Как появились языки программирования: исторический экскурс в истоки мира программирования
Языки программирования создавались и разрабатывались в течение многих лет. Некоторые из них до сих пор находятся в процессе развития, так как потребности потребителя растут, разрабатывается новое «железо» и программистам приходится искать новые решения, а также принципы работы с инновациями.
Само понятие «язык программирования» можно трактовать как формальную знаковую систему, которую программисты используют для написания компьютерных программ. Однако, о языке машин инженеры стали задумываться намного раньше, чем у них появилась возможность писать на нем и создавать программы.
Идею о создании языка машин впервые в 19 веке высказал ученый Чарльз Бэббидж. Его считают основателем и отцом первого в мире компьютера. На тот момент его идеи были лишь предположениями. Он не знал о мониторах и микросхемах, но ему удалось точно описать основные принципы работы вычислительных машин. Со временем инженеры сделали грандиозный вывод о том, что эффективное использование компьютеров заключается в правильно подобранных алгоритмах.
Пик развития языков программирования пришелся на 50-е годы 20 века. Тогда, чтобы программировать, инженерам приходилось знать полностью всю архитектуру компьютера и понимать его машинные коды. В 50-е ты не мог быть программистом, если не знал, как собирается компьютер и из чего он состоит. У компьютеров того времени даже клавиатуры не было, но были перфокарты, которые не очень упрощали будни тогдашнего инженера-программиста.
Когда человеку нужно упростить свой труд, сделать его более автоматизированным, он начинает придумывать новые идеи и изобретать то, что могло бы облегчить ему жизнь. Так начали появляться первые языки программирования.
В то время инженеры-программисты были вынуждены детально изучать все машинные команды, а потом внимательно писать код, каждый раз тщательно его проверяя. Чтобы как-то упростить задачу, программистам требовалось перевести цифровые обозначения операций в буквы. Так появился первый язык программирования – Ассемблер (от английского assemble – собирать). Сейчас его считают языком низкого уровня программирования, но в свое время он произвел настоящий фурор. Программы, написанные на Ассемблере, были достаточно эффективны и работоспособны.
Затем программистам понадобилось создать язык более высокого уровня, который бы ориентировался на написание и запуск алгоритмов. В 1954 году был изобретен новый язык программирования – FORmula TRANslator или просто FORTRAN. Он жив до сих пор и достаточно востребован в Data Science. Существует множество версий Фортрана, но первая и оригинальная из множества версий использовалась еще на перфокартах, как и Ассемблер. Затем внедрение новых типов цифровых устройств побудило программистов не стоять на месте и создавать новые языки машин.
После Фортрана в 1958 году изобрели Algorithmic Language или Algol. Его создали на основе обособленных блоков. Это алгоритмический язык, которым сейчас уже никто не пользуется. По сути его можно назвать мертвым. Однако, в 58 году он был очень востребованным, так как предназначался для научных отчетов и публикаций.
Стремление программистов преобразовать язык программирования в подобие человеческого языка повлияло на создание COBOL в 1959 году. Его синтаксис значительно отличался от Ассемблера и Фортрана и был похож на естественный английский. Это стало новым веянием в мире программирования, так как у программистов появилась возможность работать с текстом и записями, а не машинным кодом.
Все вышеперечисленные языки программирования уже стали историей. Они очень стары и ими практически никто не пользуется. На их основе были созданы более современные языки, такие как С, С++, С#, Java и многие другие. О них мы подготовили для вас серию нарративов, которые мы начнем публиковать со следующей недели. У вас будет возможность подробнее ознакомиться с преимуществами и историей современных языков программирования. Вся информация будет простой и понятной.
Если мы сумели вас заинтересовать – подписывайтесь на наш канал. Дальше – все самое интересное!
Опережая время: какой язык программирования считается первым
Мы решили разузнать, какой язык программирования был самым первым. Чтобы разобраться в вопросе, начали с зарождения информатики в XIX веке.
Первый программист Ада Лавлейс
Говоря о первом языке, сложно умолчать о первом программисте. Графиня Ада Лавлейс, дочь лорда Байрона, всю свою жизнь посвятила математике и механике, трудилась в свое удовольствие без зарплат и дедлайнов. Результатом ее любви к точным наукам стали описание первой в мире вычислительной машины и создание программы для нее.
Аду Лавлейс часто упоминают вместе с Чарльзом Бэббиджем. Он изобрел первый прототип современного компьютера — логарифмическую машину. Но реализовать ее не удалось: проект разрастался на бумаге, а финансирование от английской короны заканчивалось. Ада познакомилась с ученым при дворе, и с этой встречи началось ее глубокое увлечение его работами.
В 1840 году изобретение Бэббиджа привлекло внимание профессоров из Турина. Он получил приглашение от итальянского правительства, где военный инженер Луиджи Менабреа взял у него интервью о принципах работы разностной машины и издал статью на французском.
В то же время Ада занялась переводом статьи на английский язык, параллельно переписываясь с Бэббиджем. Она не только перевела принцип работы, но и сопроводила его обширным комментарием. В нем она описала алгоритм для вычисления последовательности Бернулли с помощью машины. Кстати, его используют до сих пор, поэтому программа опередила себя на несколько десятков лет. Аду Лавлейс по праву считают первым программистом в истории человечества. В 1980 году в США новый язык назвали в ее честь.
Я не считаю, что структуры головного мозга менее подвластны математикам, нежели движения и свойства звезд и планет; вполне, если выбрать для их рассмотрения правильную точку зрения. Я хотела бы оставить последующим поколениям вычисляемую модель нервной системы.
Машинный код и языки ассемблера
Масштаб работы Бэббиджа и Лавлейс оценили только в ХХ веке, когда научно-технический прогресс шагнул вперед и математики нового поколения увидели, что все это уже было до них.
В 1940-х годах инженеры начали конструировать первые электронно-вычислительные машины — громоздкие, неудобные и с перфокартами. Вот такие:
Для передачи команд использовали цепочки нулей и единиц — машинный код. Мягко говоря, не самый удобный вариант для программистов: приходилось «разговаривать» с компьютером на его языке, хорошо знать составляющие ЭВМ. А еще легко было допустить ошибку при записи кода.
Процесс создания программ требовал автоматизации, и в пятидесятых годах появились первые языки программирования низкого уровня — ассемблеры. Низкий уровень означает, что язык все еще близок к машинному коду, но уже становится проще для восприятия человеком.
Первый высокоуровневый язык Планкалкюль
Часто можно услышать, что первым языком высокого уровня был Fortran (1957). Но еще в разгар Второй мировой войны немецкий ученый Конрад Цузе создал Plankalkül — первый высокоуровневый язык. Он написал на нем49 листов программ для оценки шахматных позиций и документацию в отдельной брошюре. Работы Цузе увидели свет только после войны, в 1972 году.
Планкалкюль — электромеханический язык, так как разрабатывался для компьютера Z4. Автор не создал для него аппаратной реализации. Первый компилятор для Планкалкюля написали в Германии в 2000 году: он называется Plankalkül-2000. Его разработали в Свободном университете Берлина спустя пять лет после смерти Цузе. Это интерпретатор диалекта Планкалкюля — он чуть проще самой первой версии языка. Если вам захочется почувствовать дух истории, на нем даже можно написать простенькую программку.
Plankalkül не нашел практического применения, но вполне соответствует современным стандартам высокоуровневых языков. В нем есть четыре вида переменных, массивы, циклы, кортежи, подпрограммы и условные конструкции. С помощью языка можно выполнять простые арифметические операции и сортировку чисел.
Fortran — первый язык с компилятором
В 1957 году в компании IBM группа программистов, возглавляемая Джоном Бэкусом, представила первый работающий высокоуровневый язык Fortran. В его основе лежит принцип анализа всей строки.
Сегодня Фортрану61 год, но он до сих пор востребован и популярен в Data Science. За это время вышло множество версий, язык эволюционировал и обрел четкие стандарты. Благодаря огромному наследию кода он используется для различных вычислений в научных разработках, геологических изысканиях и астрофизике.
Если вам интересна история, взгляните на потрясающую схему развития языков программирования, начиная с Фортрана.
Как видите, однозначного ответа на вопрос, какой язык программирования придумали первым, не существует. Первую абстрактную программу написала Ада Лавлейс, первым высокоуровневым языком был Plankalkül, но эру высоких информационных технологий начал Fortran. Все они первые в личном зачете, и каждый важен для того или иного этапа развития информационных систем.
Если программирование вас вдохновляет, предлагаем пройти курс «Веб-разработчик». Вы получите представление об основах JavaScript и PHP, примените их на практике и освоите востребованную специальность.
Самый первый язык программирования
Какой самый первый язык программирования и кем он создан? Вопрос, который волнует очень многих людей, заинтересованных в компьютерной тематике. Ответить на него очень сложно, так как здесь нужно рассматривать множество нюансов:
На самом деле в истории человечества можно найти массу случаев, когда ученые энтузиасты пытались создать вычислительные машины и выполнять с их помощью как минимум математические операции. Но по-настоящему стремительное появление уже полноценных языков программирования берет начало в период Второй Мировой войны. Именно тогда были заложены основы многих последующих языков и сделаны первые заметные успехи в работе с ЭВМ. Многие считают первым языком высокоуровневого программирования творение немецкого конструктора Конрада Цузе.
Язык Plankalkül
В гитлеровской Германии конструкторам и изобретателям были созданы максимально подходящие условия для развития, так как от их успехов непосредственно зависело будущее всего рейха. В 1942-1945 годах немец Конрад Цузе активно работал над созданием собственного языка программирования, который получил от него название Plankalkül. В переводе с немецкого это означает «План вычислений». Параллельно с этим ученый работал и над созданием вычислительных машин, на которых и должен был применяться будущий язык. Одной из удачных моделей его ЭВМ стало устройство под названием Z3.
Примечательно, что язык Plankalkül, который для многих знатоков темы – первый язык программирования, разрабатывался Цузе без какой-либо посторонней помощи и использования чужого опыта. В конце концов ученому удалось создать желаемый язык и он обладал такими очень новаторскими на 1940-е годы возможностями, как:
Для того времени данный язык был просто невообразимо развит и имел многие свойства высокоуровневого. Одна их программ даже умела кое-как играть в шахматы.
Другие языки
Параллельно с Plankalkül в самых разных странах мира разрабатывались и другие языки программирования. Уже в начале 50-х свет увидели FORTRAN, ALGOL, LISP, COBOL. Они обрастали массой модификаций, диалектов и стали той основой, которая через несколько десятилетий и привела к появлению уже современных мощных языков высокоуровневого программирования. Также примерно в это же время очень активно развивались разнообразные языки ассемблера, которые были низкоуровневыми и своим кодом обращались непосредственно к физическим возможностям машин.
В целом, определить первый в мире язык программирования довольно сложно, так как обычно похожие наработки ведутся многими людьми и организациями одновременно и конкурируют между собой. Главная особенность все новых появлявшихся в то время языков – способность отходить от низкоуровневых возможностей, где все команды строго ограничены физическими параметрами оборудованию, до абстрактных команд, классов, объектно-ориентированного программирования. Такой рост давал возможность все больше увеличивать функционал ЭВМ и делать их мощнее, компактнее и продуктивнее в работе.
Также очень важной особенностью развивавшихся в то время языков программирования нужно назвать стремление к переходу от понятного только узкому кругу специалистов синтаксиса до все более похожего на человеческий языка. Если посмотреть на первые языки, то они мало кому покажутся хоть в чем-то понятными, а вот более поздние творения программистов имеют много общего с обычным английским, что делает их в некоторой степени понятными даже для постороннего человека.