. Его можно использовать в разных сферах: от веб-разработки до работы с машинным обучением.
Преимущества языка Python:
- Универсальность.
- Легко читаемый синтаксис.
- Реализован почти на всех платформах и операционных системах.
PHP
PHP был разработан в 1995 году датским программистом Расмусом Ледорфом. Сейчас этот язык активно применяется при разработке веб-приложений. Этому способствует большое количество дополнительных модулей и встроенных средств для веб-программирования. Синтаксис PHP похож на синтаксис языка C. PHP используют крупные сайты, например, Facebook и Wikipedia.
Преимущества языка PHP:
- Простота кода.
- Эффективные средства безопасности.
- Высокая скорость работы.
Функциональные языки программирования
В функциональном программировании процесс вычисления определяется как вычисление значений функций в их математическом понимании. При этом не предполагается хранение состояния программы: достаточно вычисления результатов функций от исходных данных. Таким образом, в функциональном программировании нет переменных, и если мы вызываем функции с одинаковыми аргументами, то мы получим один и тот же результат: выходные данные зависят только от входных. Рассмотрим несколько функциональных языков программирования.
Scala
Преимущества языка Scala:
- Взаимодействие с кодом, написанным на Java.
- Приятный синтаксис.
- Широкая область применения.
Erlang
Преимущества языка Erlang:
- Простота изучения.
- Возможность обновления кода во время выполнения программы.
- Отказоустойчивость программа.
Вот мы и закончили знакомство с языками программирования. Конечно, существует много языков помимо тех, которые представлены в статье, но эти являются основными. Каждый из них подходит под определённые задачи, и исходя из этого надо решать, какие языки программирования изучать.
Программирование - это искусство создавать программные продукты, которые написаны на языке программирования.
Язык программирования (англ. Programming language) - система обозначений для описания алгоритмов и структур данных, определенная искусственная формальная система, средствами которой можно выражать алгоритмы. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполняет исполнитель (компьютер) под ее управлением.
Со времени создания первых программируемых машин было создано более двух с половиной тысяч языков программирования. Ежегодно их число пополняется новыми. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты обычно применяют в своей работе несколько языков программирования.
Языки программирования низкого уровня
Первым компьютерам приходилось программировать двоичными машинными кодами. Однако программировать таким образом - достаточно трудоемкая и сложная задача. Для упрощения этой задачи стали появляться языки программирования низкого уровня, которые позволяли задавать машинные команды в более понятном для человека виде. Для преобразования их в двоичный код были созданы специальные программы - трансляторы.
Трансляторы делятся на:
компиляторы - превращают текст программы в машинный код, который можно сохранить и затем использовать уже без компилятора (примером являются исполняемые файлы с расширением *. exe).
интерпретаторы - превращают часть программы в машинный код, выполняют и после этого переходят к следующей части. При этом каждый раз при выполнении программы используется интерпретатор.
Язык Ассемблер (Assembler) - это низкоуровневый язык программирования. Он хоть и сложный, но написанные на нем программы работают быстрее, чем на Паскале и на Си. Достоинства языка состоят в том, что программист может написать более высокоскоростную программу, чем на других языках высокого уровня. Также Ассемблер используется для написания прошивок на BIOS, а также возможет непосредственный доступ к регистрам процессора, и к портам компьютера.
Языки низкого уровня ориентированы на конкретный тип процессора и учитывают его особенности, поэтому для переноса программы на ассемблере на другую аппаратную платформу ее нужно почти полностью переписать. Определенные различия имеются и в синтаксисе программ под разные компиляторы. Правда, центральные процессоры для компьютеров фирм AMD и Intel практически совместимы и отличаются лишь некоторыми специфическими командами. А вот специализированные процессоры для других устройств, например, видеокарт, телефонов содержат существенные различия.
Преимущества:
с помощью языков низкого уровня создаются эффективные и компактные программы, поскольку разработчик получает доступ ко всем возможностям процессора.
программист, работающий с языками низкого уровня, должен быть высокой квалификации, хорошо понимать устройство микропроцессорной системы, для которой создается программа. Так, если программа создается для компьютера, нужно знать устройство компьютера и, особенно, устройство и особенности работы его процессора.
результирующая программа не может быть перенесена на компьютер или устройство с другим типом процессора.
значительное время разработки больших и сложных программ.
Языки низкого уровня, как правило, используют для написания небольших системных программ, драйверов устройств, модулей стыков с нестандартным оборудованием, программирование специализированных микропроцессоров, когда важнейшими требованиями являются компактность, быстродействие и возможность прямого доступа к аппаратным ресурсам.
Языки программирования высокого уровня
Можно сказать более понятными человеку, чем компьютеру. Особенности конкретных компьютерных архитектур в них не учитываются, поэтому созданные программы легко переносятся с компьютера на компьютер. В основном достаточно просто перекомпилировать программу под определенную компьютерную архитектурную и операционную систему. Разрабатывать программы на таких языках гораздо проще и ошибок допускается меньше. Значительно сокращается время разработки программы, что особенно важно при работе над большими программными проектами.
К языкам программирования высокого уровня относятся:
Язык программирования Java - сильно типизированный объектно-ориентированный язык программирования. Приложения Java обычно транслируются в специальный байт-код, поэтому они могут работать на любой компьютерной архитектуре, с помощью виртуальной Java-машины. Другой важной особенностью технологии Java является гибкая система безопасности, в рамках которой исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной. Любые операции, которые превышают установленные полномочия программы (например, попытка несанкционированного доступа к данным или соединения с другим компьютером), вызывают немедленное прерывание. Часто к недостаткам концепции виртуальной машины относят снижение производительности.
Язык программирования MATLAB - является высокоуровневым интерпретируемым языком программирования, включающий широкий спектр функций, интегрированную среду разработки, основанные на матричных структурах данных, объектно-ориентированные возможности написанным на других языках программирования. Программы, написанные на MATLAB, бывают двух типов -функции и скрипты. Функции имеют входные и выходные аргументы, а также собственное рабочее пространство для хранения промежуточных результатов вычислений и переменных. Скрипты же используют общее рабочее пространство. Как скрипты, так и функции сохраняются в виде текстовых файлов и компилируются в машинный код динамически. Существует также возможность сохранять так называемые pre-parsed программы - функции и скрипты, обработанные в вид, удобный для машинного исполнения. В общем случае такие программы выполняются быстрее обычных, особенно если функция содержит команды построения графиков.
Основной особенностью языка MATLAB являются его широкие возможности по работе с матрицами.
Язык программирования Cи - компилируемый статически типизированный язык программирования общего назначения, который более популярен, чем Паскаль и Ассемблер. Си, позволяет писать программы под Windows. Программирование под Windows сейчас очень распространено в мире, но для этого необходимо много труда и усилия. Си создавался с одной важной целью: сделать более простым написание больших программ с минимумом ошибок по правилам процедурного программирования, не добавляя на итоговый код программ лишних накладных расходов для компилятора, как это всегда делают языки очень высокого уровня, такие, как Бейсик. С этой стороны Си предлагает следующие важные особенности:
простую языковую базу, из которой вынесены в библиотеки многие существенные возможности, вроде математических функций или функций управления файлами;
ориентацию на процедурное программирование, обеспечивающую удобство применения структурного стиля программирования;
систему типов, предохраняющую от бессмысленных операций;
использование препроцессора для, например, определения макросов и включения файлов с исходным кодом;
непосредственный доступ к памяти компьютера через использование указателей;
минимальное число ключевых слов;
передачу параметров в функцию по значению, а не по ссылке (при этом передача по ссылке эмулируется с помощью указателей);
указатели на функции и статические переменные;
области действия имён;
структуры и объединения — определяемые пользователем собирательные типы данных, которыми можно манипулировать как одним целым;
На современном этапе развития компьютерных технологий невозможно представить какого-либо высококвалифицированного специалиста, не владеющего информационными навыками, поскольку деятельность любого субъекта в значительной степени зависит от уровня владения информации, а также способности эффективно ее использовать. Для свободной ориентации в информационных потоках современный специалист любого профиля должен уметь получать, обрабатывать и использовать информацию, прежде всего, с помощью компьютеров, а также телекоммуникаций и других новейших средств связи, в том числе и уметь обращаться с языками программирования.
С развитием мира и появлением компьютерной техники возникла потребность в создании языков, помогающих развитию программирования.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| yazyki_programmirovaniya.docx | 109.48 КБ |
| yazyki_programmirovaniya.pptx | 1.56 МБ |
Предварительный просмотр:
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение -
средняя общеобразовательная школа №2 города Аркадака
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ИТОГОВЫЙ ПРОЕКТ
Сивохин Владислав Иванович
Е.М. Дмитриева, учитель информатики
ГЛАВА I. ПОНЯТИЕ О ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ………………………….………. 4
1.2 История развития языков программирования………………………………………………………………….6
Список использованных информационных источников…… …………………………… …….15
На современном этапе развития компьютерных технологий невозможно представить какого-либо высококвалифицированного специалиста, не владеющего информационными навыками, поскольку деятельность любого субъекта в значительной степени зависит от уровня владения информации, а также способности эффективно ее использовать. Для свободной ориентации в информационных потоках современный специалист любого профиля должен уметь получать, обрабатывать и использовать информацию, прежде всего, с помощью компьютеров, а также телекоммуникаций и других новейших средств связи, в том числе и уметь обращаться с языками программирования.
С развитием мира и появлением компьютерной техники возникла потребность в создании языков, помогающих развитию программирования.
Я хочу в своей работе рассказать о языках программирования. Актуальность работы - На сегодняшний день жизнь человека невозможна без компьютерной техники. Современные гаджеты не способны выполнять свою функцию без заложенных в них программ, написанных на специальном языке.
Объект исследования – компьютерные технологии.
Цель исследования - выяснить, как люди совершенствовали языки программирования, какие языки на данный момент являются самыми актуальными.
Гипотеза - я предполагаю, что с усовершенствованием старых и созданием новых языков программирования людям стало легче работать, а программирование стало не таким сложным.
1. Развитие познавательного интереса,
2. Воспитание информационной культуры.
3. Ознакомление с основными языками программирования.
4. Расширение кругозора.
Вид проекта по содержанию – информационно - исследовательский. Вид проекта по комплектности – межпредметный. Методы исследования:
Работа с научной литературой и интернет ресурсами. Систематизация найденных сведений об информационных технологиях.
Продукты проекта: материалы работы, презентация в формате MicrosoftPowerPoint.
Глава I. ПОНЯТИЕ О ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
1.1. ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Язык программирования - это система обозначений, служащая для точного описания программ или алгоритмов для ЭВМ. Языки программирования являются искусственными языками. От естественных языков они отличаются ограниченным числом “слов” и очень строгими правилами записи команд (операторов). Поэтому при применении их по назначению они не допускают свободного толкования выражений, характерного для естественного языка.
Можно сформулировать ряд требований к языкам программирования и классифицировать языки по их особенностям.
Основные требования, предъявляемые к языкам программирования:
1) наглядность - использование в языке по возможности уже существующих символов, хорошо известных и понятных как программистам, так и пользователям ЭВМ;
2) единство - использование одних и тех же символов для обозначения одних и тех же или родственных понятий в разных частях алгоритма. Количество этих символов должно быть как можно меньше;
3) гибкость - возможность описания распространенных приемов математических вычислений с помощью имеющегося в языке ограниченного набора изобразительных средств;
4) однозначность - недвусмысленность записи любого алгоритма. Отсутствие ее могло бы привести к неправильным ответам при решении задач.
В настоящее время в мире существует несколько сотен реально используемых языков программирования. Для каждого есть своя область применения.
Любой алгоритм - последовательность предписаний, выполнив которые, можно за некоторое число шагов перейти от исходных данных к результату. В зависимости от степени детализации предписаний обычно определяется уровень языка программирования — чем меньше детализация, тем выше уровень языка.
По этому критерию можно выделить следующие уровни языков программирования:
- машинные;
- машинно-ориентированные (ассемблеры);
- машинно-независимые (языки высокого уровня).
Разные типы процессоров имеют разные наборы команд. Если язык программирования ориентирован на конкретный тип процессора и учитывает его особенности, то он называется языком программирования низкого уровня. В данном случае “низкий уровень” не значит “плохой”. Имеется в виду, что операторы языка близки к машинному коду и ориентированы на конкретные команды процессора.
Основные компоненты алгоритмического языка:
- алфавит,
- синтаксис,
- семантика.
Алфавит — это фиксированный для данного языка набор основных символов, т.е. букв алфавита, из которых должен состоять любой текст на этом языке — никакие другие символы в тексте не допускаются.
Синтаксис — это правила построения фраз, позволяющие определить, правильно или неправильно написана та или иная фраза.
Разнообразие классов задач привело к тому, что на сегодняшний день разработано несколько сотен алгоритмических языков. Правда, широкое распространение и международное признание получили лишь 10-15 языков. Среди них в первую очередь следует отметить: Fortran и Algol - языки, предназначенные для решения научно-технических задач, Cobol – для решения экономических задач, Basic – для решения небольших вычислительных задач в диалоговом режиме. В принципе каждый из этих языков можно использовать для решения задач не своего класса. Однако, как правило, применение оказывается неудобным.
1.2 ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Программа – алгоритм, записанный на языке программирования. Программа – последовательность операторов языка. Языки программирования – искусственные языки, строго формализованные: существует правила записи операторов языка – синтаксис языка.
Программы на машинном языке – очень длинные последовательности единиц и нулей, являлись машинно-зависимыми, т.е. для каждой ЭВМ необходимо было составлять свою программу. Машинные и машинно-ориентированные языки — это языки низкого уровня, требующие указания мелких деталей процесса обработки данных. Языки же высокого уровня имитируют естественные языки, используя некоторые слова разговорного языка и общепринятые математические символы. Эти языки более удобны для человека.
Вместо 1 и 0 программисты теперь могли пользоваться операторами (MOV, ADD, SUB и т.д.), которые похожи на английские слова. Программы на ассемблере также являются машинно-зависимыми. Для преобразования в машинный код использовался компилятор (спец. программа – переводчик в машинный код). Язык ассемблера — это машинно-зависимый язык низкого уровня, в котором короткие имена соответствуют отдельным машинным командам. Используется для представления в форме программ, записанных в машинном коде.
- Первые языки программирования высокого уровня.
С середины 50-ых гг. XX в. начали создавать первые языки программирования высокого уровня (high-level language). Эти языки были машинно-независимыми (не привязаны к определённому типу ЭВМ). Но для каждого языка были разработаны собственные компиляторы. Языки высокого уровня были разработаны для того, чтобы освободить программиста от учета технических особенностей конкретных компьютеров. Уровень языка характеризуется степенью его близости к естественному языку. Машинный язык не похож на человеческий, он крайне беден в своих изобразительных средствах.
Примеры таких языков: FORTRAN (FORmula TRANslator; 1954) предназначен для научных и технических расчетов; COBOL (1959) был предназначен в основном для коммерческих приложений (обрабатывал большие объемы нечисловых данных) – Common Business-Oriented Language)); язык BASIC (Beginner’s All Purpose Instuction Code – универсальный язык символьных инструкций для начинающих; 1964)
С начала 80-ых г. XX в. начали создаваться языки программирования, которые позволили перейти к структурному программированию (использование операторов ветвления, выбора цикла). К этим языкам относятся: язык Pascal (назван его создателем Никлаусом Виртом в честь великого физика Блеза Паскаля; 1970); язык Си, позволяющий быстро и эффективно создавать программный код (1971)
- Языки объектно-ориентированного программирования (90-ые г. XX в.).
В основу этих языков положены программные объекты, которые объединяют данные и методы их обработки. В этих языках сохранялся алгоритмический стиль программирования. Для них были разработаны среды программирования, позволяющие визуально конструировать графический интерфейс приложений:
язык С++ (1983) - продолжение алгоритма языка Си;
язык Object Pascal (1989) был создан на основе языка Pascal. После создания среды программирования – Delphi (1995);
язык Visual Basic(1991) был создан корпорацией Microsoft на основе языка Qbasic (1975) для разработки приложений с графическим интерфейсом в среде ОС Windows.
- Языки программирования для компьютерных сетей.
В 90-ые годы XX в. в связи с бурным развитием Интернета были созданы языки, обеспечивающие межплатформенную совместимость. На подключенных к Интернету компьютерах с различными ОС (Windows, Linux, Mac OS и др.) могли выполняться одни и те же программы. Исходная программа компилируется в промежуточный код, который исполняется на компьютере встроенной в браузер виртуальной машиной:
язык Java - объектно-ориентированный язык был разработан фирмой Sun Microsystems для создания сетевого программного обеспечения (1995);
язык JavaScript – язык сценариев Web-страниц (компания Netscape; 1995)
Для того, чтобы процессор мог выполнить программу, данные должны быть загружены в оперативную память. Необходимо, чтобы в ОП была размещена программа-транслятор, автоматически переводящая с языка программирования в машинные коды. Трансляторы бывают двух типов: интерпретаторы и компиляторы. Интерпретатор – программа, которая обеспечивает последовательный перевод операторов программы с одновременным их выполнением. Достоинством интерпретатора является удобство отладки (поиск ошибок), недостатком – малая скорость выполнения. Компилятор переводит весь текст программы на машинный язык и сохраняет его в исполнимом файле (обычно с расширением .exe).
Алгоритмический язык (язык программирования) представляет собой один из способов записи алгоритма. Язык программирования является строго формализованным, то есть все команды записываются по определенным правилам и отступления от этих правил не допускаются. Например, в русском языке можно при разделении элементов перечисления поставить запятую (,) или точку с запятой (;). А в языке программирования при записи команд нельзя изменить ни одного знака - возникает ошибка.
Программа, написанная на языке программирования, состоит из команд (операторов), задающих последовательность действий. Эти действия выполняются над некоторыми объектами. Объектами могут быть числа, текстовые строки, переменные. Языки отличаются друг от друга множеством допустимых объектов и набором операций, которые можно выполнять над этими объектами.
Первым значительным шагом представляется переход к языку ассемблера. Не очень заметный, казалось бы, шаг — переход к символическому кодированию машинных команд — имел на самом деле огромное значение.
Программисту не надо было больше вникать в хитроумные способы кодирования команд на аппаратном уровне. Более того, зачастую одинаковые по сути команды кодировались совершенно различным образом в зависимости от своих параметров.
Появилась также возможность использования макросов и меток, что также упрощало создание, модификацию и отладку программ. Появилось даже некое подобие переносимости — существовала возможность разработки целого семейства машин со сходной системой команд и некоего общего ассемблера для них, при этом не было нужды обеспечивать двоичную совместимость.
Среди универсальных языков программирования в настоящее время наиболее распространены следующие.
- Си [C] - Многоцелевой язык программирования высокого уровня, разработанный Деннисом Ритчи в начале 1970-х гг. на базе языка BCPL. Используется на мини-ЭВМ и ПЭВМ. Является базовым языком операционной системы Unix, однако применяется и вне этой системы, для написания быстродействующих и эффективных программных продуктов, включая и операционные системы. Для IBM PC имеется ряд популярных версий языка Си, в том числе - Turbo C (фирмы Borland), Microsoft C и Quick C (фирмы Microsoft ), а также Zortech C (фирмы Symantec). Многие из указанных версий обеспечивают также работу с Си и Си++.
Язык Си разрабатывался как язык системного программирования, для которого можно создать однопроходный компилятор. Стандартная библиотека также невелика. Как следствие данных факторов — компиляторы разрабатываются сравнительно легко [2] . Поэтому данный язык доступен на самых различных платформах. К тому же, несмотря на свою низкоуровневую природу, язык ориентирован на переносимость. Программы, соответствующие стандарту языка, могут компилироваться под различные архитектуры компьютеров.
Целью языка было облегчение написания больших программ с минимизацией ошибок по сравнению с ассемблером, следуя принципам процедурного программирования, но избегая всего, что может привести к дополнительным накладным расходам, специфичным для языков высокого уровня.
Паскаль [PASCAL] - процедурно-ориентированный язык программирования высокого уровня, разработанный в конце 1960-х гг. Никлаусом Виртом, первоначально для обучения программированию в университетах. Назван в честь французского физика, математика и философа XVII века Блеза Паскаля.
В своей начальной версии Паскаль имел довольно ограниченные возможности, поскольку предназначался для учебных целей, однако последующие его доработки позволили сделать его хорошим универсальным языком, широко используемым для написания больших и сложных программ. Существует ряд версий языка (например, ETH Pascal, USD Pascal, Turbo Pascal) и систем программирования на этом языке для разных типов ЭВМ. Для IBM PC наиболее популярной является система Turbo Pascal фирмы Borland (США).
Последующая работа Вирта была направлена на создание на основе Паскаля языка системного программирования, с сохранением возможности вести на его базе систематический, целостный курс обучения профессиональному программированию. Результат этой работы — язык Модула-2 .
К сожалению, этот язык программирования с каждым годом изживает себя. По сравнению с С и С++ Паскаль имеет более громоздкие конструкции. Чтобы выразить свою мысль приходится больше писать. В большом тексте тяжелее найти ошибки.
Pascal устаревает: в нем отсутствует масса необходимых для создания современных приложений возможностей, в коммерческой разработке он не используется.
Java — строго типизированный объектно-ориентированный язык программирования , разработанный компанией Sun Microsystems (в последующем приобретённой компанией Oracle ). Разработка ведётся сообществом, организованным через Java Community Process , язык и основные реализующие его технологии распространяются по лицензии GPL . Права на торговую марку принадлежат корпорации Oracle.
Java — это серьёзный объектно-ориентированный язык, на котором пишут программы для компьютеров и мобильные приложения. Он интересен тем, что один и тот же код можно скомпилировать под множество разных платформ. Java — один из основных языков для разработки под Android.
Язык программирования Java работает с веб-приложениями, которые транслируются в байт-код. Он может работать на любой компьютерной архитектуре, так как код преобразуется с помощью Java-машины. Он появился в 1996 году и последние годы он стал самым популярным языком программирования. Однако многие недовольны из-за того, что он работает медленнее, чем его конкуренты.
Перечислить все бренды, которые используют Java, невозможно. В качестве примера можно взять YouTube, Netflix, Facebook, EBay, PayPal.
То, что в свое время Google выбрал Java для разработки Android, подогрело интерес к этому языку среди разработчиков. Сегодня это самая популярная операционная система, и практически все мобильные приложения для нее написаны на Java.
Python — активно развивающийся язык программирования , новые версии с добавлением/изменением языковых свойств выходят примерно раз в два с половиной года. Язык не подвергался официальной стандартизации, роль стандарта де-факто выполняет CPython , разрабатываемый под контролем автора языка. В настоящий момент Python занимает третье место в рейтинге TIOBE с показателем 8,5 %. Аналитики отмечают, что это самый высокий балл Python за все время его присутствия в рейтинге.
Разработка языка Python была начата в конце 1980-х годов сотрудником голландского института CWI Гвидо ван Россумом . Для распределённой ОС Amoeba требовался расширяемый скриптовый язык , и Гвидо начал писать Python на досуге, позаимствовав некоторые наработки для языка ABC (Гвидо участвовал в разработке этого языка, ориентированного на обучение программированию). В феврале 1991 года Гвидо опубликовал исходный текст в группе новостей alt.sources. С самого начала Python проектировался как объектно-ориентированный язык .
В начале учебного года, как только я определился с темой своего проекта, я решил провести небольшой опрос среди учеников своего класса. Целью опроса было выяснить, знают ли девятиклассники, что такое языки программирования. Также учащимся было предложено перечислить языки, которые им известны. В ходе эксперимента было опрошено 26 девятиклассников. Результаты, полученные в ходе опроса, приведены в таблице 1 и диаграммах 1-5.
В современном мире существует большое количество способов кодирования, причём они применяются для решения как узкоспециальных задач, так и охватывают целые сферы информатики.
- Процедурное и непроцедурное программирование
- Десять самых популярных языков
- С++ (Си-плюс-плюс)
- Python (Пайтон или Питон)
- Visual Basic (Вижуал Бейсик)
- PHP (Пи-эйч-пи)
- Delphi (Делфи)
- Java (Джава)
- JavaScript (Джава-скрипт)
- Ruby (Руби)
- ActionScript (Экшн-скрипт)
- Nemerle (Немерле)
- Советы для начинающих
Чтобы выбрать подходящий из них для изучения, нужно ознакомиться с классификацией языков программирования, с достоинствами и недостатками каждого, а также с другими важными характеристиками: назначением, сферой применения, востребованностью и перспективами развития.
Процедурное и непроцедурное программирование
Сначала нужно узнать общие виды языков программирования и их назначение.
Все они подразделяются на две категории:
Процедурная (алгоритмическая) программа — это система формальных предписаний, направленных на решение конкретных задач, которые выполняет ЭВМ. Непроцедурное программирование представляет собой прямо противоположную методологию (парадигму) разработки, когда компьютеру ставится определённая задача в более или менее общем виде, без написания формализованного алгоритма, который отдаётся на усмотрение машины.
Процедурные языки отличаются тем, на кого в первую очередь направлены: на машину или человека. Они подразделяются на две категории:
- низкого уровня (или машинно-ориентированные - Ассемблер, Бейсик);
- высокого уровня.
Низкоуровневые языки ориентированы на конкретные компьютерные архитектуры и учитывают их особенности. Они являются следующим уровнем после машинного кода и следуют конкретным указаниям, исходящим от процессора. Работать с ними тяжело, но созданные с их помощью программы (обычно это системные программы и драйверы) занимают меньше места в памяти и работают быстрее.
Высокоуровневые языки более понятны для человека. Соответственно, программировать на них гораздо проще и удобнее. В них не учитываются особенности конкретных типов процессоров, поэтому такие программы легко переносятся с одной платформы на другую.
Для этого используют специальные программы-трансляторы.
Непроцедурные языки включают две основные языковые группы:
- объектно-ориентированные;
- декларативные.
Декларативные языки подразделяются на два семейства:
Логическое программирование описывает проблемы в виде фактов и формул, а система решает их посредством механизмов логического вывода. Функциональное, в свою очередь, формулирует задачу как совокупность определённых функций.
Десять самых популярных языков
Теперь от общей классификации можно перейти к обзору ключевых современных языков программирования, а именно самых популярных и любимых профессионалами.
Их всего десять в списке:
- C++.
- Python.
- Visual Basic.
- PHP.
- Delphi.
- Java.
- JavaScript.
- Ruby.
- ActionScript.
- Nemerle.
У каждого из них есть свои характерные особенности, недостатки и преимущества, которые можно увидеть в описаниях ниже.
С++ (Си-плюс-плюс)
С++ появился очень давно, но до сих пор пользуется большой популярностью у профессионалов, которые считают владение им практически обязательным. Изучать его как первый язык программирования не нужно, но приобретение профессионализма характеризуется тем, что человек начинает использовать С++ на постоянной основе. Со времени создания он прошёл несколько процедур стандартизации и обновления, поэтому сохраняет актуальность и по сей день.
Главным его плюсом является то, что он полностью универсален. На С++ можно писать всё что угодно, именно это и обеспечило ему любовь профессионалов. Кроме того, он относительно прост в освоении — тому, кто уже изучил С, Python или Java, будет нетрудно разобраться и в С++. Верно и обратное, так что С++ часто представляют как своего рода универсальную формулу и некий ключик к миру программирования вообще.
В то же время критики отмечают неудобный синтаксис и слишком длинный, громоздкий программный код, который часто появляется в результате работы на С++. Однако эта проблема уже отчасти исправлена с помощью дополнительных шаблонов.
Существуют разные точки зрения на этот счёт, но факт в том, что С++ пользуется неослабевающей популярностью на протяжении почти 30 лет.
Python (Пайтон или Питон)
Python — весьма популярный в наше время язык, созданный с целью как можно более простого написания сложных программ. Он был образован на основе ранних разработок и впитал в себя все их достижения. При этом постоянно выходят новые обновления, с каждым из которых он становится всё совершеннее.
К основным плюсам Python относятся простота и многофункциональность. Однако за многофункциональностью скрывается низкая скорость исполнения, а за простотой — невнятный системный код, зачастую содержащий множество ошибок. Но, несмотря на это, у Python сейчас достаточно почитателей.
Visual Basic (Вижуал Бейсик)
Вряд ли найдётся тот, кто не слышал об этом продукте от Microsoft, ведь многие программисты именно на нём познавали азы программирования. Visual Basic простой, многофункциональный и подходит для быстрого прототипирования.
VB даёт широкие возможности по созданию программного кода, а также позволяет разрабатывать UI (пользовательский интерфейс) программ. Именно его чаще всего используют специалисты Microsoft для создания таблиц с данными.
Впрочем, не обошлось и без недостатков, таких как отсутствие комментариев и доступ к памяти компьютера на низком уровне. Кроме того, у этой программы невысокая скорость работы, использовать её можно только на ОС Windows и macOS.
PHP (Пи-эйч-пи)
PHP завоевал большую симпатию у сайтостроителей благодаря многоплатформенности (подходит для любой операционной системы), быстроте работы, простоте и удобству. Кроме того, с его помощью можно создавать GUI (графический пользовательский интерфейс). К его недостаткам относятся несовместимость разных версий и невозможность создания в нём многопотоковых программ, усиливающих производительность компьютера.
Delphi (Делфи)
Delphi — императивный объектно-ориентированный язык, разработанный на основе высокоуровневого Object Pascal.
Он широко распространён благодаря многофункциональности, а также множеству компиляторов и диалектов, среди которых программист найдёт именно то, что подходит под его конкретные задачи.
С помощью Delphi написано много программ, включая плееры, файловые менеджеры, мессенджеры и многое другое. Диалектное богатство одновременно является и достоинством, и недостатком. Дело в том, что программа, написанная на одном из его видов, скорее всего, просто не откроется на другой версии.
Java (Джава)
Java известен своей мультиплатформенностью и тем, что находится в составе большинства современных операционных систем, так как работа многих приложений без него будет недостаточно результативной или вообще невозможной. Практически каждый пользователь сталкивался с необходимостью установить или обновить Java-модуль.
Зато у Java есть несколько модификаций, которые характеризуются собственными библиотеками данных и структурой, заточенной под специальные задачи.
JavaScript (Джава-скрипт)
Это язык прост, многофункционален и уже давно стал неотъемлемым атрибутом большинства современных интернет-браузеров. Обычно его используют для придания сайтам большей интерактивности, то есть возможности пользователя взаимодействовать с контентом.
JavaScript применяется где только можно — это браузеры, плагины, прикладное программное обеспечение, офисные и серверные приложения. Дополнительную популярность ему обеспечили специальные высокоабстрактные библиотеки.
Однако JavaScript довольно небезопасен, а написанные на нём приложения обычно пестрят ошибками. Любой пользователь интернета с ними сталкивался, причем не раз. Но стереть его из истории пока что нельзя, ведь браузеры без него попросту перестанут работать.
Ruby (Руби)
Кроссплатформенный и по-настоящему универсальный скриптовый язык, относящийся к сфере объектно-ориентированного программирования. Его синтаксис прост и лаконичен, благодаря чему новичкам будет несложно его освоить. Профессионалы любят его за бережливость по отношению к компьютерным ресурсам.
Ruby часто хвалят за динамизм и хорошую сбалансированность, где красота не принесена в жертву удобству и наоборот. Кроме того, он абсолютно открыт для использования, изменения, копирования и распространения, а ещё у него довольно много разных библиотек, которые обновляются одна за другой и позволяют решать разные задачи.
ActionScript (Экшн-скрипт)
ActionScript — это мультимедийный скриптовый язык, который предназначен для написания объектно-ориентированных программ, а именно Flash-приложений.
Его заточенность под конкретные задачи является одновременно и плюсом, и минусом, так как в пределах Flash он отличается многофункциональностью, но ничего другого на нём написать практически невозможно.
Кроме того, его характеризует гибкость, позволяющая решать задачи разными и порой нестандартными способами, но иногда такой код трудно понять кому-либо, кроме самого автора. Однако даже и он через время может запутаться в своём коде, а ведь это чревато трудностями с отладкой, обновлениями и повторным использованием.
Nemerle (Немерле)
Это высокоуровневый гибридный язык, в котором сочетаются элементы функционального и объектно-ориентированного программирования. Он появился не так давно и вобрал в себя лучшие наработки языков-предшественников, но при этом дал и реальный вклад в программирование — возможность создания метапрограмм.
Этот метод заключается в выработке алгоритмов, которые в процессе своей работы создают возможные сценарии для дальнейшего образования исполняемых файлов. Проще говоря, в Nemerle соединились лучшие и самые полезные черты предыдущих языковых поколений. Это пример языка, который совмещает в себе новизну и универсальность.
Советы для начинающих
Все языки программирования не перечислить, здесь были приведены только самые популярные из них. У каждого есть свои плюсы и минусы, потому что они ориентированы на разные сферы. Какой-то язык подходит для написания Flash-анимации, но не годится для работы с браузерами, какой-то — в точности до наоборот.
Так что нужно крепко подумать перед тем, как браться за изучение определённого языка.
Обычно программисты либо начинают с языков попроще, а потом постепенно выбирают самый подходящий под свои задачи и специализируются в этой области, либо же становятся многоязычными и продолжают потихоньку пользоваться каждым из них.
Эксперты рекомендуют новичкам начинать обучение с Visual Basic, потом переходить на С++, а уже после этого выбирать язык, который покажется самым интересным, удобным и полезным.
Читайте также: