Файл: Классификация языков программирования. Критерии выбора среды и языка разработки программ ( ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЯЗЫКОВ ПРОГРАММИРОВАНИЯ).pdf

Elm

Elm — функциональный язык программирования, ориентированный на удобство и простоту использования, который компилируется в высокопроизводительный JavaScript-код. Вы можете использовать его, в том числе и совместно с JavaScript, для создания пользовательских интерфейсов в интернете. Основными преимуществами Elm по сравнению с JavaScript являются надёжность, лёгкость в поддержке и нацеленность на удовольствие от программирования. Более конкретно:

Семантическое версионирование: elm-package  обеспечивает соблюдение семантических версий автоматически. Если автор пакета пытается сделать ломающие API изменения, не поднимая основной номер версии, elm-package обнаружит это и откажет в публикации новой версии пакета. Ни один другой известный менеджер пакетов не обеспечивает соблюдение семантического версионирования настолько надёжно.

Быстрый и функциональный: Elm является чистым функциональным языком, который гарантирует отсутствие мутаций и побочных эффектов. Это не только обеспечивает прекрасную масштабируемость Elm-кода, но также помогает ему рендерить UI приложения быстрее, чем React, Angular или Ember.

Мощные инструменты:  elm-format форматирует исходный код в соответствии со стандартом сообщества. Нет больше споров по конвенциям оформления кода. Просто нажимаете кнопку “Сохранить” в вашем редакторе и ваш код становится красивым.  elm-test  поставляется с “батарейками” для поддержки как модульного, так и случайного тестирования. elm-css  позволяет писать Elm-код, который компилируется в css-файл, так что вы можете разделять код между приложением и таблицами стилей, чтобы гарантировать, что ваши константы никогда не рассинхронизируются.

Elm код также может взаимодействовать с JavaScript. То есть вы можете вводить его в малых дозах в ваш JS код, и вы всё ещё можете использовать огромную экосистему JS и не изобретать колесо. [12]

Посмотрите guide.elm-lang.org, чтобы начать, Elm in Action для более глубокого ознакомления и How to Use Elm at Work, если вам интересно, как можно было бы использовать Elm на работе.

Этот раздел написал Richard Feldman — автор Elm in Action и создатель elm-css, CSS-препроцессора для Elm.

Rust

Rust является языком системного программирования, который сочетает в себе эффективность C и контроль над памятью с функциональными возможностями, такими как сильная статическая типизация и вывод типов.

Основными целями при проектировании языка были:

Безопасность: Многие C-подобные языки открывают путь к ошибкам в результате ручного управления памятью (например, висячие указатели или двойные освобождения). Rust перенимает передовые практики современного C++, такие как RAII и смарт-указатели и делает их применение обязательным, систематически гарантируя, что чистый код на Rust безопасен по памяти.

---

Скорость: Почти все языки работают медленнее, чем C, поскольку они обеспечивают абстракции, которые упрощают разработку программного обеспечения. Но это даётся ценой существенного увеличения накладных расходов во время выполнения (например, сборка мусора и динамическая диспетчеризация). Rust фокусируется на "абстракциях нулевой стоимости”, т.е. таких методах упрощения программирования, которые не требуют дополнительных затрат во время выполнения. Например, Rust управляет памятью во время компиляции и использует статическую диспетчеризацию для дженериков (по аналогии с шаблонами C++, но более безопасно по отношению к типам).

Конкурентность: Конкурентный код в системных языках часто хрупок и подвержен ошибкам, учитывая нетривиальность многопоточного программирования. Rust пытается смягчить эти проблемы путем предоставления гарантий на уровне типа какие значения могут быть разделены между потоками и как именно. [12]

Rust также имеет несколько отличительных особенностей:

Проверка владения: прославленная возможность Rust — инструмент статического анализа, который считывает код и прекращает компиляцию, если он может привести к ошибке памяти. Это работает путем закрепления понятия, что значения либо принадлежат одному месту, либо используются во многих местах, и последующего анализа того, как владение значением меняется во время выполнения программы. Проверка владения также исключает состояние гонки в конкурентном коде, используя тот же набор правил.

Композиция вместо наследования: Вместо того, чтобы использовать систему наследования классов подобно C++ или Java, Rust использует трейты или компонуемые интерфейсы для поддержки модульного программирования. Вместо того, чтобы указывать, что конкретный тип является частью иерархии классов, программист может описать тип на основе его возможностей, например, говоря о том, что тип должен быть Printable и Hashable вместо наследования от класса PrintableHashable.

Крутые инструменты: Любой C/C++ ветеран знает боль установки зависимостей, компиляции кода на нескольких платформах и борьбы с тайнами конфигурации CMake. Rust экономит бесконечные часы, проведенные в криках на GCC, предоставляя разумный менеджер пакетов и кросс-платформенные API.

Для получения дополнительной информации, ознакомьтесь с The Rust Book и Rust by Example.

Этот раздел написал Will Crichton — аспирант Стэнфордского университета, который специализируется на параллельных и конкурентных системах, визуальных вычислениях и архитектуре компиляторов и языков программирования. Он часто пишет о Rust в своем блоге. [7]

---

Kotlin

Kotlin представляет собой статически типизированный язык, который ориентирован на JVM и JavaScript. Kotlin родился из потребности JetBrains, которая искала новый язык для разработки своего набора инструментов (который был в основном написан на Java). Что-то, что позволило бы им использовать существующую кодовую базу и в то же время решить некоторые проблемы, которые возникали из-за Java. И именно решения этих распространенных недочётов, встречающихся при написании программного обеспечения, определили большую часть характеристик Kotlin.

Лаконичность: уменьшить количество шаблонного кода, необходимого для выражения определенных конструкций.

Универсальность: создать язык, который подходит для любого типа промышленного применения, будь то веб, мобильная разработка, desktop или серверные приложения.

Безопасность: пусть язык сам обрабатывает некоторые из распространенных ошибок, связанные с такими вопросами, как null reference exceptions.

Взаимодействие: разрешить языку взаимодействие с существующими базами кода на Java, библиотеками и фреймворками, что обеспечивает возможность постепенного внедрения и использования результатов уже вложенных инвестиций.

Kotlin был и всегда будет нацелен на прагматизм — выискивая распространённые проблемы, с которыми мы часто сталкиваемся при написании кода, и пытаясь помочь в их решении. Это проходит красной нитью через различные языковые особенности, такие как:

Null-safe по умолчанию: типы Kotlin по умолчанию не обнуляемы, что позволяет избежать назойливых исключений, связанных с пустыми ссылками/указателями.

Делегация первого класса: возможность делегировать функциональность члена класса внешней функции, что облегчает повторное использование и улучшает композицию.

Соглашения: ряд соглашений, которые позволяют писать выразительный код, открывая путь к созданию сильно типизированного DSL, который улучшает читабельность и упрощает рефакторинг[9]

html {

head { title

{+"XML encoding with Kotlin"}

}

body {

p { + "This is some HTML" }

}

}

Kotlin 1.0 был выпущен в феврале 2016 года, спустя более пяти лет разработки и тщательного тестирования в реальных проектах. В настоящее время более десяти продуктов JetBrains используют Kotlin. Также его используют такие компании, как Amex, NBC Digital, Expedia и Gradle.

Для получения дополнительной информации посетите kotlinlang.org

Этот раздел написал Hadi Hariri — вице-президент JetBrains, редактор блога Kotlin и главный докладчик на темы, посвящённые этому языку.

Crystal

Crystal является языком программирования общего назначения с девизом “Быстр как C, привлекателен как Ruby."

---

Это высокоуровневый, статически типизированный, компилируемый, полностью объектно-ориентированный язык программирования с передовым выводом типов и сборкой мусора.

Архитектурные цели Crystal:

Синтаксис похожий на Ruby (но совместимость с ним не является целью).

Статическая типизация, но без необходимости указания типа переменных или аргументов метода.

Возможность вызывать C-код, написав биндинги к нему на Crystal.

Возможность выполнения и генерации кода во время компиляции, чтобы избежать шаблонного кода (boilerplate).

Компиляция в эффективный машинный код.

Crystal имеет уникальные функции, такие как:

Каналы: Crystal использует каналы, вдохновленные CSP (так же, как Go) для достижения конкурентности. Он использует согласованные легковесные потоки, называемые Fibers, для достижения этой цели. Fiber легко создать с помощью ключевого слова spawn и сделать выполнение асинхронным/неблокирующим.

Макросы: Crystal использует макросы, чтобы избежать шаблонного кода и обеспечить возможности метапрограммирования. Макросы очень мощные и раскрываются во время компиляции, то есть они не приводят к потери производительности.

crystal: Команда crystal сама по себе полнофунциональна и поставляется с большим количеством встроенных инструментов. Она используется для создания нового проекта, компиляции, запуска тестов и многого другого. Там также есть встроенная утилита для автоматического форматирования кода. А ещё crystal play представляет интерактивную среду для быстрого прототипирования, подобно irb. [9]

Бонус:

Выразительность: Код читают гораздо чаще, чем пишут. Благодаря Ruby, Crystal действительно выразителен и лёгок для понимания. Это облегчает обучение для новичков и окупается в долгосрочной перспективе, благодаря упрощению сопровождения кода.

Для получения дополнительной информации вы можете обратить внимание на официальную Crystal Book и Crystal for Rubyists.

Этот раздел был написан Serdar Doğruyol — автор Crystal for Rubyists, создатель Kemal, веб-фреймворка для Crystal, куратор Crystal Weekly.

Elixir

Впервые представленный в 2012 году, Elixir является функциональным языком общего назначения, предназначенным для повышения производительности, масштабируемости и эксплуатационной надежности. В то время как язык является относительно новым, он компилируется в байт-код, который выполняется на виртуальной машине Erlang (BEAM). Erlang VM родилась в телекоммуникационной отрасли, развивается в течение почти 25 лет и стоит за многими сложными системами с высокой доступностью и низкой задержкой.

---

В настоящее время Elixir в основном используется для создания веб-приложений с использованием как Cowboy (низкоуровневый HTTP-сервер), так и Phoenix (полнофункциональный фреймворк для разработки веб-приложений). Кроме того, Elixir пробивается в нишу встраиваемых систем благодаря фреймворку Nerves.

Цели языка:

”Дружественное” функциональное программирование: сила и преимущества функционального языка программирования с ясным и доступным синтаксисом.

Высококонкурентный и масштабируемый: язык не должен создавать проблем на пути решения серьёзных задач для высоконагруженных систем.

Отличные средства разработки: для компиляции, управления зависимостями, тестирования и развёртывания.

Иммутабельные структуры данных и отсутствие побочных эффектов помогают сделать большие системы проще в обслуживании и понимании.

Конкурентность, основанная на акторах и отсутствии разделяемых данных, хорошо подходит для решения сегодняшних проблем конкурентности при масштабировании. См. Путь к 2 миллионам подключений.

Очень эффективное управление ресурсами означает, что вы можете обслуживать множество пользователей ограниченными аппаратными средствами. См. Почему WhatsApp требуется только 50 инженеров для обслуживания 900 миллионов пользователей.

Горячая замена кода позволяет проводить деплои без даунтайма.

Elixir и Phoenix набирают популярность, поскольку это сочетание позволяет легко создавать сложные надёжные веб-приложения и API с хорошей поддерживаемостью, отличной производительностью и масштабируемостью. Вот почему Pinterest, Bleacher Reports и многие другие компании выбирают Elixir для ключевых частей инфраструктуры своих продуктов. Вы можете получить продуктивность без ущерба для производительности (или наоборот), чего не скажешь о большинстве других языков.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе была рассмотрена тема основных операторов программирования высокого уровня.

Первая глава работы носит теоретический характер, описывая общее понятие языков программирования, их историю развития, которая прошла несколько этапов:

• машинные коды;
• ассемблеры;
• алгоритмические языки;
• процедурные языки;
• объектно-ориентированные языки.

В зависимости от абстракции аппаратуры, к которой применимы языки программирования, их принято делить на следующие группы:

• низкого уровня:
  • машинно-зависимые – представляют собой команды, записанные непосредственно на языке конкретного процессора;
  • машинно-ориентированные – команды, записанные на языке близком к процессору в виде буквенных обозначений;
• высокого уровня – машинно-независимые языки, имитирующие естественный человеческий язык;
• сверхвысокого уровня – еще один вид машинно-независимых языков программирования. Команды таких языков исполняются на абстрактных машинах, при этом доступ к памяти полностью скрыт.

---