Первые языки программирования кратко
Обновлено: 25.06.2024
Сразу ответ про название - Почему "для себя любимого". Так я написал честно о статье которая родилась под впечатлением поиска информации об истоках языков программирования история которых шла буквально параллельно со мной.
Чуть ниже я приведу картинку с отметкой языков программирования которые я освоил в своей практике и могу изобразить простой код управления РЛС или написать Тетрис с Арканоидом.
Итак, задавшись вопросом знания о котром у меня не было в давние времена, я решил провести следствие по телу . делу.
Неужели сразу после машинных кодов на которых работали станки с ЧПУ и программные комплексы управления (всякой ТВН и ТГН техникой) был тот самый Ассемблер о котором все "задвинутые программеры(исты)" так любят вспоминать?
Физические принципы работы электронных устройств ЭВМ таковы, что компьютер может воспринимать команды, состоящие только из единиц и нулей — последовательность перепада напряжения, то есть машинный код. На начальной стадии развития ЭВМ человеку было необходимо составлять программы на языке, понятном компьютеру, в машинных кодах. Составлять программы для ЭВМ приходилось учитывая структуру конкретной машины, что конечно не способствовало прогрессу и унификации.
Понятно что процесс формирования машинного кода можно автоматизировать.
Уже в 1950 году для записи программ начали применять мнемонический язык — язык assembly. Язык ассемблера позволил представить машинный код в более удобной для человека форме: для обозначения команд и объектов, над которыми эти команды выполняются, вместо двоичных кодов использовались буквы или сокращенные слова.
Но разве до или параллельно Ассемблеру не было попыток создать язык для ЭВМ ?
Не долгий поиск привел меня к источнику в котором упоминается БОЛЕЕ ДРЕВНИЙ чем на картинке язык. Ни разу не читал первоисточников об этом языке, так что особо верить в данную информацию не рекомендую.
С середины 50-х г. XX в. начали создавать первые языки программирования высокого уровня (high-level programming languages). Эти языки не были привязаны к определенному типу ЭВМ (машинонезависимы). Для каждого из них были разработаны собственные компиляторы.
Первый язык высокого уровня Фортран был создан в период с 1954 по 1957 год группой программистов под руководством Джона Бэкуса в корпорации IBM. Фортран в СССР появился позже, чем на Западе, поскольку поначалу в СССР более перспективным языком считался Алгол. Во внедрении Фортрана большую роль сыграло общение советских физиков со своими коллегами из CERN, где в 1960-х годах почти все расчёты велись с использованием программ на Фортране.
Именно на Фортране я писал свои первые программы используя Перфокарты и специальные устройства для продырявливания перфокарт - Перфораторы .
Разумеется сейчас при слове Перфоратор первое что придет в голову это дрель с ударным механизмом, а раньше о такой дрели даже не мечтали, а перфораторы для перфокарт были.
Развитие компьютерных технологий привело к необходимости создания знаковых систем, позволяющих осуществлять запись алгоритмов для упрощения программных кодов. Всего было создано 5 поколений языков программирования, разработка которых началась ещё в 50-х годах XX века. Всё началось с языка ассемблера, принцип которого заключался в том, что в одной строке умещалась одна инструкция. Толчком к разработке алгоритмов программирования стало изобретение первого компьютера, управление которым должно было осуществляться с помощью специальных команд, налаживающих диалог между людьми и машиной.
Кто придумал первый компьютер?
Первым человеком, сумевшим создать программно-управляемый цифровой компьютер, стал Конрад Цузе. Он разработал машину Z1 с двоичным кодом в 1938 году. Основным отличим от механических калькуляторов, применявшихся в то время, стало применение металлических пластин, заменивших вращающиеся компоненты, движущихся исключительно в одном направлении. При совершении сдвига элементами машины, происходило преобразование в её разных слоях в линейной и перпендикулярной плоскости. Механика этого устройства была намного сложнее, нежели его логическая структура.
Первый компьютер и его создатель
Кроме самого Конрада Цузе, никто не знал точно, как работает это устройство, несмотря на то, что при изготовлении металлических пластин ему помогали его компаньоны. Особенность компьютера заключалась в наличии раздельных программ и регистров. Это позволяло совершать вычисления посредством плавающей точки. Техника имела память ёмкостью 64 слова, в каждом из них было 22 бита.
Уже в 1940 году Конрад построил компьютер Z2, основанном на применении целочисленных процессоров и механической памяти. Спустя ещё год, учёный создал аппарат Z3, при разработке которого он использовал 2 000 реле. Это позволило проводить операции на тактовой частоте 10 Герц со словами 22 бита. Информация и программный код сохранялись на перфорированной плёнке.
Цузе в 1941 году создаёт фирму, которая специализировалась исключительно на разработке и производстве компьютерной техники. Успех, продемонстрированный при создании Z3, позволил заключить договор с компанией DLV для создания машины Z4. Компьютер увидел свет в 1945 г и разработчик вместе с ним уехал в Южную Германию, где остался жить, создав новую компанию и начав разработку языка программирования Plankalkül. Модель 4 установили в 1950 г в Цюрихе, и она стала первой коммерческой компьютерной техникой.
Первый язык программирования высокого уровня
Как появился первый язык программирования
Самый первый язык программирования в мире это Планкалкюль. Немец Конрад Цузе впервые его опубликовал в 1948 году. Высокоуровневый язык разработали специально для работы с машиной Z4, но его можно было использовать и для других аналогичных компьютеров. Цузе после оккупации союзническими войсками Германии потерял доступ к собственной материально-технической базе. Он больше не мог заниматься опытно-конструкторскими мероприятиями, проводимыми им с 1936 года. Союзники не разрешали учёному заниматься практической научной деятельностью. Поэтому он занялся теоретическими исследованиями и фундаментальной наукой. В результате этого на свет появился язык Планкакюль. Его технические возможности позволяли поддерживать следующие функции:
- иерархические структуры;
- условные операторы;
- возможность вызова подпрограмм;
- операции назначения;
- обработка исключений.
Язык поддерживал операции утверждения и ряд других достаточно современных функций, характерных для высокоуровневых языков программирования. Описание возможностей Планкакюль было сделано в специальной брошюре, где также указывалось, как и где его можно применять с целью сортировки чисел и совершения арифметических операций. Инженером было составлено 49 страниц, на которых были написаны программы на этом языке, позволяющие проводить оценку позиций шахматах. Цузе хотел выяснить, насколько универсален и эффективен его продукт при решении задач в этой игре.
Конрад Цузе – разработчик языка программирования
Синтаксис первого изобретённого человеком языка программирования высокого уровня из оригинальной двухмерной нотации. Впоследствии, в 1990 г для него создали линейную нотацию со строкой для индекса, задания определённых данных и обозначением целых числе, размер которых составляет n бит. Поскольку Цузе работал самостоятельно и не поддерживал связь с программистами, занимавшимися этой проблематикой. В результате его труд в полном объёме издали лишь в 1972 г.
Практическое применение Планкакюль началось только в 2000 г, когда после смерти самого Цузе разработали первый компилятор. Сам немецкий учёный, не оставил никакой информации об аппаратных программных средствах для практической реализации языка программирования.
История развития языков программирования
На заре развития компьютерной техники программисты общались с машинами посредством кодов. Они составляли команды из операционного кода и адресов, имеющих вид нулей и единиц. Однако такой язык оказался неудобным и слишком громоздким, к тому же была велика вероятность допущения ошибки. Поэтому учёные решили автоматизировать создание компьютерного кода и в 1950 г, началась история развития языков программирования с момента первого применения ассемблера. Этот код низкого уровня был намного удобнее при обозначении объектов и команд. Двоичный код заменили сокращёнными словами и буквами, отражавшими суть команд. Низкий уровень языка обозначает, что операторы близки к коду и ориентируются на определённые процессорные команды.
Ассемблер
Фортран
Это язык высокого уровня появился в 1957 г при участии группы учёных, которыми руководил Джон Бэкус. Его разработали для проведения технических, научных расчётов. Работа над его созданием началась ещё в 1953 г для разработки альтернативы ассемблеру. Черновую спецификацию завершили годом позже, а руководство создали в 1956 г вместе с компилятором. Он был оптимизирующим, так как заказчики требовали производительность выше, чем имел ассемблер. Язык начали активно использовать в программах, необходимых для высокого вычисления. Применение комплексных данных обеспечило его эффективность при взаимодействии с техническими приложениями.
ALGOL
Чтобы избежать доминирования языка Фортран и корпорации IBM в Европе приступили к разработке языка ALGOL. Эти вопросом озаботились в Германии в сообществе, занимающимся прикладной математикой. Идентичный комитет создали в США при ассоциации, спец2иализирующейся на вычислительной технике. Работы по созданию языка были завершены в 1958 г. Его представили в Цюрихе на конференции ETH, но впоследствии подвергли доработке. Описание Алгола сделали трёхуровневым, включая один уровень описания, реализации и публикаций. В истории создания высокоуровневых языков программирования Алгол занимает особое место, так как его уровень реализации был определённо строгим, что позволяло выстраивать трансляторы. Большое распространение он получил в Европе, где было разработано множество компиляторов. Его активно применяли даже на Дальнем Востоке для описания алгоритмов и программирования.
Алгол
Этот язык создали в 1960 г при участии Дж. Маккарти для решения не численных задач. Он использовался для обработки алгебраических выражений, компонентов конечных групп, граф, множеств и прочих сложных объектов. Он отличается тем, что список, форму, которого имела запись языка, считается наиболее гибкой формой передачи информации в компьютерной памяти. Это язык характеризуется наличием множества диалектов:
Основным преимуществом языка считается функциональная направленность. Процесс программирования осуществляется посредством функций, имеющих вид правил, сравнивающих элементы определённого класса и соответствующие компонентам другого класса. Эта особенность обеспечивает возможность быстро отлаживать и писать комплексы программ, ясность которых гарантирует чёткое разграничение функциональности и не допускает появление побочных эффектов.
Язык Лисп
COBOL
Этот язык создали в 1959 г для составления программ, необходимых для создания бизнес приложений. Его особенность в том, что он предельно приближен к английскому и зависим от машины. Написанные на нём программы понятны даже рядовым пользователям, так как тексты ясны без дополнительных комментариев. Для этого языка утвердили несколько стандартов в период с 1968 по 2002 год. Последний из них позволил сформировать поддержку для ориентированных на объекты парадигм. Благодаря этому существенно повышается эффективность при обработке большого объёма информации. У него есть возможности в разных областях:
- распределение;
- сортировка;
- поиск.
Это структурированный язык с мощными компиляторами, рассчитанными на персональные компьютеры. Однако он может использоваться только для программирования самых простых алгебраических вычислений. Сложнейшие инженерные расчёты с его помощью производить нельзя.
Язык Кобол
Использование самых старых языков программирования в наше время
Один из самых старых языком программирования Фортран активно используется и в наши дни. Подтверждением тому является его модификация Fortran 2018, которая включает параллельные дополнительные функции, дальнейшую совместимость и поддержку ISO с шестнадцатеричным вводом, выводом числовых значений с плавающими точками. Применение этого языка в наши дни обусловлено большим количеством математических встроенных функций. Благодаря ему удаётся работать с комплексными, вещественными числами, обладающими повышенной, двойной точностью. Язык характеризуется наличием обширного инструментария, внешних файлов и массивов.
Достаточно активно используется и язык COBOL, который применяют для ряда банковских программ. Характерно, что специалистов, способных модернизировать его для решения новых задач остаётся всё меньше, но финансисты не спешат от него отказываться. Его достоинство заключается в возможности совершать множество транзакций на высоких скоростях.
Преимущество старого языка и в том, что он давно избавлен от ошибок и багов, с которыми неизбежно сталкиваются новые программные коды. Поэтому его продолжают модернизировать эту надёжную систему и поддерживать её жизнеспособность.
Язык Кобол и его создатель
Применение языков программирования, разработанных во второй половине XX века, носит системный характер. Это вызвано тем, что на них написаны тонны кода, который невозможно заменить в одночасье, а порой в этом нет никакого смысла, как в случае с COBOL. Разработка новых проектов на них давно прекращена, но пресловутая надёжность и отсутствие багов делает такие продукты востребованными до сих пор.
Программирование плотно вошло в нашу жизнь, и мы каждый день сталкиваемся с ним при использовании компьютеров, гаджетов. Разработчики новых языков активно их внедряют, но и по сей день, старые коды не уходят на второй план, а продолжают выполнять возложенные на них функции. Однако многие из них всё же не выдержали конкуренцию, это относится к ассемблеру, который перестал котироваться и давно был заменён на языки высокого уровня.
Энергичное развитие новых языков программирования началось сразу же после появления первых компьютеров на электронных лампах. В то время компьютеры стоили немало. Приобретение единственного экземпляра обходилось в десятки, а то и сотни раз дороже, чем стоимость разработки любой программы. Для такой машины требовался высокоэффективный код, который вручную составлялся на Ассемблере.
Лишь в 50-е годы, для личных нужд фирмы IBM был разработан первый алгоритмический язык. Его назвали FORTRAN. Разумеется, к тому времени уже было несколько наработок языков, преобразующих в машинных код арифметические выражения, но именно создание FORTRAN'а считается отсчетом новой эры - переходом на парадигму алгоритмических языков. Что он мог? Он позволял проводить расчеты только при помощи записи алгоритма с применением операторов ввода/вывода и условных. Первоначально язык создавался специально для вычислительной системы IBM 407. Но популярность FORTRAN'а привела к тому, что даже производители других архитектур стали выпускать собственные трансляторы. Вследствие этого, в 1966 году был выпущен общий стандарт FORTRAN 66.
Уже в конце 50-х гг. появилась хорошая альтернатива FORTRAN'у. Питер Наур разработал алгоритмический язык, независимый от архитектуры. Его назвали ALGOL. В данном случае, разработчики также постарались расширить возможности языка, максимально приблизив систему обозначений к математической.
В начале 60-х гг. производители IBM представили не особо популярный язык PL/I. Он работал с архитектурой IBM 360 и служил своеобразным расширением FORTRAN'а при помощи некоторых средств языка COBOL.
Первый язык, в котором было введено понятие класса - Simula-67. Его создали Дал и Найард в конце 60-х.
70-е гг. произвели на свет Pascal. Он быстро завоевал массовую популярность. Чуть позже миноборона США начала разработку языка высокого уровня. Проект разрабатывали 4 независимые группы, причем выработка требований и спецификаций проводилась на основе языка Pascal. Получившийся продукт был выпущен уже в начале 80-х, он получил название Ada.
70-е гг. также подарили нам универсальный язык C. Его авторами были Кен Томпсон и Денис Ритчи. Язык пользовался повышенной популярностью у системных программистов, перво ядро ОС UNIX было разработано именно на нем. В 1982 году стандарт C поступил в разработку в ANSI, получившийся вариант был принят в 1990 году. На основе этого языка были разработаны современные языки Java и C++.
Помимо языков, работающих с алгоритмами, свое развитие получили и языки другой направленности. Для обработки деловой информации был разработан COBOL, языками искусственного интеллекта считаются Prolog и LISP. Кроме того, последний широко применяется и в теории игр.
С переходом на персональные компьютеры, языки программирования превратились в отдельную часть сред разработки. Сейчас существуют даже языки, применяемые в офисных программах - например, VBA.
Программирование: появление и развитие.
Первые языки взаимодействия человека и компьютера мало чем отличались от двоичной системы. Именно неудобство использования в работе машинного кода послужило причиной для разработки специальных языков программирования.
“Машина для исчисления разностей” и дочь поэта Байрона
В 1830 году Чарльз Беббидж начал работу над “Машиной для исчисления разностей”. Это аналитическое устройство и стало прототипом компьютеров. Ученый был профессором математики в Кэмбриджском университете. Реализовать в то время такие разработки было не просто. В теории англичанин изложил многие идеи, которые были применены позже при создании ЭВМ и принципов их работы.
Управление машинами с помощью программ - это тоже предложение Чарльза. Вместе с ним работала Ада Лавлейс - дочь знаменитого британского поэта Байрона. Эта женщина вошла в историю как первый программист. Ей принадлежат идея применения в работе с устройством двоичной системы счисления и основные принципы программирования. Ада ввела в науку многие термины, которые применяются и сейчас. Самые первые языки основывались на ее разработках.
Первые компьютеры
Машина Беббиджа получила второе рождение в конце 19 века. Его идеи были реализованы американцем Г. Холлеритом. Для работы устройства он впервые применил электричество. С помощью созданного счетно-аналитического устройства ученым были успешно обработаны данные переписи населения. Позже он основал фирму, выпускающую перфокарты и вычислительные аппараты.
Большой вклад в развитие техники внес А. Тьюринг. Он ввел и обосновал понятие алгоритма и предложил теорию создания ЭВМ.
Первый компьютер был изобретен в Гарварде под руководством профессора Айкена. Он носил название “МАРК-1”. Устройство было собрано по заказу ВВС Соединенных Штатов. На то время у ученых появилась возможность использовать в разработках электронные и электрические детали. Поэтому изобретение уже было не механической машиной, а электромеханической. Оно был огромных размеров и занимало отдельное помещение в университете.
Прогресс не стоял на месте: появился Эниак - первая электронная ЭВМ. Немного позже англичанами было изобретено оборудование, оснащенное запоминающим устройством - EDSAC. Многие именно эти аппараты называют первыми компьютерами, считая “МАРК-1” просто мощной вычислительно-аналитической машиной.
Как и для чего разрабатывались разные языки программирования
Развитие техники дало толчок появлению новой отрасли прикладной математики - программированию. Первые программы записывались вручную на перфокартах. Коды проставлялись на них при помощи проколов в определенных местах. В записи использовались “ноли” и “единицы”, так как машины других обозначений тогда не понимали.
Составление программы таким образом - процесс трудоемкий. Перфокарт с командами для одной задачи требовалось множество. К тому же, программист был обязан знать всю бинарную таблицу кодов.
Для упрощения задач в 50-х годах прошлого века человечество принялось разрабатывать специальные языки. Один из первых - Ассемблер. С его появлением программисту уже не нужно было знать кучу двоичных кодов. Теперь было достаточно запомнить символичные термины, что оказалось гораздо проще. Фортран - еще один язык, появившийся в то время. Он с успехом применяется в современной среде разработок, относясь к высокоуровневым языкам. Используется в основном для научных вычислений.
По ходу расширения задач, выполняемых компьютерами, стали появляться более узконаправленные языки: для работы с текстами, графикой, экономическими документами и т.д. Так, с появлением и развитием интернета ЭВМ перестали быть машинами только для обработки и хранения информации. Необходимость объединения компьютеров в сети и предоставления людям удаленного доступа к ресурсам стала толчком к созданию новых кодов.
Паскаль - еще один известный высокоуровневый язык. Он появился в рамках конкурса 1968 года. Разработчик - Н. Вирт. Победителем он не стал, зато язык известен многим и до сих пор находит применение. Изначально он был задуман специально для обучения студентов. Творение Вирта объединяло множество мощных и эффективных методов обработки информации. Как ни странно, победитель конкурса - язык Алгол-68 не получил дальнейшего развития и популярности. Паскаль же напротив развивался и применялся для выполнения многих задач. Еще один из высших языков, применяемых для обучения - Бейсик.
Наравне с языками разрабатывались специальные программы для перевода команд в двоичный код, понятный машине. Дальнейшее развитие программирования становилось все стремительнее и разнообразнее. Оказалось практически невозможным создание единого универсального языка: только специально разработанный метод для реализации определенных типовых действий позволяет достичь наилучших результатов.
Бурное развитие IT-технологий ставит все новые задачи. Наравне с классическим программированием применяется модульное - с использованием в работе парадигм. За короткий период, от появления первых языков до настоящего времени, разработано очень много методов взаимодействия с компьютерами.
Читайте также: