Кто впервые разработал язык программирования. История развития языков программирования: кратко обо всем. Эпоха новой формации

Одной из самых революционных идей приведших к созданию автоматических цифровых вычислительных машин, была высказанная в 20-х годах 19 века Чарльзом Бебиджем мысль о предварительной записи порядка действия машины для последующей автоматической реализации вычислений – программе. И, хотя использованная Бебиджем запись программы на перфокартах, придуманная для управления такими станками французским изобретателем Жозефом Мари Жаккаром, технически не имеет ничего общего с современными приемами хранения программ в ПК, принцип здесь по существу один. С этого момента начинается история программирования.
Аду Левлейс, современницу Бебиджа, называют первым в мире программистом. Она теоретически разработала некоторые приемы управления последовательностью вычислений, которые используются в программировании и сейчас. Ею же была описана и одна из важнейших конструкций практически любого современного языка программирования – цикл.

Революционным моментом в истории языков программирования стало появление системы кодирования машинных команд с помощью специальных символов, предложенной Джоном Моучли. Система кодирования, предложенная им, вдохновила одну из его сотрудниц Грейс Мюррей Хоппер. При работе на компьютере «Марк-1» ей и ее группе пришлось столкнуться со многими проблемами и все, что ими придумано, было впервые. В частности они придумали подпрограммы. И еще одно фундаментальное понятие техники программирования впервые ввели Хоппер и ее группа – «отладка».
В конце 40-х годов Дж. Моучли создал систему под названием «Short Code», которая являлась примитивным языком программирования высокого уровня. В ней программист записывал решаемую задачу в виде математических формул, а затем, используя специальную таблицу, переводил символ за символом, преобразовывал эти формулы в двухлитерные коды. В дальнейшем специальная программа компьютера превращала эти коды в двоичный машинный код. Система, разработанная Дж. Моучли, считается одним из первых примитивных интерпретаторов.

Уже в 1951 г. Хоппер создала первый в мире компилятор и ею же был введен сам этот термин. Компилятор Хоппер осуществлял функцию объединения команд и в ходе трансляции производил организацию подпрограмм, выделение памяти компьютера, преобразование команд высокого уровня (в то время псевдокодов) в машинные команды. «Подпрограммы находятся в библиотеке (компьютера), а когда вы подбираете материал из библиотеки – это называется компиляцией» – так она объясняла происхождение введенного ею термина.

В 1954 году группа под руководством Г. Хоппер разработала систему, включающую язык программирования и компилятор, которая в дальнейшем получила название Math-Matic. После удачного завершения работ по созданию Math-Matic Хоппер и ее группа принялись за разработку нового языка и компилятора, который позволил бы пользователями программировать на языке, близком к обычному английскому. В 1958 г. появился компилятор Flow-Matic. Компилятор Flow-Matic был первым языком для задач обработки коммерческих данных.
Разработки в этом направлении привели к созданию языка Кобол (COBOL – Common Business Oriented Language). Он был создан в 1960 году. В этом языке по сравнению с Фортраном и Алголом, слабее развиты математические средства, но зато хорошо развиты средства обработки текстов, организация вывода данных в форме требуемого документа. Он задумывался как основной язык для массовой обработки данных в сферах управления и бизнеса.

Середина 50-х годов характеризуется стремительным прогрессом в области программирования. Роль программирования в машинных командах стала уменьшаться. Стали появляться языки программирования нового типа, выступающие в роли посредника между машинами и программистами. Первым и одним из наиболее распространенных был Фортран (FORTRAN, от FORmula TRANslator – переводчик формул), разработанный группой программистов фирмы IBM в 1954 году (первая версия). Этот язык был ориентирован на научно-технические расчеты математического характера и является классическим языком программирования при решении на ПК математических и инженерных задач.
Для первых языков программирования высокого уровня предметная ориентация языков была характерной чертой.
Особое место среди языков программирования занимает Алгол, первая версия которого появилась в 1958 году. Одним из разработчиков Алгола был «отец» Фортрана Джон Бэкус. Название языка ALGOrithmic Language подчеркивает то обстоятельство, что он предназначен для записи алгоритмов. Благодаря четкой логической структуре Алгол стал стандартным средством записи алгоритмов в научной и технической литературе.

В середине 60-х годов Томас Курц и Джон Камени (сотрудники математического факультета Дартмунтского колледжа) создали специализированный язык программирования, который состоял из простых слов английского языка. Новый язык назвали «универсальным символическим кодом для начинающих» (Beginner All-Purpose Symbolic Instruction Code, или, сокращенно, BASIC). Годом рождения нового языка можно считать 1964. Сегодня универсальный язык Бейсик (имеющий множество версий) приобрел большую популярность и получил широкое распространение среди пользователей ПК различных категорий во всем мире. В значительно мере этому способствовало то, что Бейсик начали использовать как встроенный язык персональных компьютеров, широкое распространение которых началось в конце 70-х годов. Однако Бейсик неструктурный язык, и поэтому он плохо подходит для обучения качественному программированию. Справедливости ради следует заметить, что последние версии Бейсика для ПК (например, QBasic) стали более структурными и по своим изобразительным возможностям приближаются к таким языкам, как Паскаль.

Разработчики ориентировали языки на разные классы задач, в той или иной мере привязывали их к конкретной архитектуре ПК, реализовывали личные вкусы и идеи. В 60-е годы были предприняты попытки преодолеть эту «разноголосицу» путем создания универсального языка программирования. Первым детищем этого направления стал PL/1 (Programm Language One), разработанный фирмой IBM в 1967 году. Этот язык претендовал на возможность решать любые задачи: вычислительные, обработки текстов, накопления и поиска информации. Однако он оказался слишком сложным, транслятор с него – недостаточно оптимальным и содержал ряд невыявленных ошибок.
Однако линия на универсализацию языков была поддержана. Старые языки были модернизированы в универсальные варианты: Алгол-68 (1968 г.), Фортран-77. Предполагалось, что подобные языки будут развиваться и усовершенствоваться, станут вытеснять все остальные. Однако ни одна из этих попыток не увенчалась успехом.

Язык ЛИСП появился в 1965 году. Основным в нем служит понятие рекурсивно определенных функций. Поскольку доказано, что любой алгоритм может быть описан с помощью некоторого набора рекурсивных функций, то ЛИСП по сути является универсальным языком. С его помощью ПК может моделировать достаточно сложные процессы, в частности – интеллектуальную деятельность людей.
Пролог разработан во Франции в 1972 году для решения проблем «искусственного интеллекта». Пролог позволяет в формальном виде описывать различные утверждения, логику рассуждений и заставляет ПК давать ответы на заданные вопросы.
Значительным событием в истории языков программирования стало создание в 1971 году языка Паскаль. Его автор – швейцарский ученый Никлаус Вирт. Вирт назвал его в честь великого французского математика и религиозного философа XVII века Блеза Паскаля, который изобрел первое суммирующее устройство, именно поэтому новому языку было присвоено его имя. Этот язык первоначально разрабатывался как учебный язык структурного программирования, и, действительно, сейчас он является одним из основных языков обучения программированию в школах и вузах.

В 1975 году два события стали вехами в истории программирования – Билл Гейтс и Пол Аллен заявили о себе, разработав свою версию Бейсика, а Вирт и Йенсен выпустили классическое описание языка «Pascal User Manual and Report».

Не менее впечатляющей, в том числе и финансовой, удачи добился Филип Кан, француз, разработавший в 1983 году систему Турбо-Паскаль. Суть его идеи состояла в объединении последовательных этапов обработки программы – компиляции, редактирования связей, отладки и диагностики ошибок – в едином интерфейсе. Турбо-Паскаль – это не только язык и транслятор с него, но еще и операционная оболочка, позволяющая пользователю удобно работать на Паскале. Этот язык вышел за рамки учебного предназначения и стал языком профессионального программирования с универсальными возможностями. В силу названных достоинств Паскаль стал источником многих современных языков программирования. С тех пор появилось несколько версий Турбо-Паскаля, последняя – седьмая.
Фирма Borland/Inprise завершила линию продуктов Турбо-Паскаль и перешла к выпуску системы визуальной разработки для Windows – Delphi.

Большой отпечаток на современное программирование наложил язык Си (первая версия – 1972 год), являющийся очень популярным в середе разработчиков систем программного обеспечения (включая операционные системы). Этот язык создавался как инструментальный язык для разработки операционных систем, трансляторов, баз данных и других системных и прикладных программ. Си сочетает в себе как черты языка высокого уровня, так и машинно-ориентированного языка, допуская программиста ко всем машинным ресурсам, чего не обеспечивают такие языки как Бейсик и Паскаль.
Период с конца 60-х до начала 80-х годов характеризуется бурным ростом числа различных языков программирования, сопровождавшим кризис программного обеспечения. В январе 1975 года Пентагон решил навести порядок в хаосе трансляторов и учредил комитет, которому было предписано разработать один универсальный язык. В мае 1979 года был объявлен победитель – группа ученых во главе с Жаном Ихбиа. Победивший язык окрестили Ада, в честь Огасты Ады Левлейс. Этот язык предназначен для создания и длительного (многолетнего) сопровождения больших программных систем, допускает возможность параллельной обработки, управления процессами в реальном времени.

В течение многих лет программное обеспечение строилось на основе операционных и процедурных языков, таких как Фортран, Бейсик, Паскаль, Ада, Си. По мере эволюции языков программирования получили широкое распространение и другие, принципиально иные, подходы к созданию программ.
Существует большое количество классификаций языков программирования по различным признакам. Наиболее распространенными являются следующие классификации:
 языки программирования высокого (Паскаль, Бейсик) и низкого уровня (Ассемблер);
 строго типизированные (Паскаль) и нестрого типизированные (Бейсик);
 с поддержкой объектно-ориентированного программирования (Си++) и без и т. д.

Рассмотрим другую классификацию. Языки программирования делятся на:
1) Машинно-ориентированные языки:
 машинные языки;
 языки символического кодирования;
 автокоды;
 макрос.
2) Машинно-независимые языки:
 проблемно-ориентированные языки;
 универсальные языки;
 диалоговые языки;
 непроцедурные языки.

Машинно-ориентированные языки

Машинно-ориентированные языки – это языки, наборы операторов и изобразительные средства которых существенно зависят от особенностей ПК (внутреннего языка, структуры памяти и т. д.). Машинно-ориентированные языки имеют следующие особенности:
 высокое качество создаваемых программ (компактность и скорость выполнения);
 возможность использования конкретных аппаратных ресурсов;
 предсказуемость объектного кода и заказов памяти;
 для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенности функционирования данного ПК;
 трудоемкость процесса составления программ (особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного от появления ошибок;
 низкая скорость программирования;
 невозможность непосредственного использования программ, составленных на этих языках, на ЭВМ других типов.
Машинно-ориентированные языки по степени автоматического программирования подразделяются на классы.

Машинный язык

Отдельный компьютер имеет свой определенный машинный язык (далее МЯ), ему предписывают выполнение указываемых операций над определяемыми ими операндами, поэтому МЯ является командным. В команде сообщается информация о местонахождении операндов и типе выполняемой операции.
В новых моделях ПК намечается тенденция к повышению внутренних языков машинно-аппаратным путем реализовывать более сложные команды, приближающиеся по своим функциональным действиям к операторам алгоритмических языков программирования.

Языки Символического Кодирования

Языки Символического Кодирования (далее ЯСК), так же, как и МЯ, являются командными. Однако коды операций и адреса в машинных командах, представляющие собой последовательность двоичных (во внутреннем коде) или восьмеричных (часто используемых при написании программ) цифр, в ЯСК заменены на символы (идентификаторы), форма написания которых помогает программисту легче запоминать смысловое содержание операции. Это обеспечивает существенное уменьшение числа ошибок при составлении программ.
Использование символических адресов – первый шаг к созданию ЯСК. Команды ПК вместо истинных (физических) адресов содержат символические адреса. По результатам составленной программы определяется требуемое количество ячеек для хранения исходных промежуточных и результирующих значений. Назначение адресов, выполняемое отдельно от составления программы в символических адресах, может проводиться менее квалифицированным программистом или специальной программой, что в значительной степени облегчает труд программиста.

Автокоды

Существуют языки, включающие в себя все возможности ЯСК, посредством расширенного введения макрокоманд - они называются автокоды.

В различных программах встречаются некоторые достаточно часто использующиеся командные последовательности, которые соответствуют определенным процедурам преобразования информации. Эффективная реализация таких процедур обеспечивается оформлением их в виде специальных макрокоманд и включением последних в язык программирования, доступный программисту. Макрокоманды переводятся в машинные команды двумя путями – расстановкой и генерированием. В постановочной системе содержатся «остовы» - серии команд, реализующих требуемую функцию, обозначенную макрокомандой. Макрокоманды обеспечивают передачу фактических параметров, которые в процессе трансляции вставляются в «остов» программы, превращая её в реальную машинную программу.
В системе с генерацией имеются специальные программы, анализирующие макрокоманду, которые определяют, какую функцию необходимо выполнить и формируют необходимую последовательность команд, реализующих данную функцию.
Обе указанных системы используют трансляторы с ЯСК и набор макрокоманд, которые также являются операторами автокода.
Развитые автокоды получили название ассемблеры. Сервисные программы и пр., как правило, составлены на языках типа ассемблер.

Макрос

Язык, являющийся средством для замены последовательности символов описывающих выполнение требуемых действий ЭВМ на более сжатую форму называется макрос (средство замены).
В основном, макрос предназначен для того, чтобы сократить запись исходной программы. Компонент программного обеспечения, обеспечивающий функционирование макросов, называется макропроцессором. На макропроцессор поступает макроопределяющий и исходный текст. Реакция макропроцессора на вызов  выдача выходного текста.
Макрос одинаково может работать, как с программами, так и с данными.

Машинно-независимые языки

Машинно-независимые языки – это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ПК.
Подобные языки получили название высокоуровневых языков программирования. Программы, составляемые на таких языках, представляют собой последовательности операторов, структурированные согласно правилам рассматривания языка (задачи, сегменты, блоки и т. д.). Операторы языка описывают действия, которые должна выполнять система после трансляции программы на МЯ.
Таким образом, командные последовательности (процедуры, подпрограммы), часто используемые в машинных программах, представлены в высокоуровневых языках отдельными операторами. Программист получил возможность не расписывать в деталях вычислительный процесс на уровне машинных команд, а сосредоточиться на основных особенностях алгоритма.

Проблемно-ориентированные языки

С расширением областей применения вычислительной техники возникла необходимость формализовать представление постановки и решение новых классов задач. Необходимо было создать такие языки программирования, которые, используя в данной области обозначения и терминологию, позволили бы описывать требуемые алгоритмы решения для поставленных задач, ими стали проблемно-ориентированные языки. Эти языки ориентированы на решение определенных проблем, должны обеспечить программиста средствами, позволяющими коротко и четко формулировать задачу и получать результаты в требуемой форме.
Проблемных языков очень много, например:
- Фортран, Алгол – языки, созданные для решения математических задач;
- Simula, Слэнг - для моделирования;
- Лисп, Снобол – для работы со списочными структурами.

Универсальные языки

Универсальные языки были созданы для широкого круга задач: коммерческих, научных, моделирования и т. д. Первый универсальный язык был разработан фирмой IBM, ставший в последовательности языков PL/1. Второй по мощности универсальный язык называется Алгол-68.

Диалоговые языки

Появление новых технических возможностей поставило задачу перед системными программистами – создать программные средства, обеспечивающие оперативное взаимодействие человека с ПК их назвали диалоговыми языками.
Эти работы велись в двух направлениях. Создавались специальные управляющие языки для обеспечения оперативного воздействия на прохождение задач, которые составлялись на любых раннее неразработанных (не диалоговых) языках. Разрабатывались также языки, которые кроме целей управления обеспечивали бы описание алгоритмов решения задач.
Необходимость обеспечения оперативного взаимодействия с пользователем потребовала сохранения в памяти ЭВМ копии исходной программы даже после получения объектной программы в машинных кодах. При внесении изменений в программу с использованием диалогового языка система программирования с помощью специальных таблиц устанавливает взаимосвязь структур исходной и объектной программ. Это позволяет осуществить требуемые редакционные изменения в объектной программе.
Одним из примеров диалоговых языков является Бейсик.

Непроцедурные языки

Непроцедурные языки составляют группу языков, описывающих организацию данных, обрабатываемых по фиксированным алгоритмам (табличные языки и генераторы отчетов), и языков связи с операционными системами.
Позволяя четко описывать как задачу, так и необходимые для ее решения действия, таблицы решений дают возможность в наглядной форме определить, какие условия должны быть выполнены прежде чем переходить к какому-либо действию. Одна таблица решений, описывающая некоторую ситуацию, содержит все возможные блок-схемы реализаций алгоритмов решения.
Табличные методы легко осваиваются специалистами любых профессий. Программы, составленные на табличном языке, удобно описывают сложные ситуации, возникающие при системном анализе.
Языки программирования служат разным целям, и их выбор определяется удобностью для пользователя, пригодностью для данного компьютера и данной задачи. А задачи для компьютера бывают самые разнообразные: вычислительные, экономические, графические, экспертные и т. д. Такая разнотипность решаемых компьютером задач и определяет многообразие языков программирования. В программировании наилучший результат достигается при индивидуальном подходе, исходящем из класса задачи, уровня и интересов программиста.

История создания языка программирования Basic и Visual Basic

Язык программирования Basic был создан в 1964 году двумя профессорами из Dartmouth College - Джоном Кенеми и Томасом Куртцом для обучения студентов навыкам программирования. Язык получился настолько простым и понятным, что через некоторое время его начали применять и в других учебных заведениях. В 1975 году, с приходом первых микрокомпьютеров, эстафету Basic приняли Билл Гейтс и Пол Аллен, основатели Microsoft. Именно они создали новую версию Basic для первых компьютеров "Альтаир" (MITS Altairs), способную работать в 4КБ оперативной памяти. Со временем именно эта версия и превратилась в один из самых популярных языков программирования в мире. На пути к вершине славы у Basic было множество трудностей, которые он всегда с честью преодолевал, и когда появились первые персональные компьютеры IBM PC, именно он стал стандартом в программировании, но уже в виде GW-Basic. Потом был Turbo Basic, QuickBasic, Basic PDS, но всегда при разработке новой версии языка сохранялась совместимость с прежними версиями и программа, написанная для практически первого Basic, вполне (с незначительными изменениями) могла бы работать и в последующих версиях этого языка. Но наступили новые времена, и в начале 90-х появляется операционная система Microsoft Windows с новым графическим интерфейсом пользователя (GUI).

Жизнь программистов превратилась в ад. Чтобы создать простую программу, приходилось писать несколько страниц кода: создавать меню и окна, менять шрифты, очищать память, "рисовать" кнопки и т.д. Однако преимущества нового интерфейса были настолько неоспоримы, что уже третья версия этой операционной системы стала фактическим стандартом для персонального компьютера. В это время в недрах Microsoft велось несколько параллельных проектов по созданию нового языка программирования для Windows. И в 1991 году под лозунгом "теперь и начинающие программисты могут легко создавать приложения для Windows" появилась первая версия нового инструментального средства Microsoft Visual Basic. В тот момент Microsoft достаточно скромно оценивала возможности этой системы, ориентируя ее, прежде всего, на категорию начинающих и непрофессиональных программистов. Основной задачей тогда было выпустить на рынок простой и удобный инструмент разработки в тогда еще довольно новой среде Windows, программирование в которой представляло проблему и для опытных специалистов. Система программирования, созданная разработчиками Visual Basic, позволяла "отстраниться" от сложнейшей внутренней структуры Windows и создавать программы из "кубиков", как в детском конструкторе. Меню, окна, списки, кнопки, поля ввода текста и другие элементы интерфейса Windows добавлялись в программу с помощью простейших операций drag&drop.

Свою первую программу VB-программисты создавали уже через несколько минут после начала изучения этого языка! Более того, Visual Basic позволял разработчикам создавать новые объекты-"кубики", которые также могли использоваться в программах наравне со стандартными. И хотя многие С-программисты тихо посмеивались над попытками Microsoft сделать простой и понятный инструмент разработки Windows-программ, Visual Basic начал свое победное шествие по миру, и ничто не могло остановить этот процесс. Последние барьеры упали в 1994 году с выпуском Visual Basic for Applications. Именно в это время, после включения VBA в состав Microsoft Office, Basic начинает превращаться в один из основных стандартов программирования для Windows. Для фирмы Microsoft язык Basic имеет особое значение, в свое время разработка варианта Basic для компьютера Altair 8800 положила начало трудовому программистскому пути ее основателей, Билла Гейтса и Пола Аллена. Поэтому в свое время - в 1989 году, когда пришла пора распределить основные направления создания сред разработки на различных языках программирования между различными фирмами, Microsoft оставила за собой QuickBasic - среду разработки программ на Basic"е, отказавшись, к примеру, от дальнейшей работы над языком программирования Pascal, оставив его фирме Borland, которая, в свою очередь, остановила работы над своей версией Basic"а (впоследствии Pascal стал языком Delphi).

Первоначально задумывавшийся как игрушка, Visual Basic от Microsoft невероятно быстро завоевал программистский мир. Его популярность обусловлена двумя причинами: относительной простотой и продуктивностью. Программы на VB работают медленнее своих аналогов на C/C++, но все же они достаточно быстры для многих деловых целей и требуют гораздо меньше времени на разработку. Формы были той самой сберегающей усилия абстракцией, которую предложил VB программистам Windows. IDE VB позволила разрабатывать окна графически, перетаскивая элементы управления, такие как кнопки и списки, с панели инструментов в форму. Получив удовлетворительный внешний вид формы, можно было переходить к кодовой части и писать обработчики событий для каждого элемента управления формы.

Разработка приложения в VB, таким образом, состояла из создания нескольких форм, которые общались друг с другом и, возможно, обращались к базе данных за необходимой информацией. В результате форма оказалась окном, которое предлагало использовать оконные методы гораздо более удобным способом. VB уменьшил число ошибок путем удаления некоторых скрытых элементов синтаксиса C/C++. Кроме специальных случаев, выражения ограничивались одной строкой кода, а переменные должны были объявляться и инициализироваться в отдельных строках кода. Операторы присваивания и сравнения использовали один и тот же символ, однако грамматика VB требовала, чтобы эти операторы применялись таким образом, чтобы их намерения были четко обозначены.

Возможно, самым важным было то, что отсутствовали указатели - требование Билла Гейтса, начиная с первых версий Microsoft BASIC. Хотя указатели полезны, так как разрешают прямой доступ к памяти по любому адресу, их использование сопряжено с ошибками в том случае, если они применяются неаккуратно. Требование грамматической простоты BASIC восходит к тому факту, что первоначально он был создан как язык для обучения: "Beginner"s All-purpose Symbolic Instructional Code" (Многоцелевой символьный командный код для начинающих). VB версии 6 - это уже мощный язык, который можно использовать для создания распределенных приложений с применением компонентов СОМ и Microsoft Transaction Server. Microsoft предложила трехуровневый подход для архитектур "клиент-сервер", в котором "тонкие" пользовательские интерфейсы взаимодействовали с удаленными компонентами VB для получения данных из базы данных или с другой машины.

При помощи VBScript и VBA (VB для приложений) можно писать сценарии для web-браузеров и автоматизировать приложения Microsoft Office. Более того, VB6 можно использовать для создания элементов управления Active-X, работающих вместе с Internet Explorer, хотя это делается крайне редко, поскольку требуется, чтобы на машине клиента, работающего в Интернете, была установлена библиотека времени исполнения DLL VB. Начиная с VB5, программы VB компилировались в машинный код, но они были основаны на применении DLL, предоставляющей повсеместно используемые функции и реализующей объектные возможности VB. Интересно то, что компилятор VB для трансляции использует многопроходный режим, а в конечном счете полагается на компилятор Microsoft C++ для получения выходного машинного кода после компиляции в промежуточный язык. В этом свойстве VB - использование библиотеки времени исполнения и внутреннего интерфейса C++ - видны зародыши.NET.

История создания языка программирования C#

Язык C# появился на свет в июне 2000 г. в результате кропотливой работы большой группы разработчиков компании Microsoft, возглавляемой Андерсом Хейлсбергом (Anders Hejlsberg). Этот человек известен как автор одного из первых компилируемых языков программирования для персональных компьютеров IBM -- Turbo Pascal. Наверное, на территории бывшего Советского Союза многие разработчики со стажем, да и просто люди, обучавшиеся в той или иной форме программированию в вузах, испытали на себе очарование и удобство использования этого продукта. Кроме того, во время работы в корпорации Borland Андерс Хейлсберг прославился созданием интегрированной среды Delphi (он руководил этим проектом вплоть до выхода версии 4.0).
Появление языка C# и инициативы.NET отнюдь не случайно пришлось на начало лета 2000 г. Именно к этому моменту компания Microsoft подготовила промышленные версии новых компонентных технологий и решений в области обмена сообщениями и данными, а также создания Internet-приложений (COM+, ASP+, ADO+, SOAP, Biztalk Framework). Несомненно, лучшим способом продвижения этих новинок является создание инструментария для разработчиков с их полноценной поддержкой. В этом и заключается одна из главных задач нового языка C#. Кроме того Microsoft не могла больше расширять все те же инструменты и языки разработки, делая их все более и более сложными для удовлетворения конфликтующих между собой требований поддержки современного оборудования и обеспечения обратной совместимости с теми продуктами, которые были созданы в начале 1990-х гг. во время первого появления Windows. Наступает момент, когда необходимо начать с чистого листа для того, чтобы создать простой, но имеющий сложную структуру набор языков, сред и средств разработки, которые позволят разработчику легко создавать современные программные продукты.

С# и.NET являются той самой отправной точкой. Если говорить упрощенно, то.NET представляет собой новую платформу, новый API для программирования в Windows, а С# е новый язык, созданный с нуля, для работы с этой платформой, а также для извлечения всех выгод из прогресса сред разработки и нашего понимания принципов объектно-ориентированного программирования в течение последних 20 лет.
Необходимо отметить, что обратная совместимость не потеряна. Существующие программы будут выполняться, а платформа.NET была спроектирована таким образом, чтобы она могла работать с имеющимся программным обеспечением. Связь между компонентами в Windows сейчас почти целиком осуществляется при помощи СОМ. С учетом этого.NET обладает способностью (а) создавать оболочки (wrappers) вокруг существующих компонентов СОМ, так что компоненты.NET могут общаться с ними, и (б) создавать оболочки вокруг компонентов.NET, что позволяет им выглядеть как обычные СОМ-компоненты.

Авторы C# стремились создать язык, сочетающий простоту и выразительность современных объектно-ориентированных языков (вроде Java) c богатством возможностей и мощью C++. По словам Андерса Хейлсберга, C# позаимствовал большинство своих синтаксических конструкций из C++. В частности, в нем присутствуют такие удобные типы данных, как структуры и перечисления (другой потомок C++ -- Java -- лишен этих элементов, что создает определенные неудобства при программировании). Синтаксические конструкции С# унаследованы не только от C++, но и от Visual Basic. Например, в С#, как и в Visual Basic, используются свойства классов. Как C++, С# позволяет производить перегрузку операторов для созданных вами типов Java не поддерживает ни ту, ни другую возможность). С# - это фактически гибрид разных языков. При этом С# синтаксически не менее (если не более) чист, чем Java, так же прост, как Visual Basic, и обладает практически той же мощью и гибкостью, что и C++.

Особенности С#:

Полный и хорошо определенный набор основных типов.
- Встроенная поддержка автоматической генерации XML-документации. Автоматическое освобождение динамически распределенной памяти.
- Возможность отметки классов и методов атрибутами, определяемыми пользователем. Это может быть полезно при документировании и способно воздействовать на процесс компиляции (например, можно пометить методы, которые должны компилироваться только в отладочном режиме).
- Полный доступ к библиотеке базовых классов.NET, а также легкий доступ к Windows API (если это действительно необходимо).
- Указатели и прямой доступ к памяти, если они необходимы. Однако язык разработан таким образом, что практически во всех случаях можно обойтись и без этого.
- Поддержка свойств и событий в стиле VB.
- Простое изменение ключей компиляции. Позволяет получать исполняемые файлы или библиотеки компонентов.NET, которые могут быть вызваны другим кодом так же, как элементы управления ActiveX (компоненты СОМ).
- Возможность использования С# для написания динамических web-страниц ASP.NET.

Одной из областей, для которых не предназначен этот язык, являются критичные по времени и высокопроизводительные программы, когда имеет значение, занимать исполнение цикла 1000 или 1050 машинных циклов, и освобождать ресурсы требуется немедленно. C++ остается в этой области наилучшим из языков низкого уровня. В С# отсутствуют некоторые ключевые моменты, необходимые для создания высокопроизводительных приложений, в частности подставляемые функции и деструкторы, выполнение которых гарантируется в определенных точках кода. Также этот язык активно используется для создания современных видеоигр, например игра Battlefield 3 частично написана на C#, и полностью на технологии.NET

Не бойтесь тюрьмы, не бойтесь сумы,
Не бойтесь мора и глада,
А бойтесь единственно только того,
Кто скажет: «Я знаю, как надо!»
(А.Галич)

Давайте скажем прямо и коротко: правильного ответа на вопрос «какой язык программирования мне выбрать первым?» в природе не существует. Даже ответа класса «один из вот этих трёх». Не существует даже сейчас, в конкретный момент времени, когда я это пишу, 10 апреля 2017 года, 21:38 по киевскому времени - но ещё меньше смысла в попытках ответить на этот вопрос, заглядывая на месяц, полгода или год вперёд.

Что существует - это несколько правильных вопросов , которые полезно задать себе. Это и будет первым твоим тестовым заданием для входа в профессию: хочешь ли ты отвечать на эти вопросы и вообще подумать и поисследовать предметную область, прежде чем принять решение?

Если да - айда за мной.

Некоторые предуведомления

Во-первых, одного языка недостаточно. Даже на первом году обучения. Как минимум несколько «специализированых» языков всё равно понадобятся (HTML, CSS, SQL, YAML, JSON, XML, Markdown - как минимум примеры разных синтаксисов , которые почти наверняка придётся читать, и с большой вероятностью - писать). Но и не только. Не-JS-программисту почти наверняка понадобится прочитать чуточку JS; JS-программисту - проверить реализацию алгоритма, описанную на Python; системному программисту - разобраться с чужим говно кодом на скриптовом языке.

А на пути к «миддл»-уровню их придётся освоить полдюжины. А чтобы стать настоящим профессионалом - разбираться в парадигмах всякой фантастической дряни.

Во-вторых, вряд ли ты всю жизнь будешь писать на одном языке. И вряд ли даже достаточно долго. Может, даже и месяца не будешь. На самой первой работе в 2003-м году я был нанят C++-алгоритмистом, но немножко поддерживал сайт на PHP, и ещё дописывал интерфейс к нашей библиотеке на Excel VBA (содрогается) . И ничего, нормально, чего только с джунами не бывает.

Но и не только это - сменится «основной» язык в полюбившейся конторе, или наймёт другой работодатель по твоей любимой теме, изменятся воздушные потоки стартапной или энтерпрайзной культуры - и ВЖУХ - ты уже и не помнишь конструкций так тщательно выбранного «первого языка».

Поэтому, в общем, не стоит относиться к этому выбору слишком серьёзно, как к выбору жены или дома (их тоже можно сменить - но всё же чуть сложнее). Начать, попробовать всякое и найти своё - намного более осмысленная стратегия чем несколько недель/месяцев/лет анализировать «а с чего же всё-тки начать».

В-третьих, и самых главных (и вытекает из первых двух) - зачастую не «ты выбираешь язык», а язык выбирает тебя . Стоит по-настоящему заинтересоваться тем, что ты делаешь, выбрать это как важную часть своей жизни - а я обращаюсь именно к таким людям, не к тем кто надеется «по субботам подработать программингом» (их уже ничего не спасёт) - так вот, стоит сделать этот выбор, и дальше все советы «что выбрать» будут до лампочки. Интересная задача или перспективный работодатель нарисуются сами, язык на котором не получается сделать круто, отвалится сам собой, зато вырастет другой. Just stay tuned.

Внимание, правильные вопросы!

И всё же, чтобы с чего-то начать, девушка/юноша, обдумывающий житьё (то есть выбирающий, какому бы язык программирования выучиться для начала ), может спросить себя вот о чём:

Зачем собираешься учиться? Очень важный вопрос, который стоит честно задать себе первым делом. Получить дополнительный инструмент для своей основной профессии (например, микробиологии или бухгалтерии)? Развлечься в свободное время? Помочь ребёнку в школе?.. Ну, окей, на mkdev мы по умолчанию предполагаем, что ты собрался работать программистом (хотя с удовольствием научим и микробиолога - знаешь ли ты, что Ruby у них ужасно популярен?). Но: ты уже твёрдо уверен, что хочешь найти профессию в IT как можно быстрее, или просто решил попробовать, твоё ли это? Во втором случае, возможно, стоит перепробовать десяток языков и подходов, чтобы понять что тебе нравится - или ничего, это тоже ок!

Связанный вопрос: Сколько у тебя времени? Без чёткого дедлайна «через год я уже должен зарабатывать X долларов» - может быть разумно (и вполне приятно) сразу планировать себе «вузовского класса» обучение: то есть составить список из нескольких классических языков - Scheme, Haskell, Prolog, нескольких промышленных (Java, Ruby, JS), пары супермодных (Rust, Pony, Elixir)... А вопрос «на чём именно писать» как-то сам вырастет. Но если хочется «настоящую профессию и побыстрее», то...

Знаешь ли точно, в какой области хочешь работать? «Только разработка игр, ничего другое не прёт», «Искусственный интеллект - это то, о чём я со школы мечтал», «Хочется поближе к железу быть, всяких роботов и сенсоры программировать» или даже «Да вот друзья собираются делать стартап про сериалы с бигдатой» - хорошие варианты ответа на этот вопрос. Но ты совершенно не обязан их иметь. «А покажите, пожалуйста, весь ассортимент» - тоже хороший ответ. И «пока попробую у дяди в фирме бухгалтеру помочь, а там хочется чего-то поинтереснее» - тоже норм.

Виктор поможет тебе сделать первые шаги в программировании, научит основам, и языку Ruby!

Дальше: А что бы хотел делать? Кажется, это тот же вопрос, что выше? А нет. Закрой глаза, и представь, как выглядит твой идеальный рабочий процесс? Экспериментировать с интерфейсом, чтобы пользователь оказался счастлив, даже не подозревая сколько сил вложено? Выдумать новый алгоритм столкновения частиц для физического движка игры и три года доводить до ума? Быстро написать много кода, объединив десяток известных компонентов в новую стартапную идею, пока никто её не придумал? Разобраться со сложной чужой штукой, чтобы заставить её работать в новой среде? - есть огромное количество вариантов, и некоторые даже и уводят вдаль от профессии «просто программиста» - в область devops, или UI-специалистов, или аналитиков данных... Посвяти хотя бы 20 минут этой медитации, результат может быть Совсем Неожиданным.

Например (в связке с предыдущим вопросом) даже если ты уверен, что хочешь участвовать в разработке игр, понять что ты хочешь отлаживать новые уровни, или что тебя действительно развлечёт проработка физически точных алгоритмов столкновений, или - создание игрового сервера который выдержит стотыщмиллионов соединений - это всё же сильно разные направления для обучения и саморазвития.

И только ответив (или сознательно решив отложить ответ) на все вопросы выше, имеет смысл задать прагматический вопрос: Какие языки сейчас активно используются? - в той области, теме и среде, что тебе интересна. И выбрать штуки три (именно так!) для освоения в ближайшее время.

Из чего именно выбирать - придётся разбираться на месте, хотя ниже мы и приводим короткий обзор некоторых из популярных сегодня языков.

Некоторые ответы

Слышишь странный тихий звук?

Это устаревают и покрываются ржавчиной перечисленные ниже «ответы». Если ты читаешь эту статью через полгода после её написания, скорее всего раздел «ответы» уже слегка устарел (если не произошло какое-то катастрофическое событие, в результате которого устарело вообще всё); читаешь через год - устарел основательно. Читаешь через 5 лет - ...а чёрт его знает. В нашей области всё меняется каждый день, но зачастую остаётся довольно стабильным в более долгой перспективе.

Ну, в общем, понятно - читай осторожно.

Ниже - субъективные, короткие и неполные сведения о воображаемом топ-15 нынешних языков программирования (в алфавитном порядке).

Автор приписал каждому из них некоторое число: это количество вакансий на главном украинском сайте для разработчиков dou.ua , в которых язык хотя бы упоминается. Эти числа сами по себе ничего не значат, но позволяют провести некоторый неполный сравнительный анализ, на примере одной из пост-советских/европейских стран, и сделать какие-то очень неточные сравнительные выводы.

Обрати внимание: суть этих чисел не столько в том, что «надо выбирать то, где число больше»! Cуть в том, что у любого из этих языков число не равно нулю - в не очень большой, и не слишком благополучной, будем честны, стране. То есть найти работу можно и на языке у которого там написано 5 - но для этого его надо правда любить, а если цель просто «чёт попрограммить за приличное бабло» - тогда, конечно, надо выбирать где число побольше, там любого желающего берут, видимо.

C (100? - похоже, поисковый движок не справился) - единственный живой дедушка программирования, притом живее всех живых. Всё системное (с поправками на Rust и Go, про которые ниже), программирование всяких микроконтроллеров и встроенных устройств, всяких драйверов для дронов и прочих mindblowing штук - это по-прежнему C. Ещё он «базовый» язык для сшивания или ускорения других языков и библиотек (какая-нибудь научная хрень, которая скажем изначально писалась на Python, потом для скорости переписывается на C, потом к этой C-имплементации появляются обёртки на Ruby, Julia и Haskell... так и живём). Короче, вряд ли первый язык, но обязательный для изучения - совершенно точно. К тому же, вовсе не стоит на месте, и свежие стандарты вполне свежи и хороши;

C++ (144) - уродливый (по мнению одних) или восхитительно-сложный (по мнению других) племянник C. Объектно-ориентированный, метапрограммируемый, чудовищно переусложнённый, долго компилируемый... короче, C++ - это моя первая любовь среди языков программирования. Сейчас используется, насколько можно судить, для разработки игр, некоторых десктопных систем и немношк везде где можно C, но нужно более сложный код (потому что компилятор gcc доступен на всех примерно ОС, и компилирует и то и это);

C# (414) - один из немногих языков, программисты на котором продали душу диаволу почти намертво привязаны к экосистеме Microsoft (которая, будем честны - особенно для разработчиков - довольно впечатляюще развита). Области применения - игры, либо Сложный Дорогой Enterprise софт. Сам язык, по состоянию на текущий момент, довольно красивый и прогрессивный. И, в общем, как почти все не новые и прагматичные языки общего назначения, имеет в себе немношк функционального, мношк ОО, что-то из метапрограммирования и т.д.;

Clojure (6) - такой, волшебный единорог от языков программирования, работает на JVM (почитай про Java ниже), наследник Lisp, функциональный язык. Его диалект ClojureScript компилится в JS (тоже читай ниже, почему это важно). Используется в «умных» стартапах и в продакшене Очень Серьёзных Компаний. Выбрать можно только по Большой Любви (но он клёвый);

Erlang+Elixir (5+10) - Erlang - это язык и платформа, особо популярный для создания телекоммуникационных (раньше) и вообще высоконагруженных распределённых (сейчас) приложений. Elixir - язык, работающий на той же платформе, но менее инопланетянский чем Erlang (впрочем, «основной» язык платформы всё равно придётся хоть немного понимать, см. ниже рассуждение про Java). На сегодняшний день всё это немножко отдаёт «элитарностью», но надёжно укоренилось в некоторых областях (скажем, в банковских системах) - и ужасно интересно;

ES (JavaScript, CoffeeScript, TypeScript и т.д.) (788+10+64+...) - очевидный фаворит на текущий момент, ES/JS/... - по сути, не язык, а семейство языков. На них пишут (несколькими разными способами) веб-интерфейсы и мобильные интерфейсы, и ещё (несколькими другими образами) серверный и админский софт, и черта лысого. Что именно сегодня называется «языком JavaScript» определить довольно тяжело: нанявшись на работу «JavaScript-программистом», ты, в зависимости от везения, можешь оказаться человеком, который поддерживает древний интерфейс банковской системы, которая кровь-из-носу должна работать под любым браузером; или частью модной команды пишущей на строго-типизированном TypeScript сложную визуализацию научных данных; или вдруг поучаствовать в разработке интерфейса будущего на «следующей» версии языка, которая сложным образом компилируется в нечто работающее на старой нокии... целый мир, который одним абзацем не опишешь. Но «свой первый язык» в этой области искать довольно опасно;

Есть ещё третье мнение и рассказ о том, на чём основывается выбор языка программирования в реальной разработке

Go (78) - простой как палка и эффективный язык, сделанный гуглом, в основном для случаев «сделать быстрый, тупой, надёжный код». Полёт мысли в нём сразу обрубается грубостью языка. Зато эффективный - не передать как;

Java (466) - особый случай. Java это и язык, и платформа (JVM) - и в этой платформе работает, например, смешной и клёвый Clojure, научно-заумная Scala, и JRuby (тот же Ruby, но для JVM). Да и сама Java сегодня - вовсе не тот «ограниченный язык для корпоративных рабов», как ей когда-то создали репутацию. Учитывая невероятное количество мощных библиотек, выбор языков работающих на этой платформе и её универсальность, некоторое представление о Java должен иметь любой уважающий себя программист. А ещё Java - единственный (с некоторыми оговорками) язык разработки под Android;

PHP (431) - старинный оккупант веба с чудовищной репутацией. В современном изводе от большей части адского наследия избавился, и вообще вполне приличный современный ОО-язык. Зато по старой памяти составляет Очень значительную часть инфраструктуры интернетов. Нанявшись PHP-шником можно с равной вероятностью попасть в аккуратный проект с Архитектурой и Тестами - а можно в поддержку безумной доисторической системы с неструктурированными if/else на 2000 строк;

Python (303) - когдатошний «конкурент» Ruby в качестве модного языка для веба и стартапов, сейчас язык в основном для поддержки сложных и взрослых web-приложений, которые на нём и выросли - а больше для научных/bigdata исследований, местами даже забарывает R (см. ниже);

R (16) - язык как бы общего назначения, но используют только учёные/бигдата. Довольно адовый синтаксис (потому што старый), зато куча крутых пакетов для него есть, и исследований на нём написанных. Чуть ли не лучший в мире, выходит, язык для удовлетворения любопытства ;

Ruby (124) - ещё несколько лет назад «модный» и «хипстерский», сегодня - просто один из мейнстримных языков. Очень выразительный и лаконичный, немного «магический», довольно медленный. Используется в основном для веб-разработки. На сегодня это язык который легко с первого взгляда полюбить или возненавидеть, и довольно беспроблемно найти работу. Ещё Ruby сегодня любят админы и тестеры, на нём есть клёвые инструменты для тех и других;

Rust (3) - один из довольно новых игроков. Быстрый и сложный. Обещает заменить C в области системного программирования, но пока что, кажется, учить его имеет смысл скорее «на будущее»;

Scala (60) - «умный младший брат» на платформе Java: современный, сложный, функциональный, ужасно любимый всякой бизнес-аналитикой и от того стремительной набирающий популярность;

Swift / Objective-C (58+15) - единственный выбор для разработки под iOS. Ориентироваться, конечно, стоит только на Swift (Objective-C уже только для поддержки старых приложений) - и он, в общем, не замечателен ни какими-то особыми фичами, ни какими-то особыми глупостями, приличный современный язык, сравнимый с C# и Java. Рекомендовать его как первый можно разве что для тех, кто решил намертво связать свою судьбу с Apple, поскольку применимость его (сознательно) ограничена.

Как-то, в общем, вот так.

Кое-что не попало в этот список - например, Perl, разработчики на котором вполне востребованы, но сам язык находится в странном состоянии и порекомендовать его как «первый» язык не поворачивается. Или, например, Lua - тоже популярный, но как язык мелких скриптов для других систем (в основном, игр), быть «просто Lua-программистом» вроде бы довольно бессмысленно.

Ээээ я всё понял. А выбрать-то что?..

Ну, это. Бери всё. (смайлик)

Нет, правда. На самом деле, разумная стратегия (если, конечно, ты собираешься провести в нашей профессии значительную часть времени, а не «полгодика подзаработать») - прикинуть, какие несколько языков тебе интересно хотя бы посмотреть в следующие месяцы. Выбирать их можно как цвета в инструкциях для дизайнеров - можно «из близких», можно «из противоположных», можно «из взаимо-дополняющих»...

Твоя цель на первых этапах - чтобы было интересно, и чтобы начало получаться. А проложить путь к этой цели можешь только ты, и скорее всего - не с первого раза. Такие дела.

Короче...

В нашей области умение задавать вопросы всегда важнее знания правильных ответов. Потому что ответы - меняются. А вопросы нужны каждый день. Интересуйся, учись всему понемножку, присматривайся к миру.

Остальное как-то само.

Замечание 1

Для работы первых программ нужно было устанавливать ключевые переключатели на передней панели вычислительного устройства. Естественно, с помощью такого способа можно было составлять только небольшие программы. Одна из первых попыток создания полноценного языка программирования была предпринята немецким ученым Конрадом Цузе, который за период 1943–1945 гг. разработал язык Plankalkul. Plankalkul был очень перспективным языком, который фактически являлся языком высокого уровня, однако во времена войны он не получил должной практической реализации, а его описание было опубликовано только в 1972 г.

Машинный код. Ассемблер

История языков программирования начинается с разработки машинного языка: языка логического нуля и единицы. Запись с помощью этого языка была очень сложной и утомительной.

Для облегчения работы программистов в конце 1940-х гг. был разработан язык ассемблер. Вместо двоичных цифр, которые обозначали какую-либо команду, записывались короткие слова или аббревиатуры. Программисты считают ассемблер языком программирования низкого уровня, поскольку он близок к языку самого низкого уровня – машинному. Программы, написанные на ассемблере, напрямую зависят от характеристик конкретного процессора, поэтому его называют машинно-ориентированным языком.

Написание программ на ассемблере является довольно сложной задачей, к тому же необходимы знания устройств компьютера. И тем не менее программы на ассемблере – самые эффективные и работоспособные.

Алгоритмические языки

В ходе развития программирования возникла необходимость разработки новых, более совершенных языков программирования, которые бы были схожи с естественными языками и позволяли бы не работать напрямую с машинными командами. Их стали называть языками высокого уровня. Языки высокого уровня ориентированы на описание алгоритмов, поэтому их называют алгоритмическими языками. Преимуществом таких языков является большая наглядность и независимость от конкретного компьютера.

Поскольку компьютером распознается только машинный язык, программа, написанная на алгоритмическом языке, перед выполнением должна переводится на этот язык специальной программой – транслятором. В трансляторе заложены все правила алгоритмического языка и способы преобразования различных его конструкции на машинный язык. Существуют две разновидности трансляции:

• Компиляция (Compilation) – метод выполнения программ, при котором инструкции программы выполняются только том случае, когда собран перевод всего текста программы.
• Интерпретация (Interpretation) – метод выполнения программ, при котором инструкции программы переводятся и сразу выполняются.

Замечание 2

Преимуществом программ, написанных на алгоритмическом языке, является упрощение работы с программой за счет относительной простоты написания, удобной читаемости, возможности ее коррекции. К недостаткам относятся: дополнительное время и память на трансляцию.

Структурное программирование

В 1954 г. была начата разработка первого компилятора языка высокого уровня. Через два года появился язык Fortran (FORmula TRANslator – «переводчик формул»). Язык содержал средства, которые значительно упрощали разработку, однако программирование на Fortran не было простой задачей: если в коротких программах он был легко понимаемым, то когда дело касалось больших программ язык становился нечитаемым. Несмотря на это, язык был довольно успешным и было выпущено много его версий.

Проблемы были решены после разработки языков структурного программирования: в них появилась возможность создания программных блоков, независимых подпрограмм, поддержки рекурсии и локальных переменных, отсутствие оператора безусловного перехода (GoTo). Таким образом, такие языки стали поддерживать возможность разбиения программы на составляющие элементы.

На протяжении десяти лет было создано достаточно большое число новых языков:

1. Algol (1958 г.) предназначался для записи алгоритмов, которые составлены из обособленных блоков;
2. Cobol (1959 г.) использовался для массовой обработки данных в сферах управления и бизнеса;
3. Basic (1965 г.) позволял писать простые программы, использовался для обучения основам программирования.

Совсем немногие из созданных языков были структурированными. Также были созданы специализированные языки: Lisp, Prolog, Forth и т.д. Особого внимания заслуживает язык Pascal (1970 г.), названный в честь ученого Блеза Паскаля, который использовался как для обучения, так и для решения задач различной сложности. Программы на Pascal легко читаемы, что позволяет быстро находить и исправлять ошибки, также он был хорошо структурированным. Все вышеперечисленное привело к его широкой распространенности, и даже в данное время его активно используют в учебных заведениях.

В 1972 г. появился язык С, что стало успешным шагом в программировании. Язык сочетал в себе преимущества многих языков и обладал большим числом разных нововведений. Широкие возможности, структурированность и относительная простота его изучения позволили языку быстро стать признанным и завоевать место одного из основных языков.

Появление структурного программирования дало отличные результаты, но все же было еще сложно писать длинные и серьезные программы.

Объектно-ориентированное программирование (ООП)

С 1970-х гг. были заложены основы объектно-ориентированного программирования (ООП), которое возникло как поседствие развития процедурного программирования, при котором данные и подпрограммы их обработки формально не были связаны.

ООП включает следующие основные понятия:

• Класс – модель ещё не существующего объекта. Фактически он является схемой объекта, описывая его устройство.
• Объект – экземпляр класса, сущность в адресном пространстве вычислительной системы, которая появляется при создании экземпляра класса.
• Абстракция – присвоение объекту характеристик, четко определяющих его границы, которые отличают его от всех других объектов. Основной идеей является отделение способа использования составных объектов данных от деталей их реализации в виде более простых объектов.
• Инкапсуляция – объединение свойств (данных) и методов (подпрограмм) в классе для того, чтобы скрыть данные объекта от остальной программы и обеспечить целостность и независимость объекта (изменение свойств объекта возможно только через специальные методы класса).
• Наследование – механизм языка, который позволяет описать новый класс на основе уже существующего класса (или классов) с добавлением новых свойств и методов.
• Полиморфизм – свойство системы использовать объекты с одинаковым интерфейсом без получения информации о его типе и внутренней структуре.

Замечание 3

В 1967 г. появился язык Симула – первый язык программирования, в котором были предложены принципы объектной ориентированности. Он поддерживал работу с объектами, классами, виртуальными методами и т.д., но все эти возможности не получили достойной оценки современников. Тем не менее, большинство этих концепций были заложены Аланом Кэем и Дэном Ингаллсом в язык Smalltalk, который стал первым широко распространённым объектно-ориентированным языком программирования.

В настоящее время число прикладных языков программирования, которые реализуют объектно-ориентированную парадигму, является наибольшим по отношению к другим парадигмам. Основные языки, которые поддерживают концепцию ООП: C++, C#, Object Pascal (Delphi), Java и т.д.

Развитие Интернета

С развитием технологии WWW (World Wide Web) Интернет стал очень популярным. Было создано большое количество вспомогательных языков для обеспечения работы с Интернетом, оформления сайтов, доступа к ресурсам и т.д.

Становится распространенным интерпретируемый язык Perl, который отличается своей простотой и легкой переносимостью на другие платформы. Он предназначен для написания приложений и CGI-скриптов различной сложности. Также широко используется и играет значительную роль в развитии и функционировании Интернета язык Java.

В 1970-х гг. появился язык SQL – язык структурированных запросов, который был создан для доступа и работы с базами данных.

Для написания кодов страниц веб-сайтов разработан язык разметки гипертекстов HTML, который содержит команды для разметки и оформления текста и графики. Для придания большей привлекательности и функциональности сайта используются:

• Скрипты JavaScript, которые выполняются в веб-браузере пользователя и используются в основном для улучшения внешнего вида сайта и решения мелких задач.
• Скрипты PHP, которые выполняются на стороне сервера и посылают в браузер пользователя уже обработанную информацию. Применяются для создания динамических HTML-страниц, гостевых книг, ведения форумов и опросов.
• CGI-сценарии, которые написаны преимущественно на Perl, C/C++, выполняются на стороне сервера и зависят от конкретных действий пользователя. Применяются, как и сценарии PHP, для создания динамических HTML-страниц, гостевых книг, ведения форумов и опросов.

Очень важно знать общую историю языков программирования и историю развития известных и неизвестных языков. В этой статье вы с этим и познакомитесь, но для начала давайте вспомним “Что такое язык программирования?”.

Языком программирования называется система обозначений и правил, позволяющая записать программу решения задачи в виде последовательного текста в удобном для человека виде.

50-е годы

В пятидесятые годы двадцатого века с появлением компьютеров на электронных лампах началось бурное развитие языков программирования. Программирование начиналось с записи программ непосредственно в виде машинных команд (в кодах, как говорят программисты). Компьютеры, стоившие в то время значительно дороже, чем разработка любой программы, требовали высокоэффективного кода.

Для облегчения кодирования был разработан машинно-ориентированный , который позволял записывать машинные команды в символическом виде. Язык Ассемблера зависел от системы команд конкретного компьютера. Он был достаточно удобен для программирования небольших задач, требующих максимальной скорости выполнения.

Однако крупные проекты разрабатывать на языке Ассемблера было трудно. Главная проблема состояла в том, что программа, написанная на Ассемблере, привязана к архитектуре конкретного компьютера и не могла быть перенесена на другие машины. При усовершенствовании компьютера все программы на Ассемблере приходилось переписывать заново.

Почти сразу с возникновением компьютеров были разработаны языки высокого уровня, т.е. языки, не зависящие от конкретной архитектуры. Для выполнения программы на языке высокого уровня её нужно сначала перевести на язык машинных команд. Специальная программа, выполняющая такой перевод, называется транслятором или компилятором.

Оттранслированная программа затем выполняется непосредственно компьютером. Существует также возможность перевода программы на промежуточный язык, не зависящий от архитектуры конкретного компьютера, но, тем не менее, максимально приближенный к языку машинных команд.

Затем программа на промежуточном языке выполняется специальной программой, которая называется интерпретатором. Возможен также вариант компиляции “на лету”, когда выполняемый фрагмент программы переводится с промежуточного языка на язык машинных команд непосредственно перед выполнением.

В середине 50-х годов под руководством Джона Бэкуса для фирмы IBM был разработан алгоритмический язык программирования высокого уровня FORTRAN. Несмотря на то, что уже существовали разработки языков, выполняющие преобразование арифметических выражений в машинный код, создание языка FORTRAN (FORmula TRANslator), предоставляющего возможность записи алгоритма вычислений с использованием условных операторов и операторов ввода/вывода, стало точкой отсчета эры языков программирования высокого уровня.

Как альтернатива языку FORTRAN, первоначально ориентированному на архитектуру IBM, под руководством Питера Наура в конце 50-х годов был разработан язык ALGOL (ALGOrithmic Language). Основной целью, преследуемой разработчиками этого языка, была независимость от конкретной архитектуры вычислительной системы.

Кроме того, создатели языка ALGOL стремились разработать язык, удобный для описания алгоритмов и применяющий систему обозначений, близкую к той, что принята в математике. Языки FORTRAN и ALGOL были первыми языками, ориентированными на программирование вычислений.

60-е годы

В конце 60-х годов под руководством Найарда и Дала был разработан язык Simula-67, использующий концепцию пользовательских типов данных. Фактически это первый язык, применяющий понятие классов.

70-е годы

В середине 70-х годов Вирт предложил язык Pascal, который сразу стал широко использоваться. В это же время по инициативе Министерства обороны США началась работа по созданию языка высокого уровня, получившего название Ada – в честь Ады Лавлейс, программистки и дочери лорда Байрона.

Создание языка началось с определения требований и выработки спецификаций. Над проектом работали четыре независимые группы, но все они использовали как основу язык Pascal. В начале 80-х годов был разработан первый промышленный компилятор языка Ada.

Расработка Си

Универсальный язык программирования был разработан в середине 70-х годов Денисом Ритчи и Кеном Томпсоном. Этот язык стал популярным языком системного программирования и в свое время использовался для написания ядра операционной системы UNIX.

Стандарт языка С начал разрабатываться рабочей группой института стандартов ANSI в 1982 году. Международный стандарт языка С принят в 1990 году. Язык С лег в основу разработки языков программирования и Java.

Язык С позволил реально избавиться от Ассемблера при создании операционных систем. Например, практически весь текст операционной системы Unix написан на языке Си и, таким образом, не зависит от конкретного компьютера.

Главным достоинством Си является его простота и отсутствие псевдонаучных решений. Просто и ясно описан механизм передачи параметров в функцию (только по значению). Программист, создающий программу на Си, всегда четко понимает, как эта программа будет выполняться.

Понятие указателя, статические и автоматические (стековые) переменные языка Си максимально близко отражают устройство любого современного компьютера, поэтому программы на Си эффективны и удобны для отладки.

В настоящее время подавляющая часть программ пишется на языках Си и C++. Интерфейс любой операционной системы (так называемый API – Application Program Interface), т.е. набор системных вызовов, предназначенных для разработчиков прикладных программ, как правило, представляет собой набор функций на языке Си.

Наряду с алгоритмическими языками параллельно развивались и языки, предназначаемые для обработки деловой информации, а также языки искусственного интеллекта. К первым относится язык COBOL (COmmon Business Oriented Language), а ко вторым – языки LISP (LISt Processing) и Prolog.

Язык LISP, разработанный в 60-х годах под руководством Дж. Маккарти, был первым функциональным языком обработки списков, который нашел широкое применение в теории игр.

90-е годы

В 90-х годах с распространением сети Интернет расширились возможности распределенной обработки данных, что отразилось и на развитие языков программирования. Появились языки, ориентированные на создание серверных приложений, такие как , Perl и , языки описания документов – и XML.

Традиционные языки программирования С++ и Pascal также претерпели изменения: под языком программирования начиналось пониматься не только функциональность самого языка, а также библиотеки классов, предоставляемые средой программирования.

Акцент со спецификации самих языков программирования переносились на стандартизацию механизмов взаимодействия распределенных приложений. Появились новые технологии – COM и CORBA, специфицирующие взаимодействие распределенных объектов.

Области применения языков программирования

В настоящее время языки программирования применяются в самых различных областях человеческой деятельности, таких как:

• научные вычисления (языки C++, FORTRAN, Java);
• системное программирование (языки C++, Java);
• обработка информации (языки C++, COBOL, Java);
• искусственный интеллект (LISP, Prolog);
• издательская деятельность (Postscript, TeX);
• удаленная обработка информации (Perl, PHP, Java, C++);
• описание документов (HTML, XML).

Исходя из истории языков программирования можно сказать, что с течением времени одни языки развивались, приобретали новые черты и остались востребованы, другие утратили свою актуальность и сегодня представляют в лучшем случае чисто теоретический интерес.

Изначально программирование имело крайне примитивный вид и практически не имело отличий от упорядоченного бинарного кода с формализованным подходом. По сути, при зарождении сферы отличий языка программирования от компьютерного кода было немного. Очевидных и естественных удобств для программиста не существовало, он обязан был обладать знаниями числовых кодов для каждой команды машины. Даже распределение памяти для выполнения команд ложилось на специалиста.

Для упрощения обращения с ЭВМ люди стали активно разрабатывать языки, одним из первых стал Ассемблер . Для отображения переменных стали использоваться символьные наименования. Вместо числовых операций человеку достаточно знать мнемонические имена, их запоминание в разы облегчалось. Уже на этом этапе языки программирования стали более приближёнными к понятному для человека языку.

К первооткрывателям среди языков программирования относится Фортран - это сокращённое сочетание 2 слов: Formula и Translation . Создан уже в середине 50-х. До сих пор язык используется благодаря лёгкости и простоте написания, а также развитой системе библиотек для Фортран. Чаще используется для научных и инженерных подсчётов, а также активно применяется в физичке и остальных науках, связанных с математикой.

Узконаправленные языки

Из-за увеличения сфер использования ЭВМ появились и другие языки для отдельных разработок в новых сферах:

• экономическое направление оставалось незанятым до появления Кобол;
• Снобол - обрабатывает алгоритмы, связанные с текстами;
• Лисп. Работает на основании алгоритмов для отработки символов. Активно используется для формирования искусственного интеллекта.

Уже в 1968 г. был впервые запущен конкурс, в котором главным местом являлось звание лучшего языка программирования для начала карьерного пути. Данные планировалось использовать для обучения специалистов. Победу одержал Алгол-68 , но он остался малоизвестным, о популярности и речь не идёт.

Специально для участия в конкурсе был создан Паскаль , разработчиком являлся Никлаус Вирт. Язык весьма доступный, удобный и объединяет немало мощных инструментов для структурирования информации. Несмотря на изначальную разработку с целью обучения студентов, Паскаль получил широкое распространение и активно развивался. Даже сегодня он является одним из лучших и известнейших языков программирования.

Для обучения детей в школах был создан Лого , у истоков стоял Самуэль Пайперт . Достоинства - простота работы и обилие возможностей.

В школах стал преподаваться простой язык Бейсик , он легко взаимодействует с ЭВМ в качестве прямого диалога. Время никак не повлияло на эту сферу, до сих пор Бейсик является самым простым языком для начала изучения большинства распространённых направлений программирования.

Создание языка C

Развитие возможностей вычислительного оборудования привело к необходимости написания ёмких программ для управления ЭВМ . Это место по праву занял язык Си, который стал активно использоваться в 70-х годах. Явным достоинством языка является его универсальность. Он превосходит Паскаль благодаря наличию вложенных возможностей сотрудничества с разными машинными командами и подходящими частями памяти.

Си используется повсеместно в качестве инструментального языка для написания операционных платформ, трансляционных устройств, баз данных и остальных прикладных, системных задач. не имеет чёткой направленности, он подходит для многих задач из-за эффективности, лёгкости переноса и экономного потребления ресурсов. Чаще всего Си по скорости обработки данных сопоставим с Ассемблером , производительность программ на обоих языках будет приблизительно равной. В небольшом языке заложена немалая мощность.

Пролог и Ада

Внедрение функционального программирования неизбежно повлекло создание Пролога. Задачи языка сводились к анализу и взаимодействию с человеческими языками. Логика приложения формальна, она оптимально подходит для автоматического решения задач и теорем.

Только в 80-х годах был разработан язык Ада . Он расширяет классическое понимание и свойства языков того периода. Ада могла решать задачи в режиме реального времени и моделировать независимые решения.

Классификация

Сегодня разработаны классификации языков по уровню работы, это распределение самое распространённое. Выделяют 3 основных уровня:

1. Низкий. Сюда относятся различные машинные языки или разновидности с символическим кодирование типа Ассемблера и Автокода . За основу взяты операторы машинных команд, только разработаны с привязкой к мнемоническому коду. Операндами являются уже не точные адреса, а символьное обозначение имён. Все модели разработаны для отдельных разновидностей ПК , они являются машинно-зависимыми. В подобных языках отмечается сильная зависимость языка от внутренних особенностей системы;
2. Высокий. Языки встречаются куда чаще, они более удобны в использовании. К ним причисляются: Алгол, С, Пролог, Паскаль, Бейсик, Фортран и другие . Перечисленные языки не имеют жёсткой зависимости от машины, ведь они основываются на возможностях системы операндов, которые подобны для классовых алгоритмов. Недостатками высокого уровня являются большая ресурсоёмкость и медленное исполнение;
3. Сверхвысокий. Представителей языков крайне мало, только APL и Алгол-68 . Их считают сверхвысокого уровня из-за разработки сверхмощных операторов.

Согласно другой классификации языки делятся на:

• символьные - Пролог, Лисп и Снобол;
• вычислительные - Паскаль, С, Алгол, Бейсик, Фортран.

Направления развития

Информатика в современном мире развивается в 3 ключевых направлениях:

1. Процедурное появилось в период активнейшего развития компьютеров и других вычислительных устройств, с тем пор широко используется. В процедурных направлениях присутствуют выраженные описания действий, необходимых к выполнению. Для получения результата всегда проводится определённая процедура, которую составляют различные последовательности манипуляций. Процедурные языки дополнительно разделяются на:
   • Структурные. В них используется один оператор для записи цельных алгоритмом: циклов, функцию, ветвлений и остального. Более известны: Паскаль, Ада и С.
   • Операционные. Применяют несколько различных действий. Среди самых известных разновидностей: Фокал, Фортран и Бейсик .
2. Непроцедурные. Языки программирования имеют декларативную структуру, появление которой приходится на 70-е года. Активнее всего начали развиваться в 80-х годах после появления проекта формирования 5 поколения ЭВМ. Основная задача - создание возможностей для построения высокоинтеллектуальных машин. Они также разделяются на:
   • Функциональные. Программа выполняет исчисление определённой функции, которая берёт за основу другие относительно простые алгоритмы и более простые задачи. В основе функционального направления используется основной элемент - рекурсия. Она подразумевает расчёт значений функции с помощью задействования её в других элементах. В языке отсутствуют циклы и методика присваивания значений.
   • Логические. Программа вовсе не требует описание действий, её основу составляют соотношения данных и их значения. Только после расчёта можно получать ответы на вопросы. После перебирания известных параметров выводится ответ. В программе отсутствует метод или порядок обнаружения ответа, он неявным образом устанавливается языком. Ярким представителем является Пролог. Из направления полностью устранено алгоритмическое мышление, только статические отношения между объектами, а вся динамика сокрыта от разработчика и сводится к перебору данных.
3. Объектно-ориентированные языки , все они являются разновидностью высокого уровня программирования. Подобные языки не нуждаются в описании чёткой последовательности манипуляций для получения результата задачи, но отдельные компоненты процедурного направления присутствуют. Пользователям значительно проще работать с такими языками, так как они обладают доступным и богатым интерфейсом. Лучшим примером подобного направления с визуальным общением является Object Pascal.

Существуют языки для написания сценариев, известными являются Rexx, Tcl, Perl и Python , а также языки оболочек систем Unix. В них разрабатывается индивидуальный стиль написания кода, который отличается от известного принципа системного уровня программирования. Они не используются для создания приложений на нижнем уровне, скорее для комбинирования различных компонентов из разных языков, из которых составляется набор отдельных функций.

Активнее всего стали развиваться по мере распространения интернета, от чего стали широко применяться языки сценариев. Для создания сценариев чаще всего применяется Perl , а для Web-части пользуется популярностью JavaScript .