Языки программирования зачем нужны

Содержание

Как развивались языки программирования

Программирование — самая перспективная профессия XXI века. Кажется, нет такой сферы деятельности, где нельзя с пользой применить вычислительную технику. Какие бывают языки программирования, для чего они используются и как развиваются?

Автоматизация охватывает всё новые области, компьютеры все больше входят в нашу жизнь. И это многообразие задач переходит в многообразие программ, которые написаны на языках программирования.

Наиболее важным, но в то же время наиболее незаметным свойством любого инструмента является его влияние на формирование привычек людей, которые имеют обыкновение им пользоваться. Когда этот язык — язык программирования, его влияние, независимо от нашего желания, сказывается на нашем способе мышления.

нидерландский учёный, труды которого оказали влияние на развитие информатики и информационных технологий

Для чего нужны языки программирования

Язык программирования (ЯП) — формальный метод для записи компьютерных программ. Каждая такая программа — комбинация инструкций для вычислительной машины и данных, позволяющая выполнять расчеты и осуществлять управление.

Естественные языки используются для общения людей между собой, а языки программирования предназначены для управления компьютером, то есть для выражения человеческих идей в понятном для компьютера виде.

ЯП подчиняется той задаче, которая стоит перед компьютерной программой. Он зависит от оборудования, на котором выполняется алгоритм. Соответственно, практически для каждой задачи и каждого оборудования можно использовать наиболее подходящий ЯП. Вот почему языков программирования так много.

Языки программирования вбирают в себя специфические черты конкретных сфер программирования — характерные структуры данных, типичные процессы и терминологию. Когда мы слышим о появлении нового языка программирования, может возникнуть мысль: еще один язык? Почему нельзя сделать один-единственный, стандартный язык программирования?

Но нет, этого сделать нельзя. Наоборот, появление очередного языка — это свидетельство прогресса компьютерной науки. Значит, или компьютеру нашлось новое применение, или мы научились эффективнее выполнять старые задачи. Новый ЯП — доказательство достижений и новых возможностей самого мощного инструмента, который есть у человеческой цивилизации: компьютера.

С каждым новым языком процесс программирования становится более универсальным. Поэтому многообразие языков — это очень хорошо. Оно показывает прогресс и позволяет двигаться дальше.

Какие бывают языки программирования

Уже в начале XIX века появились первые «программируемые» механизмы: ткацкие станки, музыкальные шкатулки и т.д. Каждый из них программировался своим собственным набором инструкций. Так появились предметно-ориентированные языки программирования, которые в огромном количестве создаются до сих пор по мере появления новых устройств и аппаратного обеспечения.

Кроме предметно-ориентированных, существуют учебные языки программирования, которые созданы специально для обучения начинающих программистов. Например, из одного такого учебного языка ABC вырос популярный сейчас язык программирования Python. Поэтому он такой простой и понятный.

Текст программы для отображения «Hello, world» на языке Python

Существуют эзотерические языки — своеобразные произведения искусства, которые невозможно применять на реальных задачах. Например, язык Malbolge специально создан для максимального затруднения написания программ.

Текст программы для отображения «Hello, world» на языке Malbolge

Кроме упомянутых учебных, эзотерических и предметно-ориентированных языков, есть еще визуальные языки, где программирование состоит в манипулировании графическими элементами. В основном такие языки используются для создания программ с графическим интерфейсом. Есть еще специализированные языки СУБД, языки для промышленной автоматизации и другие ЯП относительно узкого назначения.

Выделяют такие подходы к программированию (на профессиональном языке они называются парадигмами): аспектно-ориентированные, структурные, процедурные, логические, объектно-ориентированные, функциональные, мультипарадигмальные языки.

Общепринятой классификации не существует, но исторически принято разделять ЯП на высокоуровневые и низкоуровневые языки.

Языки высокого уровня

Языки программирования высокого уровня освобождают программистов от необходимости детализировать программы до слишком мелких машинных команд и знать особенности конкретных вычислительных устройств.

Писать программы на них значительно проще. Если задать вопрос, какой язык программирования легче, то следует смотреть именно в сторону высокоуровневых учебных языков. Они понятны человеку практически без дополнительных пояснений. А вот чтобы компьютер понял инструкции, написанные на высокоуровневом языке, специальная программа-компилятор переводит их в язык машинных инструкций, то есть на низкоуровневый язык.

Машинно-ориентированные языки

Дональд Кнут в своей классической книге «Искусство программирования» приводил такой довод в пользу низкоуровневых языков: «Например, некоторые комбинаторные вычисления нужно повторять триллионы раз, и мы сэкономим приблизительно 11,6 дней работы за счет того, что сократим время вычислений во внутреннем цикле всего на одну микросекунду». Даже один сэкономленный такт вычислений дает огромную экономию в крупном масштабе!

Если вам попалась невероятно эффективная и быстрая программа — она наверняка написана с применением низкоуровневого языка.

Языки программирования: что это такое, зачем нужны и какой выбрать новичку

Разбираемся, как устроены языки программирования, почему их так много и чем они отличаются от алгоритмов.

Что такое язык программирования

Язык программирования — это набор формальных правил, по которым пишут программы. Обычный язык нужен для общения людей, а язык программирования — для общения с компьютером. Как и в любом естественном языке, тут есть лексика — слова, функции и операторы, из которых по правилам синтаксиса составляются выражения. Они имеют чёткий, вполне определённый смысл, понятный компьютеру, — семантику.

Вот, например, программа на языке JavaScript:

Здесь слово alert — лексика, один из принятых в языке методов обработки текста. Текст в одинарных кавычках, скобки, точка с запятой — правила синтаксиса. А то, что нужно сделать в итоге, — семантика. Получив эти инструкции, компьютер выведет на экран всплывающее окно с кнопкой и сообщением: «Это программа на JavaScript».

Фанат Free Software Foundation, использую Linux и недолюбливаю Windows. Пишу истории про кодинг и программы на Python. Влюблен в LISP, но пока что не умею на нем программировать.

Чем языки программирования отличаются от алгоритмов

Программы нужны для того, чтобы машина сделала что-то полезное. Это невозможно, если нет чёткого порядка действий и правил их выполнения — алгоритма.

Алгоритм работает как маршрут в навигаторе: «Из пункта А едем в пункт Б, поворот через 150 метров». Англичанин понимает его по-английски, китаец —
по-китайски, а мы с вами — по-русски. Языки разные, а порядок действий один и все должны добраться до нужного места.

Любая программа начинается с алгоритма, но на разных языках это может выглядеть по-разному. Например, вот эта — на языке С — проверяет, чтобы делитель не был нулём, а затем делит одно число на другое. Или пишет, что так делать нельзя.

То же самое, но на Python.

В программе на Python нет фигурных скобок и точек с запятой, но алгоритм и результат работы такой же, как у программы на C, да и слова похожи.

Перейти с одного языка программирования на другой легко: если знаешь Java — быстро начнёшь кодить, например, на Python или C#.

Как компьютер понимает разные языки программирования

На самом деле язык программирования — это не язык компьютера. Машина понимает последовательности нулей и единичек: есть напряжение в цепи — единица, нет — ноль. Поэтому любую программу сначала надо перевести в набор таких машинных команд.

Для этого есть два инструмента — компилятор и интерпретатор. Компилятор работает как бюро переводов: вы отдаёте ему весь текст программы, а он превращает его в исполняемый код, набор команд для процессора. Интерпретатор больше похож на переводчика-синхрониста: сказали фразу — синхронист тут же её перевёл, а компьютер выполнил.

Внутри компиляторов и интерпретаторов — сложные наборы правил по превращению языка программирования в машинный код, понятный компьютеру. Это тоже программы. Их пишут создатели нового языка — на каком-то другом, уже существующем. Например, интерпретатор Python написан на C, а сам C — на ассемблере, практически машинном коде.

Что такое библиотеки

Библиотеки — наборы функций, готовых шаблонов, написанных на каком-то из языков программирования. Это удобно и похоже на книги в обычной библиотеке: на них можно ссылаться внутри программ и сразу получать результат без необходимости каждый раз писать много кода.

Например, в Python есть модуль — библиотека yandex_translate, которая переводит тексты на разные языки. Программистам не надо создавать программу-переводчик с нуля, достаточно подключить этот модуль и обратиться к нему из любой точки кода.

Источник

Роль программирования в современном мире

Программирование — это процесс и искусство создания компьютерных программ. Сюда входят написание кода и сценария, составление алгоритма, разработка программного обеспечения, вёрстка, дизайн и многое другое. Основа программирования — специальные языки, на которых записываются исходные тексты программ.

Зачем нужно программирование

К 2020 году программирование настолько глубоко вошло в быт, что люди перестали замечать, как изменилась жизнь. Сотни тысяч привычных вещей не существовали бы без программирования или были бы гораздо менее удобными в использовании. Привычные бытовые приборы: микроволновая печь, стиральная машина — работают благодаря заложенным в них программам.

Всего 50 лет назад невозможно было представить, как легко будет найти любую необходимую информацию, насколько экономнее станет использоваться время, затрачиваемое на решение некоторых задач.

Наше время диктует новые условия буквально в каждой области деятельности. Если компания хочет облегчить жизнь себе и своим клиентам, обойти конкурентов, то будет внедрять компьютерные технологии. Музыкальная индустрия и кино, мультипликация и игры, мобильная связь, банковское дело, дизайн и журналистика — все области тесно переплетены с программированием и используют специальные программы на разных этапах работы.

Языки программирования и сферы их применения

Перед людьми, заинтересованными в изучении программирования, встаёт задача выбора языка. Языки программирования требуют от программиста различного уровня внимания к деталям при реализации алгоритма. В зависимости от области применения и поставленных задач, подбирается подходящий язык программирования: удобный и простой. Правильный выбор языка сэкономит вам время и увеличит производительность.

Мнения о количестве существующих языков программирования расходятся. Каждый день не только совершенствуются старые языки, но и разрабатываются новые, поэтому выбор для изучения велик. Однако наиболее востребованные, популярные и высокооплачиваемые последние несколько лет неизменны. По данным Github, это:

Стоит также обратить внимание на старый добрый язык разметки HTML, вырвавшегося в 2020 году в десятку лидеров TypeScript в рейтинге PYPL, и на перспективных новичков Kotlin, HCL и Go.

Некоторые из них используются для фронтенд-разработки, это HTML, CSS и Javascript. Другие применяются в бэкенде: PHP, Python, Go, Ruby.

Доступность обучения программированию

Изучение языков программирования открывает новые возможности и перспективы для каждого человека. Развитие навыков поможет найти работу мечты в каждой стране мира или же работать удалённо.

Работа программиста высоко оплачивается и будет востребована ещё много лет. Бюро статистики труда прогнозирует к 2026 году 30-процентный рост занятости в области разработки программного обеспечения. Некоторые компании охотно берут способных новичков, в других требуется опыт работы или сертификат об окончании обучения.

Согласно исследованиям, Python, HTML и Javascript доступнее всего для изучения и имеют низкий порог вхождения новичков. Они же, по данным исследований TIOBE и PYPL, самые востребованные. Однако не все компании отдают предпочтения традиционному подходу к разработке программного обеспечения, интерес к новым языкам растёт. Знать базовые языки, следить за тенденциями развития новых и по возможности изучать их особенности и есть задача грамотного программиста, смотрящего в будущее.

На бесплатном интенсиве «Основы программирования» вы сможете понять основные принципы большинства языков программирования и выбрать, в какой сфере вам интересно развиваться. Переходите на сайт ниже и регистрируйтесь на мастер-класс, по итогам которого вы получите сертификат и материалы для дальнейшего обучения.