Языки программирования.
Язык программирования – это формальный язык или знаковая система, предназначенные для записи компьютерных программ. Как и в нашем языке здесь имеется лексика – слова, функции и операторы, из которых по правилам синтаксиса составляются выражения. Они имеют четкий и определенный смысл, понятный компьютеру - семантику. Самый первый высокоуровневый язык программирования был создан в период с 1943 по 1945 годы немецким инженером К. Цузе, и назывался Plankalkül - «запланированные вычисления». С того времени было придумано более 8 тысяч языков программирования (включая эзотерические, визуальные). Некоторые из них известны только их создателям, другие же становятся популярны для миллионов людей.
Языки программирования предназначены для написания программ, которые применяются для передачи компьютеру инструкций того или иного вычислительного процесса и организации управления отдельными устройствами.
Основные требования, предъявляемые к языкам программирования:
1. Наглядность – использование в языке уже существующих символов, хорошо известных и понятных программистам и пользователям ЭВМ;
2. Единство – использование одних и тех же символов для обозначения одних и тех же или родственных понятий в разных частях алгоритма. Количество символов должно быть, как можно меньше.
3. Гибкость – возможность описания распространенных приемов математических вычислений с помощью имеющегося в языке набора изобразительных средств;
4. Однозначность – недвусмысленность записи любого алгоритма. Ее отсутствие могло бы привести к неправильным ответам при решении задач.
В настоящее время существует несколько сотен реально используемых языков программирования. Для каждого есть своя область применения.
История возникновения языков программирования.
Первые программы заключались в установке ключевых переключателей на передней панели вычислительного устройства. Таким способом можно было составить только небольшие программы.
С развитием компьютерной техники появился машинный язык, с помощью которого программист мог задавать команды, оперируя с ячейками памяти, полностью используя возможности машины. Однако использование большинства компьютеров на уровне машинного языка затруднительно, особенно это касается ввода-вывода. Поэтому от его использования пришлось отказаться.
Первые процедурные языки программирования были разработаны в конце 1950-х – начале 1960-х годов:
1. Fortran «формула перевода» - первый язык программирования высокого уровня, получивший практическое применение, имеющий транслятор и испытавший дальнейшее развитие, созданный группой программистов под руководством Джоном Бэкусом в корпорации IBM.
2. COBOL «общий, ориентированный на бизнес, язык» - компилируемый компьютерный язык программирования, предназначенный для использования в бизнесе. COBOL был разработан комитетом CODASYL, при этом частично основан на языке программирования FLOW-MATIC, созданном под руководством Грейс Хоппер.
3. Первым функциональным языком был LISP «обработка списка», написанный Джоном Маккарти в конце 1950-х годов.
Несмотря на значительные обновления, все три языка по-прежнему широко используются сегодня.
В конце 1960-х годов появились первые объективно-ориентированные языки, такие как SIMULA. Логические языки стали известны в середине 1970-х годов с введением PROLOG, языка, используемого для программирования программного обеспечение искусственного интеллекта. В течение 1970-х годов процедурные языки продолжали развиваться вместе с ALGOL, BASIC, PASCAL, C и Ada. SMALLTALK был очень влиятельным объектно-ориентированным языком, который привел к слиянию объектно-ориентированных и процедурных языков C++ и совсем недавно JAVA. Хотя чистые логические языки снизились в популярности, вариации стали жизненно важными в виде реляционных языков для современных баз данных.
Семейство языков Си
Язык программирования C#
История создания:
C# – это объектно-ориентированный язык программирования. Он был создан в период с 1998 по 2002 год командой инженеров Microsoft под руководством Андерса Хейлсберга и Скотта Вильтаумота.
Язык входит в семью С-подобных языков. Синтаксис приближен к Java и C++.
Его особенности:
· статистическая типизация,
· поддерживается полиморфизм,
· поддерживается перегрузка операторов,
· доступна делегация, атрибуты, события, обобщенные типы и анонимные функции.
Разработка Microsoft много особенностей унаследовала у Delphi, Smalltalk и Java. При этом создатели нового языка исключили из своего детища многие практики и спецификации, считающиеся «проблемными».
Преимущества:
С# популярен за счет своей «простоты». Простоты для современных программистов и больших команд разработчиков, чтобы те могли в сжатые сроки создавать функциональные и производительные приложения. Этому способствуют нетипичные конструкции языка и специфичный синтаксис, помогающий максимально органично реализовать намеченные функции.
Популярность языка – еще одно значимое преимущество. Большое количество поклонников C# способствуют его развитию. Также это благоприятно влияет на рост числа вакансий, связанных с разработкой на языке Microsoft. Программисты, хорошо знакомые с С#, востребованы в индустрии, несмотря на их большое и постоянно увеличивающееся количество.
Понятный синтаксис C# заметно упрощает не только разработку как таковую, но и другие важные аспекты совместной работы, например, чтение чужого кода. Это упрощает процесс рефакторинга и исправления ошибок при работе над приложениями в больших командах.
Также нельзя не упомянуть низкий порог вхождения. С# – популярная и достаточно простая в освоении технология. Уже через полгода можно поднатореть в разработке и начать делать полноценные программы.
Зачем и где использовать С#:
Язык C# практически универсален. Можно использовать его для создания любого ПО: продвинутых бизнес-приложений, видеоигр, функциональных веб-приложений, приложений для Windows, macOS, мобильных программ для iOS и Android.
Язык программирования С++
История создания:
Этот язык программирования появился в начале 80-х годов ХХ столетия. Придумал его Бьерн Страуструп. Создавался С++ на базе существовавшего тогда С. Первоначально, Страуструп назвал новый язык «С с классами», так как в нем были реализованы классы. Помимо этого, в новый язык программирования были добавлены виртуальные функции, ссылки, константы и многое другое. Также здесь появился новый стиль комментирования (привычные многим //). В результате получившийся язык программирования перестал быть дополнением в С и стал самостоятельным.
Особенности:
1. Высокая скорость. Можно открыть любой тестер скоростей языков программирования, и вы увидите, что С++ является одним из наиболее высокоскоростных. При этом, можно использовать любой язык для решения локальных задач. Но если необходимо написать все приложение на одном языке, с этой задачей отлично справится С++.
2. Универсальность. Компиляторы языка С++ есть в любой операционной системе. При этом, написанные на этом языке программы могут без проблем исполняться на любой платформе.
3. Широкая сфера применения. Язык С++ можно использовать для разработки буквально всего от интернета вещей до умных часов, беспилотных транспортных средств и игр.
4. Большое сообщество. Язык постоянно обновляются и сюда внедряются различные полезные новшества. Но и это не все. С++ дополняется библиотеками и шаблонами, которые могут пригодиться как опытным программистам, так и начинающим разработчикам. Помимо этого, под С++ написано множество полезных книг и самоучителей, которые помогут быстрее освоить тонкости языка.
5. Принципы С++ заложены во многие современные языки программирования. Поэтому те. Кто его досконально изучат, смогут без труда освоить Java, JavaScript или C#, например. Тот же Java будет сложно понять, если не изучить хотя бы основы С++.
6. Высокий уровень востребованности. Программисты, работающие с С++ сегодня крайне востребованы, причем во всех странах мира.
Что касается недостатков, к ним можно отнести лишь то, что он достаточно сложен с точки зрения синтаксиса и понимания. На изучение С++ уйдет гораздо больше времени, чем на освоение JavaScript, например. Однако в результате, разработчик будет вознагражден за свои труды. Мало того, что он сможет без труда устроиться на работу, знания в С++ помогут в будущем изучить практически любой современный язык разработки что будет несомненным плюсом.
Есть еще один важный нюанс. Сегодня многие разработчики, изучив, к примеру, JS, не всегда сами понимают, что именно делают и зачем. Отсюда в коде ошибки, а приложение может работать не так, как нужно. Изучив и поняв С++ прежде, чем браться за новые языки, можно избежать многих ошибок, которые подстерегают всех начинающих разработчиков.
Несмотря на сложный синтаксис, где на простую программу может уйти не одна тысяча строк кода, этот язык все еще остается основой основ.
Зачем и где использовать C++:
Язык С++ отлично подходит для программирования встроенных систем. В первую очередь то связано с тем, что он обладает высокой производительностью и при этом простотой использования. Самым быстрым на сегодняшний день является именно С++. Именно поэтому его активно используют при разработке трехмерных и многопользовательских игр, которые особенно требовательны к ресурсам.
На языке С++ созданы такие игры, как Counter Strike, Diablo I, StarCraft: Blood War и World of Warcraft. И это не считая всех игровых продуктов, созданных для консолей Xbox и Playstation.
Язык программирования С
История создания:
Деннис Ричи разработал и первым реализовал язык программирования С на DEC PDP-11 с операционной системой UNIX. Язык является результатом разработки старого языка BCPL. Мартин Ричардс разработал BCPL под влиянием созданного Кеном Томсоном языка В, который привел к разработке С в 1970 году. В течение многих лет стандартом С де-факто была версия, поставляемая для операционной системы UNIX System V. Она описана в книге Брайана Кернигана и Денниса Ричи «Язык программирования С» (Prentice-Hall, 1978). Растущая популярность компьютеров привела к созданию множества приложений для С. Казалось просто чудом, что исходные коды для различных реализаций С имеют высокую степень совместимости. Тем не менее, поскольку не существовало стандарта, были и несоответствия. Для исправления ситуации ANSI предложил летом 1983 года создать комитет по созданию ANSI-стандарта языка С. Стандарт был полностью принят в декабре 1989 года.
Особенности:
1. обеспечение полного набора операторов структурного программирования
2. большой набор операций, в том числе операции прямой трансляции в машинный код
3. поддержка указателей на переменные и функции
4. Зачем и где использовать язык С:
5. системном ПО;
6. десктопных и мобильных приложениях;
7. базах данных;
8. корпоративном ПО;
9. игровых движках и мультимедиа
Язык программирования Pascal
История возникновения:
Существует множество языков программирования. Широко используемых на порядок меньше. Было время, когда Pascal был популярен не только как язык обучения программированию, но также использовался для решения практических задач.
Паскаль был создан в конце 60-х годов Н. Виртом как язык для обучения студентов программированию. Однако поскольку в Паскале были реализованы прогрессивные идеи того времени, он получил распространение среди практикующих программистов. На нем начали писать не только прикладные, но даже системные программы.
Разработка языка программирования подразумевает не только его описание, но также создание транслятора с него в машинный код. После 70-го года язык Pascal активно развивался, в нем появлялись новые возможности. Естественно, под него создавались разные трансляторы и среды разработки.
Трансляторы с Pascal имелись для большинства типов ЭВМ. Наличие специальных методик создания трансляторов упростило их разработку и способствовало широкому распространению языка. Трансляторы могли оптимизировать код, и это позволяло создавать эффективные программы, что послужило одной из причин использования Паскаля в качестве языка системного программирования.
В 80-х годах компьютерная наука начала входить в массы, в школах появился предмет "Информатика". Поскольку в это время Pascal был распространен и исходно был учебным языком, его начали использовать в школах и вузах. В итоге было написано большое количество учебных пособий по этому языку.
Чтобы Pascal оставался простым языком Вирт ввел в него некоторые ограничения. Так, Паскаль учит понимать, как хранятся данные в памяти компьютера, но имеет ряд ограничений при работе с ними.
Так как в свое время Паскаль достаточно активно использовался для решения практических задач, на его основе сформировался язык Object Pascal, который сейчас используется в средах разработки Delphi и Lazarus.
Особенности языка:
1. Паскаль является строго типизированным языком.
2. Он предлагает обширную проверку ошибок.
3. Он предлагает несколько типов данных, таких как массивы, записи, файлы и наборы.
4. Он предлагает множество структур программирования.
5. Он поддерживает структурированное программирование через функции и процедуры.
6. Он поддерживает объектно-ориентированное программирование.
Зачем и где использовать Паскаль:
Паскаль позволяет программистам определять сложные структурированные типы данных и строить динамические и рекурсивные структуры данных, такие как списки, деревья и графики. Паскаль предлагает такие функции, как записи, перечисления, поддиапазоны, динамически распределенные переменные со связанными указателями и наборами.
Паскаль позволяет определения вложенных процедур на любой уровень глубины. Это действительно обеспечивает отличную среду программирования для обучения программированию как систематической дисциплине, основанной на фундаментальных понятиях.
Язык программирования Java
История создания:
История создания языка Java начинается в июне 1991 года, когда Джеймс Гослинг создал проект для использования в одном из своих многочисленных сет-топ проектов. Язык, который рос вне офиса Гослинга, как дуб, Oak - первоначальное название Java до 1995 года, после в дальнейшем история Java продолжалась под именем Green, а позже был переименован как Java.
Но официальной датой создания языка Java считается 23 мая 1995 года, после выпуска компанией Sun первой реализации Java 1.0. Она гарантировала «Напиши один раз, запускай везде», обеспечивая недорогой стоимостью на популярных платформах.
13 ноября 2006 года, Sun выпустила большую часть как свободное и открытое программное обеспечение в соответствии с условиями GNU General Public License (GPL).
После 8 мая 2007 года судьба Java сложилась иначе. Компания завершила процесс, делая все чтобы исходный код был бесплатным и открытым, кроме небольшой части кода, на который компания не имела авторских прав.
Преимущества:
Объектно-ориентированный: в джава все является объектом. Дополнение может быть легко расширено, так как он основан на объектной модели.
Платформонезависимый: в отличие от многих других языков, включая C и C++, Java, когда был создан, он не компилировался в платформе конкретной машины, а в независимом от платформы байт-коде. Этот байт код распространяется через интернет и интерпретируется в Java Virtual Machine (JVM), на которой он в настоящее время работает.
1. Простой: процессы изучения и введение в язык программирования Java остаются простыми. Если Вы понимаете основные концепции объектно-ориентированного программирования, то он будет прост для Вас в освоении.
2. Безопасным: методы проверки подлинности основаны на шифровании с открытым ключом.
3. Архитектурно-нейтральным: компилятор генерирует архитектурно-нейтральные объекты формата файла, что делает скомпилированный код исполняемым на многих процессорах, с наличием системе Java Runtime.
4. Портативный: архитектурно-нейтральный и не имеющий зависимости от реализации аспектов спецификаций — все это делает Java портативным. Компилятор в Java написан на ANSI C с чистой переносимостью, который является подмножеством POSIX.
Зачем и где использовать Java:
1. Android приложения.
2. Серверные приложения в сфере финансовых услуг.
3. Вэб-приложения.
4. Программные средства.
5. Трейдинговые приложения.
Язык программирования Python.
История создания:
Python был разработан Гвидо ван Россумом в конце 80-х - начале 90-х годов в Национальном исследовательском институте математики и компьютерных наук в Нидерландах. Python является производным от многих других языков, включая ABC, Modula-3, C, C ++, Algol-68, SmallTalk, оболочку Unix и другие языки написания сценариев. Язык защищен авторским правом. Как и Perl, исходный код Python теперь доступен под Стандартной общественной лицензией GNU (общедоступная лицензия). Сейчас язык программирования поддерживается основной группой разработчиков в институте, хотя Гвидо ван Россум по-прежнему играет жизненно важную роль в истории развития языка Python.
Особенности:
1. Легко изучаемый — Python имеет несколько ключевых слов, простую структуру и четко определенный синтаксис. Это позволяет студенту быстро овладеть языком.
2. Легко читаемый — код Python более четко определяется и воспринимается зрением.
3. Легко обслуживаемый — исходный код Python довольно прост в обслуживании. Большая библиотека стандартных подпрограмм — большая часть библиотеки Python очень портативна и кроссплатформенна, совместима с UNIX, Windows и Macintosh.
4. Интерактивный режим — Python поддерживает интерактивный режим, который позволяет выполнять интерактивное тестирование и отладку фрагментов кода.
5. Переносимый — Python может работать на самых разных аппаратных платформах и имеет одинаковый интерфейс на всех платформах.
6. Расширяемый — в интерпретатор Python можно добавлять низкоуровневые модули, которые позволяют программистам добавлять или настраивать свои инструменты для повышения эффективности.
7. Базы данных — Python предоставляет интерфейсы для всех основных коммерческих баз данных. Программирование графического интерфейса пользователя — Python поддерживает приложения с графическим интерфейсом, которые можно создавать и переносить во многие вызовы системных функций, библиотеки и системы Windows, такие как Windows MFC, Macintosh и систему X Window в Unix
8. Масштабируемый — Python обеспечивает лучшую структуру и поддержку больших программ, чем сценарии оболочки.
Зачем и где использовать Python:
Web-разработка:
На Питоне можно делать весь backend интернет-ресурса, который будет выполняться на сервере. Делается это при помощи специальных фреймворков (Django и Flask), написанных на этом языке.
Графический интерфейс: Если говорить о визуальной составляющей в сфере IT, то и здесь Python может показать себя как вполне эффективный инструмент, решающий массу задач.
Базы данных: Разработчики современной версии Питона создали максимально простой и понятный доступ практически к любым базам данных.
Системное программирование: Ещё одна монетка в копилку возможностей Python – это интерфейсы языка, которые позволяют управлять службами операционных систем Windows, Linux и др.
Сложные вычислительные процессы: Это та самая сфера, где Питон может потягаться в своих возможностях с FORTRAN или C++. Специальное расширение NumPy, написанное для математических расчётов, прекрасно функционирует с массивами, интерфейсами уравнений и другими данными.
Машинное обучение: Помимо основного инструментария, у Python есть дополнительные библиотеки и фреймворки, позволяющие работать в области машинного обучения.
Автоматизация процессов: Сегодня одним из самых востребованных способов использования языка Питон является создание мелких скриптов, автоматизирующих некоторые рабочие процессы.
Игровая индустрия: Зря многие люди недооценивают геймдейв, ведь именно благодаря нему появилось так много гаджетов, разработок и значительно улучшилась графика.
