Файл: Классификация языков программирования. Критерии выбора среды и языка программирования.pdf

Главным недостатком этого языка считают чрезмерную сложность, точнее громоздкость, поскольку трудных для понимания концепций он, в общем-то, не содержит, но количество заложенных в язык разнообразных возможностей необычайно велико.^[7]

Сразу следом за PL/1, в том же 1964 году профессорами Дартмутского колледжа Томасом Курцем и Джоном Кемени был разработан, используемый в узком кругу лиц и сейчас, Basic. Название Basic образовано от словосочетания Beginer's All-purpose Symbolic Instruction Code, т.е. многоцелевой код символических команд для начинающих^[8]. Язык изначально создавался для конкретно учебных целей, с помощью этого языка планировалось научить студентов-непрограммистов писать программы самостоятельно для решения своих же задач.

Восемь основных принципов, которые соблюдались при создании Бейсика:

1.быть простым в использовании для начинающих;

2.быть языком программирования общего назначения;

3.предоставлять возможность расширения функциональности, доступную опытным программистам;

4.быть интерактивным;

5.предоставлять ясные сообщения об ошибках;

6.быстро работать на небольших программах;

7.не требовать понимания работы аппаратного обеспечения;

8.защищать пользователя от операционной системы.

Язык был основан частично на Фортране II и частично на Алголе 60, с добавлениями, делающими его удобным для работы в режиме разделения времени и, позднее, обработки текста и матричной арифметики. Первоначально Бейсик был реализован на мейнфрейме GE-265с поддержкой множества терминалов. Вопреки распространённому убеждению, в момент своего появления это был компилируемый язык. Было создано несколько мощных реализаций Бейсик, поддерживающих самые современные концепции программирования (ярчайший пример — Microsoft Visual Basic).

Создание каждого из вышеупомянутых языков (за исключением, может быть, Алгола) было вызвано некоторыми практическими требованиями. Эти языки послужили фундаментом для более поздних разработок. Все они представляют одну и ту же парадигму программирования. Следующие языки пошли существенно дальше в своем развитии, в сторону более глубокого абстрагирования.

Больше, применяемых сегодня, никаких языков программирования период 60-х годов не принес, зато, как только он перешел на период 70-х годов сразу же в1970-м году был разработан Pascal, тот самый, который и сегодня изучается в школьной программе информатики и на котором объясняется консольное программирование.

---

Язык Паскаль был создан Никлаусом Виртом в 1968—1969 годах после его участия в работе комитета разработки стандарта языка Алгол-68. Язык назван в честь французского математика, физика, литератора и философа Блеза Паскаля, который создал первую в мире механическую машину, складывающую два числа.

Язык унаследовал от Алгола строгое описание синтаксиса, компактность. Ориентируясь исключительно на простые учебные задачи, Паскаль рассматривал структуру программы как нечто неделимое, целое.^[9]

Первая публикация Вирта о языке датирована 1970 годом, представляя язык, автор указывал в качестве цели его создания — построение небольшого и эффективного языка, способствующего хорошему стилю программирования, использующему структурное программирование и структурированные данные. Особенностями языка являются строгая типизация и наличие средств структурного (процедурного) программирования. Паскаль был одним из первых таких языков. По мнению Вирта, язык должен способствовать дисциплинированному программированию, поэтому, наряду со строгой типизацией, в Паскале сведены к минимуму возможные синтаксические неоднозначности, а сам синтаксис автор постарался сделать интуитивно понятным даже при первом знакомстве с языком.

Тем не менее, первоначально язык имел ряд ограничений: невозможность передачи функциям массивов переменной длины, отсутствие нормальных средств работы с динамической памятью, ограниченная библиотека ввода-вывода, отсутствие средств для подключения функций написанных на других языках, отсутствие средств раздельной компиляции и т. п.

Отрицательной чертой языка было отсутствие в нем средств для разбиения программы на модули. Вирт осознавал это и разработал язык Modula-2 (1978), в котором идея модуля стала одной из ключевых концепций языка. В 1988 году появилась Modula-3, в которую были добавлены объектно-ориентированные черты. Логическим продолжением Паскаля и Модулы являются язык Oberon и Oberon-2. Они характеризуются движением в сторону объектно- и компонентно- ориентированности.

Следом наступает год рождения языка программирования C — отца, используемого и сегодня C++. Язык программирования Си был разработан в лабораториях BellLabs Брайаном Керниганом и Деннисом Ритчи в период с 1969 по 1973 годы. Согласно Ритчи, самый активный период творчества пришёлся на 1972 год.

Язык назвали «Си» (C — третья буква латинского алфавита), потому что многие его особенности берут начало от старого языка «Би» (B — вторая буква латинского алфавита). Существует несколько различных версий происхождения названия языка Би. Кен Томпсон указывает на язык программирования BCPL, однако существует ещё и язык Bon, также созданный им, и названный так в честь его жены Бонни.

---

При разработке языка Си был принят компромисс между низким уровнем языка ассемблера и высоким уровнем таких языков, как Паскаль, Фортран, Бэйсик, ПЛ/1 и др. Многие и многие операции языка Си (манипулирования строками, ввода-вывода и др.) вынесены за пределы языка и реализованы как подпрограммы, которые могут быть вызваны из Си-программ. Такое решение обеспечило высокую эффективность языка Си (высокое быстродействие и малые затраты памяти)^[10].

Си часто называют «переносимым ассемблером», имея в виду то, что он позволяет работать с данными практически так же эффективно, как на ассемблере, предоставляя при этом структурированные управляющие конструкции и абстракции высокого уровня (структуры и массивы). Именно с этим связана его огромная популярность и поныне. И именно это является его ахиллесовой пятой. Компилятор Си очень слабо контролирует типы, поэтому очень легко написать внешне совершенно правильную, но логически ошибочную программу.

Существует несколько легенд, касающихся причин разработки Си и его отношения к операционной системе UNIX, включая следующую:

Разработка Си стала результатом того, что его будущие авторы любили компьютерную игру, подобную популярной игре Asteroids (Астероиды). Они уже давно играли в неё на главном сервере компании, который был недостаточно мощным и должен был обслуживать около ста пользователей. Томпсон и Ритчи посчитали, что им не хватает контроля над космическим кораблём для того, чтобы избегать столкновений с некоторыми камнями. Поэтому они решили перенести игру на свободный PDP-7,стоящий в офисе. Однако этот компьютер не имел операционной системы, что заставило их её написать. В конце концов, они решили перенести эту операционную систему ещё и на офисный PDP-11,что было очень тяжело, потому что её код был целиком написан на ассемблере. Было вынесено предложение использовать какой-нибудь высокоуровневый портируемый язык, чтобы можно было легко переносить ОС с одного компьютера на другой. Язык Би, который они хотели сначала задействовать для этого, оказался лишён функциональности, способной использовать новые возможности PDP-11.Поэтому они и остановились на разработке языка Си.

В 1978 году Брайан Керниган и Деннис Ритчи опубликовали первую редакцию книги «Язык программирования Си». Эта , известная среди программистов как «K&R», книга служила многие годы неформальной спецификацией языка.

В конце 1970-х годов Си начал вытеснять Бейсик с позиции ведущего языка для программирования микрокомпьютеров. В1980-х годах он был адаптирован для использования в IBM PC, что привело к резкому росту его популярности. В то же время Бьёрн Страуструп и другие в лабораториях BellLabs начали работу по добавлению в Си возможностей объектно-ориентированного программирования. Язык, который они в итоге сделали, C++, оказал большое влияние на разработку ПО, но так и не смог сравняться по популярности с Си, особенно в UNIX-подобных системах.

---

В1983 году Американский национальный институт стандартов (ANSI) сформировал комитет для разработки стандартной спецификации Си. По окончании этого долгого и сложного процесса в 1989 году он был наконец утверждён как «Язык программирования Си» ANSI X3.159-1989. Эту версию языка принято называть ANSI C или C89.

Период 80-х годов особо ничего не принес в развитие языков программирования, если говорить о применяемых языках сегодня. Было внесено много доработок в созданные раннее языки программирования, такие как Си, Бейсик и Паскаль, однако, самой интересной доработкой для нас является модификация C в C++.

Язык возник в начале 1980-хгодов, когда сотрудник фирмы BellLabs Бьёрн Страуструп придумал ряд усовершенствований к языку Си под собственные нужды. Когда в конце1970-х годов Страуструп начал работать в BellLabs над задачами теории очередей (в приложении к моделированию телефонных вызовов), он обнаружил, что попытки применения существующих в то время языков моделирования оказываются неэффективными, а применение высокоэффективных машинных языков слишком сложно из-за их ограниченной выразительности. Так, язык Симула имеет такие возможности, которые были бы очень полезны для разработки большого программного обеспечения, но работает слишком медленно, а язык BCPL достаточно быстр, но слишком близок к языкам низкого уровня и не подходит для разработки большого программного обеспечения. C++ продолжает совершенствоваться и в настоящее время, так в 1998 году вышла новая (третья) версия стандарта, содержащая в себе некоторые довольно существенные изменения. Язык стал основой для разработки современных больших и сложных проектов. У него имеются, однако же, и слабые стороны, вытекающие из требований эффективности.^[11]

В 1995 году в корпорации Sun Microsystems Кеном Арнольдом и Джеймсом Гослингом был создан язык Java. Язык Java произошел от языка программирования Oak (а не от C++, как думают многие). Oak был приспособлен для работы в Internet и затем переименован в Java.

Синтаксис Java близок к синтаксису языка C++. Унаследовав самое лучшее от языка программирования C++, язык Java при этом избавился от некоторых недостатков C++, в результате чего на нем стало проще программировать. Отличительной особенностью языка является компиляция в код некоей абстрактной машины, для которой затем пишется эмулятор (Java Virtual Machine) для реальных систем. Огромное преимущество Java заключается в том, что на этом языке можно создавать приложения, способные работать на различных платформах. К сети Internet подключены компьютеры самых разных типов - Pentium PC, Macintosh, рабочие станции Sun и так далее. Даже в рамках компьютеров, созданных на базе процессоров Intel, существует несколько платформ, например, MicrosoftWindows версии 3.1, Windows 95, Windows NT, OS/2, Solaris, различные разновидности операционной системы UNIX с графической оболочкой XWindows. Между тем, создавая сервер Web в сети Internet, хотелось бы, чтобы им могло пользоваться как можно большее число людей. В этом случае выручают приложения Java, предназначенные для работы на различных платформах и не зависящие от конкретного типа процессора и операционной системы.

---

В 1999–2000 годах в корпорации Microsoft был создан язык C#. Он в достаточной степени схож с Java (и задумывался как альтернатива последнему), но имеет и отличительные особенности. Ориентирован, в основном, на разработку многокомпонентных Интернет-приложений.

Язык Ада создан в основном в 1975-1980 гг. в результате грандиозного проекта, предпринятого МО США с целью разработать единый язык программирования для так называемых встроенных систем (то есть систем управления автоматизированными комплексами, работающими в реальном времени). Имелись в виду, прежде всего бортовые системы управления военными объектами (кораблями, самолетами, танками, ракетами, снарядами и т. п.). Поэтому решения, принятые авторами Ады, не следует считать универсальными. Их нужно воспринимать в контексте особенностей выбранной ПО^[12].

Язык замечателен тем, что очень много ошибок может быть выявлено на этапе компиляции. Кроме того, поддерживаются многие аспекты программирования, которые часто отдаются на откуп операционной системе (параллелизм, обработка исключений). В 1995 году был принят стандарт языка Ada 95, который развивает предыдущую версию, добавляя в нее объектно-ориентированность и исправляя некоторые неточности. Оба этих языка не получили широкого распространения вне военных и прочих крупномасштабных проектов (авиация, железнодорожные перевозки). Основной причиной является сложность освоения языка и достаточно громоздкий синтаксис (значительно более громоздкий, чем Паскаль)^[13].

Кроме языков общего назначения в том смысле, что они не ориентированы и не оптимизированы под использование каких-либо специфических структур данных или на применение в каких-либо специфических областях, было разработано большое количество языков, ориентированных на достаточно специфические применения.

В 1957 году была предпринята попытка создания языка для описания математической обработки данных. Язык был назван APL (Application Programming Language). Его отличительной особенностью было использование математических символов (что затрудняло применение на текстовых терминалах; появление графических интерфейсов сняло эту проблему) и очень мощный синтаксис, который позволял производить множество нетривиальных операций прямо над сложными объектами, не прибегая к разбиению их на компоненты. Широкому применению помешало, как уже отмечалось, использование нестандартных символов как элементов синтаксиса.

---