Средства программирования
Таблица развития языков программирования
Немецкий инженер Цузе разработал этот язык для ЭВМ Z4, но ни компилятора, ни интерпретатора для него написано не было (поскольку и язык, и ЭВМ он разрабатывал в одиночку).
По своей сути, это была система обозначений для быстрого ввода в ЭВМ алгебраических выражений.
Так, например, выражение A=B+C кодировалось следующей фразой: S0 07 S1 13 S3.
«;Краткий код»; работал как примитивный интерпретатор.
Программисты под руководством Хоппер впервые во всем мире реализовали идею подпрограмм как многократно используемую последовательность команд. color=#000000 Тогда они просто переписывали куски машинного кода друг у друга из блокнотов.
Первый ассемблер представлял из себя систему мнемонических обозначений, объединённую с библиотекой подпрограмм
Автокод был первым полноценным транслятором (компилятором), т.е. он транслировал мнемоническую схему в машинные коды. Автокод не получил распространения, т.к. его создатель работал на закрытом проекте.
А-0 был первым полноценным ассемблером, получившим широкую известность. Он предоставлял услуги как компилятора, так и компоновщика.
По сути, А-0 представлял первое промышленное средство для создания других программ.
Компоновщик по указанному идентификатору выполнял загрузку заданной подпрограммы с магнитной ленты в указанный адрес памяти. Затем он настраивал адреса загруженной подпрограмму на адрес загрузки.
А-0 п оложил начало целой серии ассемблеров, разработанных Хоппер для больших ЭВМ. Впоследствии этот ассемблер улучшался и расширялся, были выпущены ассемблеры А-1, А-2 и А-3.
Хоппер создала первый ассемблер, который понимал мнемонические команды.
В рекламных целях он понимал команды на трёх языках ( английском, немецком и французском ).
Был первым языком программирования высокого уровня.
Разрабатывался компанией IBM для её новой ЭВМ.
Коллектив под руководством Бэкуса разработал не только спецификацию языка, но и создал компилятор для него. Это обеспечило достаточно быструю и широкую распространенность языка.
Кроме того, Фортран был первым языком, для которого были разработаны компиляторы для разных ЭВМ (т.е. программа могла выполняться на различных ЭВМ).
Лучше всего Фортран подходит для решения инженерных и расчетных задач.
Первая спецификация Алгола была рождена европейским международным комитетом.
“CSC” – первая компания по разработке ПО
В 59 году в США появилась первая компания, занимающаяся созданием промышленных программ.
Для описания спецификации Алгола Бэкус создал специальную систему – “нормальную форму”. Чуть позже эта система была уточнена Науром.
Министерство обороны США создало организацию face=»;Times New Roman»; color=#000000 CODASYL, главным назначением которой было создание нового языка, ориентированного на бизнес – приложения.
Новая спецификация Алгола, которую отличали следующие идеи:
Описание с использованием БНФ
Стандарт языка, принятый для создания коммерческих приложений
Первый язык для управления станками, был создан в МТИ (Массачусетском Технологическом Институте).
Первый язык для искусственного интеллекта.
Позволял манипулировать словами и выражениями на естественном языке (был создан в МТИ).
В этом языке впервые появилось понятие списка.
Язык для исследований в области искусственного интеллекта, предназначенный для работы со списками и лямбда – выражениями (был создан в МТИ).
Универсальный язык программирования, разрабатывавшийся для системы System/360.
Был разработан в Дартмундском колледже как язык для обучения работе с компьютером студентов всех специальностей (и технических, и гуманитарных). Начал разрабатываться в 59-60 х годах, когда существовал только Фортран.
Отличия от Фортрана:
единая система чисел (без различия на целые/вещественные)
Одновременно с разработкой языка велась разработка ЭВМ, которая работала бы не в пакетном режиме, а в режиме разделения времени (отсюда – необходимость операторов ввода). Когда в 68 году Дейкстра опубликовал свою статью о структурном программировании, Кемени и Курц пересмотрели язык и выбросили “без всякого колебания и сожаления” оператор GOTO. Результатом стал новый стандарт TrueBASIC.
Новый стандарт языка, который был предложен Хоаром и Виртом как альтернатива существующей спецификации (буква W – face=»;Times New Roman»; от фамилии Вирт).
Язык для управления черепашкой (был разработан в МТИ)
Этот вариант Алгола очень не понравился Вирту.
Статья о структурном программировании
В этой статье Дейкстра доказывал вредность оператора “ color=#000000 GOTO” (т.к. он нарушает последовательность операторов) и показывал, что любая программа может быть написана с использованием 3-х структур:
Кеннет Айверсон ( IBM)
Очень компактный универсальный язык программирования с очень широким синтаксисом.
Именно для этого языка была организация ACM face=»;Times New Roman»; открыла первую SIG(Software Interest Group).
Был разработан Виртом как противопоставление Алголу-68.
face=»;Times New Roman»; color=#000000
Язык с высокой структурированностью.
До сих пор – лучший язык для обучения программированию.
Самый компактный язык программирования.
Обладает высокой степенью расширяемости.
face=»;Times New Roman»; color=#000000
Первое промышленное применение – управление радиотелескопами.
Язык был разработан для написания операционной системы color=#000000 UNIX.
В рекламных целях UNIX face=»;Times New Roman»; color=#000000 в университетах распространялся почти бесплатно, вместе с UNIX’ face=»;Times New Roman»; color=#000000 ом распространялся и С.
До сих пор С – один из лучших языков для системного программирования.
Логический язык программирования, в котором описываются факты и отношения между ними.
HOLWG – рабочая группа по управлением Уайтекера, была создана Пентагоном для получения языка, который мог бы использоваться на всех компьютерах министерства обороны США.
Результатом в 79 году стал язык Ада.
Универсальный язык программирования, был разработан по заказу МО США. Разработка велась в два этапа:
Определение требований к языку. Список требований прошёл через несколько этапов утверждения – от “Соломенного” до “Стального”.
После создания вышло требование переписать все существующие приложения на Аде.
Первый и единственный полностью объектно-ориентированный язык программирования.
Был разработан Виртом после того, как выяснилось, что Паскаль не годится для разработки промышленных приложений.
Эволюция языков программирования
Пятница — самое время расслабиться и вспомнить, с чего все началось. Представляем вам краткий экскурс в историю разработки от GeekBrains.
Доисторическая эра
С точки зрения определения даты рождения языка программирования существует некоторая двойственность.
С одной стороны, в первой половине 19 века Ада Лавлейс описала вычислительную машину и ввела основополагающие понятия цикла и рабочей ячейки, за что получила гордое звание первой женщины-программиста.
С другой, первый язык программирования в современном представлении зародился лишь во время Второй мировой войны на релейной машине Z4 немецкого изобретателя Конрада Цузе. Его название Планкалкюль (нем. Plankalkül — исчисление планов), и это был полноценный язык высокого уровня, поддерживающий условные операторы, арифметические операции, массивы, циклы, исключения и утверждения. Доподлинно известно, что в конце 40-х годов Планкалкюль позволял ЭВМ решать шахматные задачи.
Изобретение Цузе могло бы изменить ход истории, однако итоги войны и усилия американцев по популяризации собственного машинного языка отложили полноценное явление миру Планкалкюля вплоть до 1972 года.
Z4 в Немецком музее, Мюнхен
Языки для компьютеров
Вместо этого эволюция пошла по пути машинного языка. Он был удобен для компьютеров, но не очень удобен для программистов. Это была буквально работа с железом вручную: были лишь те команды, которые были зашиты в процессор, все остальные операции приходилось реализовывать вручную.
Прямым развитием машинного языка стал язык ассемблера. Это был первый размен скорости на удобство: ассемблер был чуть менее нативным, но гораздо более дружелюбным к программисту. До языков высокого уровня, комфортных для программиста, было еще далеко.
Качественный скачок произошёл после изобретения транзистора и первых доступных компьютеров. Это побудило в период с 1954-1957 году компанию IBM активно работать над разработкой популярного коммерчески языка Fortran (от англ. Formula и Translation).
Fortran — язык для научных и инженерных вычислений. Считается, что именно он стал первым реализованным языком высокого уровня. Благодаря большому количеству математических библиотек Fortran был и остается важным языком для разного рода научных изысканий.
Далее началось бурное развитие программирования: практически одновременно появились Algol, алгоритмический высокоуровневый язык, активно использовавшийся в СССР и Европе, LISP и COBOL.
Языки для народа
Но по-настоящему массовым программирование стало с появлением языка BASIC в 1964 году. Преподаватели Дартмутского Колледжа Джон Кемени и Томас Курц разработали его для обучения студентов основам программирования ЭВМ.
BASIC был алгоритмическим языком, для его создателей было важно не быстродействие и эффективность, а легкое понимание. Тем не менее BASIC быстро обрёл популярность в реализациях от Microsoft и Apple. Но не все были им довольны. По мнению противников языка простота и бесструктурность ранних версий BASIC поощряли применение порочных и опасных методик разработки.
«Студентов, ранее изучавших Бейсик, практически невозможно обучить хорошему программированию. Как потенциальные программисты они умственно изувечены без надежды на восстановление».
Эдсгер Дейкстра.
Кайнозой
В 1960-х годах компания Bell Labs всерьёз взялась за разработку операционной системы Unix для своих миникомпьютеров. Первые ОС были написаны на ассемблере, но эксперимент оказался неудачным.
Потом в алфавитном порядке Кеном Томпсоном и Деннисом Ритчи был специально разработан интерпретируемый язык B (Би), но и в этот раз результат оставлял желать лучшего.
Всё изменилось с третьей попыткой в 1972 году и языком C, который оказался настолько успешным, что и спустя 40 лет занимает важное место в разработке ПО. Например, по данным IEEE Spectrum С в 2015 году стоял на втором месте: «The 2015 Top Ten Programming Languages».
В другом полушарии на останках языка Algol-68 Никлаус Вирт разработал Pascal. Цель он преследовал ту же самую, что и BASIC — простота в обучении и наглядность выполняемых операций.
Несмотря на внешнюю незамысловатость, Pascal оказался крайне эффективным языком не только в деле обучения, но и в серьезной разработке. Он остаётся крайне востребованным как в школах, так и в мире больших приложений: Total Commander, WinRAR, ранние версии Skype и Nero Burning ROM были написаны на Pascal.
В конце 1970-х были сформированы принципы ООП, на основе которых был доработан язык C, получив сперва название «С with classes», а потом более привычное взгляду C++. Отчасти из-за совершенства творения, отчасти из-за славы одного из первопроходцев, C++ долгое время оставался самым востребованным языком. На нём были написаны операционные системы Symbian, Windows и OS X, браузеры Google Chrome и Mozilla, и ещё тысячи популярных приложений.
Через четыре года после появления первой версии C++ Ларри Уолл разработал Perl — «практичный язык для извлечения данных и составления отчётов» (Practical Extraction and Report Language). Изначально язык обрёл популярность благодаря функциям, заложенным в названии, однако позднее расширил свои возможности и аудиторию.
Сегодня Perl по-прежнему активно используется в качестве удобного средства обработки текста в командной строке, но не меньше востребован и в системном администрировании, веб-разработке и даже играх.
Современность
В статье об истории эволюции языков просто обязан упоминаться Python, горячо любимый не только преподавателями GeekBrains, но и, судя по широте использования, многими иностранными университетами и крупными зарубежными компаниями. Его структура и философия направлены на то, чтобы ускорить разработку готового продукта программистом. С точки зрения развития, это куда более совершенный язык, нежели все существовавшие до 1991 года. Он минималистичен, но при этом более читабелен, достаточно часто обновляется и прекрасен по соотношению «скорость — качество разработки».
Впрочем, теми же самыми характеристиками можно описать и Ruby, увидевший свет в 1995 году, с поправкой на то, что у Юкихиро Мацумото было 2 года, чтобы подумать, чем его язык может стать лучше современников.
Развитие интернета в конце XX века требовало более качественных языков обработки текста и данных. Так на свет появились HTML, PHP, CSS и JavaScript, без которых сегодня очень трудно представить веб-разработку.
Вместе с этим появился и Java — объектно-ориентированный язык, использующий виртуальную машину JVM. Это обеспечивает языку практически полную независимость от машины, на которой производится запуск. Совокупность этих факторов и популярность смартфонов c ОС Android позволяет Java возглавлять список самых популярных языков по версии Tiobe, а нам — рекомендовать его начинающим разработчикам в качестве первого или основного.
Если взглянуть на этот же самый рейтинг, в конце второго десятка можно отыскать современные языки программирования. Например, Swift — продукт компании Apple, популярный не только за счет своих качеств, но и благодаря громкому имени производителя.
Будущее
Уже сейчас появляются языки программирования, которые можно назвать языками сверхвысокого уровня. Они предназначены не для написания прикладных программ, а для обработки больших массивов данных и статистики. В их числе R, MATLAB и Julia.
Можно предполагать, что в будущем появятся человекоориентированные языки, на которых написать программу будет не сложнее, чем пост в ЖЖ. С другой стороны, квантовые компьютеры потребуют свой особый, квантовый ассемблер.
Как думаете, что будет дальше, и на какой из существующих языков поставите вы?
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!