Файл: Классификация языков программирования. Критерии выбора среды и языка разработки программ.(Компьютерные языки программирования).pdf

1.3 Классификация по ориентации на предметные области

Язык программирования может быть специализированным для некоторой предметной области. Выделим девять таких областей, хотя конечно их гораздо больше.

- Языки форматирования текстов.

- Языки разметки.

- Языки скриптов.

- Промежуточные языки программирования.

- Языки программирования агентов.

- Языки создания графики.

- Языки описания аппаратуры.

- Языки описания виртуальной реальности.

- Языки конфигурирования.

Язык программирования PHP

Серверный язык сценариев, предназначенный для динамических веб-сайтов и разработки приложений. Может быть непосредственно встроен в исходный HTML-документ, а не во внешний файл. На PHP построено и работает более 200 миллионов веб-сайтов, включая Digg, Facebook и платформы WordPress, Joomla, Drupal.

Вы хотите создать свой сайт или заняться веб-программированием? В этом вам поможет отличный язык PHP, который способен создавать динамические страницы. Он является, пожалуй, самым популярным при создании сайтов и написании веб-приложений.

Благодаря тому, что этот язык программирования создавался разработчиками с открытым кодом, его удалось довести до совершенства, и он набрал бешеную популярность. PHP легко взаимодействует с самыми разными базами данных - от MySQL до Access [9].

Самые популярные сайты Интернета, такие как Facebook или Wikipedia, написаны именно на этом языке.

Писать на нём достаточно просто. Существует даже статистика, что более 60% программистов мира, которые работают на коде PHP, достаточно ограниченно знают (на базовом уровне) английский язык. Компьютерная грамотность в этом случае ограничивается лишь знанием необходимых функций и процедур.

Нельзя обойти стороной и критику языка. Несмотря на то что в рейтингах самых популярных языков 2015 года PHP занял 6-е место, в его адрес нередко высказывается недовольство.

Прежде всего, этот язык создавался не одной группой программистов, а несколькими. Из-за этого синтаксис языка не унифицирован и не имеет единой архитектуры. Встречаются разные процедуры, которые необходимо описывать по-особенному, а не по стандартизированному шаблону.

Также одной из главных проблем можно назвать отсутствие совместимости между разными версиями языков. Более ранние версии абсолютно отказываются работать с обновлениями, что часто

1.4 Классификация по степени абстракции от аппаратуры

Существуют различные виды классификации языков программирования. Рассмотрим наиболее популярную из них – классификацию по степени абстракции от аппаратуры. В связи с ней в зависимости от терминов, которыми описывают задачу, языки делят на уровни: высокий и низкий.

Если язык программирования называют языком высокого уровня, то это значит, что он близок к естественному языку, а если большинство команд машинных, то это язык относят к низкому уровню [10].

Языки программирования, относящиеся к низкому уровню, включают машинные языки программирования. К низкому относятся также языки кодирования с помощью символов. Это Автокод, Ассемблер. Операторами такого языка являются также машинные команды, но они записаны специальными мнемоническими кодами. В этом случае в качестве операндов используют не конкретный адрес, а символическое имя. Низкоуровневые языки программирования предназначены для определенного типа компьютера (машинно-зависимые языки).

Машинно-ориентированными называют языки, изобразительные средства которых и наборы операторов зависят от особенностей компьютера: его структуры памяти, внутреннего языка.

К языкам высокого уровня относится в себя язык Фортан. Это язык переводчик формул, разработанный в 50-ых годах. Он используется для программ, в которых необходимы естественные научные расчеты. Также языками высокого уровня являются Кобол (коммерческий язык, решающий экономические задачи), Алгол, Бейсик и Паскаль, Си, Пролог (основа языка - математическая логика).

Эти языки являются машинно-независимыми. Они ориентируются не на команды определенной ЭВМ, а на системы операндов, которые характерны для записи отдельного класса алгоритмов. Программы, записанные на таких языках, занимают много памяти, они выполняются медленнее по времени.

ЭВМ не понимает программу, которая написана на высокого уровня языке, поэтому для того, чтобы перевести программу высокого уровня на машинные коды, которые воспринимает компьютер, используют трансляторы.

Трансляторы подразделяются на несколько видов. Это могут быть интерпретаторы, компиляторы и ассемблеры.

Языки программирования также делят на разные поколения. К языкам первого поколения относят языки машинно-ориентированные, имеющие ручное управление памяти на ЭВМ первого поколения. Языками второго поколения называют языки с представлением команд мнемоническим, т.е. это автокоды. К языкам третьего поколения относят языки общего назначения, которые используют для того, чтобы создать прикладные программы. Это Си, Паскаль, Кобол и Бейсик. Языками четвертого поколения называют усовершенствованные языки, создающие специальные прикладные программы, управляющие базами данных. Языки пятого поколения являются декларативными языками программирования. К тому же, языки этого поколения объектно-ориентированные и визуальные языки программирования. Это ЛИСП, Пролог, Си++, Delphi, Visual Basic [11].

1.5 Парадигмы программирования

Что такое парадигма вообще? Можно сказать, что это определенный взгляд на явления окружающего мира и представление о возможных действиях с ними. В программировании под парадигмой принято понимать обобщение о том, как должна быть организована работа программы.

Среди прочего выделяют такие парадигмы программирования как директивное (структурное), объектно-ориентированное и декларативное (функционально-логическое). Многие языки поддерживают несколько парадигм программирования. С другой стороны, есть языки ориентированные исключительно на реализацию одной парадигмы.

Некоторые представители: Fortran, Pascal, C.

Директивная программа предписывает, как достичь результата, пошагово описывая действия. Поэтому такое программирование является достаточно легким для понимания.

В структурном программировании от входных данных полностью зависит последовательность выполнения команд.

В директивном программировании в свое время возникла концепция локализации части кода в так называемые подпрограммы (функции, методы), с последующим их вызовом из разных мест основной программы. При вызове в подпрограмму могут передаваться какие-либо данные в виде аргументов; а подпрограмма, в свою очередь, может возвращать в главную программу результат (т.е. полученные в ходе ее выполнения данные) [4].

Функциональное и логическое программирование.

Представители функциональных языков: List, Haskell.

Представитель логических языков: Prolog.

Декларативная программа заявляет (декларирует), что должно быть достигнуто в качестве цели. Важным является точная формулировка задачи. Программист не задает алгоритм для ее решения.

Функциональное программирование основано на математическом понятии функции, которая не изменяет свое окружение; это отличие функционального программирования от функций в структурных языках. Функциональная программа состоит из совокупности определений функций, которые в свою очередь представляют собой вызовы других функций и предложений, управляющих последовательностью вызовов. Каждая функция возвращает некоторое значение в вызвавшую его функцию, вычисление которой после этого продолжается; этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет достигнут результат.

В логическом программировании программы выражены в виде формул математической логики, и решение задачи достигается путем вывода логических следствий из них.

Объектно-ориентированное программирование.

Представители объектно-ориентированных языков: С++, Java, Python.

Особое внимание уделяется данным, которые представляются в программе в виде объектов. Объекты взаимодействуют между собой с помощью механизма передачи сообщений. Задача программиста - реализовать такие объекты, при взаимодействии которых можно будет получать желаемый результат.

ООП призвано решать более сложные и объемные задачи по сравнению с директивным программированием.

В основе ООП лежат такие понятия как наследование, полиморфизм и инкапсуляция.

Инкапсуляция предполагает, что малозначащие детали объекта скрыты. Объект, получая какую-либо команду, сам «знает» как ее обработать исходя из того, к какому классу он принадлежит [9].

Все объекты являются экземплярами классов, которые по отношению друг к другу могут выступать в роли родитель-потомок. Дочерние классы наследуют свойства родительского. В случае, когда 100% наследование не требуется, выручает так называемый полиморфизм, который предполагает переопределение методов родительского класса в дочерних классах.

Ещё одной причиной того, почему многие изучают компьютерные языки, можно назвать спад экономики страны. Человек, умеющий профессионально писать на Java, может удалённо работать на иностранную компанию по созданию приложений и зарабатывать за месяц такие деньги, которые в своей стране придётся копить в течение десятков лет.

Но если задуматься, то достаточно сложно начать успешно заниматься программированием и писать компьютерные программы. Английский язык - это главная преграда для начинающих. Ведь большинство программ и языков написаны именно с учётом лексики этого международного языка.

Так что придётся изучить иностранный язык хотя бы на базовом уровне, пока русский компьютерный язык не придумали.

Но не переживайте, мир не стоит на месте. Сегодня можно обучаться, не выходя из дома. Главное - иметь компьютер и Интернет. Есть множество сайтов, которые проводят компьютерное обучение языкам. Самые популярные из них - это Codecademy, Code School и Udacity.

1.6 Скорость обработки

С появлением скриптовых языков, в сообществах кодеров часто звучат предположения о скорой кончине C++. Все больше недовольных ропщут на трудный синтаксис и сложность компиляции. Защитники процедурного программирования утверждают, что коду на Python далеко по скорости до C. А Perl – язык для детей, непригодный для «настоящего» программирования. Но это миф.

Производительность компьютеров растет по экспоненте. Около 10 лет назад для быстроты действительно нужен был код на программном языке. Сейчас вычислительная техника обладает достаточной мощностью, чтобы обрабатывать сценарии и приложения на Java или Ruby за одинаковый промежуток времени.

Экспансия Интернета породила касту «эпизодических программистов». Это веб-мастера, верстальщики и владельцы Интернет-ресурсов, для которых важна доступность. У них нет времени на многолетнее погружение в азы процедурного программирования. Они пишут код от случая к случаю, им нужен простой синтаксис для сценариев на JavaScript и фронтенд-разработки. Для серверного программирования походит как JS, так и скриптовый язык PHP.

Классическое ООП безмерно гордится наследованием реализации кода. Это главный аргумент мирового господства ООП в будущем, но и существенный недостаток. При повторном использовании части кода или отельного подкласса, нельзя отделаться от влияния и методов его суперкласса. Зато это возможно с JavaScript. Скриптовые языки обеспечивают безболезненное повторное использование, посредством встраивания отдельных компонентов в общий код.

Python

Популярность этого языка неумолимо набирает обороты. Python – это высокоуровневый серверный скриптовый язык для веб-сайтов и мобильных приложений. Обладает компактным синтаксисом, его удобно читать и легко с ним работать. Скептики утверждают, что пригоден Python только для работы с web, а создавался он в целях оживить статичный HTML. Но это не так.

На Python пишут не только плагины и модули. Его применяют в гейм-разработке. Игры Frets On Fire, MMORPG EVE и Online Sims 4 (продано 1 миллион экземпляров) были созданы на Python. Его используют Instagram, Pinterest, Rdio, Google, Yahoo и даже НАСА. У Python низкий порог вхождения, он быстро усваивается и запоминается. Выучить его можно абсолютно бесплатно на интерактивных площадках Codecademy, сервисах Udacity и Coursera [3].

На сегодняшний день самыми востребованными скриптовыми языками являются JavaScript, Python, PHP. Постепенно завоевывают любовь программистов Ruby, Scala и R.

1.Ruby – сценарный язык, созданный в 1995 году Юкихиро Мацумото. До 2004 года о нем никто не слышал, пока не появился фреймворк Ruby on Rails. Сейчас Ruby уверенно догоняет Python.

2.Увеличивается интерес к Scala. Это функциональный язык, использующийся серверами Foursquare и Twitter. На нем можно писать как веб, так и Android-приложения.

3.R – инструмент для сбора статистических данных, работы с графикой и мощный скриптовый язык. Представляет собой коллекцию классических скриптовых функций, заимствованных из Лиспа и математики, с набором подпрограмм для анализа.