в чем разница языков 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.
Закодируйся: как выбрать первый язык программирования
Рассказываем о плюсах и минусах JavaScript, PHP, Python, Java, CSS и HTML. Статья подготовлена на основе вебинара с Михаилом Овчинниковым.
В бэкграунде — программирование, французский язык, академическое рисование, капоэйра. Сейчас учит финский. Любит путешествия и Балтийское море.
У каждого языка веб-разработки свои особенности, достоинства и недостатки, своя сфера применения и свой список связанных технологий (он называется «стек»). Сегодня мы сравним несколько популярных языков и дадим советы, как же из всего многообразия выбрать что-то одно.
Что такое типизация
Прежде чем мы начнём разбираться в плюсах и минусах языков, стоит поговорить о типизации. Потому что от типизации зависит и как вы пишете программу, и как она потом работает.
Типизация — это разделение переменных на разные типы: например int (целое число), flow (число с десятичной частью), string (строка текста), bool (правда/неправда).
Типизация бывает явная или неявная, слабая или сильная и статическая или динамическая.
В языках со статической типизацией типы переменных устанавливаются на этапе компиляции, причём обычно переменные объявляются с указанием типа (явно).
Динамическая типизация означает, что типы определятся уже во время выполнения программы.
Сильная (строгая) типизация не позволяет смешивать в выражениях разные типы и не выполняет автоматически неявные преобразования.
Языки со слабой типизацией более гибкие, но они часто сами неявно преобразуют переменные, даже если в результате может появиться неточность или если преобразование неоднозначно.
Теперь, когда мы разобрались с типизацией, перейдём к самим языкам.
HTML и CSS
Начнем издалека — с HTML (Hypertext Markup Language) и CSS (Cascade StyleSheets). Почему с них и почему «издалека»? С них — потому что они лежат в основе веб-разработки, и ни один сайт без них не обойдётся. А издалека — потому что это не совсем языки программирования.
Они нужны, чтобы создавать содержимое веб-страницы — контент и оформление; программу вы на них не напишете. Тем не менее веб-технологии сейчас уже используются и в других сферах, в том числе в десктопных и даже мобильных приложениях, поэтому у этих «языков» хорошие перспективы.
HTML и CSS очень простые — в основах можно разобраться буквально за пару дней, даже самостоятельно. Так что если вы очень боитесь программирования и не верите, что у вас получится, попробуйте начать с них. Это под силу каждому, поможет вам плавно войти в программирование и оценить свои силы. А потом при желании можно перейти к другим языкам.
Как одни языки программирования отличаются от других? [закрыт]
Хотите улучшить этот вопрос? Переформулируйте вопрос так, чтобы он был сосредоточен только на одной проблеме.
Говорят, что Python подходит для Machine learning и научных вычислений. Си очень быстрый. Про другие языки ничего такого не слышал, но уверен что у них тоже есть свои особенности.
Разницу в скорости между интерпретируемыми и компилируемыми языками не берем, тут все понятно. И например Си не поддерживает классы, а С++ поддерживает. Тут разница тоже очевидна, поэтому речь не об этом.
2 ответа 2
В принципе, «с точки зрения вечности» вы правы в том, что идеальный компилятор подберёт идеальный, в принципе наилучший машинный код для алгоритма, который изложен в программе. Таким образом, на каком бы языке не был изложен алгоритм, должен получиться одинаковый машинный код, и разницы быть не должно.
В реальности всё обстоит не так. Идеальных компиляторов нет, и появятся ой как не скоро. Каждый из современных компиляторов тем или иным образом отдаёт часть своей работы программисту, или жертвует эффективностью ради удобства программиста.
Разница между языками программирования и компиляторами в том и состоит, что они жертвуют разными частями идеальной картины.
Возьмём, к примеру, язык C. Это системный язык, и он спроектирован так, чтобы эффективно компилироваться на компьютерах с малым количеством памяти. Поэтому он применяет только простые, легко ложащиеся на «железо» конструкции. Как результат, код получается очень быстрым, но сложные, высокоуровневые конструкции программист должен реализовать сам. У вас нет ни сборки мусора (как у C#), ни функций-как-объектов-первого-класса (как в функциональных языках), ни обобщённого кода (как в C++), ни встроенной в язык первоклассной поддержки многопоточности (как в Go). То есть язык и его стандартная библиотека разменяли удобство программирования на эффективность кода.
С другой стороны, Питон спроектирован как высокоуровневый язык, не ставящий акцент на эффективность, и не предназначенный для больших проектов. Это принесло с собой высокоуровневые типы данных (итераторы, лямбды), позднюю привязку (eval), исключения, отсутствие жёсткой типизации, нативную поддержку AOP, но реализация всего этого с необходимыми проверками обычно откладывается до времени выполнения, и тем самым производительность по сравнению с идеальным машинным кодом снижается.
Когда говорят о сравнении скорости языков, имеется в виду, конечно, скорость работы тестового алгоритма, который можно изложить легко на обоих языках. Языки, которые ставят в своём дизайне больший акцент на скорости, по этому параметру выигрывают. Разница возникает именно в том, семантически одинаковые инструкции реализуются по-разному в различных языках.
Например, в языке, в котором все массивы — ассоциативные (то есть, индексом может выступать не только число, но и, к примеру, строка), доступ по индексу обычно занимает больше времени, чем прямое вычисление адреса ячейки массива, как в языках с только числовыми индексами. Если в языке нету гарантированной безопасности типов, то приведение типа является пустой операцией, и происходит быстрее, чем в безопасном языке, в котором может понадобится проверка времени выполнения.
Машинные коды — это тоже язык. На текущий момент нету процессора, выполняющего код прямо на (например) C, а значит, для перевода с языка C на язык машинных кодов нужен транслятор.
Какие языки программирования для чего нужны?
Среди множества языков программирования очень легко запутаться и понять какой для чего нужен. В статье мы рассмотрим популярные ЯП и узнаем какие для чего нужны и где используются.
Среди алгоритмических инструментов разработки этот язык стал одним из самых часто используемых. Практическое применение С нашел в «низкоуровневом программировании»: элементы ОС, драйверы, программы по управлению различными приборами и системами.
Специалисты, владеющие языком С, сейчас пользуются пусть и небольшим, но постоянным спросом. Однако из-за специфики создаваемых на Си продуктов, требования к этим разработчикам очень высокие. В связи с чем на постсоветском пространстве начинающим С-программистам практически нереально найти себе работу.
Тем не менее, закрывать глаза на С не стоит, ведь его можно назвать прародителем большей части современных языков. Просто настройте себя на то, что знание С будет хорошим фундаментом для продолжительного и успешного карьерного роста, и не надейтесь сразу заниматься решением прикладных задач, таких как создание сайтов или приложений для мобильных устройств.
Тот случай, когда название раскрывает всю суть: С++ действительно является «улучшенным вариантом» языка С. Вот только модернизация сделала его более сложным для понимания, изучения и применения. Но даже несмотря на это он уже много лет не перестает быть востребованным.
С++ – это билет для разработчика в мир всех шустрых программ: игры, антивирусное ПО, поисковики. И это далеко не полный перечень того, что создается посредством «Си плюс плюс».
Как правило к знакомству с этим языком приступают только поработав с С или любой другой более легкой средой. Новичкам однозначно не нужно выбирать С++, тем более если вам не приходится работать со сложными математическими алгоритмами. Однако если в мечтах вы видите себя разработчиком таких потрясающих игр как легендарные WarCraft и Doom, а не простых мобильных тетрисов, тогда подружиться с С++ все-таки придется. Но начать настоятельно рекомендуем с чего-то более доступного.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Детище корпорации Microsoft и еще одно поколение языка С. От С++ Си-шарп отличается относительной простотой, так что курсы по его изучению подойдут и начинающим разработчикам. На С# сейчас пишутся веб-приложения, продукты для ОС Windows и даже для смартфонов с Windows Phone (наверное, надеясь, что Microsoft решит не забрасывать свою мобильную ОС окончательно).
В нашей стране вакансий для айтишников-новичков C# сегодня хватает. Обладая хорошей базой знаний можно найти более-менее несложную работу в престижных компаниях. Так что если вы в поиске стабильной и неплохо оплачиваемой деятельности, путь «шарписта» – вполне подходящий вариант.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Swift
Swift – это новый язык от Apple, призванный заменить неудобный и получающий большое количество упреков от программистов Objective-C. Пока нельзя утверждать, что Swift полностью оправдал возложенные на него ожидания.
Однако популярность языка постоянно растет, вместе с тем Objective-C так же уверенно теряет свою востребованность. Поэтому, если вы планируете заниматься программированием под яблочные устройства, можете не тратить время и усилия на устаревающий Objective C, а сразу приступайте к изучению Swift.
В масштабах крупных международных проектов некогда популярнейшая среда для разработки веб-приложений и сайтов PHP сейчас несколько устарела. Но благодаря тому, что этот язык прост в изучении и все еще активно используется для решения узкопрофильных задач, изучение программирования в целом можно начать именно с него.
Перспективы карьерного роста у специалистов со знанием PHP достаточно неплохи: как минимум, огромное количество написанных в данной среде проектов нуждаются в поддержке и/или доработке. Однако уровень зарплаты даже у опытных и высококомпетентных PHP-разработчиков заставляет желать лучшего: их коллеги, работающие с Java или C++ за тот же объем обычно получают большую прибыль.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
В мировом рейтинге популярных языков программирования Java занимает почетное второе место. Он используется так же массово, как C++, не имея при этом многих его недостатков. Прежде всего, данная среда предназначена для создания обширных продуктов с высокой нагруженностью для транснациональных организаций и простых приложений, игр на Android-устройства.
Java-программисты востребованы везде. К тому же их труд хорошо оплачивается. Никаких предпосылок к тому, что в скором времени этот язык сдаст свои позиции, нет. И хотя он не так прост в изучении, как тот же PHP, отдача от владения им будет достойной.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
JavaScript
Свое название JS получил на волне актуальности Java, и поэтому их часто путают. К тому же теперь JavaScript вынужден бороться за статус равноправного ЯП. Стоит отметить, у него это очень хорошо получается, ведь именно он стал самым популярным среди разработчиков всего мира.
Востребованностью JS обязан прежде всего развитию Web. На нем пишется пользовательский интерфейс всех интерактивных веб-приложений, благодаря которым браузер превратился в полезный и удобный рабочий инструмент, став в один ряд с пакетом Microsoft Office и сотнями других стандартных приложений для ОС Windows. Кроме того JavaScript нашел свое место в серверном программировании.
Этот язык в последнее время активно покоряет новые сферы. Причем стартовать с ним в профессии гораздо легче, чем с Java, а зарплаты часто бывают одинаковыми. Вывод таков: JavaScript сейчас является одним из самых удачных вариантов для начинающих разработчиков.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Python
«Питон» универсален и сравнительно прост для изучения. Он надежно осел в весьма перспективной сфере data mining или по-русски интеллектуальном анализе данных. Суть этой деятельности заключается в использовании бизнес-информации для поиска неявных закономерностей спроса с последующим изучением возможных направлений развития дела.
Также Python применяют создатели веб-сервисов, разработчики серверной архитектуры многопользовательских онлайн игр и прочие. Потребность в профессионалах, знающих Python, увеличивается, поэтому вы точно не прогадаете, приступив к его изучению.
Большой курс по этому языку можете посмотреть на нашем сайте :
Среда R создавалась специально для анализа данных, что объясняет высокий уровень ее распространенности в данной сфере. Зарплата у тех, кто пишет на узком языке R, выше, чем у Python-программистов, но и найти вакансию им сложнее. Одним словом, знание R не помешает, если ваша профессия связана с data mining. А вот пытаться сделать первый шаг в мир разработки ПО с такого рода языком все-таки не стоит.
Несмотря на достаточную популярность в веб-программировании, Ruby на нашем рынке труда далеко не всегда может предоставить своему носителю перспективное и высокооплачиваемое место. Новичкам не рекомендуем выбирать курсы Ruby в качестве первых, поскольку риски не найти работодателя в этом случае очень высоки: вакансии для начинающих Ruby-разработчиков появляются, скажем прямо, нечасто.
Специалисты со знанием бухгалтерского ЯП для всем известной 1С нужны везде: не только IT компаниям, но и крупным организациям других сфер деятельности. Поэтому изучение 1С – это прекрасный способ стать айтишником без высокого уровня владения английским языком.
Какие бывают языки программирования?
Студенты периодически спрашивали меня какой язык программирования учить чтобы получить хорошую работу и зарплату. Конечно, я не мог сказать учите этот язык, а этот не учите и будет вам счастье. Но зато мог дать информацию о языках программирования чтобы этот выбор был легче. Проклассифицируем языки программирования с семи сторон: Модные и не модные • Компилируемые и интерпретируемые • Универсальные и специализированные • Алгоритмические и языки описания данных • Низкоуровневые и высокоуровневые • Объектно-ориентированные и языки структурного программирования • Сопутствующие Фреймворки, Библиотеки и Технологии.
Первый способ классификации, в котором есть доля шутки: Модные или популярные языки программирования, и вышедшие из моды или активного применения
Почему некоторые языки становятся модными, а о других почему-то забывают? Во-первых, смена технологий. Например, во времена операционной системы MS DOS, которая работала на 16-битных процессорах Intel, огромной популярностью пользовались языки Турбо C и Турбо Паскаль. А владеющие Ассемблером программисты считались элитой. Но, по понятным причинам, мы теперь не пользуемся ни этими устаревшими процессорами, ни системой MS DOS, так что языки отпали сами собой. Хотя мне, например, они до сих пор очень нравятся.
Другая ситуация с языком Delphi, который был продолжением Турбо Паскаля, и который был очень популярен во времена первых 32-х битных версий Windows, однако не выдержал конкуренции с другими языками программирования, в том числе от компании Microsoft, которые развивались более активно.
Это может быть и победа в конкуренции двух аналогичных языков, например, таких как JScript от Microsoft для веб-браузеров и JavaScript, первоначально представленный компанией Netscape. Популярным JavaScript стал за счет большей открытости и поддержки большим числом компаний разработчиков.
Языки С и С++ долгое время остаются популярными благодаря мнению о высокой эффективности программ, которые написаны на них. В общем, так оно и есть. Однако, постепенно другие языки программирования стали приобретать популярность не только за эффективность выполнения, но и за легкость в изучении, написании и поддержке программ, чего нельзя с уверенностью сказать о C++.
За большие возможности и гибкость С++ требует от программиста дисциплины и культуры программирования, иначе, как шутят программисты, он может превратиться из языка написания программ в язык для написания ошибок.
Несмотря на провозглашаемый стандарт языков C и C++, программы, написанные для компиляторов разных фирм редко когда бывают полностью совместимы по исходным кодам. Эту особенность тоже надо учитывать при его изучении.
А язык TypeScript получил популярность в качестве ответа на проблему сложности поддержки программ написанных на JavaScript, языке, который сам по себе достаточно популярен.
Из современных популярных языков стоит отметить Python из-за сравнительной простоты изучения, открытости, и возможности применения в различных предметных областях, таких как веб, искусственный интеллект, компьютерные игры.
Практически у каждого языка программирования есть своя группа фанатов, хотя популярность сегодня совсем не означает популярность в ближайшем будущем или что популярный язык обязательно станет полезен именно вам. В общем, выбор всегда за вами.
2. Компилируемые и Интерпретируемые
Любая программа на языке программирования это прежде всего текст. Текст понятен человеку, и сравнительно легко может быть обработан компьютером, потому что буквы и другие текстовые символы в компьютере представлены некими целыми числами, их еще называют кодами символов. Программа, которая обрабатывает текст на языке программирования и создает по нему последовательность команд микропроцессора называется компилятор. То есть компилятор переводит числа, которые человек воспринимает как текст в другие числа, которые компьютер воспринимает как команды микропроцессора.
Такая схема, конечно, не всех устраивала и программисты придумали языки, которым не требуется компилятор. Для таких языков перевод текста в команды микропроцессора происходит незаметно сразу после запуска текстовой программы. Правда, для этого текстовая программа должна запускаться под управлением другой уже готовой программы, которая называется Интерпретатор. Интерпретатор и делает эту незаметную компиляцию. Языки для которых требуется интерпретатор назвали Интерпретируемыми.
Главное отличие компилируемых языков от интерпретируемых в скорости выполнения программ. Считается, что программы написанные на компилируемых языках выполняются быстрее чем на интерпретируемых. Но сам процесс написания и тестирования интерпретируемой программы проходит проще, так как нет необходимости в промежуточном шаге компиляции.
Похожим образом, программа на TypeScript сначала компилируется в текстовую программу, или, как говорят, в код на JavaScript, который затем уже может быть выполнен интерпретатором JavaScript. Такое усложнение позволяет воспользоваться преимуществами строгой типизации данных и отловом ошибок на этапе компиляции, которые доступны в TypeScript.
3. Универсальные и специализированные
Классификация говорит сама за себя. Есть языки, на которых можно в принципе написать любую программу, но не всегда это можно сделать, например, быстро. Или такая программа не обязательно будет оптимально быстро работать. Типичный универсальный язык всех времен и народов: С++. И в этом его большой плюс. А, может, даже два плюса )).
Специализация в языках программирования касается, как правило, либо предметной области, например, математические вычисления (Fortran, F#), искусственный интеллект (LISP), веб-разработка (PERL, PHP), компьютерные игры (Unity, Lua), бухгалтерия (1С) и т.д., либо какой-то технологии программирования, например, многопоточность как в языке Cи-Омега (Cw) или способ записи операторов как в F#.
Для разных областей приложений создаются свои языки или скрипты. Особенно это относится к компьютерным играм, в которых переплетаются сразу несколько видов искусства, науки и технологии. Но системы разработки игр также используют и уже известные языки, например, Python в системе нарративных игр Ren’Py или язык Swift для устройств Apple.
Универсальные: семейство Pascal/Delphi, C/C++, C#, Java
Специализированные:
Математические вычисления: Fortran, F#
Математическое моделирование: MatLab, Wolfram (Mathematica)
Искусственный интеллект: LISP,
На основе передачи сообщений: Small Talk,
Многопоточные приложения Cw,
Веб-разработка: Perl, PHP, JavaScript
Базы данных: SQL
Компьютерные игры: Lua, Unity, Godot, Twine
Компьютерная графика: MEL (Maya), MAX Script (3ds Max)
Бухгалтерия: 1С
4. Алгоритмические и Языки описания данных
Алгоритмические: Pascal, C++, Java, C#
Языки описания данных: XML, XAML, JSON, HTML, DDL SQL
Алгоритмические языки, конечно, тоже умеют описывать данные, но в основном предназначены для создания больших и сложных программ, которые описывают действия, то есть алгоритмы.
Языки же описания данных предназначены только для описания данных для разных типов приложений. Эти языки можно считать необходимой нагрузкой к обычным алгоритмическим языкам. Например, если вы учите JavaScript для разработки веб-приложений, то скорее всего вам придется также изучить и синтаксис каскадных таблиц стилей CSS и язык описания данных JSON, в формате которого удобно передавать данные между веб-сервером и клиентом.
Или, например, язык работы с базами данных SQL, по сути является языком для обработки и получения данных, но также включает в себя раздел Data Definition Language или Язык Описания Данных.
Вообще, на способы описания и управления данными сейчас разработчикам приходится обращать внимания, пожалуй, не меньше чем на описание алгоритмов.
5. Низкоуровневые и Высокоуровневые
Низкоуровневые: Assembler, CIL,
Высокоуровневые: любой объектно-ориентированный или поддерживающий сложные типы данных язык.
Этот тип классификации, хоть и немного теряет актуальность, поскольку подавляющее большинство языков теперь можно отнести к высокоуровневым, но все еще имеет место, поскольку низкоуровневые языки существуют.
Эта классификация была актуальна на заре развития компьютеров, когда число доступных компиляторов можно было пересчитать по пальцам, а написать, например, драйвер клавиатуры на Ассемблере можно было в качестве развлечения в свободное время.
Напомню, что Ассемблер, это язык, команды которого максимально соответствуют командам самого микропроцессора, которые позволяют обрабатывать данные размером один, два или четыре байта, за счет чего представить на нем сложные типы данных очень и очень проблематично. Но зато по скорости выполнения программ языку Ассемблера просто нет равных.
6. Объектно-Ориентированные и Структурные языки программирования
Появление объектно-ориентированного программирования, сокращенно ООП, примерно со второй половины 80-х годов 20-го века стало настоящей технологической революцией. Это был буквально переворот, сейчас объясню почему. До ООП были популярны языки структурного программирования. И программисты были вполне счастливы писать программы на структурных языках высокого уровня, потому что в свое время это тоже было колоссальным шагом вперед.
Дело в том, что компьютер удалось создать только после титанических усилий таких гениев как Алан Тьюринг, который разработал свою теорию — машину Тьюринга, на основе которой и работают все числовые компьютеры в наши дни. Принцип машины Тьюринга, вкратце, состоит в том, что в оперативной памяти записана последовательность команд микропроцессора, в том числе команд условных или безусловных переходов на другие команды. Эти переходы на ассемблере называются JMP (англ.: jump — прыжок, переход), а в языках высокого уровня обозначаются командой GOTO (англ.: go to — перейти к чему-л.).
Для программирования компьютера первоначально существовал язык Ассемблер, команды которого почти один в один соответствуют командам микропроцессора. Теоретически, на Ассемблере можно написать любую программу, но практически перенос абстракций прикладных задач на него совсем не простое дело.
Для программирования прикладных задач, примерно с начала 70-х годов 20-го века и появилось структурное программирование, для создания которого потребовались усилия других гениев, таких как Никлаус Вирт, создатель языка Паскаль и Эдсгер Дейкстра, который первым написал о необходимости избавляться от оператора GOTO в языках высокого уровня и предложил решение как это сделать с помощью трех типов операторов и функций.
На практике это вылилось в появление языков программирования, таких как Basic, С, Паскаль, Algol, Cobol, Fortran, PL1. Разработка программ методом «сверху вниз» в структурном программировании превратилась в сплошное удовольствие. Суть ее состояла в написании набора функций, содержащих подфункции, которые можно вызывать, подставляя на вход нужные данные и получая соответствующий результат.
Таким образом, в языках структурного программирования алгоритмы на основе функций стоят как бы на первом месте, а данные для них можно брать откуда угодно. Не последнюю роль в этом сыграла идея автора кибернетики Норберта Винера о функции как о черном ящике, на вход которому можно подавать любые данные и наблюдать получаемый выход.
Для небольших задач типа сортировки данных или нахождения кратчайшего пути структурное программирование подходило идеально. Были найдены решения для большинства сложных алгоритмических задач. Появились фундаментальные труды, такие как многотомник “Искусство программирования” Дональда Кнута, который до сих пор считается настольной книгой для программистов.
Однако, увеличение сложности программ в результате привело к появлению и бо́льших шансов на внесение ошибок в программы, так как возможность подставлять любые данные на вход процедурам и функциям влекло за собой побочные эффекты. Так, например, в 1999 году космический аппарат NASA «Mars Climate Orbiter» потерпел крушение в из-за ошибки в программе — подстановки неправильных данных.
В результате появилась новая концепция объектно-ориентированного программирования, в котором во главу угла ставится, как я его называю, принцип актуальности данных, а функции становятся как бы приложением к данным, которые они должны обрабатывать. Объект это, в первую очередь, набор данных со своими функциями. В ООП вводятся ограничения на доступ функций к «чужим» данным, что уменьшает возможность непреднамеренного изменения данных и резко повышает надежность программ.
После появления объектно-ориентированных языков программирования, таких как С++, Object Pascal, Java, С#, а также новых аппаратных возможностей компьютеров, объемы программ и данных для них увеличились многократно, если не на порядки, что легко оценить хотя бы по объемам дистрибутивов программ, которые перестали помещаться сначала на дискеты, а потом и на компакт диски. А программирование снова как бы встало с головы на ноги.
Update 24.02.2021
См. также видео-версию этой главы.
7. Сопутствующие Фреймворки (Frameworks), Библиотеки и Технологии
С определенным языком программирования может быть связана технологическая цепочка или целая система программирования, которые также называют термином фреймворк.
Для использования языка С++ от Microsoft для первых 32-х битных версий Windows программистам для создания оконных приложений также приходилось изучать библиотеку MFC.
Для разработки веб-приложений с помощью технологии MVC от Microsoft программистам также потребуется язык разметки веб-страниц Razor.
Для создания современных приложений на универсальной платформе Microsoft может потребоваться язык разметки XAML.
Другие примеры:
Ruby on Rails — серверная платформа разработки веб-приложений.
Для компьютерных игр, такие как Unity, Cocos, Unreal Engine.
Для 3D графики: OpenGL, DirectX.
Наверно, возможны и другие способы классификации языков программирования, например, со строгой типизацией и без. Но они интересны тем, кто уже разбирается в программировании, этот же обзор скорее для начинающих.
Выводы
В принципе, чем больше языков знает программист, тем увереннее себя чувствует как профессионал. Но в наше скоростное время возможно и такое, что версия языка может потерять свою актуальность буквально за полтора-два года. Например, у языка TypeScript c 2015 по 2019 год, то есть примерно за 5 лет, было выпущено, внимание, более 20-ти обновлений.
Если же с компанией еще не определились, то можно начать с одного из универсальных языков программирования. Из-за повсеместного проникновения интернета, для программиста желательно хотя бы в общих чертах представлять себе что такое язык HTML, а также сопутствующие языки описания данных типа XML и JSON. Желательно также иметь представление о языке управления базами данных SQL.
Прошло то время, когда работать с одной и той же версией языка программирования можно было десятилетиями. В наше время особенность работы программиста состоит в постоянном изучении новых языков и технологий. Курсы по программированию могут быть хорошим трамплином, но основной опыт программисты получают в процессе работы, как бы учась и работая одновременно.
Глядя на эти системы может сложиться впечатление, что программисты скоро окажутся не нужны. Но отгадайте, кто создает все эти системы программирования без программистов? Те же программисты с помощью все тех же обычных языков программирования.