Файл: История возникновения и развития языка программирования Си (C++) и Java.pdf

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. 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 [7].

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# 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 создавать оболочки вокруг существующих компонентов СОМ, так что компоненты .NET могут общаться с ними, и создавать оболочки вокруг компонентов .NET, что позволяет им выглядеть как обычные СОМ–компоненты [3].

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++.

Си – компилируемый статически типизированный язык программирования общего назначения, разработанный в 1969–1973 годах Деннисом Ритчи. Первоначально он был разработан для реализации операционной системы UNIX, но, впоследствии, был перенесён на множество других платформ.

Язык программирования Си оказал существенное влияние на развитие индустрии программного обеспечения, а его синтаксис стал основой для таких языков программирования, как C++, C#, Java и Objective–C [16].

Язык программирования Си отличается минимализмом. Авторы языка хотели, чтобы программы на нём быстро компилировались с помощью однопроходного компилятора. Поэтому сделали так чтобы после компиляции каждой элементарной составляющей программы соответствовало небольшое число машинных команд, а использование базовых элементов языка не задействовало библиотеку времени выполнения.

Однопроходный компилятор компилирует программу только в одном направлении, то есть компилятор не возвращается назад к уже откомпилированному коду. Поэтому прежде чем использовать функцию, её необходимо объявить.

Код на Си можно легко писать на низком уровне абстракции, поэтому иногда Си называют «универсальным ассемблером» или «ассемблером высокого уровня», что отражает различие языков ассемблера для разных платформ и единство стандарта Си.

Код Си может быть скомпилирован без каких–либо изменений почти на любой модели компьютера. Зачастую язык программирования Си называют языком среднего уровня или даже низкого уровня, учитывая то, как близко он работает к реальным устройствам.

История языка Си неразрывно связана с историей операционной системы UNIX. Эта система, как и большинство входящих в нее утилит, написана на Си. С тех пор Си остается широко распространенным языком – по тем же причинам, что и Фортран: с расширением круга пользователей язык развивает сокрушительную инерцию [16].

Достоинства языка:

1. Си современный язык. Он включает в себя те управляющие конструкции, которые рекомендуются теоретическим и практическим программированием. Результатом такого подхода является надежная и читаемая программа.

2. Си – эффективный язык. Его структура позволяет использовать возможности современных ЭВМ. На языке Си программы обычно отличаются компактностью и быстротой исполнения.

3. Си – переносимый, или мобильный, язык. Если модификации все–таки необходимы, то часто они могут быть сделаны путем простого изменения нескольких элементов в «головном» файле, который сопутствует главной программе. Он предоставляет исключительные возможности для переноса программ.

Компиляторы с данного языка реализованы почти на 40 типах вычислительных систем, начиная от– 8–разрядных микропроцессоров и кончая CRAY–1 одним из самых мощных в настоящее время суперкомпьютеров.

4. Си – мощный и гибкий язык. Программы, написанные на Си, используются для решения физических и технических проблем и даже для производства мультипликационных фильмов.

5. Си обладает рядом замечательных конструкций управления, обычно ассоциируемых с ассемблером.

6. Си – удобный язык. Он достаточно структурирован, чтобы поддерживать хороший стиль программирования, и вместе с тем не связывать вас с ограничениями [8].

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

2.2. История возникновения и развития Java

Сегодня технология Java предоставляет средства для превращения статических Web–страниц в интерактивные динамические документы и для создания распределенных не зависящих от платформы приложений. Первоначально же язык Java корпорации Sun предназначался для устройств бытовой электроники, и в некоторых из них еще может использоваться его ранний вариант, известный под названием Oak. Однако настоящей стартовой площадкой для стремительного взлета Java стала сеть Internet.

Некоторые полагают, что для успеха любого дела прежде всего необходимо продумать и четко поставить задачу. Однако, совершенно очевидно, что в случае с языком программирования Java компании Sun Microsystems задача оказалась решенной до того, как ее сформулировали.

Создатель Java Джеймс Гослинг считает, что генезис этой технологии можно проследить с начала 1991 года, когда для изучения перспектив на рынке бытовой электроники в компании Sun была создана небольшая группа инженеров. В то время сеть World Wide Web существовала только в проектах.

«Группе была поставлена задача создать распределенную систему, которую можно было бы в качестве современной программной технологии продавать производителям бытовой электроники,» – вспоминает Гослинг [3].

Гослинг, которому сейчас 40 с небольшим лет, перешел в Sun в 1984 г. из исследовательского отдела IBM. Его первая работа – интересный технически, но не имевший коммерческого успеха оконный интерфейс NeWS. Он также написал GOSMACS – первую реализацию текстового редактора EMACS на языке С.

Эта деятельность в области бытовой электроники (которая потом стала называться проектом «Green») показала Гослингу и его коллегам, как важны для потребителя такие показатели, как надежность, стоимость, соответствие стандартам и простота. Если пользователи рабочих станций заинтересованы в большой мощности и терпимы к высоким ценам, необходимости длительного обучения и наличию различных ошибок, то рядовым потребителям нужны дешевые, относительно простые и надежные устройства.

Чтобы успешно конкурировать на рынке бытовой электроники, компании должны рассматривать процессоры как обычный товар, который в любой момент можно заменить более дешевым, а также обеспечивать обратную совместимость и соблюдать стандарты, установившиеся на устройства длительного пользования типа тостеров и телевизоров.

История Java восходит к 1991 году, когда группа инженеров из компании Sun под руководством Патрика Нотона и члена Совета директоров Джеймса Гослинга занялась разработкой небольшого языка, который можно было бы использовать для программирования бытовых устройств, например, контроллеров для переключения каналов кабельного телевидения.

Поскольку такие устройства не потребляют много энергии и не имеют больших микросхем памяти, я должен был быть маленьким и генерировать очень компактные программы. Кроме того, поскольку разные производители могут выбирать разные центральные процессоры, было важно не завязнуть в какой–то одной архитектуре компьютеров. Проект получил кодовое название «Green».

Стремясь изобрести небольшой, компактный и машинонезависимый код, разработчики возродили модель, использованную при реализации первых версий языка Pascal заре эры персональных компьютеров. Никлаус Вирт, создатель языка Pascal, в свое время разработал машинонезависимый язык, генерирующий промежуточный код для некоей гипотетической машины. Этот язык стал коммерческим продуктом под названием UCSD Pascal. (Такие гипотетические машины часто называются виртуальными – например, виртуальная машина языка Java, или JVM.) Этот промежуточный код можно выполнять на любой машине, имеющей соответствующий интерпретатор. Инженеры, работавшие над проектом «Green», также использовали виртуальную машину, что решило их основную проблему [2].

Однако большинство сотрудников компании Sun имели опыт работы с операционной системой UNIX, поэтому в основу разрабатываемого ими языка бь л положен язык C++, а не Pascal. В частности, они сделали язык объектно–, а не процедурно–ориентированным.

Сначала Гослинг решил назвать его «Oak» («Дуб»). Потом сотрудники компании Sun узнали, что слово Oak уже используется в качестве имени ранее созданного языка программирования, и изменили название Java.

В 1992 году в рамках проекта Green была выпущена первая продукция. Это было средство для чрезвычайно интеллектуального дистанционного управления. (Оно имело мощность рабочей станции SPARK, помещаясь в коробочке размером 6x4x4 дюйма.) К сожалению, ни одна из компаний– производителей электронной техники не заинтересовалась этим изобретением.

Затем группа стала заниматься разработкой устройства для кабельного телевидения, которое могло бы осуществлять новые виды услуг, например, включать видеосистему по требованию. И снова они не получили ни одного контракта. (Забавно, что одной из компаний, отказавшихся подписать с ними контракт, руководил Джим Кларк (Jim Clark) – основатель компании Netscape, впоследствии сделавшей очень много для успеха языка Java.)

Весь 1993 год и половину 1994 года продолжались безрезультатные поиски покупателей продукции, разработанной в рамках проекта «Green» (под новым названием «First Person, Inc.»). (Патрик Нотон, один из основателей группы, впоследствии в основном занимавшийся маркетингом, налетал в общей сложности более 300 тысяч миль, пытаясь продать разработанную технологию.) Проект «First Person, Inc.» был прекращен в 1994 году [17].

Тем временем в рамках Интернет разрасталась сеть World Wide Web. Ключом к этой сети является броузер, превращающий гипертекст в изображение на экране. В 1994 году большинство людей пользовалось броузером Mosaic, некоммерческим Web–броузером, разработанным в суперкомпьютерном центре Университета штата Иллинойс в 1993 году. (Частично этот броузер был написан Марком Андреессеном за 6,85 доллара в час. В то время Марк заканчивал университет и броузер был его дипломной работой. Затем он стал одним из основателей и главным программистом компании Netscape, и к нему пришли слава и богатство.)

В своем интервью журналу Sun World Гослинг сказал, что в середине 1994 года разработчики языка поняли: «Нам нужно создать действительно крутой броузер. Такой броузер должен представлять собой одно из немногих приложений модной клиент–серверной технологии, в которой жизненно важным было бы именно то, что мы сделали: архитектурная независимость, выполнение в реальном времени, надежность, безопасность – вопросы, не являвшиеся чрезвычайно важными для рабочих станций. И мы создали такой броузер» [8].