Файл: Классификация языков программирования высокого уровня (Современные языки программирования и их классификация).pdf

Можно выделить еще один класс языков программирования – объектно–ориентированные языки высокого уровня. На таких языках не описывают подробной последовательности действий для решения задачи, хотя они содержат элементы процедурного программирования. Объектно–ориентированные языки, благодаря богатому пользовательскому интерфейсу, предлагают человеку решить задачу в удобной для него форме.

Первый объектно-ориентированный язык программирования Simula был создан в 1960-х годах Нигаардом и Далом.

Ява – язык для программирования Internet, позволяющий создавать безопасные, переносимые, надежные, объектно–ориентированные интерактивные программы. Язык Ява жестко связан с Internet, потому, что первой серьезной программой, написанной на этом языке, был браузер Всемирной паутины.

В последнее время, говоря о программировании в Internet, часто имеют в виду создание публикаций с использованием языка разметки гипертекстовых документов HTML. Применение специальных средств (HTML–редакторов) позволяет не только создавать отдельные динамически изменяющиеся интерактивные HTML–документы, используя при этом данные мультимедиа, но и редактировать целые сайты.

Глава 2. Рейтинг и возможности современных языков программирования

2.1 Рейтинг языков программирования 2015 года

Для программистов наступили благодатные времена. Не даром Департамент трудовой статистики Минтруда США прогнозирует восьмипроцентный рост востребованности профессии программиста в ближайшие семь лет, пишет Mashable. С помощью директора по контенту образовательной онлайн-платформы Lynda Дуга Винни, издание определило самые востребованные языки программирования в 2015 году.

1. Java

Java является одним из самых популярных языков для бэкэнд-разработки современных корпоративных веб-приложений. С Java и основанными на нём фреймворками разработчики могут создавать масштабируемые веб-приложения для широкого круга пользователей. Java — также основной язык, используемый для разработки родных Android-приложений для смартфонов и планшетов.

2. JavaScript

Каждый современный сайт использует JavaScript. Это ключевой язык для создания интерактивности сайта или построения пользовательских интерфейсов с одним из десятка популярных JavaScript-фреймворков.

3. C#

C # является основным языком для разработки на платформах и сервисах Microsoft. Будь то разработка современных веб-приложений с использованием Azure и .NET, приложений для «девайсов» Windows или мощных «настольных» приложений для бизнеса, C# — самый быстрый способ использовать всё, что может предложить Microsoft. Кроме того, это и один из основных языков движка для разработки игр Unity.

4. PHP

Пишите веб-приложение для работы с данными? Язык PHP наряду с базами данных (например, MySQL) является важным инструментом для создания современных веб-приложений. На PHP разработано большинство сайтов, ориентированных на большой объём данных. Это также основополагающая технология мощных систем управления контентом, как WordPress.

5. С++

Если для максимальной отдачи мощности процессора вам необходимо подключиться непосредственно к железу, поможет язык C++. Это идеальный выбор для разработки мощного «настольного» программного обеспечения, игр с функцией аппаратного ускорения, а также приложений для ПК, консолей и мобильных устройств, требующих большого объёма памяти для работы.

6. Python

Python может сделать почти всё вышеперечисленное. Веб-приложения, пользовательские интерфейсы, анализ данных, статистика — для какой бы задачи вам не предстояло найти решение, в Python, скорее всего, найдётся подходящий фреймфорк. Совсем недавно учёные пришли к выводу, что Python модно использовать в качестве основного инструмента для обработки гигантских объёмов данных практически в любой отрасли.

7. C

Почему язык C по-прежнему популярен? Из-за размера: маленький, быстрый и мощный. Если вы разрабатываете программное обеспечение для встраиваемых систем, работаете с системными ядрами или просто хотите выжать из имеющихся по рукой ресурсов всё до последней капли, C — то, что нужно.

8. SQL

Данные — всеобъемлющие и всепроникающие. SQL даёт возможность найти необходимую информацию быстрым и надёжным способом. Используя SQL, вы можете легко запрашивать и извлекать значительные объёмы данных из больших и сложных баз данных.

9. Ruby

Хотите запустить проект в рекордно короткие сроки или создать прототип новой идеи для крутого веб-приложения? С помощью Ruby (и Ruby on Rails) это возможно довольно быстро. Обладая невероятной мощностью, язык прост в освоении. Плюс на нём написаны тонны популярных веб-приложений по всему миру.

10. Objective-C

Собираетесь написать приложение для iOS? Тогда вы просто обязаны знать Objective-C. Несмотря на прошлогоднюю шумиху вокруг нового языка Apple Swift, Objective-C по-прежнему остаётся основополагающим языком приложений для экосистемы Apple. С Objective-C и официальным инструментом разработки ПО от Apple XCode до App Store — рукой подать.

11. Perl

Можно ли назвать Perl эзотерическим языком? Да. Сбивает ли он с толку? Да. Является ли он супермощным языком и ключевым компонентом в арсенале кибербезопасности? Снова да. Разработчики используют Perl с самых истоков интернета, и он до сих пор считается ключевым инструментом для любого ИТ-специалиста.

12. .NET

Хотя и не язык сам по себе, .NET является ключевой платформой Microsoft для разработки облачных и не очень сервисов и приложений. Становится более продвинутым и ценным с каждым новым релизом. Благодаря последним усилиям Microsoft в области разработки с открытым исходным кодом, .NET теперь приходит на платформы Google и Apple. Как результат, вы можете использовать .NET с различными языками программирования для создания мультиплатформенных приложений.

13. Visual Basic

Ключевой язык .NET-платформы, Visual Basic позволяет создавать приложения для поддержки бизнеса, а также автоматизировать мощные приложения MSOffice.

14. R

R двигает революцию больших данных. В 2015 году это обязательный язык для всех, кто нуждается в серьёзном анализе данных: от сфер науки и бизнеса до развлечений и социальных медиа.

15. Swift

За менее чем год существования язык программирования Swift привлёк внимание разработчиков во всём мире как новый, простой и быстрый способ разработки для операционных систем OS X и iOS. Широкие полномочия и дружественный синтаксис Swift позволяют написать очередное убойное приложение для пользователей Apple.

2.2 Возможности языков программирования

Еще полвека назад трудно было представить, каких возможностей можно добиться при помощи совершенствования аппаратных средств, сред разработки пользовательских приложений и поддерживаемых этими средами ЯП ВУ. Чтобы понять, как совершенствовать технологию решения прикладных задач с помощью современных вычислительных устройств необходимо не только знать современные потребности объективного мира, но и способы повышения функциональности языков программирования. Последний компонент является прекрасным объектом для изучения и исследования студентами, обучающимися по информационным направлениям подготовки.

История развития языков программирования высокого уровня довольно обширна и весьма разнообразна, её начало принято относить к середине прошлого века - моменту создания первого языка программирования высокого уровня «Фортран»[6]. Именно с появлением ЯП ВУ компьютеры начали реализовывать весь свой потенциал. Языки программирования высокого уровня помогли сделать программы более понятными и читаемыми, позволили обрабатывать очень длинные запросы, ввод программного кода стал интуитивнее для пользователя.

C ростом потребностей в расчетах появились новые задачи для компьютеров, вследствие чего, языки программирования стали быстро модифицироваться. Программы стали сложнее, были попытки создать универсальный язык программирования, например такой, как ПЛ/1. В то время это оказало лишь обратное действие на пользователей прикладного программного обеспечения. Ввиду громоздкости управляющих конструкций языка и сложности для понимания концепции вычислительной модели, язык, не смотря на то, что изучался в вузах и использовался для инженерных расчётов, так и не получил широкого распространения. Вывод был очевиден: тяжело реализовать сложную конструкцию с простым интерфейсом, ориентированную «на всё».

Кроме того, эволюционируя, языки программирования получали все больше математических функций: рекурсия, массивы, использование локальных переменных. В связи с этим были заложены основные языки программирования, базой которых мы пользуемся до сих пор, а именно: COBOLPascal, C. Параллельно развивались логические языки, такие как, Prolog(1972), но в силу своих функциональных особенностей они использовались редко и не для инженерно- технических расчётов.

Следующая веха развития программирования - появление процедур и функций в структурном программировании, что позволило объединить разнородные данные и сделать программы автономными и управляемыми. На этом этапе развития языков программирования было выявлено: когда программа достигает определенной длины, то она уже не может обрабатывать правильно сложные запросы. Примером языка, в котором проявился этот недостаток, является ЯП ВУ «Simula - 67».

Развитие структурирования привело к появлению классовых структур, где программы разбиваются на классы - структуры данных, содержащие в себе переменные и функции, которые работают с этим переменными. Такой подход послужил к объектно-ориентированному программированию, которое содержало в себе такие концепты, как полиморфизм, инкапсуляция и наследование. Примерами могут служить языки Java, Oberon, C++ . Это и есть апогей развития языков программирования, данные языки относятся к прошлому столетию, но актуальность их не потеряна и в настоящее время. Эти языки можно совершенствовать и брать за основу их концепции, чтобы попробовать достичь каких-либо преимуществ во вновь создаваемых инструментах написания программного кода. Надо отметить, что первые версии языков с незначительной доработкой являются базовыми при начальном обучении технологии программирования бакалавров.

Языки создаются и эволюционируют постоянно. Их влияние нельзя недооценивать на обработку современных научно- технических расчетов, на моделирование сложных процессов и систем в различных прикладных областях экономической деятельности человечества. Эволюцию и взаимовлияние ЯП ВУ задаёт генеалогическое дерево[6].

Какие же новые вычислительные модели и возможности заложены и будут являться перспективными в ближайшее время в современных языках программирования высокого уровня?

Одним из ярких представителей языков нового времени является язык Elm. Ключевая особенность этого языка - отладчик реального времени: можно изменять код в реальном времени и наблюдать, как меняется тот или иной параметр. Все действия записываются, перематываются и переигрываются.

Elm - функциональный язык программирования для создания GUI - Graphical User Interface , использующий синтаксис в стиле функционального языка программирования «Haskell». Родственные связи этих языков показаны на схеме (рис. 1 ).

Рис. 1 - Связи языка Elm

Этот функциональный язык удобен и прост - программный код в несколько строк обеспечивает пользователю возможность рисования мышью любой фигуры в клиентской программе или в окне браузера. Интересна вычислительная модель реактивного функционального программирования - Functional Reactive Programming (FRP), положенная в основу данного языка. Данная парадигма ориентирована на работу с динамическими потоками данных и позволяет создавать приложения с высокой степенью интерактивности. Концепция FRP впервые была предложена Коналом Эллиоттом (Conal Elliott) при разработке функционального предметно-ориентированного языка для программирования анимации[3].

Кроме того, Elm в современной практике программирования успешно используется для разработки веб-приложений. Исходный код, написанный с помощью этого языка, легко компилируется в коды HTML, CSS и JavaScript и органично встраивается в программный блок на странице сайта.

Необходимо отметить, что на сегодняшний день парадигма функционального программирования претерпевает подъём и другим представителем этого направления, заслуживающим внимания, является язык Swift от компании Apple. Этот язык направлен на развитие интерактивности приложения с мобильными устройствами и в какой- то степени аналогичен Elm.

Если рассмотреть генеалогические связи этого языка (рис. 2), то можно выделить конкретные преимущества данного ЯП ВУ.